Krzywe stożkowe. Algebra. Aleksander Denisiuk

Podobne dokumenty
Krzywe stożkowe Lekcja VII: Hiperbola

Krzywe stożkowe Lekcja VI: Parabola

Rozdział 2. Krzywe stożkowe. 2.1 Elipsa. Krzywe stożkowe są zadane ogólnym równaniem kwadratowym na płaszczyźnie

Zestaw Obliczyć objętość równoległościanu zbudowanego na wektorach m, n, p jeśli wiadomo, że objętość równoległościanu zbudowanego na wektorach:

Geometria Analityczna w Przestrzeni

- Wydział Fizyki Zestaw nr 2. Krzywe stożkowe

- Wydział Fizyki Zestaw nr 2. Krzywe stożkowe

Krzywe stożkowe Lekcja V: Elipsa

Krzywe stożkowe Lekcja II: Okrąg i jego opis w różnych układach współrzędnych

1 Geometria analityczna

Zadania nadobowiązkowe KRZYWE STOŻKOWE OKRĄG

Geometria. Hiperbola

11. Znajdż równanie prostej prostopadłej do prostej k i przechodzącej przez punkt A = (2;2).

(a) (b) (c) o1" o2" o3" o1'=o2'=o3'

Geometria analityczna - przykłady

Wykład 16. P 2 (x 2, y 2 ) P 1 (x 1, y 1 ) OX. Odległość tych punktów wyraża się wzorem: P 1 P 2 = (x 1 x 2 ) 2 + (y 1 y 2 ) 2

A. fałszywa dla każdej liczby x.b. prawdziwa dla C. prawdziwa dla D. prawdziwa dla

Geometria. Rozwiązania niektórych zadań z listy 2

Funkcja liniowa i prosta podsumowanie

Prosta i płaszczyzna w przestrzeni

SPIS RZECZY. GEOMETRJA ANALITYCZNA NA PŁASZCZYŹNIE.

Repetytorium z matematyki ćwiczenia

Arkusz 6. Elementy geometrii analitycznej w przestrzeni

Algebra linowa w pigułce

ODLEGŁOŚĆ NA PŁASZCZYŹNIE - SPRAWDZIAN

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

FUNKCJA LINIOWA, OKRĘGI

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

KONKURS ZOSTAŃ PITAGORASEM MUM. Podstawowe własności figur geometrycznych na płaszczyźnie

Funkcja liniowa -zadania. Funkcja liniowa jest to funkcja postaci y = ax + b dla x R gdzie a, b R oraz

Geometria analityczna

Blok III: Funkcje elementarne. e) y = 1 3 x. f) y = x. g) y = 2x. h) y = 3x. c) y = 3x + 2. d) y = x 3. c) y = x. d) y = x.

Analiza Matematyczna. Zastosowania Całek

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

rozwiązanie zadania us. 25-go. 28. Własność czterech punktów na kole, przez które przechodzą promienie pęku harmonicznego, maj%cogo swój wierzchołek

PRÓBNA MATURA ZADANIA PRZYKŁADOWE

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

PRZYKŁADOWE ZADANIA Z MATEMATYKI NA POZIOMIE PODSTAWOWYM

GEOMETRIA ANALITYCZNA. Poziom podstawowy

Mini tablice matematyczne. Figury geometryczne

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI POZIOM PODSTAWOWY 5 MAJA Godzina rozpoczęcia: 9:00. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50

Zad. 8(3pkt) Na podstawie definicji wykaż, że funkcja y=

Wykład z modelowania matematycznego.

UZUPEŁNIA ZDAJĄCY miejsce na naklejkę

AUTORKA: ELŻBIETA SZUMIŃSKA NAUCZYCIELKA ZESPOŁU SZKÓŁ OGÓLNOKSZTAŁCĄCYCH SCHOLASTICUS W ŁODZI ZNANE RÓWNANIA PROSTEJ NA PŁASZCZYŹNIE I W PRZESTRZENI

i = [ 0] j = [ 1] k = [ 0]

Geometria analityczna

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

Arkusz maturalny nr 2 poziom podstawowy ZADANIA ZAMKNIĘTE. Rozwiązania. Wartość bezwzględna jest odległością na osi liczbowej.

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

Równania prostych i krzywych; współrzędne punktu

Przestrzeń liniowa. Algebra. Aleksander Denisiuk

STEREOMETRIA CZYLI GEOMETRIA W 3 WYMIARACH

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne.

Elementy grafiki komputerowej. Elementy geometrii afinicznej

ALGEBRA z GEOMETRIA, ANALITYCZNA,

Wektory. Algebra. Aleksander Denisiuk. Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych Wydział Informatyki w Gdańsku ul. Brzegi Gdańsk

KLASA II TECHNIKUM POZIOM PODSTAWOWY PROPOZYCJA POZIOMÓW WYMAGAŃ

Krzywe stożkowe. 1 Powinowactwo prostokątne. 2 Elipsa. Niech l będzie ustaloną prostą i k ustaloną liczbą dodatnią.

= [6; 2]. Wyznacz wierzchołki tego równoległoboku.

TO TRZEBA ROZWIĄZAĆ-(I MNÓSTWO INNYCH )

Zad.3. Jakub Trojgo i Jakub Wieczorek. 14 grudnia 2013

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z NOWĄ ERĄ

SYLABUS PRZEDMIOTU MATEMATYKA W RAMACH ZAJ

VIII. ZBIÓR PRZYKŁADOWYCH ZADAŃ MATURALNYCH

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI LISTOPAD 2010 POZIOM PODSTAWOWY. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

Krzywe i powierzchnie stopnia drugiego

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Geometria rzutowa - skrypcik

Ćwiczenia z Geometrii I, czerwiec 2006 r.

III. Układy liniowe równań różniczkowych. 1. Pojęcie stabilności rozwiązań.

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

Wskazówki do zadań testowych. Matura 2016

Funkcje elementarne. Ksenia Hladysz Własności 2. 3 Zadania 5

FUNKCJE ZESPOLONE Lista zadań 2005/2006

RUCH OBROTOWY- MECHANIKA BRYŁY SZTYWNEJ

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURA

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Praca kontrolna z matematyki nr 1 Liceum Ogólnokształcące dla Dorosłych Semestr 5 Rok szkolny 2014/2015

FUNKCJE I RÓWNANIA KWADRATOWE. Lekcja 78. Pojęcie i wykres funkcji kwadratowej str

Podstawowe pojęcia geometryczne

Weronika Siwek, Układ biegunowy, płaszczyzna Gaussa i nie tylko... 1

GEOMETRIA PRZESTRZENNA (STEREOMETRIA)

MECHANIKA 2 KINEMATYKA. Wykład Nr 5 RUCH KULISTY I RUCH OGÓLNY BRYŁY. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Układy równań liniowych, macierze, Google

GEOMETRIA ELEMENTARNA

NOWA FORMUŁA EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI POZIOM PODSTAWOWY MMA 2018 UZUPEŁNIA ZDAJĄCY. miejsce na naklejkę UZUPEŁNIA ZESPÓŁ NADZORUJĄCY

Zad. 1 Liczba jest równa A B C D. Zad. 2 Liczba log16 jest równa A 3log2 + log8 B log4 + 2log3 C 3log4 log4 D log20 log4

ZAGADNIENIA NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z MATEMATYKI W KLASIE II TECHNIKUM.

MATEMATYKA ZBIÓR ZADAŃ MATURALNYCH. Lata Poziom podstawowy. Uzupełnienie Zadania z sesji poprawkowej z sierpnia 2019 r.

M10. Własności funkcji liniowej

MATEMATYKA - CYKL 5 GODZINNY. DATA : 8 czerwca 2009

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 3

Wielokąty na płaszczyźnie obliczenia z zastosowaniem trygonometrii. Trójkąty. Trójkąt dowolny. Wielokąty trygonometria 1.

Transkrypt:

Algebra Krzywe stożkowe Aleksander Denisiuk denisjuk@pjwstk.edu.pl Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych Wydział Informatyki w Gdańsku ul. Brzegi 55 80-045 Gdańsk Algebra p. 1

Krzywe stożkowe Najnowsza wersja tego dokumentu dostępna jest pod adresem http://users.pjwstk.edu.pl/~denisjuk/ Algebra p. 2

Współrzędne biegunowe A ρ O O biegun Oś biegunowa g θ g Kierunek odliczania katów (ρ, θ) współrzędne biegunowe Algebra p. 3

Równanie krzywej we współrzędnych biegunowych ϕ(ρ,θ) = 0 Przykład 1 (Okrag). ρ = 2Rcosθ A O θ A 0 Algebra p. 4

Współrzędne biegunowe a kartezjańskie x = ρcosθ, y = ρsinθ Algebra p. 5

Równanie prostej we współrzędnych biegunowych ax+by +c = 0, c < 0 ρcos(α θ) = ρ 0, gdzie cosα = a a2 +b 2, sinα = b a2 +b 2, ρ 0 = c a2 +b 2, Algebra p. 6

Krzywa stożkowa Krzywa stożkowa nazywa się krzywa, powstała na przecięciu stożka i płaszczyzny. Algebra p. 7

Ogniska i kierownice Każda krzywa stożkowa, oprócz okręgu, jest miejscem geometrycznym punktów, majacych stały stosunek odległości od pewnego punktu F i pewnej prostej δ Punkt F nazywa się ogniskiem krzywej Prosta δ nazywa się kierownica krzywej Algebra p. 8

Ogniska i kierownice, cd FM = BM, AM = h/sinα, BM = h/sinβ FM AM = BM AM = sinα sinβ = λ λ nazywa się mimośrodem Algebra p. 9

Klasyfikacja krzywych stożkowych W zależności od mimośrodu λ, krzywa stożkowa nazywa się elipsa λ < 1 parabola λ > 1 hyperbola λ > 1 składa się z dwóch gałęzi Algebra p. 10

Równanie we współrzędnych biegunowych Niech biegun pokrywa się z ogniskiem krzywej, a oś biegunowa będzie przecinała prostopadle kierownicę Niech p będzie odległościa ogniska od kierownicy W przypadku elipsy i paraboli W przypadku hiperboli ρ p ρcosθ = λ ρ p ρcosθ = ±λ W postaci rozwiazanej względen ρ: W przypadku elipsy i paraboli ρ = W przypadku hiperboli ρ = ±λp 1±λcosθ λp 1+λcosθ Algebra p. 11

Równanie we współrzędnych kartezjańskich ρ 2 = λ 2 (p ρcosθ) 2 x 2 +y 2 = λ 2 (p x) 2 (1 λ) 2 x 2 +2pλ 2 x+y 2 λ 2 p 2 = 0 λ 1 (1 λ 2 ) ( x+ pλ2 1 λ 2 ) 2 +y 2 p2 λ 2 1 λ 2 = 0 Nowe współrzędne: x = x+ pλ2 1 λ 2, y = y Elipsa: x 2 a 2 + y 2 b 2 = 1 Hiperbola: x 2 a 2 y 2 b 2 = 1 gdzie a 2 = λ2 p 2 (1 λ 2 ) 2, b 2 = λ2 p 2 1 λ 2 półosie równanie kanoniczne Algebra p. 12

Równanie kanoniczne paraboli (1 λ) 2 x 2 +2pλ 2 x+y 2 λ 2 p 2 = 0 λ = 1 2px+y 2 p 2 = 0 y 2 2p ( x+ p 2) = 0 Nowe współrzędne: x = x+ p 2, y = y y 2 2px = 0 Algebra p. 13

Właściwości elipsy x2 a 2 + y2 b 2 = 1, a > b > 0 Symetria względem osi i środka układu współrzędnych Elipsa zawarta jest wewnatrz prostokatu x a, y b a nazywa się większa półosia, b mniejsza półosia. Punkty (±a, 0), (0, ±b) wierzchołki elipsy Algebra p. 14

Elipsa a okrag Elipsa może zostać otzrymana z okręgu x2 a 2 + y2 b 2 = 1 poprzez skalowanie w kirunku osi Oy ze współczynnikiem b a < 1 Algebra p. 15

Właściwości hiperboli x2 a 2 y2 b 2 = 1, a,b > 0 Symetria względem osi i środka układu współrzędnych Hiperbola znajduje się na zewnatrz od prostokatu x a, y b Hiperbola jest położona poza katem x a < y b a nazywa się rzeczywista półosia, b półosia urojona. Punkty (±a, 0) wierzchołki hiperboli Algebra p. 16

Asymptoty hiperboli Proste x a ± y b = 0 s a asymptotami hiperboli Odległość od punktów hiperboli do asymptot dazy do żera przy x 2 +y 2 Niech punkt (x,y) leży na hiperboli Liczby x a + y b odległości oraz x a y b = 1 x a + y x b a y b Załóżmy, że odległości nie d sa proporcjonalne do aza do zera, wtedy istnieje taka liczba ε > 0, że dla wszystkich punktów (x,y) hiperboli spełniono x a + y b > ε oraz x a y b > ε A więc x a + y b < 1 ε oraz x a y b < 1 ε Czyli x2 a a + y2 b 2 < 1 ε 2, co jest sprzeczne z tym, że x 2 +y 2 Algebra p. 17

Hiperbola sprzężona Hiperbola x2 a y2 2 b = 1 nazywa się sprzężona do hiperboli 2 x 2 a y2 2 b = 1 2 Hiperbola i hiperbola do niej sprzężona maja wspólne asymptoty Hiperbola sprzężona znajduje się w katach uzupełniajacych Algebra p. 18

Parabola y 2 = 2px Parabola jest symetryczna względem osi Ox Oś symetrii nazywa się osia paraboli Przecięcie osi z parabola nazywa się wierzchołkiem paraboli Algebra p. 19

Równania parametryczne {x = t2 parabola 2p, y = t { x = acost, elipsa y = bsint { x = acosht, hiperbola y = bsinht cosht = et +e t 2, sinht = et e t 2 Algebra p. 20

Styczna do krzywej w punkcie(x 0,y 0 ) Styczna do krzywej stożkowej (x 0,y 0 ) nazywa się prosta, która ma z nia dokładnie jeden punkt przecięcia (i nie jest równoległa do osi dla paraboli) Sens geometryczny stycznej: graniczne położenie siecznych przechodzacych przez punkty (x 0,y 0 ) i (x 1,y 1 ) gdy punkt (x 1,y 1 ) daży do (x 0,y 0 ) Można podstawić równanie parametryczne prostej, wychodzacej z punktu (x 0,y 0 ) do równania krzywej: styczna do paraboli yy 0 = p(x+x 0 ) styczna do elipsy xx 0 a + yy 0 2 b = 1 2 styczna do hiperboli xx 0 a yy 0 2 b = 1 2 Algebra p. 21

Właściwości ogniskowe Elipsa i hiperbola maja drugie ognisko i druga kierownicę Suma odległości punktów elipsy od ognisk jest stała Różnica odległości punktów hiperboli od ognisk jest stała Ogniska elipsy maja współrzędne (0,±c), c = a 2 b 2 Ogniska hiperboli maja współrzędne (0,±c), c = a 2 +b 2 Promień świetlny wychodzacy z jednego ogniska elipsy po odbiciu od krawędzi przejdzie przez drugie ognisko Promień świetlny wychodzacy z jednego ogniska hierboli po odbiciu od krawędzi będzie pokrywał się z promieniem, wychodzacycm z drugiego ogniska Promień świetlny wychodzacy z ogniska paraboli po odbiciu od krawędzi będzie równoległy do jej osi Algebra p. 22

Średnice krzywej stożkowe Średnica elipsy (hiperboli) nazywamy odcinek, przechodzacy przez jej środek Średnica paraboli jest prosta, równoległa do jej osi. Środki równoległych siecznych znajduja się na średnicy 1. Sieczna jest równoległa do osi współrzędnych 2. y = kx+b, k 0, elipsa (hiperbola) αx 2 +βy 2 = 1 y c = α βk x c średnica y = α βkx jest sprzężona do średnicy y = kx 3. y = kx+b, k 0, parabola y c = p k = const Algebra p. 23

Krzywe drugiego stopnia a 11 x 2 +2a 12 xy +a 22 y 2 +2a 1 x+2a 2 y +a = 0, przynajmniej jeden ze współczynników a 11, a 12, a 22 jest niezerowy. Niepusta krzywa drugiego stopnia: krzywa stożkowa dwie proste (być może pokrywajace się) punkt Przykład 3x 2 +3y 3 +10xy +14x 2y 13 = 0 Algebra p. 24