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二次曲线判别


给一个将军二次曲线

 轴^2+Bxy+Cy^2+Dx+Ey+F=0,
(1)

数量X(X)称为判别式,其中

 X=B^2-4AC,
(2)

并在以下条件下保持不变旋转.使用系数二次方程式对于旋转一个角度θ,

A ^’=1/2A[1+cos(2theta)]+1/2Sin(2heta)+1/2C[1-cos(2theta]
(3)
=(A+C)/2+B/2新(2贝塔)+(A-C)/2科斯(2贝塔)
(4)
B^’=Gcos(2theta+delta-pi/2)=Gsin(2theta+delta)
(5)
C^’=1/2A[1-cos(2贝塔)]-1/2Bsin(2贝塔)+1/2C[1+cos(2贝塔)]
(6)
(7)
=(A+C)/2-B/2sin(2theta)+(C-A)/2cos(2heta)。
(8)

现在让我们

克=平方米(B^2+(A-C)^2)
(9)
三角洲=tan^(-1)(B/(C-A))
(10)
增量2=tan^(-1)((A-C)/B)
(11)
=-cot ^(-1)(B/(C-A)),
(12)

和使用

cot ^(-1)(x)=1/2磅^(-1)(x)
(13)
增量2=增量-1/2pi
(14)

重写素数变量

A ^’=(A+C)/2+1/2Gcos(2θ+δ)
(15)
B^’=Bcos(2theta)+(C-A)sin(2theda)
(16)
=Gcos(2θ+δ_2)
(17)
C ^'=(A+C)/2-1/2Gcos(2θ+δ)。
(18)

发件人(16)和(18),因此

 4A^‘C^’=(A+C)^2-G^2(2θ+δ)。
(19)

与结合(17)产量,任意θ

X(X)=B^('2)-4A^'C^'
(20)
=G^2最小值(2θ+δ)+G^2最大值(2δ+δ)-(A+C)^2
(21)
=G^2-(A+C)^2=B^2+(A-C)^2-(A+C)^2
(22)
=B^2-4AC,
(23)

因此在旋转下是不变的。因此,该不变量为确定由二次的曲线.选择θ制造B^'=0(请参见二次方程),曲线的形状

 A^'x^2+C^'y^2+D^'x+E^'y+F=0。
(24)

配方法以及定义新的变量给予

 A^'x^('2)+C^'y^('2)=H。
(25)

在不失概括性的情况下H(H)要积极。判别式是

 X=B^('2)-4A^'C^'=-4A^'C^'。
(26)

现在,如果-4A^“C^”<0,然后A ^’C^’两者的符号相同,方程的一般形式为椭圆(如果A ^’B^’是积极的)。如果-4A^'C^'>0,然后A ^’C^’符号相反,方程具有一般形式双曲线.如果-4A^'C^'=0,然后要么A ^’C^’为零,方程的一般形式为抛物线(如果非零 A ^’C^’为正)。由于鉴别器是不变的结论也适用于任意选择θ,所以当-4A^“C^”替换为原来的B^2-4AC公司一般结果是

1.如果B^2-4AC<0,方程式表示椭圆,一个圆圈(退化椭圆),一个指向(退化圆圈)、或没有图形。

2.如果B^2-4AC>0,方程式表示双曲线或一对交叉线(退化双曲线).

3.如果B^2-4AC=0,方程式表示抛物线,一个线(退化抛物线),一双平行的,平行的线(退化抛物线)、或没有图形。


另请参见

二次方

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引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“二次曲线鉴别。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/QuadraticCurveDiscriment.html

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