Теория разработки электронной поддержки. 1 Учебные материалы по дисциплине Элементы высшей математики
 Скачать 2.19 Mb.
|
|
x – 2)2 + y2 = 3, те. центр окружности (2; 0) и радиус рис. 13). ► Рис. 13 95 Цит. по Высшая математика для экономистов Практикум для студентов вузов, обучающихся по экономическим специальностям / [Н.Ш. Кремер и др под ред. проф.Н.Ш. Кремера. — е изд, перераб. и доп. — М ЮНИТИ-ДАНА, 2007. — (Серия Золотой фонд российских учебников) — С. 110, 112–113. Тема 6. Эллипс Определение 31. Геометрическое место точек, сумма расстояний от каждой из которых до двух данных точек, называемых фокусами, есть величина постоянная, называется эллипсом. — каноническое уравнение эллипса. Исследуем форму эллипса. 1. Найдем точки пересечения с осями. OX: y = 0, x = ± a; OY: x = 0, y = ± b; A (a; 0); B (- a; 0); C (0; b); D (0; - b). Определение 32. Точки A, B, C, D называются вершинами эллипса. 2. Из вида уравнения следует, что линия симметрична относительно осей OX и OY и начала координат. 3. Следовательно, кривая расположена в прямоугольнике со сторонами аи Построим данную кривую (рис. 14). 96 Рис. 14 Определение 33. Отношение фокусного расстояния к большой оси эллипса называется эксцентриситетом эллипса. Определение 34. Параметр a называется большой полуосью эллипса, параметр b называется малой полуосью эллипса. Цит. по Математика для экономистов учебное пособие / СИ. Макаров. — е изд, стер. — М КНОРУС, 2008. — С. 176–177. 97 КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА Эллипс 1. Уравнение 2. Связь между a, b, c 3. Вершины эллипса 4. Большая ось [A 1A 2 ] 5. Малая ось [B 1B 2 ] 6. Фокусы 7. Фокусное расстояние 8. Эксцентриситет 9. Директрисы 10. Фокальные радиусы Цит. по Высшая математика в схемах и таблицах / НС. Знаенко. — Ульяновск ООО «Вектор-С», 2008. — С. 23. Задание 11. Найти полуоси, координаты фокусов и эксцентриситет эллипса 9x2 + 4 y2= 36. Решение Разделив на 36, приведем уравнение к виду Отсюда следует, что большая полуось эллипса a = 3, а малая полуось b = 2. При этом большая ось эллипса и ее фокусы расположены на оси Oy (рис. 15). 98 Рис. 15 По формуле расстояние от фокуса эллипса до начала координат те. координаты фокусов Эксцентриситет эллипса по формуле Цит. по Высшая математика для экономистов Практикум для студентов вузов, обучающихся по экономическим специальностям / [Н.Ш. Кремер и др под ред. проф.Н.Ш. Кремера. — е изд, перераб. и доп. — М ЮНИТИ-ДАНА, 2007. — (Серия Золотой фонд российских учебников) — С. 113. Тема 7. Гипербола Определение 35. Геометрическое место точек, разность расстояний от каждой из которых до двух данных точек, называемых фокусами, есть величина постоянная, называется гиперболой. 99 — каноническое уравнение гиперболы. Исследуем форму гиперболы. 1. Найдем точки пересечения с осями. OX: y = 0, , x = ± a, A (a;0), B (- a;0). OY: x = 0, , y ∈ Ø. Определение 36. Точки A и B называются вершинами гиперболы. 2. Из вида уравнения следует, что линия симметрична относительно осей OX, OY и начала координат. Следовательно, кривая расположена вне прямоугольника со сторонами аи Построим данную кривую (рис. 16). 100 Рис. 16 Определение 37. Параметр a называется действительной полуосью гиперболы, а параметр b называется мнимой полуосью. Определение 38. Прямые называются асимптотами гиперболы. При возрастании х гипербола неограниченно приближается к асимптотам. Определение 39. Отношение фокусного расстояния гиперболы к ее действительной оси называется эксцентриситетом. Определение 40. Кривые эллипс, гипербола, окружность называются кривыми второго порядка с эксцентриситетом, причем для окружности ε = 0, для эллипса ε ∈ (0; 1) и для гиперболы ε ∈ (1; + ). При ε = 1 гипербола вырождается в две параллельные прямые. Цит. по Математика для экономистов учебное пособие / СИ. Макаров. — е изд, стер. — М КНОРУС, 2008. — С. 178–179. КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА Гипербола 1. Уравнение 101 2. Связь между a, b, c 3. Вершины гипербол 4. Действительная ось [A1A2] 5. Мнимая ось [B1B2] 6. Фокусы 7. Фокусное расстояние 8. Эксцентриситет 9. Директрисы 10. Асимптоты 11. Фокальные радиусы для правой ветви левой ветви 12. Равнобочная гипербола 13. Сопряженная гипербола Цит. по Высшая математика в схемах и таблицах / НС. Знаенко. — Ульяновск ООО «Вектор-С», 2008. — С. 24. Задание 12. Найти координаты центра, вершин и уравнения асимптот гиперболы 9x2 – 16 y2+ 144 = 0. Решение Приведем уравнение гиперболы к каноническому виду, разделив обе части уравнения на (–144): Следовательно, гипербола имеет фокусы на оси Oy, ее действительная полуось a = 3, а мнимая полуось b = 4 (рис. 17). 102 Рис. 17 Асимптоты гиперболы по формуле или Вершины данной гиперболы A1 (0; –3), A2 (0; 3). Далее, по формуле поэтому фокусы расположены в точках F 1(0; –5), F 1(0; 5). Эксцентриситет гиперболы по формуле ε = 5/3. ► Задание 13. Составить уравнение гиперболы, если ее асимптоты заданы уравнениями и гипербола проходит через точку Найти расстояние между фокусами и вершинами гиперболы. Решение Так как точка лежит на гиперболе (причем выше асимптоты рис. 18), то ее координаты должны удовлетворять условию <... >: Кроме этого, так как асимптоты гиперболы 103 Рис. 18 Решив полученную систему двух уравнений, найдем a = 5, b = 3, те. уравнение гиперболы Расстояние между вершинами гиперболы 2a = 10, между фокусами где Задание 14. Дан эллипс Составить уравнение гиперболы, вершины которой находятся в фокусах, а фокусы — в вершинах данного эллипса. Решение Полуоси эллипса э = 3, По условию для гиперболы а г = сэ = 2, сг = аэ = 3. Следовательно, по формуле, и уравнение искомой гиперболы рис. 19). 104 Рис. 19 Цит. по Высшая математика для экономистов Практикум для студентов вузов, обучающихся по экономическим специальностям / [Н.Ш. Кремер и др под ред. проф.Н.Ш. Кремера. — е изд, перераб. и доп. — М ЮНИТИ-ДАНА, 2007. — (Серия Золотой фонд российских учебников) — С. 114–115. Тема 8. Парабола Определение 41. Геометрическое место точек, равноудаленных отданной точки, называемой фокусом, и данной прямой, называемой директрисой, именуется параболой. 105 — каноническое уравнение параболы с вершиной вначале координат, симметричной относительно оси OX. Исследуем форму параболы. 1. Найдем точки пересечения с осями. OX, OY: y = 0, х = 0, О 0). Определение 42. Точка О называется вершиной параболы. 2. Из вида уравнения следует, что линия симметрична относительно оси OX. 3. x ∈ [0; + ). Следовательно, кривая расположена правее оси OY. Построим данную кривую (рис. 20). Рис. 20 Если парабола симметрична относительно OY и имеет вершину вначале координат, то ее каноническое уравнение имеет вид x2 = 2 py рис. 21). 106 Рис. 21 Цит. по Математика для экономистов учебное пособие / СИ. Макаров. — е изд, стер. — М КНОРУС, 2008. — С. 180–181. КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА Парабола Уравнение Фокус Директриса Уравнение Фокус Директриса 107 КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА Парабола Уравнение Фокус Директриса Уравнение Фокус Директриса Цит. по Высшая математика в схемах и таблицах / НС. Знаенко. — Ульяновск ООО «Вектор-С», 2008. — С. 25. Задание 15. Парабола с вершиной вначале координат проходит через точку A (2; 4) и симметрична относительно оси Ox. Найти фокус и уравнения параболы и ее директрисы. Решение Так как парабола проходит через точку O (0; 0) и симметрична относительно оси Ox, то ее уравнение y2 = 2 px. Подставляя координаты точки А в это уравнение, те. 42 = 2p · 2, найдем параметр p = 4. Следовательно, уравнение параболы y2 = 8 x. Уравнение ее директрисы x = – 2, фокус параболы F (2; 0) (рис. 22). 108 Рис. 22 Задание 16. Через точку А (3; –1) провести такую хорду параболы которая делилась бы в данной точке пополам. Решение Для построения параболы представим ее в виде те. вершина параболы (2; –3). Уравнение прямой (хорды, проходящей через точку А (3; –1) в соответствии с имеет вид y + 1 = k (x – 3). Точки пересечения хорды с параболой определяются системой 109 решение которой, после исключения y, сводится к уравнению или x2– 4(k + 1) x + 4(3 k – 1) = 0. (*) По условию точка А (3; –1) делит хорду пополам, следовательно, где x1 и x2 — корни уравнения (*). По теореме Виета x1 + x2 = 4(k + 1), следовательно, или xA = 2(k + 1) = 3, откуда и уравнение хорды или x – 2 y – 5 = 0 (рис. 23). Рис. 23 110 Цит. по Высшая математика для экономистов Практикум для студентов вузов, обучающихся по экономическим специальностям / [Н.Ш. Кремер и др под ред. проф.Н.Ш. Кремера. — е изд, перераб. и доп. — М ЮНИТИ-ДАНА, 2007. — (Серия Золотой фонд российских учебников) — С. 112, 115–116. |