Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lin_algebra_analit_geom.doc
Скачиваний:
6
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
1.13 Mб
Скачать

9.Кривые второго порядка

Уравнение второго порядка – это уравнение вида

Ax2 + Bxy + Cy2 + Dx + Ey + F = 0.

Такое уравнение преобразованиями координат приводится к одному из следующих видов:

Уравнение

Фигура

Эллипс

Точка

Пустое множество (мнимый эллипс)

Гипербола

Пара пересекающихся прямых

y2 = 2px, p>0

Парабола

y2 = а2, а  0

Пара параллельных прямых

y2 = –а2, а  0

Пустое множество (пара мнимых параллельных прямых)

y2 = 0

Прямая (пара совпавших прямых)

Эллипс

Эллипсом называется множество точек плоскости, для каждой из которых сумма расстояний до двух данных точек, называемых фокусами, есть величина постоянная, равная 2а.

В ыведем уравнение эллипса. Для этого расположим координатные оси так, чтобы фокусы F1 и F2 располагались на оси абсцисс симметрично относительно начала координат. Пусть расстояние между ними равно 2с, значит, они имеют координаты F1(–с, 0) и F2(с, 0). Пусть M(x, y) – произвольная точка эллипса. Тогда из определения эллипса получаем уравнение

MF1 + MF2 = 2a.

Подставляем MF1 = , MF2 = , получаем

+ = 2а.

Это уравнение приводится к виду

(a2 – c2)x2 + a2y2 = a2(a2 – c2).

При этом a >c, поэтому a2c2 > 0, и можно ввести обозначение a2c2 = b2. Уравнение тогда приводится к виду b2x2 + a2y2 = a2b2. Разделив его на a2b2, получим каноническое уравнение эллипса

.

Эллипс симметричен относительно координатных осей и пересекает ось абсцисс в точках А1(–с, 0) и А(с, 0), ось ординат в точках B1(–b, 0) и B(b, 0). Эти четыре точки называются вершинами эллипса. Отрезок А1А называется большой осью эллипса, отрезок В1В – малой осью. Таким образом, а и b – это длины большой и малой полуосей.

Эксцентриситетом эллипса называется число . Для любого эллипса . Эксцентриситет характеризует степень сжатия эллипса: чем ближе эксцентриситет к 1, тем сильнее сжат эллипс. При = 0 эллипс является окружностью. При этом фокусы эллипса сливаются в одну точку, совпадающую с центром эллипса.

Гипербола

Гиперболой называется множество точек плоскости, для каждой из которых разность расстояний до двух данных точек, называемых фокусами, есть величина постоянная, равная 2а.

У равнение гиперболы выводится аналогично уравнению эллипса из равенства

MF1 MF2 = 2a.

Здесь фокусы имеют координаты F1(–с, 0) и F2(с, 0), c > b и c2 a2 = b2. После преобразований получаем уравнение

.

Гипербола симметрична относительно обеих координатных осей. Она состоит из двух ветвей. Гипербола пересекает ось абсцисс в двух точках А1(–а, 0) и А(а, 0), которые называются вершинами гиперболы.

Прямые называются асимптотами гиперболы. Они могут строиться с помощью четырех прямых, параллельных осям: х = а, у = b. В пересечении этих прямых образуется прямоугольник, который называется основным прямоугольником гиперболы.

Эксцентриситетом гиперболы называется число . Для любой гиперболы > 1. Эксцентриситет характеризует степень сжатия гиперболы: чем ближе эксцентриситет к 1, тем сильнее вытянут основной прямоугольник гиперболы.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]