Geometria analitica · triennio

Le coniche

Circonferenza, ellisse, iperbole e funzione omografica. Teoria, una simulazione da esplorare, esercizi guidati e un quiz.

Le coniche

Le coniche sono le curve che si ottengono intersecando un cono con un piano: circonferenza, ellisse, parabola e iperbole. Qui trattiamo quelle con assi paralleli agli assi cartesiani.

La circonferenza

È il luogo dei punti equidistanti dal centro \(C(\alpha,\beta)\); la distanza costante è il raggio \(r\). La forma canonica è:

\[ (x-\alpha)^2+(y-\beta)^2=r^2 \]

Sviluppando i quadrati si ottiene la forma generale \(x^2+y^2+ax+by+c=0\), da cui:

\[ \alpha=-\frac{a}{2},\qquad \beta=-\frac{b}{2},\qquad r=\sqrt{\alpha^2+\beta^2-c} \]

La curva è una circonferenza reale solo se \(\alpha^2+\beta^2-c>0\).

L'ellisse

Centrata nell'origine, con semiassi \(a\) e \(b\):

\[ \frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1 \]

Se \(a=b\) l'ellisse è una circonferenza. Traslata di centro \(C(\alpha,\beta)\) diventa \(\dfrac{(x-\alpha)^2}{a^2}+\dfrac{(y-\beta)^2}{b^2}=1\).

L'iperbole

Centrata nell'origine, con gli asintoti \(y=\pm\dfrac{b}{a}x\):

\[ \frac{x^2}{a^2}-\frac{y^2}{b^2}=1 \]

Anche l'iperbole può essere traslata portando il centro in \(C(\alpha,\beta)\).

La funzione omografica

La funzione \(y=\dfrac{ax+b}{cx+d}\) (con \(c\neq0\) e \(ad-bc\neq0\)) è un'iperbole equilatera con asintoti paralleli agli assi:

\[ x=-\frac{d}{c}\quad(\text{asintoto verticale}),\qquad y=\frac{a}{c}\quad(\text{asintoto orizzontale}) \]

Esempio: \(x^2+y^2-4x+2y-4=0\) ha centro \(C(2,-1)\) e raggio \(r=\sqrt{4+1+4}=3\).