- •Федеральное агентство по образованию РФ
- •АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ НА ПЛОСКОСТИ
- •ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ НА ПЛОСКОСТИ
- •1.ПРОСТЕЙШИЕ ЗАДАЧИ НА ПЛОСКОСТИ
- •1.1. Расстояние между двумя точками
- •1.2. Деление отрезка в данном отношении
- •1.3. Площадь треугольника
- •2. ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
- •2.1. Общее уравнение прямой
- •2.2. Каноническое уравнение прямой
- •2.3. Уравнение прямой, проходящей через две точки
- •2.5. Уравнение прямой в отрезках
- •2.6. Нормальное уравнение прямой
- •2.7. Расстояние от точки до прямой
- •2.8. Координаты точки пересечения двух прямых
- •2.9. Угол между двумя прямыми
- •2.11. Уравнение пучка прямых
- •3. КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА
- •3.1. Эллипс
- •3.2. Окружность
- •3.3. Гипербола
- •3.4. Парабола
- •4. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ
- •4.1. Параллельный перенос
- •4.2. Поворот координатных осей
- •4.3. Изменение начала координат и поворот осей
- •5. ЛИНИИ В ПОЛЯРНОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ
- •5.1. Полярные координаты на плоскости
- •5.2. Связь полярных координат с декартовыми
- •5.3.1. Кривые второго порядка
- •5.3.2. Спирали
- •5.3.3. Розы
- •6. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ ЛИНИЙ
- •6.1. Окружность
- •6.2. Циклоида
- •6.3. Астроида
- •7. КРИВЫЕ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА
- •7.1. Полукубическая парабола
- •7.2. Локон Аньези
- •7.3. Декартов лист
- •8. КРИВЫЕ ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКА
- •8.1. Улитка Паскаля
- •8.2. Кардиоида
- •8.3. Лемниската Бернулли
- •Парабола
- •РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ НА ПЛОСКОСТИ
- •ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
- •Вариант 1
- •ПОВЕРХНОСТИ ВТОРОГО ПОРЯДКА
- •1. Поверхности
- •1.1. Линейчатые поверхности
- •1.2. Поверхности вращения
- •1.3. Поверхности второго порядка
- •2.1. Эллипсоид
- •2.2. Гиперболоиды
- •2.2.1. Однополостный гиперболоид
- •2.2.2. Двуполостный гиперболоид
- •2.3. Параболоиды
- •2.3.1. Эллиптический параболоид
- •2.4. Конус
- •2.5. Цилиндры
- •2.5.1. Эллиптический цилиндр
- •2.5.2. Гиперболический цилиндр
- •2.5.3. Параболический цилиндр
- •РЕШЕНИЕ ТИПИЧНЫХ ЗАДАЧ
- •ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Поверхность расположена в верхнем полупространстве z ≥ 0 ; поперечные сечения плоскостями z = h, h > 0 представляют собой эллипсы с полуосями
a1 = a ph и b1 =b ph , размеры которых увеличиваются по мере возрастания h , продольные сечения плоскостями x = 0 и y = 0 - параболы.
2.3.2. Гиперболический параболоид Гиперболическим параболоидом называется по-
верхность с каноническим уравнением |
|
|||||||
|
x2 |
− |
y2 |
|
= pz, p > 0. |
|
|
|
|
a2 |
b2 |
|
z = 0 |
дает |
|||
|
|
|
|
|||||
Сечение |
плоскостью |
|||||||
скрещивающиеся прямые |
y = ± b x , |
сечения |
||||||
z = h - гиперболы. При h > 0 |
|
a |
|
|||||
действительная ось |
гиперболы параллельна оси Ox , мнимая ось параллельна оси Oy , при h < 0 оси меняются местами. Сечения плоскостями x = const и y =const - параболы.
Как и однополостный гиперболоид, гиперболический параболоид является линейчатой поверхностью и имеет два семейства прямолинейных образующих – прямых, полностью лежащих внутри поверхности. Уравнения образующих получаются аналогично случаю однополостного гиперболоида и имеют вид:
|
x |
|
y |
|
|
x |
|
|
y |
|
||||||||||
v |
|
|
|
+ |
|
|
|
= upz, |
v |
|
|
|
− |
|
|
|
|
= upz, |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
a |
|
b |
|
|
a |
|
|
b |
|
||||||||||
|
x |
|
y |
|
|
x |
|
|
y |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
u |
|
− |
|
|
|
= v, |
|
u |
|
+ |
|
|
|
|
= v, |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
a |
|
b |
|
a |
|
|
b |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
т.е. через каждую точку поверхности проходит две прямолинейных образующих.
Это свойство гиперболического параболоида также используется в строительных конструкциях: из прямолинейных металлических элементов создается каркас кровли в форме гиперболического параболоида. Такая поверхность, благодаря своей кривизне, обладает собственной жесткостью, тогда как жесткость кровли традиционной формы - в виде совокупности плоских участков – обеспечивается поддерживающими конструкциями (стропилами) и требует дополнительного расхода материалов.
2.4. Конус
Эллиптическим конусом называется поверхность с каноническим уравнением
|
x2 |
+ |
y2 |
− |
z2 |
= 0 . |
|
a2 |
b2 |
c2 |
|||
|
|
|
|
|||
Сечения |
плоскостями z −const - эллипсы, размеры |
которых возрастают по мере удаления от начала координат;
71