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Hyperbole (mathématiques)

L′hyperbole est une figure géométrique de la famille des coniques caractérisée par une excentricité supérieure à 1.

On obtient une hyperbole en prenant l'intersection d'un cône de révolution et d'un plan, le plan interceptant les deux branches du cône. Une hyperbole est constituée de deux branches disjointes. Bien que l'illustration ci-contre montre un plan vertical, tout angle plus faible que celui des génératrices du cône est acceptable.

Sommaire

1 Définition monofocale de l'hyperbole

2 Définition bifocale de l'hyperbole

3 Équations

4 Voir aussi

5 Lien externe

Définition monofocale de l'hyperbole

Soient une droite et un point distinct de , et soit P le plan contenant la droite et le point ). On appelle hyperbole de droite directrice et de foyer l'ensemble des points du plan vérifiant :

$\qquad \frac{d(M,F)}{d(M,D)} = e \qquad e > 1$

où mesure la distance du point M au point F et mesure la distance du point M à la droite D.

La constante e est appelée excentricité de l'hyperbole.

Définition bifocale de l'hyperbole

La tangente en M est aussi une bissectrice.

Soient F et F' deux points distincts du plan. On appelle hyperbole de foyers F et F' l'ensemble des points M du plan vérifiant la propriété suivante :

$\qquad \mid d(M,F) - d(M,F') \mid = 2a \qquad a \in\mathbb{R}$

L'axe focal est le nom de la droite portant les deux foyers : c'est l'un des deux axes de symétrie de l'hyperbole, le seul qui la coupe. Pour cette raison, on le nomme aussi axe transverse et ses points communs avec la courbe sont les sommets. Le réel a de la définition ci-dessus apparaît comme la moitié de la distance entre les sommets.

En chaque point M de cette hyperbole, la bissectrice du secteur angulaire (FMF′) se trouve être la tangente en M à la courbe.

Équations

Représentation graphique de la fonction 1/x'

L'hyperbole dont l'expression mathématique est la plus simple est la représentation graphique de la fonction f définie par f(x) = 1/x.

Cette hyperbole, ainsi que celles dont une équation cartésienne est de la forme x²-y² = a² sont dites équilatères parce que leurs deux asymptotes sont orthogonales. Leur excentricité vaut $\sqrt{ 2 }$ .

Plus généralement, dans un repère dont les axes sont de symétrie pour l'hyperbole, l'axe transverse pour axe des abscisses, l'équation cartésienne se met sous la forme

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