Исследование формы поверхности методом сечений




 

Проведём исследование графика уравнения (4.7) методом сечения плоскостями.

Рассмотрим линии , полученные в сечениях гиперболического параболоида плоскостями Y=h. Эти линии определяются системой уравнений:

 

Следовательно, уравнения проекций линий на плоскость ZO'X имеют вид:

 

:

 

Рассмотрим три случая:

Если h + >0, h > , запишем полученное уравнение в виде:

 

(4.8)

 

Уравнение (4.8) задаёт гиперболы с центрами в точках (0, h,0).

Полуоси гипербол:

a = - действительная полуось, b = - мнимая полуось, увеличиваются с увеличением h. При различных значениях h получим семейство соответствующих гипербол:

 

h = 1 a= ; b= ;

h=2 a= ; b= ;

h=3 a= ; b= ;

 

Изобразим данные гиперболы на рисунке:

 

Если h + =0, h = , запишем полученное уравнение в виде:

 

или

 

Данное уравнение задаёт две пересекающиеся прямые. Изобразим их на рисунке:

 

 

Если h + < 0, h< , запишем полученное уравнение в виде:

 

 

Данное уравнение задаёт сопряжённые гиперболы с центрами в точке (0, h, 0).

Полуоси гипербол:

a= - действительная полуось, b= - мнимая полуось, увеличиваются с увеличением | h |.

При различных значениях h получаем семейство соответствующих гипербол:

 

h=-1 a= ; b= ;

h=-2 a= ; b= ;

h=-3 a= ; b= ;

 

Изобразим данные гиперболы на рисунке:

 


Рассмотрим линии , полученные в сечениях гиперболического параболоида плоскостями Z=h. Эти линии определяются системой уравнений:

 

 

Следовательно, уравнения проекций линий на плоскость XO'Y имеют вид:

 

: (4.9)

 

Уравнение (4.9) задаёт параболы, с вершинами в точках V(0, , h) и параметром

p= . При различных h получим семейство соответствующих парабол:

 

h = ±1 :

h = ±2 :

h = ±3 :

 

Изобразим данные параболы на рисунке:

 

Рассмотрим линии , полученные в сечениях гиперболического параболоида плоскостями X=h. Эти линии определяются системой уравнений:

 

 

Следовательно, уравнения проекций линий на плоскость YO'Z имеют вид:

 

(4.10)

 

Уравнение (4.10) задаёт параболы, с вершинами в V(h, ,0) и параметром p= . При различных h получаем семейство соответствующих парабол.

 

h = ±1 :

h = ±2 :

h = ±3 :

 

Изобразим данные параболы на рисунке:

 

Графики уравнения поверхности

 

Изобразим поверхность второго порядка в общеалгебраической и канонической системе координат.

График в общеалгебраической системе координат:

 

График в канонической системе координат:

 

Вывод

 

Исследовав каноническое уравнение (4.7) гиперболического параболоида, отметим следующее:

1. Оси O'Z и O'X являются осями симметрии поверхности. Центра симметрии у поверхности нет.

2. Рассекая поверхность горизонтальными плоскостями Y = h, в сечениях получаем:

h > - гиперболы с действительными осями, параллельными оси O'Z

h = - две пересекающиеся прямые

h < - сопряжённые гиперболы с действительными осями, параллельными оси O'Y

3. Рассекая поверхность плоскостями Z = h и X = h, в сечениях получаем параболы, с ветвями, направленными вниз (Z = h) или вверх (X = h).

4. Поверхность гиперболического параболоида бесконечна в направлении всех трёх координатных осей.


Список литературы

 

1. Копылова Т. В. Аналитическая геометрия. — Дубна: Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 1997.

2. Ильин В. А., Позняк Г. Д. Аналитическая геометрия. — М.: Наука, 1974.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-12-28 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: