Conic Sections (Parabola) - Part 1

Introduction




ထိပ်ချင်းဆိုင်ထားα€žော ကတော့ချွα€”် (Cone) α€”ှα€…်ခုα€€ို ပြင်α€Šီတစ်ခုα€”ှင့် ပိုင်းα€–ြတ်α€œိုα€€်α€žောထခါ α€›α€›ှိα€œာα€žα€Š့် ထစိပ်ထပိုင်းα€™ျားα€€ို Conic Sections α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။ ပိုင်းα€–ြတ်α€œိုα€€်α€žော ပြင်α€Šီ၏ α€α€Š်α€”ေပုံ (ထောင့်ထနေထထား) α€€ို α€œိုα€€်၍ Conic Sections α€™ျားα€€ို
  • Circle
  • Ellipse
  • Parabola
  • Hyperbola
  • Intersecting Lines
α€…α€žα€–ြင့်ထမျိုးထစားα€™ျား ခွဲခြားα€”ိုင်ပါα€žα€Š်။

Parabola



  • ပေးထားα€žော applet α€›ှိ ထမှတ် $P$ α€€ို ပွတ်ဆွဲပြီး α€›ွှေ့α€€ြα€Š့်ပါ။

  • ထမှတ် $P$ α€žα€Š် ထမှတ်α€žေ (α€™α€›ွေ့α€œျားα€žော ထမှတ်) $F$ α€”ှင့် α€™ျဉ်းα€žေ (α€™α€›ွေ့α€œျားα€žော α€™ျဉ်း) $L$ α€™ှ ထမြဲတူα€Šီα€…ွာ α€€ွားဝေးα€”ေα€žα€Š်α€€ို တွေ့ရပါα€™α€Š်။

  • ထမှတ်α€›ှင် (α€›ွေ့α€œျားα€”ိုင်α€žော ထမှတ်) $P$ α€€ို α€”ေα€›ာα€œိုα€€်ပြီး $P_1, P_2, P_3, \text{etc}.$ α€…α€žα€–ြင့် α€‘α€™α€Š်α€žα€်α€™ှတ်α€žα€Š် ဆိုပါα€…ို့။ α€α€Š်α€”ေα€›ာမတူα€žော $P$ ထမှတ်α€™ျား၏ ထစုထဝေးα€€ို α€™ျဉ်းα€€ွေး (Curve) ထဖြα€…် တွေ့α€™ြင်α€›α€™α€Š် α€–ြα€…်ပြီး၊ ထဆိုပါ curve α€€ို Parabola α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။

  • ထမှတ်α€žေ (fixed point) $F$ α€€ို Focus α€Ÿုခေါ်ပြီး၊ α€™ျဉ်းα€žေ (fixed line) $L$ α€€ို Directrix α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။

  • ထို့α€€ြောင့် Parabola ဆိုα€žα€Š်α€™ှာ Focus α€”ှင့် Directrix တို့α€™ှ တူα€Šီα€…ွာဝေးα€€ွာα€žα€Š့် ထမှတ်α€™ျားပါဝင်α€žော ထစုα€Ÿု ထဓိပ္ပါα€š်α€žα€်α€™ှတ်α€”ိုင်ပါα€žα€Š်။
Definitions - Parabola

A set that consists of all the points in a plane equidistant from a given fixed point and a given fixed line in the plane is a parabola. The fixed point is the focus of the parabola. The fixed line is the directrix.


Focus α€žα€Š် $\text{positive}\ x-\text{axis}$ ပေါ်α€›ှိ ထမှတ်တစ်ခု $(0,p)$ α€–ြα€…်α€žα€Š်α€Ÿု α€šူα€†α€™α€Š်။ Directrix α€žα€Š် $(0,-p)$ α€€ို α€–ြတ်α€žွားα€žော horizontal line (α€›ေပြင်α€Šီα€™ျဉ်း) α€–ြα€…်α€žα€Š်α€Ÿု α€šူα€†α€™α€Š်။

ထိုထခါ parabola α€žα€Š် $(0,p)$ α€”ှင့် $(0,-p)$ တို့၏ α€‘α€œα€š်α€™ှတ်α€–ြα€…်α€žော $(0,0)$ α€€ို α€–ြတ်α€žွားα€™α€Š်။ ၎င်းα€€ို parabola ၏ vertex α€Ÿုα€œα€Š်း ခေါ်α€žα€Š်။ Vertex α€”ှင့် Focus α€žα€Š် တူα€Šီα€žော ထောင်α€œိုα€€် α€žို့α€™α€Ÿုတ် α€›ေပြင်α€Šီ α€™ျဉ်းတစ်α€€ြောင်းα€α€Š်း ပေါ်တွင်α€žာ α€›ှိα€žα€Š်။ Vertex α€”ှင့် Focus α€€ြားထကွာထဝေး |p| α€€ို parabola ၏ focal lenght α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။ Parabola ၏ vertex α€€ို α€€α€”့်α€œα€”့်α€–ြတ်ပြီး Parabola α€€ို ခေါα€€်ချိုးα€Šီထက်ဝက်ပိုင်း α€žွားα€žော $y-\text{axis}$ α€€ို Axis of Symmetry (ခေါα€€်ချိုးα€Šီ ဝင်α€›ိုး) α€Ÿု ခေါ်α€žα€Š်။

ထမှတ် $P$ α€™ှ directrix ပေါ်α€žို့ ထောင့်မတ်α€€ျα€žော α€™ျဉ်းα€žα€Š် directrix α€€ို $Q$ ၌ α€–ြတ်α€žα€Š်ဆိုပါα€…ို့။ Parabola ၏ ထဓိပ္ပာα€š်α€žα€်α€™ှတ်ချα€€်ထရ $PF=PQ$ ထမြဲα€–ြα€…်ပါα€™α€Š်။ ထို့α€€ြောင့် PF:PQ = 1 α€–ြα€…်α€œျှင် parabola α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။ ထဆိုပါ PF α€”ှင့် PQ ထချိုးα€€ို conic section တစ်ခု၏ eccentricity ($e$) α€Ÿု α€žα€်α€™ှတ်α€žα€Š်။

Distance Formula ထရ ...

$\begin{array}{l} P F=\sqrt{(x-0)^{2}+(y-p)^{2}}=\sqrt{x^{2}+(y-p)^{2}} \\\\ P Q=\sqrt{(x-x)^{2}+(y+p)^{2}}=\sqrt{(y+p)^{2}} \\\\ \therefore \sqrt{x^{2}+(y-p)^{2}}=\sqrt{(y+p)^{2}} \\\\ x^{2}+(y-p)^{2}=(y+p)^{2} \\\\ x^{2}=(y+p)^{2}-(y-p)^{2} \\\\ x^{2}=(y+p+y-p)(y+p-y+p) \\\\ x^{2}=(2 y)(2 p) \\\\ x^{2}=4 p y \text { or } y=\displaystyle\frac{x^{2}}{4 p} \end{array}$
ထို့α€€ြောင့် Focus α€€ $(0,p)$ ၌ α€›ှိပြီး directrix : $y=-p$ α€–ြα€…်α€œျှင် parabola ၏ equation α€€ို $x^{2}=4 p y \text { or } y=\displaystyle\frac{x^{2}}{4 p}$ α€Ÿု α€‘α€œွα€š်တကူ ပြောα€”ိုင်α€žα€Š်။ Parabola Shape α€™ှာ Opens Up α€–ြα€…်α€™α€Š်။

α€‘α€€α€š်၍ Focus α€€ $(0,-p)$ ၌ α€›ှိပြီး directrix : $y=p$ α€–ြα€…်α€œျှင် parabola ၏ equation α€™ှာ $x^{2}=-4 p y \text { or } y=-\displaystyle\frac{x^{2}}{4 p}$ α€–ြα€…်ပြီး Opens Down Parabola α€€ို α€›α€›ှိα€™α€Š် α€–ြα€…်α€žα€Š်။ ထောα€€်ပါ applet α€™ှာ ထမှတ် $P$ α€€ို ပွတ်ဆွဲα€€ြα€Š့်ပါ။


α€‘α€€α€š်၍ Focus α€€ $(p,0)$ ၌ α€›ှိပြီး directrix : $x=-p$ α€–ြα€…်α€œျှင် parabola ၏ equation α€™ှာ $y^{2}=4px \text { or } x=\displaystyle\frac{y^{2}}{4 p}$ α€–ြα€…်ပြီး Opens Right Parabola α€€ို α€›α€›ှိα€™α€Š် α€–ြα€…်α€žα€Š်။ထောα€€်ပါ applet α€™ှာ ထမှတ် $P$ α€€ို ပွတ်ဆွဲα€€ြα€Š့်ပါ။


ထိုα€”α€Š်းတူα€…ွာ Focus α€€ $(-p,0)$ ၌ α€›ှိပြီး directrix : $x=p$ α€–ြα€…်α€œျှင် parabola ၏ equation α€™ှာ $y^{2}=-4px \text { or } x=-\displaystyle\frac{y^{2}}{4 p}$ α€–ြα€…်ပြီး Opens Left Parabola α€€ို α€›α€›ှိα€™α€Š် α€–ြα€…်α€žα€Š်။ α€–ော်ပြပါ parabola ပုံα€žα€္α€Œာα€”် α€œေးα€™ျိုးα€€ို ထောα€€်ပါထတိုင်းα€™ှတ်α€žားα€”ိုင်ပါα€žα€Š်။

Standard Equations

Standard-form equations for parabolas with vertices at the origin (p > 0)

      Equation             Focus             Directrix             Axis             Opens      
$x^{2}=4 p y$     $(0, p)$       $y=-p$ $y \text { -axis }$       UP
$x^{2}=-4 p y$     $(0, -p)$       $y=p$ $y \text { -axis }$       DOWN
$y^{2}=4 p x$     $(p, 0)$        $x=-p$ $x \text { -axis }$       RIGHT
$y^{2}=-4 p x$     $(-p, 0)$       $x=p$ $x \text { -axis }$       LEFT


Terms of Parabola




Important Terms to Know

  • Axis: The straight line passing through the focus and perpendicular to the directrix of the conic is known as its axis.
    Focus α€€ို α€–ြတ်၍ directrix ပေါ် ထောင့်မတ်α€€ျα€žော α€™ျဉ်းα€€ို axis of symmetry α€žို့α€™α€Ÿုတ် axis α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။

  • Vertex: A point of intersection of a conic with its axis is known as a vertex of the conic.
    Conic α€”ှင့် Axis α€–ြတ်α€žွားα€žော ထမှတ်α€€ို Vertex α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။

  • Focal Chord: A chord passing through the focus is known as focal chord of the conic.
    Conic ၏ Focus α€€ို α€–ြတ်α€žွားα€žော α€œေးα€€ြိုးα€€ို Focal Chord α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။

  • Latus Rectum: The focal chord which is perpendicular to the axis is known as latus rectum of the conic.
  • Axis ပေါ် ထောင့်မတ်α€€ျα€žော Focal Chord α€€ို latus rectum α€Ÿုခေါ်α€žα€Š်။


Worked Examples

Example (1)

Find the equation of the parabola with focus at (0, 4) and directrix the line y=-4.

Solution

Focus = (0,4), directrix : y= -4

Since the focus is on the positive y-axis at (0, 4) and the directrix is a horizontal line y=-4, the vertex of the parabola is (0,0).

The equation of the parabola is of the form $x^2=4py$ where $p=4$.

$\therefore \ \ x^2=4(4)y\ \ \ \text{or}\ \ \ y=\displaystyle\frac{x^2}{16}$

Example (2)
Find the focus and directrix of the parabola $y^2= 10x$.

Solution

Parabola: $y^2= 10x$.

Comparing with $y^2= 4px$,

$\begin{array}{l} 4p=10\\\\ p=\displaystyle\frac{10}{4}=\displaystyle\frac{5}{2}\\\\ \therefore \ \ \ \text{focus}= (p,0)= \displaystyle \left( {\frac{5}{2},0} \right)\\\\ \ \ \ \ \ \ \ \ \text{directrix}: x=-p \Rightarrow x= -\displaystyle\frac{5}{2} \end{array}$

Example (3)

Find the equation of a parabola whose vertex is at (0, 0). If the axis of symmetry of the parabola is the $x$-axis and the point $\displaystyle \left( {-\frac{1}{2},2} \right)$ lies on the graph. Find its focus and directrix, and graph the equation.

Solution

vertex = (0,0)

axis of symmetry = $x-\text{axis}$

point on the graph = $ \left( {-\displaystyle\frac{1}{2},2} \right)\Rightarrow 2^{\text{nd}}\ \text{quadrant}$

$\therefore$ The parabola opens to the left and its equation is of the form $y^2=-4px$

Since $ \left( {-\displaystyle\frac{1}{2},2} \right)$ lies on parabola,

${2}^2=-4p \left( {-\displaystyle\frac{1}{2},2} \right)$

$\therefore\ \ p=2$

$\therefore$ The equation of parabola : $y^2=-4(2)x\Rightarrow y^2=-8x$

$ \ \ \ \ \ \ \text{focus} = (-p,0) = (-2,0)$

$ \ \ \ \ \ \ \text{directrix} : x = p\Rightarrow x =2 $

$ \displaystyle \begin{array}{l}\text{When}\ x=-2,\ {{y}^{2}}=-8(-2)=16\\\\ \therefore \ \ y=\pm 4\end{array}$

Hence the parabola passes through the points $(-2,4)$, $\displaystyle \left( {-\frac{1}{2},2} \right)$, $(0,0)$ and $(-2,-4)$.


Exercises


Find the focus and directrix of each of the foloowing parabola equations and sketch the graph.

$\begin{array}{ll} (1) & y^{2}=12 x\\\\ (2) & x^{2}=6 y\\\\ (3) & x^{2}=-8 y\\\\ (4) & y^{2}=-2 x\\\\ (5) & y=4 x^{2}\\\\ (6) & y=-8 x^{2}\\\\ (7) & x=-3 y^{2}\\\\ (8) & x=2 y^{2} \end{array}$
α€…ာဖတ်α€žူ၏ ထမြင်α€€ို α€œေးα€…ားα€…ွာα€…ောင့်α€™ျှော်α€œျα€€်!

Post a Comment

To be published, comments must be reviewed by the administrator *

Previous Post Next Post
πŸ’¬ 1
TM
Target Mathematics
Usually replies instantly
TM
Target Mathematics α€™ှ α€€ူα€Šီα€›α€”် α€‘α€žα€„့်α€›ှိပါα€α€š်။ α€˜ာα€™ျား α€žိα€›ှိချင်ပါα€žα€œဲ။ Target Mathematics Facebook Page α€™ှာα€œဲ တိုα€€်α€›ိုα€€် α€™ေးα€™ြα€”်းα€”ိုင်ပါα€α€š်