Уравнение эллипса не в центре координат

Эллипс — определение и вычисление с примерами решения

Эллипс:

Определение: Эллипсом называется геометрическое место точек, сумма расстояний от которых до двух выделенных точек Уравнение эллипса не в центре координат

Получим каноническое уравнение эллипса. Выберем декартову систему координат так, чтобы фокусы Уравнение эллипса не в центре координат

Рис. 29. Вывод уравнения эллипса.

Расстояние между фокусами (фокусное расстояние) равно Уравнение эллипса не в центре координатСогласно определению эллипса имеем Уравнение эллипса не в центре координатИз треугольников Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координатпо теореме Пифагора найдем

Уравнение эллипса не в центре координат

соответственно. Следовательно, согласно определению имеем

Уравнение эллипса не в центре координат

Возведем обе части равенства в квадрат, получим

Уравнение эллипса не в центре координат

Перенося квадратный корень в левую часть, а все остальное в правую часть равенства, находим Уравнение эллипса не в центре координатРаскроем разность квадратов Уравнение эллипса не в центре координатПодставим найденное выражение в уравнение и сократим обе части равенства на 4, тогда оно перейдет в уравнение Уравнение эллипса не в центре координатВновь возведем обе части равенства в квадрат Уравнение эллипса не в центре координатРаскрывая все скобки в правой части уравнения, получим Уравнение эллипса не в центре координатСоберем не- известные в левой части, а все известные величины перенесем в правую часть уравнения, получим Уравнение эллипса не в центре координатВведем обозначение для разности, стоящей в скобках Уравнение эллипса не в центре координатУравнение принимает вид Уравнение эллипса не в центре координатРазделив все члены уравнения на Уравнение эллипса не в центре координатполучаем каноническое уравнение эллипса: Уравнение эллипса не в центре координатЕсли Уравнение эллипса не в центре координатто эллипс вытянут вдоль оси Ох, для противоположного неравенствавдоль оси Оу (при этом фокусы тоже расположены на этой оси). Проанализируем полученное уравнение. Если точка М(х; у) принадлежит эллипсу, то ему принадлежат и точки Уравнение эллипса не в центре координатследовательно, эллипс симметричен относительно координатных осей, которые в данном случае будут называться осями симметрии эллипса. Найдем координаты точек пересечения эллипса с декартовыми осями:

  • Уравнение эллипса не в центре координатт.е. точками пересечения эллипса с осью абсцисс будут точки Уравнение эллипса не в центре координат
  • Уравнение эллипса не в центре координатт.е. точками пересечения эллипса с осью ординат будут точки Уравнение эллипса не в центре координат(Рис. 30).

Определение: Найденные точки называются вершинами эллипса.

Уравнение эллипса не в центре координат

Рис. 30. Вершины, фокусы и параметры эллипса

Уравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координат

Определение: Если Уравнение эллипса не в центре координатто параметр а называется большой, а параметр b — малой полуосями эллипса.

Определение: Эксцентриситетом эллипса называется отношение фокусного рас- стояния к большой полуоси эллипса Уравнение эллипса не в центре координат

Из определения эксцентриситета эллипса следует, что он удовлетворяет двойному неравенству Уравнение эллипса не в центре координатКроме того, эта характеристика описывает форму эллипса. Для демонстрации этого факта рассмотрим квадрат отношения малой полуоси эллипса к большой полуоси Уравнение эллипса не в центре координат

Если Уравнение эллипса не в центре координати эллипс вырождается в окружность. Если Уравнение эллипса не в центре координати эллипс вырождается в отрезок Уравнение эллипса не в центре координат

Пример:

Составить уравнение эллипса, если его большая полуось а = 5, а его эксцентриситет Уравнение эллипса не в центре координат

Решение:

Исходя из понятия эксцентриситета, найдем абсциссу фокуса, т.е. параметр Уравнение эллипса не в центре координатЗная параметр с, можно вычислить малую полуось эллипса Уравнение эллипса не в центре координатСледовательно, каноническое уравнение заданного эллипса имеет вид: Уравнение эллипса не в центре координат

Пример:

Найти площадь треугольника, две вершины которого находятся в фокусах эллипса Уравнение эллипса не в центре координата третья вершина — в центре окружности

Уравнение эллипса не в центре координат

Решение:

Для определения координат фокусов эллипса и центра окружности преобразуем их уравнения к каноническому виду. Эллипс: Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координатСледовательно, большая полуось эллипса Уравнение эллипса не в центре координата малая полуось Уравнение эллипса не в центре координатТак как Уравнение эллипса не в центре координатто эллипс вытянут вдоль оси ординат Оу. Определим расположение фокусов данного эллипса Уравнение эллипса не в центре координатИтак, Уравнение эллипса не в центре координатОкружность: Уравнение эллипса не в центре координатВыделим полные квадраты по переменным Уравнение эллипса не в центре координат Уравнение эллипса не в центре координатСледовательно, центр окружности находится в точке О(-5; 1).

Уравнение эллипса не в центре координат

Построим в декартовой системе координат треугольник Уравнение эллипса не в центре координатСогласно школьной формуле площадь треугольника Уравнение эллипса не в центре координатравна Уравнение эллипса не в центре координатВысота Уравнение эллипса не в центре координата основание Уравнение эллипса не в центре координатСледовательно, площадь треугольника Уравнение эллипса не в центре координатравна:

Уравнение эллипса не в центре координат

Видео:Математика без Ху!ни. Кривые второго порядка. Эллипс.Скачать

Математика без Ху!ни. Кривые второго порядка. Эллипс.

Эллипс в высшей математике

Уравнение эллипса не в центре координат

где Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координат—заданные положительные числа. Решая его относительно Уравнение эллипса не в центре координат, получим:

Уравнение эллипса не в центре координат

Отсюда видно, что уравнение (2) определяет две функции. Пока независимое переменное Уравнение эллипса не в центре координатпо абсолютной величине меньше Уравнение эллипса не в центре координат, подкоренное выражение положительно, корень имеет два значения. Каждому значению Уравнение эллипса не в центре координат, удовлетворяющему неравенству Уравнение эллипса не в центре координатсоответствуют два значения Уравнение эллипса не в центре координат, равных по абсолютной величине. Значит, геометрическое место точек, определяемое уравнением (2), симметрично относительно оси Уравнение эллипса не в центре координат. Так же можно убедиться в том, что оно симметрично и относительно оси Уравнение эллипса не в центре координат. Поэтому ограничимся рассмотрением только первой четверти.

При Уравнение эллипса не в центре координат, при Уравнение эллипса не в центре координат. Кроме того, заметим, что если Уравнение эллипса не в центре координатувеличивается, то разность Уравнение эллипса не в центре координатуменьшается; стало быть, точка Уравнение эллипса не в центре координатбудет перемещаться от точки Уравнение эллипса не в центре координатвправо вниз и попадет в точку Уравнение эллипса не в центре координат. Из соображений симметрии изучаемое геометрическое место точек будет иметь вид, изображенный на рис. 34.

Уравнение эллипса не в центре координат

Полученная линия называется эллипсом. Число Уравнение эллипса не в центре координатявляется длиной отрезка Уравнение эллипса не в центре координат, число Уравнение эллипса не в центре координат—длиной отрезка Уравнение эллипса не в центре координат. Числа Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координатназываются полуосями эллипса. Число Уравнение эллипса не в центре координатэксцентриситетом.

Пример:

Найти проекцию окружности на плоскость, не совпадающую с плоскостью окружности.

Решение:

Возьмем две плоскости, пересекающиеся под углом Уравнение эллипса не в центре координат(рис. 35). В каждой из этих плоскостей возьмем систему координат, причем за ось Уравнение эллипса не в центре координатпримем прямую пересечения плоскостей, стало быть, ось Уравнение эллипса не в центре координатбудет общей для обеих систем. Оси ординат различны, начало координат общее для обеих систем. В плоскости Уравнение эллипса не в центре координатвозьмем окружность радиуса Уравнение эллипса не в центре координатс центром в начале координат, ее уравнение Уравнение эллипса не в центре координат.

Пусть точка Уравнение эллипса не в центре координатлежит на этой окружности, тогда ее координаты удовлетворяют уравнению Уравнение эллипса не в центре координат.

Уравнение эллипса не в центре координат

Обозначим проекцию точки Уравнение эллипса не в центре координатна плоскость Уравнение эллипса не в центре координатбуквой Уравнение эллипса не в центре координат, а координаты ее—через Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координат. Опустим перпендикуляры из Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координатна ось Уравнение эллипса не в центре координат, это будут отрезки Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координат. Треугольник Уравнение эллипса не в центре координатпрямоугольный, в нем Уравнение эллипса не в центре координат, Уравнение эллипса не в центре координат,Уравнение эллипса не в центре координат, следовательно, Уравнение эллипса не в центре координат. Абсциссы точек Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координатравны, т. е. Уравнение эллипса не в центре координат. Подставим в уравнение Уравнение эллипса не в центре координатзначение Уравнение эллипса не в центре координат, тогда cos

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координат

а это есть уравнение эллипса с полуосями Уравнение эллипса не в центре координати Уравнение эллипса не в центре координат.

Таким образом, эллипс является проекцией окружности на плоскость, расположенную под углом к плоскости окружности.

Замечание. Окружность можно рассматривать как эллипс с равными полуосями.

Видео:§31.1 Приведение уравнения кривой к каноническому видуСкачать

§31.1 Приведение уравнения кривой к каноническому виду

Уравнение эллипсоида

Определение: Трехосным эллипсоидом называется поверхность, полученная в результате равномерной деформации (растяжения или сжатия) сферы по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Рассмотрим сферу радиуса R с центром в начале координат:

Уравнение эллипса не в центре координат

где Х, У, Z — текущие координаты точки сферы.

Пусть данная сфера подвергнута равномерной деформации в направлении координатных осей Уравнение эллипса не в центре координатс коэффициентами деформации, равными Уравнение эллипса не в центре координат

В результате сфера превратится в эллипсоид, а точка сферы М (X, У, Z) с текущими координатами Х, У, Z перейдет в точку эллипсоидам Уравнение эллипса не в центре координат(х, у, z) с текущими координатами х, у, г, причем

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координатИными словами, линейные размеры сферы в направлении оси Ох уменьшаются в Уравнение эллипса не в центре координатраз, если Уравнение эллипса не в центре координат, и увеличиваются в Уравнение эллипса не в центре координатраз, если Уравнение эллипса не в центре координати т. д.

Подставляя эти формулы в уравнение (1), будем иметь

Уравнение эллипса не в центре координат

где Уравнение эллипса не в центре координатУравнение (2) связывает текущие координаты точки М’ эллипсоида и, следовательно, является уравнением трехосного эллипсоида.

Величины Уравнение эллипса не в центре координатназываются полуосями эллипсоида; удвоенные величины Уравнение эллипса не в центре координатназываются осями эллипсоида и, очевидно, представляют линейные размеры его в направлениях деформации (в данном случае в направлениях осей координат).

Если две полуоси эллипсоида равны между собой, то эллипсоид называется эллипсоидом вращения, так как может быть получен в результате вращения эллипса вокруг одной из его осей. Например, в геодезии считают поверхность земного шара эллипсоидом вращения с полуосями

а = b = 6377 км и с = 6356 км.

Если а = b = с, то эллипсоид превращается в сферу.

Рекомендую подробно изучить предметы:
  • Геометрия
  • Аналитическая геометрия
  • Начертательная геометрия
Ещё лекции с примерами решения и объяснением:
  • Гипербола
  • Парабола
  • Многогранник
  • Решение задач на вычисление площадей
  • Шар в геометрии
  • Правильные многогранники в геометрии
  • Многогранники
  • Окружность

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:Найти все касательные к эллипсу проходящие через начало координатСкачать

Найти все касательные к эллипсу проходящие через начало координат

Эллипс

Видео:Полярные координаты. Полярное уравнение эллипса.Скачать

Полярные координаты. Полярное уравнение эллипса.

Определение эллипса.

Напомним, что мы назвали эллипсом линию, которая в некоторой декартовой прямоугольной системе координат определяется каноническим уравнением
$$
frac<x^><a^>+frac<y^><b^>=1label
$$
при условии (a geq b > 0).

Из уравнения eqref следует, что для всех точек эллипса (|x| leq a) и (|y| leq b). Значит, эллипс лежит в прямоугольнике со сторонами (2a) и (2b).

Точки пересечения эллипса с осями канонической системы координат, имеющие координаты ((a, 0)), ((-a, 0)), ((0, b)) и ((0, -b)), называются вершинами эллипса. Числа (a) и (b) называются соответственно большой и малой полуосями эллипса.

Уравнение эллипса не в центре координатРис. 8.1. Эллипс

В каноническое уравнение входят только квадраты координат. Поэтому, если координаты ((x, y)) какой-либо точки /(M) ему удовлетворяют, то ему удовлетворяют и координаты ((-x, y)), ((x, -y)) и ((-x, -y)) точек (M_), (M_) и (M_) (рис. 8.1). Следовательно, справедливо следующее утверждение.

Оси канонической системы координат являются осями симметрии эллипса, а начало канонической системы — его центром симметрии.

Внешний вид эллипса проще всего описать сравнением с окружностью радиуса (a) с центром в центре эллипса: (x^+y^=a^). При каждом (x) таком, что (|x| Уравнение эллипса не в центре координатРис. 8.2. Сжатие окружности к эллипсу. Ординаты всех точек уменьшаются в отношении (b/a).

Видео:Математика Без Ху!ни. Полярные координаты. Построение графика функции.Скачать

Математика Без Ху!ни. Полярные координаты. Построение графика функции.

Фокусы, эксценриситет и директрисы эллипса.

У эллипса есть две замечательные точки, которые называются его фокусами.

Фокусами называются точки (F_) и (F_) с координатами ((c, 0)) и ((-c, 0)) в канонической системе координат (рис. 8.3).

Уравнение эллипса не в центре координатРис. 8.3. Фокусы эллипса.

Для окружности (c=0), и оба фокуса совпадают с центром. Ниже мы будем предполагать, что эллипс не является окружностью.

Отметим, что (varepsilon Утверждение 2.

Расстояние от произвольной точки (M(x, y)), лежащей на эллипсе, до каждого из фокусов (рис. 8.3) является линейной функцией от ее абсциссы (x):
$$
r_=|F_M|=a-varepsilon x, r_=|F_M|=a+varepsilon x.label
$$

Очевидно, что (r_^=(x-c)^+y^). Подставим сюда выражение для (y^), найденное из уравнения эллипса. Мы получим
$$
r_^=x^-2cx+c^+b^-frac<b^x^><a^>.nonumber
$$

Учитывая равенство eqref, это можно преобразовать к виду
$$
r_^=a^-2cx+frac<c^x^><a^>=(a-varepsilon x)^.nonumber
$$
Так как (x leq a) и (varepsilon Утверждение 3.

Для того чтобы точка лежала на эллипсе, необходимо и достаточно, чтобы сумма ее расстояний до фокусов равнялась большой оси эллипса (2a).

Необходимость. Если мы сложим равенства eqref почленно, то увидим, что
$$
r_+r_=2a.label
$$
Достаточность. Пусть для точки (M(x, y)) выполнено условие eqref, то есть
$$
sqrt<(x-c)^+y^>=2a-sqrt<(x+c)^+y^>.nonumber
$$
Возведем обе части равенства в квадрат и приведем подобные члены:
$$
xc+a^=asqrt<(x+c)^+y^>.label
$$
Это равенство также возведем в квадрат и приведем подобные члены, используя соотношение eqref. Мы придем к (b^x^+a^y^=a^b^), равносильному уравнению эллипса eqref.

Уравнение эллипса не в центре координатРис. 8.4. Фокусы и директрисы эллипса.

Для того чтобы точка лежала на эллипсе, необходимо и достаточно, чтобы отношение ее расстояния до фокуса к расстоянию до соответствующей директрисы равнялось эксцентриситету эллипса (varepsilon).

Видео:ЭллипсСкачать

Эллипс

Уравнение касательной к эллипсу.

Выведем уравнение касательной к эллипсу, заданному каноническим уравнением. Пусть (M_(x_, y_)) — точка на эллипсе и (y_ neq 0). Через (M_) проходит график некоторой функции (y=f(x)), который целиком лежит на эллипсе. (Для (y_ > 0) это график (f_(x)=bsqrt<1-x^/a^>), для (y_ Утверждение 5.

Касательная к эллипсу в точке (M_(x_, y_)) есть биссектриса угла, смежного с углом между отрезками, соединяющими эту точку с фокусами.

Уравнение эллипса не в центре координатРис. 8.5.

Видео:Аналитическая геометрия: Эллипс, Парабола, Гипербола. Высшая математикаСкачать

Аналитическая геометрия: Эллипс, Парабола, Гипербола. Высшая математика

Эллипс со смещенным центром

Отрезок B1B2 = 2b называется (при а > b) малой осью эллипса; Уравнение эллипса не в центре координат – малая полуось эллипса.

3. Уравнение эллипса не в центре координат; Уравнение эллипса не в центре координат; Уравнение эллипса не в центре координати существует, если Уравнение эллипса не в центре координатили Уравнение эллипса не в центре координат, Уравнение эллипса не в центре координат(от А1 до А2).

Уравнение эллипса не в центре координат; Уравнение эллипса не в центре координати существует, если Уравнение эллипса не в центре координат(от В1 до В2).

4. Степень вытянутости эллипса определяет параметр – эксцентриситет:

Уравнение эллипса не в центре координатили Уравнение эллипса не в центре координат, Уравнение эллипса не в центре координат.

Если a = b, то имеем окружность с центром в т.О(0;0) и радиуса а. В этом случае Уравнение эллипса не в центре координат.

Если Уравнение эллипса не в центре координат, то имеем отрезок А1А2 и Уравнение эллипса не в центре координат. Эллипс (при Уравнение эллипса не в центре координат) получен равномерным сжатием окружности сверху – снизу.

Аналогично можно рассмотреть случай, когда фокусы F1F2 расположены на оси ОУ (Уравнение эллипса не в центре координат).

Пример: построение эллипса по каноническому уравнению и отыскание его параметров..Уравнение эллипса не в центре координат.

б) Смещенный эллипс

Уравнение эллипса не в центре координат– уравнение смещенного эллипса. Центр расположен в т. С(α;β).

При построении смещенного эллипса применяется преобразование системы координат – параллельный перенос.

Уравнение эллипса не в центре координатХОУ – старая система координат;

т.О(0;0) – начало координат;

Х’СУ’ – новая система координат; т.С(α,β) – ее начало координат.

Уравнение эллипса не в центре координат, Уравнение эллипса не в центре координат, масштабная единица одна и та же.

Возьмем на плоскости произвольно т. В системе ХОУ ее координаты х,у; в системе Х’СУ’х’,у’ , причем Уравнение эллипса не в центре координат; Уравнение эллипса не в центре координат. Отсюда Уравнение эллипса не в центре координат

Сделаем в уравнении смещенного эллипса замену переменной по формулам Уравнение эллипса не в центре координат, получим каноническое уравнение эллипса Уравнение эллипса не в центре координат.

Строим эллипс по его каноническому уравнению в системе Х’СУ’.

Пример: построение эллипса, заданного в смещенном виде: Уравнение эллипса не в центре координат.

3.3 Гипербола – ГМТ плоскости, модуль разности расстояний которых до двух фиксированных точек плоскости – фокусов F1, F2 – постоянен и равен числу .

Уравнение эллипса не в центре координата) Каноническое уравнение

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 266
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 602
  • БГУ 153
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 962
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 119
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1967
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 300
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 409
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 497
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 130
  • ИжГТУ 143
  • КемГППК 171
  • КемГУ 507
  • КГМТУ 269
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2909
  • КрасГАУ 370
  • КрасГМУ 630
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 139
  • КубГУ 107
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 367
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 330
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 636
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 454
  • НИУ МЭИ 641
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 212
  • НУК им. Макарова 542
  • НВ 777
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1992
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 301
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 119
  • РАНХиГС 186
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 243
  • РГГМУ 118
  • РГПУ им. Герцена 124
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 122
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 130
  • СПбГАСУ 318
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 147
  • СПбГПУ 1598
  • СПбГТИ (ТУ) 292
  • СПбГТУРП 235
  • СПбГУ 582
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 193
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 380
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1655
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1513
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2423
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 324
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 306

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Кривые второго порядка. Алгебраической кривой второго порядка называется кривая Г, уравнение которой в декартовой системе координат имеет вид:

Аx 2 + 2Вxy + Сy 2 + 2Dx + 2Еy + F = 0,

где не все коэффициенты А, В и С равны одновременно нулю.

Если кривая Г невырожденная, то для неё найдется такая декартова прямоугольная система координат, в которой уравнение этой кривой примет один из следующих трех видов (каноническое уравнение):

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координат

Эллипс – геометрическое множество точек плоскости, сумма расстояний от которых до двух точек и , называемых фокусами, есть величина постоянная 2a, большая, чем расстояние между фокусами 2c:

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координат

Эллипс, заданный каноническим уравнением: симметричен относительно осей координат. Параметры а и b называются полуосями эллипса (большой и малой соответственно), точки , , , называются его вершинами. Если а>b, то фокусы находятся на оси ОХ на расстоянии от центра эллипса О.

Уравнение эллипса не в центре координат

называется эксцентриситетом эллипса и является мерой его «сплюснутости» (при эллипс является окружностью, а при он вырождается в отрезок длиною ). Если а

Гипербола, заданная каноническим уравнением:

Уравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координат

симметрична относительно осей координат. Она пересекает ось ОХ в точках и – вершинах гиперболы, и не пересекает оси ОY. Параметр а называется вещественной полуосью, b – мнимой полуосью. Число

Уравнение эллипса не в центре координат

называется эксцентриситетом гиперболы. Прямые

Уравнение эллипса не в центре координат

называются асимптотами гиперболы.

Гипербола, заданная каноническим уравнением:

Уравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координат

называется сопряжённой (имеет те же асимптоты). Её фокусы расположены на оси OY.

Уравнение эллипса не в центре координат

Она пересекает ось ОY в точках и – вершинах гиперболы, и не пересекает оси ОX.В этом случае параметр b называется вещественной полуосью, a – мнимой полуосью. Эксцентриситет вычисляется по формуле:

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координат

Парабола – множество точек плоскости, равноудаленных от данной точки F, называемой фокусом, и данной прямой, называемой директрисой: .

Парабола, заданная указанным каноническим уравнением, симметрична относительно оси ОХ.

задает параболу, симметричную относительно оси ОY. Парабола

имеет фокус и директрису

имеет фокус и директрису

Если р>0, то в обоих случаях ветви параболы обращены в положительную сторону соответствующей оси, а если р 2 + 2Вxy + Сy 2 + 2Dx + 2Еy + F = 0,

где не все коэффициенты А, В и С равны одновременно нулю.

Оно задаёт кривую второго порядка. Наша цель: поменять систему координат так, чтобы максимально упростить данное уравнение. Для этого сначала (если B0) повернём искодный базис (координатные оси Ox и Oy) на угол б против часовой стрелки таким образом, чтобы новые оси Ox’ и Oy’ стали параллельны осям кривой, при этом исчезнет слагаемое 2Вxy:

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координат

– матрица линейного преобразования: поворот на угол б против часовой стрелки.

Уравнение эллипса не в центре координат

A(x’cosб – y’sinб) 2 + 2B(x’cosб – y’sinб)(x’sinб + y’cosб)+C(x’sinб + y’cosб) 2 + 2D(x’cosб – y’sinб) + 2E(x’sinб + y’cosб) + F = 0

Выберем угол б так, чтобы коэффициент при произведении x’y’ обратился в ноль, т.е. чтобы выполнялось равенство:

-2Acosбsinб + 2B(cos 2 б – sin 2 б) + 2Csinбcosб = 0

В новой системе координат Ox’y’ (после поворота на угол б), учитывая, что

Уравнение эллипса не в центре координат Уравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координат

уравнение будет иметь вид

А’x’ 2 + С’y’ 2 + 2D’x’ + 2Е’y’ + F’ = 0,

где коэффициенты А’ и С’ не равны одновременно нулю.

Следующий этап упрощения заключается в параллельном переносе осей Ox’ и Oy’ до совпадения их с осями кривой, при этом начало координат совпадёт с центром (или вершиной, в случае параболы) кривой. Техника преобразований на данном этапе заключается в выделении полного квадрата.

Таким образом, мы получим канонические уравнения кривых второго порядка. Всего возможны 9 качественно различных случаев (включая случаи вырождения и распадения):

Уравнение эллипса не в центре координатУравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координат

Уравнение эллипса не в центре координат

  • 4. (мнимый эллипс),
  • 5. (пара мнимых параллельных прямых),
  • 6. (пара параллельных прямых),
  • 7. (пара совпавших прямых),
  • 8. (точка (пара мнимых пересекающихся прямых)),
  • 9. (пара пересекающихся прямых).

Кривые 2-го порядка со смещенными центрами (вершинами).

Если в общем уравнении кривой 2-го порядка

Уравнение эллипса не в центре координат

в частности, В = 0, то есть отсутствует член с произведением переменных, то это означает, что оси кривой параллельны координатным. Рассмотрим уравнение:

  • (A и C одновременно). Можно показать, что при этом:1) Если АС > 0 (коэффициенты при квадратах переменных одного знака), то уравнение определяет эллипс;
  • 2) Если АС

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Уральский государственный университет.

Кафедра «Товароведение и экспертиза потребительских товаров»

«Кривые второго порядка: эллипс, окружность, парабола, гипербола»

По дисциплине Высшая математика.

Пермина Александра Николаевна

студент группы 131

Кравченко Ольга Владимировна

Кривые второго порядка: эллипс, окружность, парабола, гипербола.

Кривыми второго порядка на плоскости называются линии пересечения кругового конуса с плоскостями, не проходящими через его вершину.

Если такая плоскость пересекает все образующие одной полости конуса, то в сечении получается эллипс, при пересечении образующих обеих полостей – гипербола, а если секущая плоскость параллельна какой-либо образующей, то сечением конуса является парабола.

Кривая второго порядка на плоскости в прямоугольной системе координат описывается уравнением:

Множество всех точек на плоскости, для которых сумма расстояний до двух фиксированных точек F 1 и F 2 есть заданная постоянная величина, называется эллипсом.

Каноническое уравнение эллипса.

Для любого эллипса можно найти декартову систему координат такую, что эллипс будет описываться уравнением (каноническое уравнение эллипса):

Оно описывает эллипс с центром в начале координат, оси которого совпадают с осями координат. Число a называют большой полуосью эллипса, а число bего малой полуосью.

  • Фокальное свойство. Если F1 и F2 — фокусы эллипса, то для любой точки X, принадлежащей эллипсу, угол между касательной в этой точке и прямой ( F1X) равен углу между этой касательной и прямой ( F2X) .
  • Прямая, проведённая через середины отрезков, отсечённых двумя параллельными прямыми, пересекающими эллипс, всегда будет проходить через центр эллипса. Это позволяет построением с помощью циркуля и линейки легко получить центр эллипса, а в дальнейшем оси, вершины и фокусы.
  • Эволютой эллипса является астроида.
  • Эксцентриситетом эллипса называется отношение

Эллипс также можно описать как

  • фигуру, которую можно получить из окружности, применяя аффинное преобразование
  • ортогональную проекцию окружность на плоскость.
  • Пересечение плоскости и кругового цилиндра.

Каноническое уравнение окружности.

Общее уравнение окружности записывается как:

Уравнение окружности радиуса R с центром в начале координат:

  • Прямая может не иметь с окружностью общих точек; иметь с окружностью одну общую точку (касательная); иметь с ней две общие точки (секущая).
  • Касательная к окружности всегда перпендикулярна её диаметру, один из концов которого является точкой касания.
  • Через три точки, не лежащие на одной прямой, можно провести окружность, и притом только одну.
  • Точка касания двух окружностей лежит на линии, соединяющей их центры.
  • Длину окружности с радиусом R можно вычислить по формуле C = 2π R.
  • Вписанный угол либо равен половине центрального угла, опирающегося на его дугу, либо дополняет половину этого угла до 180°.
  • Два вписанных угла, опирающиеся на одну и ту же дугу, равны.
  • Вписанный угол, опирающийся на дугу длиной в половину окружности равен 90°.

Параболой называется множество точек плоскости, каждая из которых находится на одинаковом расстоянии от данной точки, называемой фокусом, и от данной прямой, называемой директрисой и не проходящей через фокус.

где р (фокальный параметр) – расстояние от фокуса до директрисы

  • Парабола — кривая второго порядка.
  • Она имеет ось симметрии, называемой осью параболы. Ось проходит через фокус и перпендикулярна директрисе.
  • Пучок лучей параллельных оси, отражаясь в параболе, собирается в её фокусе. Для параболы с вершиной в начале координат (0; 0) и положительным направлением ветвей фокус находится в точке (0; 0,25).
  • Если фокус параболы отразить относительно касательной, то его образ будет лежать на директрисе.
  • Парабола является антиподерой прямой.
  • Все параболы подобны. Расстояние между фокусом и директрисой определяет масштаб.
  • При вращении параболы вокруг оси симметрии получается эллиптический параболоид.

· Прямая пересекает параболу не более чем в двух точках.

· Эксцентриситет параболы е=1.

Геометрическое место точек плоскости, для которых разность расстояний до двух фиксированных точек есть величина постоянная, называют гиперболой.

· Гипербола имеет две оси симметрии (главные оси гиперболы) и центр симметрии (центр гиперболы). При этом одна из этих осей пересекается с гиперболой в двух точках, называемых вершинами гиперболы. Она называется действительной осью гиперболы (ось Ох для канонического выбора координатной системы). Другая ось не имеет общих точек с гиперболой и называется ее мнимой осью (в канонических координатах – ось Оу). По обе стороны от нее расположены правая и левая ветви гиперболы. Фокусы гиперболы располагаются на ее действительной оси.

· Каждая гипербола имеет пару асимптот:

· Расстояние от начала координат до одного из фокусов гиперболы называют фокусным расстоянием гиперболы

· Эксцентриситетом гиперболы называется величина е = с / а.Эксцентриситет гиперболы e> 1

· Расстояние от вершины гиперболы до асимптоты вдоль направления параллельного оси ординат называется малой или мнимой полуосью гиперболы

🔥 Видео

Кривые второго порядка. Эллипс. Приведение к каноническому виду и чертежСкачать

Кривые второго порядка. Эллипс. Приведение к каноническому виду и чертеж

Эллипс. Определение. Уравнение. График. Фокусы. Главные оси. Эксцентриситет - Новиков АлександрСкачать

Эллипс. Определение. Уравнение. График. Фокусы. Главные оси. Эксцентриситет - Новиков Александр

Лекция 31.1. Кривые второго порядка. ЭллипсСкачать

Лекция 31.1. Кривые второго порядка. Эллипс

165. Найти фокусы и эксцентриситет эллипса.Скачать

165. Найти фокусы и эксцентриситет эллипса.

Аналитическая геометрия, 7 урок, Линии второго порядкаСкачать

Аналитическая геометрия, 7 урок, Линии второго порядка

Кривые второго порядкаСкачать

Кривые второго порядка

§30 Уравнения кривых второго порядка в полярных координатахСкачать

§30 Уравнения кривых второго порядка в полярных координатах

Поворот и параллельный перенос координатных осей. ЭллипсСкачать

Поворот и параллельный перенос координатных осей.  Эллипс

§28 Эксцентриситет эллипсаСкачать

§28 Эксцентриситет эллипса

Эллипс (часть 8). Решение задач. Высшая математика.Скачать

Эллипс (часть 8). Решение задач. Высшая математика.

11 класс, 52 урок, ЭллипсСкачать

11 класс, 52 урок, Эллипс

Видеоурок "Гипербола"Скачать

Видеоурок "Гипербола"

Уравнение эллипса. Нахождение вершин и фокусовСкачать

Уравнение эллипса. Нахождение вершин и фокусов
Поделиться или сохранить к себе: