|
x |
2 |
|
|
y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 – каноническое уравнение гиперболы с центром в точке |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
49 |
24 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
О(0,0). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
Найдем параметры гиперболы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Действительная полуось а=7, мнимая полуось b= |
|
|
|
|
|
|
. Вершины |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
24 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
гиперболы: (7,0), (–7,0). Найдем фокальное расстояние с |
a2 b2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. Фокусы гиперболы: F1( |
|
, 0) и F2 (– |
|
|
, 0). Раз- |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
49 24 |
|
73 |
73 |
73 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
меры основного прямоугольника гиперболы 2а 2b |
|
14 2 |
|
|
. Его |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
24 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ниями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
диагонали лежат на асимптотах гиперболы, определяемых уравне- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
24 |
x. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Сy x |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Эксцентр с тет г пер олы |
|
|
73 |
(рис. 35). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
F2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
-7 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
73 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
10. Назвать кривую, построить |
|
|
4x2 y2 16x 4y 0. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Решение. Имеем общее уравнение кривой 2-го порядка. Так как А=4; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
С=1; |
В=0; A C 0 , то имеем эллипс. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Преобразуем уравнение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4(x2 4x) (y2 4y) 0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
4(x |
2 |
2 2x 2 |
2 |
) 4 2 |
2 |
(y |
2 |
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2Иy 2 ) 2 0; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4(x 2)2 (y 2)2 20; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
(x 2)2 |
(y 2)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
каноническое уравнение эллипса с осями, параллельными координатным осям. Центр эллипса имеет координаты (–2,2).
96
Для построения кривой перенесем начало координат в точку (–2,2), т.е. сделаем замену :
С |
|
x x x0 x 2; |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
y y y0 y 2. |
|
|||||
|
|
|
уравнение кривой будет иметь кано- |
||||
В системе координат 0xy |
|
||||||
ническ й в д |
x 2 |
|
y 2 |
1 (рис. 36). |
|
||
|
|
|
|||||
и |
|
|
|
||||
5 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
бА |
x |
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
-2 |
|
-1 0 |
x |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 36 |
|
2.2. АНАЛИТИЧЕСК Я ГЕОМЕТРИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ
Назовем нормалью к плоскости вектор, перпендикулярный к
этой плоскости (рис. 37). Пусть |
известны координаты нормали: |
||
|
|
A,B,C . |
|
|
n |
|
|
|
|
Уравнением поверхности в пространстве Oxyz называется урав- |
|
нение, связывающее переменные |
x,y, z, которомуИудовлетворяют |
||
координаты всех точек данной поверхности и не удовлетворяют координаты точек, не лежащих на этой поверхности (прил. 17).
97
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
A,B,C |
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
M x,y,z |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
M0 x0,y0,z0 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 37 |
|
|
|
|
||||
–плоскостиэто уравнен е , проходящей через точку M |
0 x0, y0 |
,z0 |
|
||||||||||||||
|
|
|
Пусть точки |
M0 |
M лежат на плоскости (см. рис. 37). Тогда |
||||||||||||
|
n |
|
M0M |
, знач т, |
х скалярное произведение равно нулю: |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
бА |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
A x x0 |
B y |
y0 C z z0 0 |
|
|
|
|||||||
перпенд кулярно вектору n A,B,C . |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Основные виды уравнения плоскости |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Основными видами уравнений плоскости являются: |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
,z0 |
|
|||||
|
|
|
1. Уравнение плоскости, проходящей через точку M |
0 x0, y0 |
|||||||||||||
перпендикулярно вектору |
n |
A,B,C , (рис. 38) |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
A x x0 B y y0 C z z0 0. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N A,B,C |
И |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 38
2. Общее уравнение плоскости
Ax By Cz D 0,
98
где A,B,C координаты нормали плоскости. Это уравнение полу-
чается из уравнения плоскости A x x0 B y y0 C z z0 0 после раскрытия скобок и обозначения D Ax0 By0 Сz0.
3. Уравнение плоскости, проходящей через три заданные точки
С |
, y2,z2 и M3 x3, y3 |
,z3 , |
|
|
M1 x1,y1,z1 , M2 x2 |
|
|||
|
x x1 |
y y1 |
z z1 |
|
|
x2 x1 |
y2 y1 |
z2 z1 |
0. |
ние |
y3 y1 |
z3 z1 |
|
|
|
x3 x1 |
|
||
Для вывода этого вида уравнения плоскости рассмотрим произ- |
|||||||||||||
вольную точку M x, y,z плоскости. Векторы |
|
, |
|
и |
|
|
|||||||
M1M |
M1M2 |
M1M3 |
|||||||||||
бА |
|||||||||||||
лежат в плоскости, то есть компланарны, и их смешанное произведе- |
|||||||||||||
равно нулю (р с. 39). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
M3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 |
|
|
M2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||||||
|
|
Рис. 39 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. Уравнение плоскости в отрезках |
И |
||||||||||||
|
x y |
|
z |
||||||||||
|
|
+ |
|
+ |
|
=1, |
|||||||
|
a |
b |
c |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где a,b,c величины отрезков, |
отсекаемых плоскостью на коорди- |
||||||||||||
натных осях Ox,Oy и Oz соответственно (рис. 40).
99
Z
c
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
Y |
|||||
|
X |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
уравнения |
|
|
Рис. 40 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
получается из общего уравнения при |
||||||||||||||||||
Данный в д |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
D ≠0; A ≠0; B ≠0; C ≠0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бА |
|||||||||||||||||||
|
Ax |
+ By +Cz + D |
= 0 |
; |
|
||||||||||||||
|
Ax By Cz D / : D ; |
||||||||||||||||||
|
Ax |
|
|
|
By |
|
Cz |
|
1; |
||||||||||
|
D |
|
D |
|
D |
|
|
|
|||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
z |
|
1. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
D A |
|
|
|
|
Д |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
D B |
|
D C |
||||||||||||
После переобозначений получаем уравнение плоскости вида |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
y |
z |
|
|
|
|
И |
||||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ c =1. |
|||||||||||
|
|
|
|
a |
b |
|
|
||||||||||||
Частные случаи положения плоскости в пространстве
Рассмотрим частные случаи положения плоскости в пространст-
ве: |
|
|
плоскость || оси Ox |
1. Если A 0 |
|
By Cz D 0 |
|
(рис. 41). |
|
|
|
100