Какую линию определяет уравнение построить ее

Задание 5. Установить, какая линия определяется уравнением

Установить, какая линия определяется уравнением

.

Чтобы установить тип линии второго порядка, необходимо свести ее уравнение к каноническому виду. Для этого сначала с помощью поворота осей избавляются от слагаемого, содержащего произведение xy.

Так как в данном уравнении такого слагаемого нет, то переходим к следующему шагу. Это избавление от первых степеней тех переменных, квадраты которых присутствуют в уравнении. Аналитически это делаем как выделение полного квадрата:

.

Графически избавление от первых степеней проводится с помощью параллельного переноса. Для этого воспользуемся формулами преобразования координат

и . Новым началом координат будет точка .

В новых координатах уравнение кривой примет вид: .

Таким образом, данная кривая является эллипсом, фокусы которого лежат на оси , большая полуось и малая полуось . Сделаем чертеж.

Ответ: эллипс.

Дата добавления: 2015-02-10 ; просмотров: 4 ; Нарушение авторских прав

Уравнение линии.

Линия на плоскости определяется (задается) как множество точек, характеризующихся некоторым только им свойственным геометрическим признаком.

Применение на плоскости системы координат дает возможность охарактеризовать место точки плоскости указанием пары чисел — ее координат, а расположение линии на плоскости характеризуется с помощью уравнения (т. е. тождества, объединяющего координаты точек линии).

Уравнением линии (или кривой) на плоскости хОу принято называть уравнение F(x;y) = 0 с двумя переменными, ему соответствуют координаты x и у любой точки линии и не соответствуют координаты всякой точки, не принадлежащей выбранной линии.

Переменные величины x и у в уравнении линии обозначают как текущие координаты точек линии.

Уравнение линии дает возможность анализ геометрических свойств линии заменить изучением его уравнения.

Так, для определения расположения точки А(x₀; у₀) на выбранной линии, достаточно рассмотреть, не выполняя геометрическое построение, соответствуют ли координаты точки А уравнению линии в избранной системе координат.

Линию на плоскости можно определить с помощью двух уравнений:

,

где x и у — координаты всякой точки М(х; у), расположенной на выбранной линии,

t — переменная величина, которую принято обозначать параметр.

Именно t характеризует местоположение точки (х; у) на плоскости.

Так, когда x = t + 1, у = t 2 , то величину параметра t = 1 представит на плоскости точка (3; 4), поскольку. x = 1 + 1 = 3, у = 22 — 4.

Когда параметр t меняется, то точка на плоскости сдвигается, описывая данную линию.

Такой метод определения линии именуется параметрическим, а уравнения — параметрическими уравнениями линии.

Для перехода от параметрических уравнений линии к уравнению типа F(x;y) = 0, требуется любым путем из двух уравнений убрать параметр t.

Так, от уравнений

выполнив замену t = х во второе уравнение, получаем уравнение у = х 2 ;

либо у — х 2 = 0, т. е. типа F(x; у) = 0.

И все же, отметим, данный переход не всегда осуществим.

Кривые второго порядка

Кривая второго порядка — это некоторая линия на плоскости, которая в декартовой системе координат задается общим уравнением:

Имеем дело с уравнением второй степени, в котором коэффициенты при старших членах — при вторых степенях одновременно не нули.

или можно встретить следующую форму записи:

К кривым второго порядка относятся окружность, эллипс, гипербола и парабола.

Покажем на примере определение значений коэффициентов.

Рассмотрим кривую второго порядка:

Вычислим определитель из коэффициентов:

Если Δ = 0, кривая второго порядка параболического типа,

если Δ > 0, кривая второго порядка эллиптического типа,

если Δ F₁ и F₂ — фокусы.

с — фокальное расстояние,

Каноническое уравнение эллипса с центром симметрии в начале координат:

2а — большая ось эллипса, 2b — малая ось эллипса.

а — большая полуось эллипса, b — малая полуось эллипса.

Если a = b, то имеем окружность с радиусов R = a = b:

Если центр эллипса находится не в начале координат, а в некоторой точке C(x₀;y₀), оси эллипса параллельны осям координат, то каноническое уравнение эллипса имеет вид:

Эксцентриситет — число, равное отношению фокального расстояния к большей полуоси:

Эксцентриситет характеризует отклонение эллипса от окружности, т.е. чем эксцентриситет больше, тем эллипс более сплющен, вытянут.

Гипербола — множество точек на плоскости для каждой из которых абсолютная величина разности расстояний до двух данных точек F₁ и F₂ есть величина постоянная, меньшая расстояния между этими точками.

с — фокальное расстояние,

Расстояние от центра гиперболы до одного из фокусов называется фокальным расстоянием.

Каноническое уравнение гиперболы с центром симметрии в начале координат:

x — действительная ось, y — мнимая ось.

а — действительная полуось, b — мнимая полуось.

Если центр гиперболы находится в некоторой точке C(x₀;y₀), оси симметрии параллельны осям координат, то каноническое уравнение имеет вид:

Эксцентриситет гиперболы — число, равное отношению фокусного расстояния к действительной полуоси.

Чем эксцентриситет меньше, тем гипербола более вытянута, сплюшена вдоль оси Ох.

Директриса гиперболы — прямые, параллельные мнимой оси гиперболы и отстоящая от нее на расстоянии a/Ε.

f₁ — правая директриса, f₂ — левая директриса.

Порядок построения гиперболы :

1. Строим прямоугольник со сторонами 2a и 2b.

2. Провести асимптоты гиперболы — диагонали построенного прямоугольника.

3. Строим гиперболу с вершинами в точках А 1 (-а;0), А 2 (а;0).

Парабола — множество точек на плоскости для каждой из которых расстояние до данной точки F равно расстоянию до данной прямой f.

F — фокус параболы, f — директриса параболы.