القطع الزائد الأفقي والرأسي بكل تفاصيله ومعادلته القياسية

ملخص
القطع الزائد في ست نقاط
• القطع الزائد = النقاط التي الفرق المطلق لبعديها عن البؤرتين ثابت: .
• إشارة طرح بين الحدين، والطرف الأيمن 1؛ الحد الموجب يحدد الاتجاه.
• أفقي: ← الفرعان يميناً ويساراً. رأسي: ← أعلى وأسفل.
• العلاقة الأساسية (جمع، بعكس القطع الناقص) والبؤرتان على بعد من المركز.
• الخطوط المقاربة = قطرا المستطيل المركزي؛ ميلها للأفقي و للرأسي.
• الانحراف اللامركزي دائماً، وكلما زاد اتسع الفرعان.
نموذج تفاعلي
بدّل بين الأفقي والرأسي وغيّر a و b وراقب الفرعين والبؤرتين والخطوط المقاربة
جاري تحميل HyperbolaSimulator...
تعريف
القطع الزائد هندسياً وعناصره
F₁ F₂ P O فرق المسافتين إلى البؤرتين ثابت
القطع الزائد هو المحل الهندسي لجميع النقاط التي الفرق المطلق للمسافتين منها إلى نقطتين ثابتتين (البؤرتين) يساوي مقداراً ثابتاً.
إذا كانت و هما البؤرتان، فإن أي نقطة على القطع الزائد تحقق:
يتكون القطع الزائد من منحنيين منفصلين (فرعين) يمتدان إلى اللانهاية، وله أشكال أفقية ورأسية مميزة، ويظهر في مدارات المذنبات وانتشار الموجات وأنظمة الملاحة.
• المركز : نقطة منتصف القطعة المستقيمة بين البؤرتين
• البؤرتان : النقطتان الثابتتان المستخدمتان في التعريف
• الرؤوس : النقاط الأقرب للمركز على كل فرع من فروع القطع الزائد
قانون
القطع الزائد الأفقي
V₁ V₂ F₁ F₂ الفرعان يميناً ويساراً
الحد الموجب تحت : الفروع تمتد أفقياً (يميناً ويساراً) والمحور المستعرض أفقي.
الصيغة القياسية: المركز في الأصل
الصيغة العامة: المركز في
خصائص القطع الزائد الأفقي:
• الرؤوس:
• البؤرتان: حيث
• المحور المستعرض: أفقي بطول
• المحور المترافق: رأسي بطول
• الخطوط المقاربة:
قانون
القطع الزائد الرأسي (العمودي)
V₁ V₂ F₁ F₂ الفرعان أعلى وأسفل
الحد الموجب تحت : الفروع تمتد رأسياً (أعلى وأسفل) والمحور المستعرض رأسي.
الصيغة القياسية: المركز في الأصل
الصيغة العامة: المركز في
خصائص القطع الزائد الرأسي:
• الرؤوس:
• البؤرتان: حيث
• المحور المستعرض: رأسي بطول
• المحور المترافق: أفقي بطول
• الخطوط المقاربة:
مفهوم
الفرق الرئيسي بين الشكلين
انظر إلى الحد الموجب فقط: تحت فالقطع أفقي، وتحت فالقطع رأسي. وفي الحالتين تحت الحد الموجب و تحت الحد السالب.
أفقي:
• الحد الموجب تحت
• الفروع تمتد يميناً ويساراً
• الرؤوس على المحور الأفقي
رأسي:
• الحد الموجب تحت
• الفروع تمتد أعلى وأسفل
• الرؤوس على المحور الرأسي
للتذكر: رغم اسمه «القطع الزائد»، معادلته تحتوي على علامة الطرح؛ المعادلة التي فيها جمع هي القطع الناقص.
قانون
العلاقة الهندسية الأساسية بين a و b و c
a b c F O الوتر يصل من المركز إلى البؤرة
في القطع الزائد نجمع لا نطرح: مربع المسافة إلى البؤرة يساوي مجموع المربعين.
نصف طول المحور المستعرض
نصف طول المحور المترافق
المسافة من المركز إلى البؤرة
خصائص مهمة:
• الفرق الأساسي عن القطع الناقص: (جمع بدلاً من طرح)
• البؤرتان: تقعان على المحور المستعرض، وتبعدان عن المركز
• الشرط: دائماً (البؤرتان خارج الرؤوس)
• الخطوط المقاربة: خطوط مستقيمة يقترب منها القطع بلا نهاية
• الشكل: منحنيان منفصلان (فرعان)
• حتى عندما لا يتحول القطع الزائد إلى دائرة، بخلاف القطع الناقص؛ وكلما زاد الفرق بين و تغيّر اتساع الفتحة بشكل أوضح.
مفهوم
الخطوط المقاربة
القطران هما الخطان المقاربان
الخطوط المقاربة خطوط مستقيمة يقترب منها القطع الزائد كلما ابتعدنا عن المركز، دون أن يلمسها أبداً.
ارسم المستطيل المركزي الذي طول ضلعيه و ؛ قطراه الممتدان هما الخطان المقاربان، وهما دليل الرسم الأهم.
للقطع الأفقي: الميل
للقطع الرأسي: الميل
مفهوم
الانحراف اللامركزي
e = 1.25 ضيّق e ≈ 1.67 واسع
الانحراف اللامركزي يقيس اتساع القطع الزائد، وهو أكبر من 1 دائماً.
• دائماً لأن
• كلما زاد اتسع القطع الزائد وصارت الفروع أكثر انتشاراً
• عندما يقترب من 1 يقترب الشكل من خط مستقيم (الفرعان ضيقان جداً)
مثال 1: قطع زائد أفقي بسيط
−3 3 −5 5
المعادلة:
التحليل:
• ،
•
• المركز: ، النوع: أفقي (لأن موجب)
• الرؤوس: ، البؤرتان:
• الخطوط المقاربة:
• الانحراف اللامركزي:
مثال 2: قطع زائد رأسي منقول
(2, −1)
المعادلة:
التحليل:
• المركز:
• (تحت ) ،
•
• النوع: رأسي (لأن موجب)
• الرؤوس: و
• البؤرتان:
• الخطوط المقاربة:
• الانحراف اللامركزي:
مثال 3: إيجاد معادلة قطع زائد من خصائصه
−2 2 −3 3
المطلوب: معادلة قطع زائد أفقي مركزه ، رؤوسه ، وبؤرتاه .
الحل: من الرؤوس ومن البؤرتين ، ثم نجد من العلاقة الأساسية:
المعادلة:
ملاحظة
التطبيقات العملية للقطع الزائد
الفلك والفيزياء
مدارات المذنبات والأجسام الفضائية
انتشار الموجات الصدمية
مسارات الجسيمات في الفيزياء النووية
نظرية النسبية والثقوب السوداء
التقنية والملاحة
أنظمة تحديد المواقع (GPS)
الرادار وأنظمة التتبع
تصميم المرايا والعدسات
الهوائيات والاتصالات اللاسلكية
مثال من الحياة: نظام تحديد المواقع. الفرق في أوقات وصول الإشارات من الأقمار المختلفة يرسم قطوعاً زائدة (فرق المسافتين ثابت!)، وتقاطعها يحدد الموقع الدقيق. بعض المذنبات تمر قرب النجوم بسرعة عالية في مسار زائدي دون أن تدخل في مدار مغلق، بينما مدارات الكواكب إهليلجية.
مفهوم
مقارنة القطوع المخروطية بالانحراف اللامركزي
الدائرة القطع الناقص القطع المكافئ القطع الزائد
الدائرة

منحنى مغلق
القطع الناقص

منحنى مغلق
القطع المكافئ

منحنى مفتوح
القطع الزائد

منحنيان منفصلان
كيف أميّز القطع الزائد من المعادلة؟ الإشارة بين الحدين: قطع ناقص، و قطع زائد.
خطوات
خطوات منهجية لحل مسائل القطع الزائد
1. حدد نوع القطع: أفقي ( موجب) أم رأسي ( موجب)
2. اعرف المركز: من الصيغة و
3. احسب و : من المقامات في المعادلة
4. اعثر على : استخدم
5. حدد الرؤوس والبؤرتين: على المحور المستعرض
6. اكتب الخطوط المقاربة: تساعد في رسم القطع
7. احسب الانحراف: ويجب أن يكون أكبر من 1
تنبيه
أخطاء شائعة يجب تجنبها
• الخلط بين الشكلين الأفقي والرأسي للقطع الزائد
• استخدام بدلاً من
• نسيان أن الانحراف اللامركزي دائماً للقطع الزائد
• وضع البؤرتين أو الرؤوس على المحور الخطأ
• الخطأ في كتابة معادلات الخطوط المقاربة (قلب النسبة و )
• عدم ملاحظة أن القطع الزائد يتكون من فرعين منفصلين
نقطة مهمة: للقطع الزائد شكلان مختلفان (أفقي ورأسي) لكن الخصائص الأساسية واحدة؛ فهم الفرق بين الشكلين والتعرف عليهما من المعادلة هو المفتاح لحل المسائل بنجاح.
أسئلة شائعة

أسئلة يبحث عنها الطلاب عن القطع الزائد

ما القطع الزائد؟
مجموعة النقاط التي الفرق المطلق لبعديها عن البؤرتين ثابت ويساوي 2a؛ له فرعان متباعدان.
ما معادلة القطع الزائد القياسية؟
أفقي: x²/a² − y²/b² = 1. رأسي: y²/a² − x²/b² = 1. والعلاقة c² = a² + b².
ما الفرق بين القطع الزائد والقطع الناقص؟
الناقص إشارة جمع بين الحدين ومنحنى مغلق مع c² = a² − b²؛ الزائد إشارة طرح وفرعان مفتوحان مع c² = a² + b².
ما الخطوط المقاربة للقطع الزائد؟
قطرا المستطيل المركزي: y = ±(b/a)x للأفقي، و y = ±(a/b)x للرأسي.
القطع الزائدمعادلة القطع الزائد القياسيةالخطوط المقاربةالانحراف اللامركزيالقطوع المخروطيةثالث ثانوي
جاري تحميل التعليقات...

عن هذا الدرس

تعريف القطع الزائد ومعادلته القياسية في الحالتين الأفقية والرأسية مع محاكٍ تفاعلي، وقانون العلاقة بين a و b و c، والخطوط المقاربة، والانحراف اللامركزي،… هذا الدرس ضمن محاكاة أشكال القطوع المخروطية التفاعلية لمنهج مفاهيم متنوعة القطوع المخروطية في أكاديمية موسى.

دروس ذات صلة