Материал: 2277

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

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

§23. Плоскость

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