Nevezetes ponthalmazok – Mértani helyek

Adott tulajdonságú pontok összességét mértani helynek mondjuk.

Az alábbiakban a következő mértani helyekről lesz szó:

  1. Két ponttól egyenlő távol lenni. (szakaszfelező merőleges)
  2. Két egyenestől egyenlő távol lenni. (szögfelező, illetve a középpárhuzamos)
  3. Adott ponttól adott távolságra lenni. (kör, illetve a gömb)
  4. Két adott pontól való állandó távolságösszeg. (az ellipszis)
  5. Két adott pontól való állandó távolságkülönbség. (a hiperbola)
  6. Adott ponttól és adott egyenestől egyenlő távol lenni. (parabola)
  7. Két adott ponttól való távolságok aránya állandó. (Apollóniosz-kör)

1. Két ponttól egyenlő távolságra lévő pontok halmaza a síkban: ez a szakaszfelező merőleges egyenes.

Két adott, de különböző (A és B) pontoktól egyenlő távolságra lévő pontok halmaza a síkban az adott pontok által meghatározott (AB) szakasznak az adott (S) síkra illeszkedő felező merőleges egyenese (f).

Két ponttól egyenlő távolságra lévő pontok halmaza a térben: ez a szakaszfelező merőleges sík.

Két adott, de különböző (A és B) pontoktól egyenlő távolságra lévő pontok halmaza a térben az adott pontok által meghatározott (AB) szakasz felezőmerőleges síkja (S).

2. Két adott, de különböző egyenestől egyenlő távolságra lévő pontok halmaza a síkban.

1. Két adott (e és f) párhuzamos egyenestől egyenlő távolságra lévő pontok halmaza az adott egyenesek síkjában az a (p) egyenes, amelyik az adott egyenesekkel párhuzamos és a távolságukat felezi. (középpárhuzamos egyenes) 

 

 

2. Két adott (a és b) metsző egyenestől egyenlő távolságra lévő pontok halmaza az adott egyenesek síkjában az egyenesek által bezárt szögek szögfelező egyenesei (f1, f2). A két szögfelező merőleges egymásra. 

3. Adott ponttól adott távolságra lévő pontok halmaza a síkban: ez a körvonal.

Definíció:

A körvonal azoknak a pontoknak az összessége (mértani helye) a síkban, amelyek egy adott ponttól, a kör K középpontjától adott távolságra (r sugár) vannak.

Formulával:  körvonal={P|d(P;O)=r}.

A körvonal két pontját összekötő szakasz a kör húrja (h).
A kör középpontján áthaladó húr a kör átmérője (d), amely a sugár kétszerese. (d=2r).

A körvonalon belüli (A) pontok a középponttól a sugárnál kisebb távolságra vannak. d(A;O)<r.
A körvonalon kívüli (B) pontok a középponttól a sugárnál nagyobb távolságra vannak. d(B;O)>r.

Definíciók:

A (zárt) körlemez azoknak a pontoknak az összessége (mértani helye) a síkban, amelyek egy adott ponttól, a kör K középpontjától adott távolságnál (r sugár) nem nagyobb távolságra vannak.

Formulával: Zárt körlemez={P|d(P;O)≤ r}.

Nyílt körlemez azoknak a pontoknak az összessége (mértani helye) a síkban, amelyek egy adott ponttól, a kör K középpontjától adott távolságnál (r sugár) kisebb távolságra vannak.

Megjegyzés: A zárt és a nyílt körlemezek kerülete és a területeik is egyenlő. Zárt körvonalról leválasztva a körvonal pontjait, sem a kerület, sem a terület nem változik.

Adott ponttól adott távolságra lévő pontok halmaza a térben: ez a gömbfelület.

Definíció:

A gömbfelület azoknak a pontoknak az összessége a térben, amelyek egy adott ponttól, a gömb K középpontjától adott távolságra (r sugár) vannak.

Formulával: gömbfelület={P|d(P;K)=r}.

4. Két adott ponttól való távolságuk összege állandó: ez az ellipszis.

Definíció:

Az ellipszis azoknak a P pontoknak az összessége (mértani helye) a síkban, amelyek a sík két adott pontjától, az F1 és F2 fókuszpontoktól való távolságaik (r1, és r2 vezérsugarak) összege állandó (2a).
Ez a távolság nagyobb kell legyen, mint a két fókuszpont távolsága.

Formulával: ellipszis={P|d(P,F1)+d(P,F2)=r1+r2=állandó=2a>d(F1;F2).

Megjegyzés: Ha a két fókusz egybeesik, akkor kört kapunk.

A mellékelt ábra jelölései szerint:
F1 és F2: az ellipszis fókuszpontjai, F1F2=2c
AB=az ellipszis nagytengelye=2a.
P az ellipszis egy tetszőleges pontja. PF1+PF2=2a.
PF1 és PF2 szakaszok: r1 és r2 vezérsugarak.
CD=az ellipszis kistengelye (2b).

Az ellipszis vonala euklideszi értelemben nem szerkeszthető, de véges számú pontja igen.

5. Két adott ponttól valós távolságuk különbségének abszolút értéke állandó: ez a hiperbola

Definíció:

A hiperbola azoknak a P pontoknak az összessége (mértani helye) a síkban, amelyek a sík két adott pontjától, az F1 és F2 fókuszpontoktól való távolságaik (r1, és r2 vezérsugarak) különbségének abszolút értéke állandó (2a).
Ez a távolság kisebb kell legyen, mint a két fókuszpont távolsága.

Formulával: hiperbola={P|(|d(P,F1)-d(P,F2)|)=|r1r2|=állandó=2a<d(F1;F2).

A mellékelt ábra jelölései szerint:

F1 és F2: a hiperbola fókuszpontjai. F1F2=2c.
AB=a hiperbola valós tengelye=2a.
P a hiperbola egy tetszőleges pontja.
|PF1-PF2|=2a.
PF1 és PFszakaszok: r1 és r2 vezérsugarak.
CD=a hiperbola képzetes tengelye=2b.

A hiperbola vonala euklideszi értelemben nem szerkeszthető, de véges számú pontja igen.

6. Adott egyenestől és adott ponttól egyenlő távolságra lévő pontok halmaza: ez a parabola.

Definíció:

A parabola azoknak a pontoknak az összessége (mértani helye) a síkban, amelyek a sík egy adott egyenesétől (vezéregyenes) és a sík egy adott (a vezéregyenesre nem illeszkedő) pontjától (fókusz) egyenlő távolságra vannak.

Formulával: parabola={P|d(P,v)=d(P,F).

A mellékelt ábra jelölései szerint:
v: vezéregyenes,
F: fókuszpont.
p: fókuszpont és vezéregyenes távolsága, a parabola paramétere. 
P
: a parabola egy tetszőleges pontja.
t: parabola tengelye,
T: parabola tengelypontja.

A parabola euklideszi értelemben nem szerkeszthető, de véges számú pontja igen.

7. Két adott ponttól való távolságuk aránya állandó: ez az Apollóniosz kör

Definíció:

Apollóniosz kör azon pontok halmaza síkban, amely pontoknak két adott ponttól való távolságainak aránya állandó.

Formulával: Apollóniosz kör={P|AP:BP=m:n}.

 

Print Friendly, PDF & Email

Comments are closed, but trackbacks and pingbacks are open.