рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Спрощення загального рівняння кривої другого порядку шляхом повороту осей координат

Спрощення загального рівняння кривої другого порядку шляхом повороту осей координат - раздел Образование, Загальна теорія кривих другого порядку Теорема. Для Будь-Якої Кривої Другого Порядку Існує Така ...

Теорема. Для будь-якої кривої другого порядку існує така прямокутна система координат, відносно якої рівняння цієї лінії не містить в собі члена ху.

Нехай в деякій прямокутній системі координат лінія другого порядку задана рівнянням:

Повернемо осі координат на деякий кут ; тоді координати усіх точок площини перетворяться за формулами:

Користуючись цими формулами, отримаємо рівняння кривої (1) в новій системі координат.

Для цього замінимо в рівнянні (1) х та у їх значеннями по формулам (2):

Після перетворення рівняння лінії набере вигляду:

Виберемо тепер кут так, щоб

тобто:

Розв’язуючи це рівняння, маємо:

Цим теорема доведена, так як може приймати будь-яких значень. В рівнянні (10) Насправді, якщо б то рівності (10) слідувало, що і, значить, в повороті осей координат необхідності не має.

Поділивши всі члени рівняння (10) на маємо:

Так як дискримінант цього рівняння

воно матиме два дійсних розв’язки:

За теоремою Вієтта , значить відмінні від . Для того, щоб скласти формули повороту осей координат (2), потрібно взяти будь-яке із значень і підрахувати за формулами:

Після перетворення рівняння (1) набере вигляду:

Приклад 1.

Спростити рівняння та побудувати лінію, зберігаючи на малюнку початкову систему координат.

Розв’язання.

В даному прикладі

Визначимо тангенс кута повороту з рівняння (12):

Беремо .

Обчислимо за формулами (13)

Складемо формули повороту осей координат:

Перетворивши за даними формулами рівняння даної лінії, отримаємо:

або

Дана лінія – еліпс з півосями

Побудуємо цей еліпс, зберігаючи початкову систему координат

(мал.1).

Вправа. Спростити рівняння та побудувати

Відповідну йому криву, зберігаючи початкову систему координат.

Складання рівняння(14) кривої (1) відносно нової системи координат можна виконати простіше. Звернемо увагу, по-перше,

що:

в чому легко впевнитися, склавши рівняння (4) та (6).

Перетворимо рівність (10) до вигляду:

Позначивши ці відношення через «s», маємо систему:

Ця система лінійних однорідний рівнянь відносно невідомих має розв’язки, відмінні від нульових (нульових розв’язків у системи немає, так як одночасно не можуть бути нулями) при умові, що визначник дорівнює нулю, тобто:

або в розгорнутому вигляді:

Це рівняння називається характеристичним.

Його дискримінант

Значить, рівняння (18) має дійсні корені . Взявши один із них, наприклад , можна з рівнянь

або

знайти - кут повороту осей координат

Якщо взяти значення кореня , то отримаємо:

Покажемо, що напрями взаємно перпендикулярні; для цього знайдемо:

За теоремою Вієтта для рівняння

,

ось чому

За теоремою Вієтта для рівняння маємо: ,

а так як то

Тепер не важко підрахувати коефіцієнти

Але так як задовольняють рівнянням ,

то

Із рівності (20) отримуємо, що

Рівняння (14) можна тепер записати в наступному вигляді:

Приклад 2.

Спростіть рівняння (звільніться від члену з добутком ху):

Розв’язок.

1) Складемо характеристичне рівняння:

Розв’язуючи рівняння, знаходимо:

2) Знайдемо кут повороту осей координат:

3) Складемо формули перетворення повороту осей координат:

4) Перетворимо лінійну частину даного рівняння:

5) Рівняння лінії в новій системі координат матиме вигляд:

Вправа. Звільнитися від члена з добутком ху у рівнянні кривої:

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Загальна теорія кривих другого порядку

Ми опустили в тексті доведення інваріантності... так як воно спирається на правило множення визначників яке по існуючим навчальним планам невідоме студентам І курсу...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Спрощення загального рівняння кривої другого порядку шляхом повороту осей координат

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Загальна теорія кривих другого порядку
Кривими другого порядку називають такі лінії, рівняння яких в декартових координатах будуть рівняннями ІІ степеню. До ліній ІІ порядку відносяться вже відомі нам конічні перетини:

Спрощення рівняння кривої другого порядку шляхом переносу початку координат
Так як коефіцієнти рівняння Обчислюються через коефіцієнти вихідного рівняння

Інваріанти рівнянь кривих другого порядку
Ми бачили в § 1, що при повороті осей координат кожна з величин змінюється (перетворюються у нові величини

Визначення класу кривої та параметрів канонічного рівняння за допомогою інваріантів
За допомогою інваріантів легко розв’язується задача визначення типу та класу лінії, що задана загальним рівнянням, та визначення коефіцієнтів зведених рівнянь цих ліній. 1. Ознаки типів кр

Перетин лінії другого порядку з прямою
Позначимо ліву частину загального рівняння лінії другого порядку через 2F (x,y): (1) Розглянемо пряму, що задана точкою M

Центр кривої другого порядку.
Визначення. Центром лінії другого порядку називається така точка, відносно якої для будь-якої точки лінії знайдеться симетрична точка цієї лінії.  

Побудова ліній другого порядку за їх загальними рівняннями
Розглянемо в даному параграфі як побудувати лінію в системі координат, відносно якої вона задана загальним рівнянням. Розглянемо це питання відносно кожного класу ліній окремо. 1.

І2 – інваріанта перетворення переносу початку координат
Для доведення інваріантності при перетворенні інваріантності початку координат в деяку точку (х0, у0

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги