Cómo encontrar las asíntotas de cualquier ecuación cónica dada

Solo tendrá asíntotas para el caso hiperbólico, ni las elipses ni la parábola tienen asíntotas.

Supongamos que la cónica está dada por

[matemáticas] A x ^ 2 + 2 B xy + C x ^ 2 + D x + E y + F = 0 [/ matemáticas].

Podemos eliminar los términos lineales sustituyendo x = x ‘+ x_0, y = y’ + y_0.

[matemáticas] A (x ‘+ x_0) ^ 2 + 2 B (x’ + x_0) (y ‘+ y_0) + C (y’ + y_0) ^ 2 + D (x ‘+ x_0) + E (y’ + y_0) + F = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] A x ‘^ 2 + 2 B x’ y ‘+ C y’ ^ 2 + (D + 2 A x_0 + 2 B y_0) x ‘+ (E + 2 B x_0 + 2 2 C y_0) y’ + (A x_0 ^ 2 + 2 B x_0 y_0 + C y_0 + D x_0 + E y_0 + F) = 0 [/ matemática]

Para hacer que los términos lineales sean cero, necesitamos resolver el par de ecuaciones simultáneas

[matemática] D + 2 A x_0 + 2 B y_0 = 0 [/ matemática]

[matemáticas] E + 2 B x_0 + 2 C y_0 = 0 [/ matemáticas]

Multiplica el primero por C y el segundo por B

[matemática] CD + 2 AC x_0 + 2 BC y_0 = 0 [/ matemática]

[matemáticas] BE + 2 B ^ 2 x_0 + 2 BC y_0 = 0 [/ matemáticas]

sustraer

[matemáticas] CD – BE + (2 AC – B ^ 2) x_0 = 0 [/ matemáticas]

entonces

[matemáticas] x_0 = \ frac {BE-CD} {2 AC – B ^ 2} [/ matemáticas]

Para [math] y_0 [/ math] multiplique el primero por B y el segundo por A

[matemáticas] BD + 2 AB x_0 + 2 B ^ 2 y_0 = 0 [/ matemáticas]

[matemática] AE + 2 AB x_0 + 2 AC y_0 = 0 [/ matemática]

sustraer

[matemática] (BD-AE) + (2B ^ 2-2AC) y_0 = 0 [/ matemática]

y

[matemática] y_0 = \ frac {AE-BD} {2B ^ 2-2AC} [/ matemática].

Ahora tenemos

[matemática] A x ‘^ 2 + 2 B x’y’ + C x ‘^ 2 + F’ = 0 [/ matemática].

con la constante apropiada F ‘que no afecta a la asíntota. Entonces podemos reducir esto a la cuadrática

[matemáticas] A x ‘^ 2 + 2 B x’y’ + C x ‘^ 2 = 0 [/ matemáticas]

Esto se puede factorizar para dar las dos líneas de las asíntotas.

Si [math] A = 0 [/ math] entonces esto se simplifica a

[matemáticas] x ‘(2 B y’ + C x ‘) = 0 [/ matemáticas]

con asíntotas [matemática] x ‘= 0 [/ matemática] y [matemática] C x’ + 2 B y ‘= 0 [/ matemática]. De lo contrario, divida entre [matemáticas] y ‘[/ matemáticas] y deje que [matemáticas] z = x’ / y ‘[/ matemáticas] dando

[matemáticas] A z ^ 2 + 2 B z + C = 0 [/ matemáticas]

Resolver usando la fórmula cuadrática

[matemáticas] z = \ frac {- B \ pm \ sqrt {B ^ 2 – AC}} {A} [/ matemáticas]

dejemos que las dos soluciones sean [math] z_0, [/ math] y [math] z_1 [/ math]. Esto da [matemáticas] x ‘= z_0 y’, x ‘= z_1 y’ o x ‘- z_0 y’ = 0, x ‘- z_0 y’ = 0 [/ matemáticas]. En términos de coordenadas originales

[matemática] (x-x_0) – z_0 (y – y_0) = 0 o x – z_0 y – x_0 – y_0 z_0 = 0 [/ matemática].

[matemática] (x-x_0) – z_1 (y – y_0) = 0 o x – z_1 y – x_0 – y_1 z_0 = 0. [/ matemática]

La única cónica con asíntotas es la hipérbola. Ponlo en forma de diferencia de cuadrados igual a 1; entonces la ecuación para las asíntotas es la misma diferencia de cuadrados igual a 0 (factorizar la diferencia de cuadrados te da las dos ecuaciones lineales).