圓錐曲線

雙曲線的漸近線(asymptotes of a hyperbola)

畫一條雙曲線,你會注意到它的兩支在遠離中心時逐漸變直,每一支愈來愈緊地貼著一條固定直線,卻永遠追不上。那兩條導引線就是漸近線,也是準確繪製雙曲線最有用的幫手。

對標準雙曲線 x^2/a^2 - y^2/b^2 = 1,漸近線是兩條直線 y = (b/a)x 與 y = -(b/a)x,相交於中心。理由如下:把方程式解出 y,得 y = +-(b/a) sqrt(x^2 - a^2);當 x 變得很大,根號下的 a^2 變得可忽略,故 y 趨近 +-(b/a)x。曲線與直線之間的間隙縮小到零卻永不閉合。一個乾淨的畫法:標出那個方框(「中心矩形」),水平從 -a 到 a、垂直從 -b 到 b;漸近線就是這方框延長後的兩條對角線。對縱向雙曲線 y^2/a^2 - x^2/b^2 = 1,斜率改為 +-(a/b)。

漸近線用兩條簡單的直線捕捉了雙曲線的遠處行為與「張開角度」,又兼作繪圖鷹架——先畫方框、再畫對角線,然後讓每支從頂點向外彎向對角線。它們還揭示一個特例:當 a = b 時漸近線互相垂直(斜率為 1 與 -1),給出直角(等軸)雙曲線,而 y = 1/x 正是它旋轉後的一例。

對 x^2/16 - y^2/9 = 1,a = 4、b = 3,故漸近線為 y = (3/4)x 與 y = -(3/4)x。中心方框從 (-4, -3) 到 (4, 3);其對角線恰為這兩條線。在 x = 100 處,上支位於 y = (3/4)sqrt(100^2 - 16) = 74.994...,幾乎正好落在線 y = (3/4)(100) = 75 上。

漸近線是 a 乘 b 中心方框的對角線;曲線永不觸及它們。

雙曲線趨近漸近線卻永不相遇或穿越——這正是「漸近」的意思。拋物線與橢圓沒有漸近線;圓錐曲線中只有雙曲線沿直線導引線奔向無窮遠。

又称
guide lines of a hyperbola雙曲線漸近線