Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Глава 3. Элементы аналитической Геометрии 4 страница




, т.е. всегда находятся на действительной оси. Эксцентриситет гиперболы равен , а сопряжённой гиперболы - , но в в обоих случаях .

Эксцентриситет гиперболы (сопряжённой гиперболы опре -деляет форму основного прямоугольника.

 

Рассмотрим пример. Привести уравнение к каноническому виду и построить линию:

Сгруппируем переменные и выделим полные квадраты:

Разделим полученное равенство на 36:

Получили уравнение гиперболы с центром симметрии, смещён- ным в точку . Для данной гиперболы , . Эксцентриситет гиперболы равен . Её асимптоты имеют уравнения

Построим эту линию

 

 

-1

-2

 

 

 

Для эллипса и гиперболы, заданных соответствующими ка- ноническими уравнениями:

можно задать уравнения прямых, которые называются ди -ректрисами, с помощью уравнений (для случая эллипса с большей полуосью и для случая сопряжённой гиперболы уравнения директрис имеют вид: ).

В случае эллипса:

 

 

 

 

Для гиперболы:

 

 

Основное свойство директрис: если - рас -стояние до ближайшего фокуса, а - расстояние до соот -ветствующей директрисы , то .

 

Таким образом, с помощью основного свойства директрис, эллипс и гиперболу можно определить, как множества точек, для которых отношение расстояний до фокуса и до соответс- твующей директрисы - величина постоянная, равная эксцент- риситету , причём для эллипса , а для гиперболы . В случае получаем ещё одну линию - параболу.

 

4. Парабола. Параболой называется геомнтрическое место точек плоскости, равноудадённых от данной точки, называемой фокусом и данной прямой, называемой директрисой.

Введём на плоскости систему координат: ось проходит через фокус перпендикулярно директрисе. Ось перпендику- лярна оси и проходит на одинаковом расстоянии между от фокуса и директрисы. Пусть расстояние от фокуса до ди –ректрисы равно

 

 

 

 

 

 

По определению параболы, расстояние от фокуса до точки равно длине отрезка . Тогда . Возведём в квадрат это равен- ство: . Таким образом, полу- чаем каноническое уравнение параболы:

(9)

Построим эту линию. Она симметрична относительно оси (так как входит в уравнение в чётной степени).

 

 

 

 

 

Точка является вершиной параболы, ось - ось её сим- метрии. Кроме параболы , можем рассмотреть ещё параболы и , которые вы – глядят, соответственно, следующим образом:

 

 

 

Рассмотрим пример. Привести к каноническому виду уравне- ние следующей линии и построить её:

Преобразуем это уравнение:

Вершина параболы находится в точке . . Построим эту линию.

 

 

.

 

Оптическое свойство параболы: Если источник света рас -положен в фокусе параболы, то отражённый луч распространя- ется по прямой

 

 

 

Мы рассмотрели основные линии второго порядка.

 

Рассмотрим теперь пример полного преобразования уравне- ния линии 2 – го порядка с помощью параллельного переноса и поворота системы координат.

 

Привести к каконическому виду уравнение линии. Выпол- нить построение линии:

Выполним параллельный перенос системы координат по формулам (2): . Получим:

С помощью параллельного переноса мы должны избавиться от линейных слагаемых в уравнении, т.е. приравниваем нулю:

Эти равенства должны выполняться для всех , т.е. получаем систему:

 

Тогда: или

Таким образом, перенос системы координат необходимо произвести в точку . При этом получим уравнение:

Чтобы избавиться от смешанного произведения , выпол- ним поворот системы координат по формулам (4):

 

Нам необходимо убрать смешанное произведение, поэтому группируем соответствующие коэффициенты и приравниваем их к нулю:

Учитывая тригонометрические формулы, получаем:

.

 

Перепишем уравнение линии, с учётом того, что смешанного произведения в уравнении не осталось:

или, и тогда: и, окончательно,

Получили каноническое уравнение эллипса с полуосями

. Построим данную линию:

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

Рассмотрим ещё примеры: Пример 1. Построить следующую линию:

Из уравнения видим, что должно быть выполнено: . Возведём равенство в квадрат: . Тогда Получено уравнение окружности с центром в точке радиуса 4.

 

 

 

С учётом условия , мы получаем нижнюю часть окруж –ности.

Пример 2. Построить линию:

. Ограничение: Возведём последнее равенство в квадрат . Это урав- нение параболы с вершиной в точке . . Построим линию:

 

 

 

2

 

-1

 

 

Ввиду условия , выбираем правую ветку параболы.

 

§ 7 ПОЛЯРНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ.

 

Полярная система координат на плоскости определяется за- данием некоторой точки , называемой полюсом; исходящего из этой точки луча , называемого полярной осью и мас -штабной единицей для измерения длин.

Для произвольной точки плоскости координатами в дан- ной системе координат называют полярный радиус , вычисленный в масштабных единицах, и полярный угол между осью и радиус – вектором , т.е. ,


1

Чаще всего предполагают, что или Иногда допускаются отрицательные значения для , но при этом соответствующие значения откладываются на продолжении луча.

Установим связь между полярными координатами точки и её декартовыми координатами. Для этого совместим начало декартовой системы координат с полюсом полярной системы координат, а ось - с полярной осью:

 

 

 

 

 

 

 

Используя тригонометрические формуды легко получаются формулы перехода от декартовых координат к полярным:

(1)

и формулы обратного перехода от полярных координат к де- картовым:

(2)

Чаще всего эти формулы используются комбминированно.

Окружность в полярной системе координат имеет уравнение , или , тогда дпнная линия имеет вид:

 

 

 

Аналогичным образом, окружность имеет в полярных координатах уравнение и соответству- ющий рисунок линии выглядит следующим образои:

 

 

 

 

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 386 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Если президенты не могут делать этого со своими женами, они делают это со своими странами © Иосиф Бродский
==> читать все изречения...

2487 - | 2350 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.