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Parabole in posizioni particolari

Consideriamo l’equazione quadratica della parabola

Studenti/matematica

riepiloghiamo alcuni casi particolari che si possono presentare.

  • Se Studenti/matematica, Studenti/matematica e Studenti/matematica, allora l’equazioni si riduce a Studenti/matematica che rappresenta le parabole con il vertice nell’origine Studenti/matematica e asse di simmetria l’asse delle Studenti/matematica.

    Studenti/matematica

  • Se Studenti/matematica, Studenti/matematica e Studenti/matematica, allora l’equazione si riduce a Studenti/matematica che rappresenta le parabole passanti per l’origine Studenti/matematica ed asse di simmetria parallelo all’asse Studenti/matematica.

    Studenti/matematica

  • Se Studenti/matematica, Studenti/matematica e Studenti/matematica, allora l’equazione si riduce a Studenti/matematica che rappresenta le parabole con asse di simmetria coincidente con l’asse Studenti/matematica e con vertice Studenti/matematica punto di intersezione della parabola con l’asse Studenti/matematica.

    Studenti/matematica

Facciamo un esempio

Esempio 1

Tracciare il grafico della curva di equazione Studenti/matematica.

I coefficienti della curva sono

Studenti/matematica

quindi ci troviamo nell’ultimo caso visto, ossia quello delle parabole con asse di simmetria l’asse della Studenti/matematica e vertice in (0; c).

Dunque, abbiamo

Studenti/matematica
Studenti/matematica

Poiché la parabola ha la concavità verso l’alto (Studenti/matematica), le intersezioni della parabola con l’asse Studenti/matematica sono i punti Studenti/matematica e Studenti/matematica, ottenuti ponendo Studenti/matematica nella equazione della parabola.

Possiamo ora tracciare la curva.

Studenti/matematica

Parabola con asse parallelo all’asse delle x

Studiamo adesso una particolare parabola, quella che ha per asse di simmetria l’asse delle Studenti/matematica o una retta ad esso parallela.

Se la direttrice Studenti/matematica é parallela all’asse Studenti/matematica essa ha equazione Studenti/matematica, l’equazione

Studenti/matematica
1

rappresenta una parabola con direttrice Studenti/matematica ed asse di simmetria parallelo all’asse delle Studenti/matematica. In pratica, la parabola descritta dalla (1) si ottiene scambiando la Studenti/matematica con Studenti/matematica nell’equazione

Studenti/matematica

in quanto la parabola con asse parallelo all’asse delle Studenti/matematica può essere vista come la curva simmetrica, rispetto alla retta Studenti/matematica, della parabola con asse di simmetria parallelo all’asse delle y.

Anche per l’equazione (1) possiamo considerare alcuni casi particolari.

  • Se a≠0, b=0 e c≠0, allora l’equazione (1) diventa Studenti/matematica che rappresenta una parabola con asse di simmetria coincidente con l’asse Studenti/matematica e con vertice Studenti/matematica punto di intersezione della parabola con l’asse Studenti/matematica.

  • Se Studenti/matematica, Studenti/matematica e Studenti/matematica, allora l’equazione (1) diventa Studenti/matematica che rappresenta l’equazione della parabola passante per l’origine Studenti/matematica.

  • Se Studenti/matematica, Studenti/matematica e Studenti/matematica, allora l’equazione (1) diventa Studenti/matematica che rappresenta la parabola che ha vertice Studenti/matematica ossia nell’origine delle coordinate.

Senza darne ulteriore dimostrazione, vediamo adesso come si calcolano gli altri elementi della parabola.

Il fuoco e vertice sono

Studenti/matematica
Studenti/matematica

e la direttrice e l’asse di simmetria sono

Studenti/matematica
Studenti/matematica

dove come fatto in precedenza si pone Studenti/matematica.

Vediamo, infine, la caratteristica della concavità in funzione del coefficiente a. Si ha che

  • Se Studenti/matematica, la parabola ha la concavità rivolta nella direzione positiva dell'asse x (il vertice ha ascissa minima)

  • Se Studenti/matematica, la parabola ha la concavità rivolta nella direzione negativa dell'asse x (il vertice ha ascissa massima)

Esempio

Tracciare il grafico della curva di equazione

Studenti/matematica

dopo aver trovato fuoco, vertice e direttrice.

Utilizziamo le formule viste in precedenza per individuare i punti richiesti sapendo che

Studenti/matematica

L'asse della parabola é

Studenti/matematica

il fuoco ha coordinate

Studenti/matematica

il vertice

Studenti/matematica

Infine, la direttrice ha equazione

Studenti/matematica
Studenti/matematica

Segmento parabolico

Sia Studenti/matematica con Studenti/matematica l’equazione di una parabola con vertice in Studenti/matematica e siano Studenti/matematica e Studenti/matematica con Studenti/matematica sono due punti della parabola, allora la parte di piano delimitata dall'arco di parabola Studenti/matematica e dal segmento Studenti/matematica si definisce segmento parabolico.

Studenti/matematica

L’area Studenti/matematica é la differenza tra l'area del rettangolo Studenti/matematica e quella delimitata dall'arco Studenti/matematica con i segmenti Studenti/matematica, Studenti/matematica e Studenti/matematica. Tralasciando i passaggi perveniamo al Teorema di Archimede che esprime una importante relazione: detta Studenti/matematica l’area del segmento parabolico, si ha

Studenti/matematica

ossia

L'area del segmento parabolico Studenti/matematica é uguale ai Studenti/matematica dell’area del rettangolo Studenti/matematica

Questo teorema vale anche se la corda Studenti/matematica non é parallela all'asse x.