Definição - Hipérbole

Sejam dados dois números reais estritamente positivos a e c tais que c>a.

Consideremos dois pontos F1 e F2 tais que d(F1,F2)=2c e seja um plano passando por F1 e F2, com um sistema de eixos cartesianos Oxy, tal que F1 e F2 estejam no eixo x e a origem do sistema seja o ponto médio do segmento . Dessa forma, F1=(c,0) e F2=(-c,0).

Vamos examinar o lugar geométrico dos pontos P=(x,y) do plano tais que:

< 2c

Nas condições dadas, é possível deduzir a equação mais simples que descreve o lugar geométrico, obtendo:

onde b2=c2-a2.

Assim, podemos escrever a definição do lugar geométrico determinado pela equação que foi deduzida.

Definição: Nas condições descritas acima, o lugar geométrico dos pontos P tais que é uma curva denominada hipérbole de focos F1 e F2, com distância focal 2c e distância entre os vértices 2a.

O gráfico da equação

é o seguinte:

As retas r: e s: são chamadas assíntotas à hipérbole.

Observações:

1. Dada a equação , a distância focal 2c é determinada através da relação c2=a2+b2.

2. Se o eixo y passar pelos focos e o eixo x pelo ponto médio de , isto é, F1=(0,c) e F2=(0,-c), então os vértices da curva estarão no eixo y nos pontos (0,b) e (0,-b), onde 0 < b < c. Nesse caso a equação da hipérbole será do tipo
e a curva terá o seguinte aspecto:

 

3. Uma hipérbole particular é o gráfico de . Seus focos são os pontos e , ou seja, qualquer ponto que pertence à curva, satisfaz à definição .

Uma vez que a variável independente x não pode ser zero, observamos que a curva não intercepta o eixo vertical.

Entretanto, conforme x assume valores positivos, próximos de zero, a variável dependente y assume valores muito grandes, positivos. Escrevemos isso sucintamente,



Por outro lado, conforme x assume valores negativos, próximos de zero, a variável dependente y assume valores muito grandes negativos, o que pode ser escrito:



Outro fato visível no gráfico é que quando x cresce, sendo muito grande e positivo, o valor de y é muito pequeno, ainda positivo, isto é,



Finalmente, quando x é muito grande, mas negativo, o valor de y é muito pequeno, negativo, ou seja



O eixo vertical - que é a reta de equação x=0 - e o eixo horizontal - que é a reta de equação y=0 - são denominadas assíntotas ao gráfico da função. São retas das quais o gráfico se aproxima indefinidamente, sem nunca encostar.