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圆锥截面


圆锥剖面图

圆锥曲线是由飞机有一两个推覆体锥体。对于飞机垂直的到的轴锥体,生成一个圆。对于飞机与轴线不垂直相交只有一个推覆体,产生的曲线要么是椭圆抛物线(希尔伯特和科恩·沃森,1999年,第8页)。飞机 交叉二者都推覆体是一个双曲线(Hilbert和Cohn-Vossen,1999年,第8-9页)。

这个椭圆双曲线被称为中心二次曲线.

由于这种简单的几何解释,早在应用于平方反比定律轨道之前,希腊人就对圆锥曲线进行了研究。阿波罗纽斯(Apollonius)就这一主题写了一部经典的古代著作,名为在圆锥曲线上。开普勒是第一个注意到行星轨道椭圆,然后牛顿能够用数学方法推导出轨道的形状微积分,假设重力与距离平方成反比。根据轨道物体的能量,轨道形状为四种形状中的任意一种圆锥截面的类型是可能的。

圆锥曲线可以更正式地定义为点的轨迹P(P)飞机固定的指向F类调用了集中和固定线路d日调用了圆锥曲线准线(带有F类不在上d日)这样的距离比P(P)F类到它的距离d日是一个常数e(电子)调用了偏心率.如果e=0,圆锥曲线是圆圈,如果0<e<1,圆锥曲线是椭圆,如果e=1,圆锥曲线是抛物线,如果e> 1个,它是一个双曲线.

带有圆锥截面准线x=0,专注于(第0页)、和偏心率 e> 0个具有笛卡尔方程

 y^2+(1-e^2)x^2-2px+p^2=0
(1)

(耶茨1952年,第36页),其中第页被称为焦点参数.接通电源第页给予

 y^2+(1-e^2)x^2-(2a(1-e*2))/ex+(a^2(1-e|2)^2)/(e^2,
(2)

对于椭圆,

 y^2=4a(x-a),
(3)

对于抛物线、和

 y^2+(1-e^2)x^2-(2a(e^2-1))/ex+(a^2(e^2-2)^2)/(e^2
(4)

对于双曲线.

这个极性方程圆锥曲线的焦点参数 第页由提供

 r=(pe)/(1+ecostheta)。
(5)

这个踏板曲线圆锥曲线的踏板点集中是一个圆圈线。尤其是椭圆踏板曲线双曲线踏板曲线都是圈子,而抛物线踏板曲线是一个线(Hilbert和Cohn-Vossen,1999年,第25-27页)。

圆锥截面5点

平面上的五个点决定圆锥曲线(Coxeter and Greitzer 1967,第76页;Le Lionnais 1983,第56页;Wells 1991),平面上的5条切线(Wells1991). 这是因为圆锥曲线是一个二次的曲线,具有一般形式

 ax^2+2bxy+cy^2+dx+fy+g=0,
(6)

如此划分一以获得

 x^2+2b^'xy+c^'y^2+d^'x+f^'y+g^'=0
(7)

留下五个常量。五分,(x i,y i)对于i=1, ..., 5,因此可以唯一地确定常数。这个几何结构圆锥曲线的从五个点开始,它被称为布雷肯里奇-马卡龙施工该圆锥曲线的显式方程由以下方程给出

 |x^2xyy^2xy1;x_1^2 x_1y_1 y_1^2 x1 y_1 1;x_2^2 x_2y_2 y_2^2 x_2 y_2 1;x_3^2 x_3y_3y_3 y_3^2 x _3y_31;x_4^2 x_4y_4 y_4^2x_4y_4 1;x_5^2 x_5y_5 y_5^2x_5y y_5 1|=0。
(8)

圆锥曲线的一般方程三线性的协调

 乌尔帕^2+vbeta^2+wgamma^2+2fbetagamma+2ggamalapha+2haphabeta=0
(9)

(Kimberling 1998,第234页)。对于中规定的五个点三线坐标 α:β:γ,它们确定的圆锥曲线由以下公式给出

 |α^2β^2γ^2βγγαβ;alpha_1^2 beta_1^2 gamma_1^2 beta_1gamma_1 gamma_1alpha_1 alpha_1beta_1;α_2^2β_2^2γ_2^2 beta_2gamma_2γ_2alpha_2α_2beta_2;α3^2β3^2γ3^2;α4^2β4^2γ4^2;α5^2β5^2γ5^2。
(10)

(金伯利,1998年,第235页)。

两个不重合或有一条完整直线的二次曲线不能在四点以上相交(希尔伯特和科恩·沃森,1999年,第24和160页)。有一个无限族的圆锥曲线接触四条直线。然而,在平面分割切割平面的十一个区域中,只有五个区域可以包含与所有四条直线相切的圆锥截面。抛物线只能出现在一个区域中(该区域还包含椭圆和双曲线的一个分支),而唯一的闭合区域仅包含椭圆。

让一个多边形2个边内切在给定的圆锥曲线中,多边形的边交替命名“奇数”和“偶数”根据某些明确的约定。然后这个n(n-2)奇数边与非相邻偶数边相交的点位于顺序曲线上n-2个(伊芙琳等。1974年,第30页)。


另请参阅

Braikenridge-Maclaruin结构,布雷肯里奇-马卡龙定理,布里安肯定理,中央圆锥曲线,圆形,圆锥形,圆锥体,圆柱形截面,偏心率,椭圆,椭圆截面,费马圆锥曲线,焦点参数,四个圆锥定理,弗雷吉尔定理,双曲线,铬镍铁合金,纳普(Nappe),抛物线,巴斯卡定理,椭圆平面分割,二次曲线,Seydewitz的定理,斜二次曲线,球形章节,球形截面,斯坦纳的定理,三圆锥定理,保守党章节 探索数学世界课堂上的这个主题

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工具书类

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参考Wolfram | Alpha

圆锥截面

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“圆锥截面”来自数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/ConicSection.html

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