Часть
Прямая
Уравнение линии на координатной плоскости ху называется уравнение, которому удовлетворяют координаты х и у каждой точки этой линии и не удовлетворяют координаты ни одной точки, не лежащей на этой линии.
В общем случае уравнение линии может быть записано в виде
или, если это возможно, в явном виде
,
где и - некоторый формулы.
Виды уравнения прямой на плоскости.
Уравнение прямой с угловым коэффициентом. Углом наклона прямой называется угол α, отсчитываемый до прямой от положительного направления оси против часовой стрелки.
Тангенс этого угла tgα называется угловым коэффициентом прямой и обозначается k= tgα.
Y
О x (рис. 2)
Пусть прямая отсекает на оси отрезок . Из рисунка очевидно, что
.
Отсюда следует, что
.
Это уравнение называется уравнением прямой с угловым коэффициентом.
Уравнением прямой с угловым коэффициентом k, проходящей через данную точку
.
Это уравнение определяет пучок прямых, проходящих через точку , кроме вертикальной прямой, имеющей уравнение .
Уравнением прямой, проходящей через две данные точки и :
.
Уравнение прямой в отрезках:
.
Общее уравнение прямой. Общим уравнением прямой на плоскости называется уравнение вида
,
где А, В, С- действительные числа, а А и В не равны одновременно нулю, т.е. .
Уравнение прямой по точке и вектору нормали. В декартовой прямоугольной системе координат вектор перпендикулярен прямой , компоненты которой являются координатами вектора.
Уравнение прямой по точке и направляющему вектору. Каждый нулевой вектор , компоненты которого удовлетворяют условию , называется направляющим вектором прямой .
Углом между двумя параллельными прямыми и называется угол , образованный этими прямыми при пересечении и лежащий в диапазоне .
Обозначим ; . Из рис. 2 видно, что , .
y
x (рис 2)
Тогда .
Если прямые и параллельны, то .
Равенство угловых коэффициентов – необходимое и достаточное условие параллельности двух прямых.
Если прямые перпендикулярны, то , то .
Справедливо также и обратное утверждение: для перпендикулярности прямых необходимо и достаточно, чтобы их угловые коэффициенты были обратными по величине и противоположными по знаку.
Если прямые заданы общими уравнениями и , то условие параллельности прямых: .
Условием параллельности прямых, заданных общими уравнениями, является пропорциональность коэффициентов при переменных.
Пусть даны точка и прямая . Под расстоянием от точки М до прямой понимается длина перпендикуляра, опущенного из точки М на данную прямую (рис. 3).
y
0 x рис. 3.
Расстояние между точкой и прямой .
Часть
Кривые второго порядка
Окружностью называют геометрическое место точек, равноудаленных от точки, называемой центром окружности.
(1)
Уравнение (1.) называется нормальным уравнением окружности. В частности, уравнение окружности с центром в начале координат имеет вид .
Каноническое уравнение эллипса .
y
рис.1
Пусть . Тогда числа и называются соответственно большой и малой полуосями эллипса.
Центром эллипса называется точка пересечения его полуосей.
Точки и , где , называются фокусами эллипса, а отношение - его эксцентриситетом.
Эксцентриситет характеризует форму эллипса - чем величина больше, тем эллипс более сжатый. Ясно, что , причем, если , то эллипс вырождается в окружность, для которой .
Сумма расстояний от любой точки эллипса до ее фокусов постоянна и равна . То есть . Это характеристическое свойство эллипса часто принимают за определение эллипса.
Если центр эллипса лежит не в начале координат, а в точке , то каноническое уравнение эллипса имеет вид
.
Если в каноническом уравнении эллипса ,
то и фокусы располагаются по оси Оу, т.е. и .
Каноническое уравнение гиперболы .
Гипербола имеет фокусы- точки и , в которых , а ее
эксцентриситет принимает любые значения, больше единицы.
Вершины гиперболы- точки и . График гиперболы на рис. 2.
Для любой точки гиперболы абсолютная величина разности ее расстояния до фокусов есть величина постоянная и равная . То есть выполняется равенство .
Это характеристическое свойство гиперболы часто принимают за определение гиперболы.
у
х
Рис. 2.5.
- уравнение, описывающее кривую, которая называется параболой относительно оси Оу. Точка - вершина параболы.
Если вершина параболы расположена в начале координат, то уравнение параболы принимает вид .
Величина называется параметром параболы. Точка называется фокусом параболы, а прямая - ее директрисой.
Можно показать, что парабола представляет собой множество всех точке плоскости, равноотстоящих от фокуса и от директрисы: .
Это характеристическое свойство часто принимают за определение параболы.
у
директриса рис. 3.
х
5. Рекомендуемое содержание отчета (для студента).
1. Название лабораторной работы.
2. Цель и задачи исследований.
3. Электронно-вычислительные средства для расчетов.
4. Журнал (тетрадь) исследований (вычислений) с обработкой полученных данных в виде таблиц, графиков (по требованию).
5. Выводы.
6. Анализ и защита лабораторной работы производится по результатам представленного студентами отчета (перечень сделанного, рекомендации, ответы на рассмотренные в процессе выполнения контрольные вопросы, выполненные индивидуальные задания).
Преподаватель оценивает знание каждого студента.
Литература