점근선 두 개가 같으면, 쌍곡선도 같은가

중심과 점근선이 같아도 쌍곡선은 다를 수 있습니다. x²/4−y²/9=1과x²/16−y²/36=1의 꼭짓점은±2와±4. 빠진 길이를 확인하세요.

잘록한 유리 연결부와 모래가 보이는 모래시계 근접 모습

사진: Thamizhpparithi Maari · CC BY-SA 3.0 · 원본 출처

A: x24−y29=1B: x216−y236=1 \begin{aligned} \text{A: }&\frac{x^2}{4}-\frac{y^2}{9}=1\\ \text{B: }&\frac{x^2}{16}-\frac{y^2}{36}=1 \end{aligned}

두 쌍곡선의 중심과 점근선이 같은지 구하고, 곡선도 같은지 판단하라.

정보 A B
중심 (0,0)(0,0) (0,0)(0,0)
점근선 y=±3x/2y=\pm3x/2 y=±3x/2y=\pm3x/2
꼭짓점 (±2,0)(\pm2,0) (±4,0)(\pm4,0)

같은 것은 중심과 점근선이고, 쌍곡선은 다르다. 점근선은 b/ab/a라는 비율을 드러내지만 중심에서 꼭짓점까지의 거리 aa를 하나로 정해 주지는 않는다.

점 (2,0)(2,0)은 A의 식에1을 만들지만 B의 식에는 1/41/4를 만든다. 하나의 점으로 두 곡선이 다름을 확인할 수 있다. 이 대입은 비슷하게 보이는 그림보다 직접적인 근거다.

교사는 점근선만 있는 그래프 카드에 꼭짓점을 표시하도록 빈칸을 남긴다. 학생이 두 식을 같은 카드에 붙이면 두 식의 y=0y=0을 계산하게 한다. 접점이나 초점을 먼저 구하는 것보다 빠르게 빠진 정보를 찾을 수 있다.

두 식의 분모를 모두 네 배로 만들면 a,ba,b는 모두 두 배가 된다. 그래서 b/ab/a는 그대로지만 꼭짓점은 중심에서 두 배 멀어진다. 분모에 곱한 수와 실제 길이에 곱한 수를 구별하는 질문도 넣을 수 있다.

후속 문항은 중심이 원점이고 점근선이 y=±3x/2y=\pm3x/2,꼭짓점이 (±6,0)(\pm6,0)인 쌍곡선을 구하게 한다. a=6,b=9a=6,b=9이므로 x2/36−y2/81=1x^2/36-y^2/81=1이다. 빠졌던 하나의 길이가 방정식을 정한다.

출처·착안: Sarah Carter, 「Conic Sections Foldables and Graphic Organizers」. 문항과 예시 답안은 새로 작성했다.