Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Загальне рівняння кривої II порядку.

Якщо в рівняннях кривих: еліпса, гіперболи і параболи, з осями симетрії паралельними осях координат розкрити дужки, то всі вони можуть бути приведені до пятичленной рівняння 2-го порядку, яке має вигляд:

І називається загальним рівнянням кривої 2-го порядку.

Проаналізувавши відмінність один від одного рівнянь виду (1) для еліпса, гіперболи і параболи, можна побачити, що в разі еліпса - знаки коефіцієнтів AіCодінакови, в разі гіперболи - знаки коеффіціентовAіCразлічни, і в разі параболи один з квадратів відсутня, що тягне за собою рівність нулю відповідного коеффіціентаAіліC (одновременноAіCнулю рівні бути не можуть, інакше виходить рівняння 1-го порядку, тобто рівняння прямої).

Таким чином, твір ACопределяет криву, рівняння якої має вигляд (1).

Для еліпса AC> 0;

Для гіперболи AC<0;

Для параболи AC = 0;

Розглянемо зворотну задачу.

У декартовій прямокутній системі координат дано рівняння:

Для побудови кривої і повного уявлення про те, як вона розташована на площині, необхідно привести рівняння (1) до канонічного вигляду, тобто виділити повні квадрати в цьому рівнянні.

Наприклад, наведемо рівняння до канонічного виду.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

У декартовій прямокутній системі координат рівняння 2-го порядку:

, може відповідати наступним семи типам ліній другого порядку. еліпси, гіперболи, параболи, пари пересічних прямих, точки, пари паралельних прямих, пари однакових прямих.

Яке геометричне місце точок задано рівнянням

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
?

Так як права частина рівняння не позитивний, то і

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
, отже, це рівняння рівносильне системі:

- це безліч точок еліпса, у яких

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
, тобто нижня половина еліпса.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

За даним рівнянням визначте тип кривої. Наведіть рівняння до канонічного виду, побудуйте криву на площині XOY. Знайдіть координати фокусів. Складіть рівняння асимптот для гіперболи:

Див. Таблицю (1). Дано рівняння кривої гіперболічного типу.

Наводимо рівняння до канонічного виду.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

- канонічне рівняння гіперболи.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
- центр симетрії кривої;

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Дано рівняння кривої параболічного типу.

Наводимо рівняння до канонічного виду.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

- канонічне рівняння параболи.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Знайдемо точки перетину параболи з осьюOY:

x = 0, тоді

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
; 16y = 25 або
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
тобто
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Дано рівняння гіперболічного типу. Наводимо його до канонічного вигляду.

Це випадок виродження гіперболи в 2 пересічні прямі:

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
точка перетину прямих т.
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Кутові коефіцієнти прямих:

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Маємо ці прямі:

Дано рівняння кривої еліптичного типу.

Наводимо до канонічного вигляду.

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Це випадок виродження еліпса в точку

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Даному задовольняють координати лише однієї точки:

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Побудувати криву, задану рівнянням

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Це рівняння рівносильне системі: або, отже, в умови було дано рівняння частини гіперболи

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
, для котрої
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
;

Будуємо тільки праву гілку гіперболи, тому що саме вона розташовується в тій півплощині, де

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
. рівняння асимптот

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Побудувати криву, задану рівнянням

Це рівняння частини деякої кривої, і воно рівносильне наступній системі:

Отже, в умови дано рівняння тієї частини еліпса

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
, яка лежить в півплощини
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат
Еліпс, гіпербола і парабола з осями симетрії паралельними осях координат

С. В. Фролов, Р. Я. Шостак «Курс вищої математики», М. вид-во «Вища школа», 1966р.