19:05
как привести уравнение кривой к каноническому виду
|
Приведение уравнений кривых второго порядка к каноническому виду Укажем, как можно с помощью преобразований координат, рассмотренных в предыдущем параграфе, привести общее уравнение кривой второго порядка к каноническим уравнениям эллипса, гиперболы или параболы, или к случаям их выражения.С помощью поворота осей координат на некоторый угол α всегда можно избавиться от члена с произведением координат. Действительно, подставляя в (47) вместо x и y их выражения по формуле (43), получим новое уравнение коэффициент которого a'12 будет равенПриравнивая коэффициент a'12 к нулю, получим тригонометрическое уравнение Отсюда получаем Далее, по формулам тригонометрии, получаем нужные нам значения для sin α и cos α : Следовательно, уравнение кривой в новых координатах O'x'y' примет вид: Если в уравнении (50) , то говорят, что это уравнение определяет линию эллиптического типа; Далее с помощью параллельного переноса системы координат O'x'y' уравнение (50) всегда можно привести к виду: т.е. фактически к каноническому виду.Из уравнения (51) следует, что мы имеем либо эллипс (если a'11 и a'22 одного знака, а a"0 противоположного), Если же в уравнении (50) один из коэффициентов a'11 и a'22 , например, a'22 обращается в нуль, то это уравнение с помощью переноса осей приведется к каноническому уравнению параболы при a'22 ≠ 0 или к виду при a'22 = 0, что дает или две параллельные прямые, или мнимое место точек. Отсюда следует, что всякая кривая 2-го порядка есть либо эллипс, либо гипербола, либо парабола, либо представляет собой их "вырождение". Пример. Привести к каноническому виду уравнение кривой второго порядка 29x2 - 24xy + 36y2 + 82x - 96y - 91 = 0 и сделать чертеж. Решение. Здесь a11 = 29, a12 =-12, a22 = 36. Поэтому решая последнее уравнение, получимИ формулы преобразования координат запишутся в виде: Подставляем выражения "старых" координат через "новые" в исходное уравнение кривой и, проделав достаточно громоздкие, но простые преобразования, получаем: или, выделяя полный квадрат по x' и y' можем записать: отсюда:Введем новые координаты и в этих координатах уравнение примет вид т.е. данная кривая есть эллипс с полуосями a = 3 и b = 2. Сделаем чертеж (рис. 14). |
|
Всего комментариев: 0 | |