Geometriyadan misol va masalalar

Yüklə 0,85 Mb. səhifə 46/61 tarix 18.02.2022 ölçüsü 0,85 Mb. #114569

Analitik geometriyadan misol va masalalarO\'quv qo\'llanma

Bu səhifədəki naviqasiya:

• MAVZU: IKKINCHI TARTIBLI SIRTLARNING TO‘G‘RI CHIZIQLI YASOVCHILARI. Reja
• Tayanch iboralar
• Ellipsoid va sferaning urinma tekislik tenglamalari.

12.1.39 - 12.1.40 mashqlarda tenglama bilan berilgan sirtlarni simmetriklikka tekshiring. 1) 4 + £ + É = 1; a2 b2 b2 3) i^ + ^-i2 = 1­) a2 + b2 c2 ; 5) a2 *2 = i; 7) i! - ¿2 + i2 = -i- 7) a2 b2 + c2 ; 9) £2+ ^-£2 = -1; 7 4 25 36 X2 V2 Z2 11) O2-V2 + C2 = °; 13) x2+y2+z2=a2 1) 4 + £2= 1; a2 b2 3) ^-£ = -1; a2 b2 5) Î2 + V2 = 2z ; P Q 7) 8r+Vl = 1; 9) ;2-V42 = -1; 11) ^2 + V2=6 ; 12 8

X2 V2 Z2 2) a2+v2+c2 = 1; 4) i2-^ + = 1; ) a2 b2 + c2 ; 6) i2+V2-^ = -1; a2 b2 c2 8) a2 b £2=1; X2 V2 Z2 10) O2 + V2-C2 = °; 12) a* 2) a2-V2 = 1; 4) y2 = 2px; 6) £2 - £2 = 2z ; P Q 8) - - ¿2 = 1; 25 16 10) y2 = -4%; 12) £2 - £2 = 8 7 16 10

201

13. 
    MAVZU: IKKINCHI TARTIBLI SIRTLARNING TO‘G‘RI
    CHIZIQLI YASOVCHILARI.
    

Reja:

1. 
   Ikkinchi tartibli sirtlarning to‘g‘ri chiziqli yasovchilari.
   
2. 
   Ellipsoid va sferaning urinma tekislik tenglamalari.
   

Tayanch iboralar: bir pallali giperboloid, ikki pallali giperboloid, sfera, konus, elliptik silindr, giperbolik silindr, parabolik silindr, elliptik paraboloid, giperbolik paraboloid .

1. 
   Ikkinchi tartibli sirtlarning to‘g‘ri chiziqli yasovchilari.
   

Konus va silindrlar to‘g‘ri chiziqli yasovchilarni o‘z ichiga olgan birdan - bir sirtlardan emas. Ma’lum bo‘lishicha, bir pallali giperboloid bilan giperbolik paraboloid ham shu xossaga ega ekan.


^z=^(-⁺9’
Va b'

tenglamalar bilan berilgan har
paraboloid:


>40

bir g_A to‘g‘ri chiziq


giperbolik


2


(13.2)


x²

'Z = ~₂
a²

ni ustida yotadi, chunki (13.1) tenglamalarni qanoatlantiruvchi, (13.2)
tenglamani qanoatlantiradi, (13.2) esa (13.1) dan hadma - had
ko‘paytirish natijasida hosil qilinadi.

Giperbolik paraboloid ustida g^ oiladan tashqari to‘g‘ri
chiziqlarning yana bitta g/ oilasi joylashadi:

z = a(G£), 1 = I(--D

Va b A Va b'

Shuning singari bir pallali giperboloid:
2 2 2

x² y² Z²

O^{2 +} b^2-C^{2-1 =} °.

ustida to‘g‘ri chiziqli yasovchilarning ikkita oilasi joylashadi:

^{x z} _ 1 (a

^gz^: = M^{1 —} tJ'

ac b

X Z 1 / y\

- + - = T⁽¹ +t) ;

a c A v b


202



_9Ä'-. i_i=A(i+g, ^x-₊^z- =|(₁_j).
а c b а с Л b

Ikkila holda (giperbolik paraboloid va bir pallali giperboloid) ham bitta oilaga qarashli to‘g‘ri chiziqli yasovchilar kesishmaydi, turli oilaga qarashli to‘g‘ri chiziqlar esa kesishadi.

Giperbolik paraboloid bilan bir pallali giperboloidda to‘g‘ri chiziqli yasovchilarning mavjudligi bu sirtlarni hosil qilishning yangi usulini berish imkoniyatini tug‘diradi; bir oilaga qarashli uchta to‘g‘ri chiziqli yasovchini olamiz: g1, g₂, g₃. Bunday holda ikkinchi oilaga tegishli har bir to‘g‘ri chiziqli yasovchi g yuqoridagi g1, g₂, g₃ ni kesadi. Demak, sirt berilgan uchta to‘g‘ri chiziqni kesadigan to‘g‘ri chiziqlardan tashkil topadi (13.1.1-chizma).





13.1.1-chizma 13.1.2-chizma


Bir pallali aylanma giperboloid masalasiga kelganda, uning
istalgan to‘g‘ri chiziqli yasovchisining sirt o‘qi atrofida aylantirish
natijasida ham hosil bo‘lishini ta’kidlab o‘tamiz (13.1.2-chizma).

Ikkinchi tartibli boshqa sirtlarda ham to‘g‘ri chiziqli
yasovchilarning mavjud bo‘lishini pirovardida aytib o‘taylik, biroq bu

sirtlarda ular - mavhum. Masalan,
x² y² z²

а²⁺ь²⁺с^2-1-0
ellipsoid ustida mavhum to‘g‘ri chiziqlarning

X z

i-
с


* ^z yx

gx~ +- ^{(1 -} ■г ),

ас b


4(4);


а


203



g_A':-+î^Z = ¿(1+^),
a c v b
ikkita oilasi joylashdi.


a--=î(*-i)

2. 
   Ellipsoid va sferaning urinma tekislik tenglamalari.
   

l.Fazoda


^-2 + ^yT₂ + ^-2=i (13-3)

a² b² c²

tenglama bilan berilgan ellipsoidni biror ixtiyoriy tekislik bilan kesib ko‘ramiz. Faraz qilaylik, bu tekislikning tenglamasi

Ax + By + Cz + D = 0 (13.4)

bo‘lsin. Bu tenglama bilan (13.3) tenglama birgalikda izlangan kesimni ifoda qiladi. Agar bu tenglamalardan z chiqarilsa, izlangan kesimning xOy tekislikdagi proyeksiyasi hosil bo‘ladi. (13.4) dan (C ^ 0):

Ax + By + D


buni ellipsoidning (13.3) tenglamasiga qo‘ysak:

^X\|_ y\|_ (^^X + By + D)²

yoki qavslarni ochib, quyidagi ko‘rinishda ham yozish mumkin:

(a⁺2)^{x2 +} (¿2⁺2)^y2 +² ™ *^y+² +

BD D<sup>2

+2</sup>-CT^y + ^2 ^{— C} =^0,


yoki


C² A² _ C² B² _

a²⁺'c²~^A1' b²⁺~~^>

AD BD D²


1


AB _ _ _

2 ^B1, 2 ^D1, 2 ^B1, 2

c² c² c² c²

faraz qilinsa:

A₁x² + 2B₁xy + C₁y² + 2D₁x + 2E₁y + F₁ = 0. (13.5)

Bu tenglama xOy tekislikda ikkinchi tartibli chiziqni ifoda qiladi. Bu
chiziqning jinsini tekshirish uchun M = B% — A₁C₁ va


204



A=


¿1

*i

5i

tuzishga to‘g‘ri keladi. Bizda


_ X²B² (6²c² + X²a²)(6²c² + B²b²)

" c²

1

1
h


'1

1

1


a²b²c⁴


(â²a² + B²b² + C²c²)_a2_b2_C4 < 0;

A ni tuzganda uning ifodasi quyidagicha bo‘ladi: X²a²+B²b² + 6²c²-^² .

A= 6⁴


(13.6)


₂._{2 4} (13.7)

a²b²c⁴

(13.6) ga qaraganda hamma vaqt M < 0, lekin (13.7) ga qaraganda A
ning noldan kichik yoki nolga teng bo‘lishi mumkin. Bunga qarab
(13.5) tenglama haqiqiy ellipsni yoki mavhum ellipsni yoki nuqtani
ifoda qiladi. (13.7) ning tuzilishiga qaraganda A ning miqdori o‘z
navbatida ushbu ifodaga bog‘liq:

a²X² + b²B² + c²6² - £². (13.8)

Agar bu ifoda musbat bo‘lsa, A< 0 bo‘ladi va bu holda izlanayotgan


kesim haqiqiy ellipsdan iborat bo‘ladi; shunga o‘xshash agar (13.8) manfiy bo‘lsa, A> 0 bo‘ladi va bu holda izlangan kesim mavhum ellipsdan iborat bo‘ladi, agarda (13.8) nolga teng bo‘lsa, bu holda A= 0 bo‘ladi va izlangan kesim nuqtaga aylanadi.

Agarda tekislik ellipsoidni kessa, ellips hosil bo‘ladi, yoki tekislik bilan ellipsoidning umumiy nuqtasi bo‘lmaydi, yoki ikkalasining umumiy nuqtasi bo‘ladi.

Tekislik bilan ellipsoidning bir umumiy nuqtasi bo‘lganda, ya’ni tekislik ellipsoidga urunma bo‘lganda

a²X² + b²B² + c²6² - £² = 0 (13.9)

bo‘ladi. Bu munosabatga asoslanib, ellipsoidga urinma bo‘lgan tekislikning tenglamasini tuzish mumkin. Haqiqatdan ham (13.9) ni ushbu ko‘rinishda yozish mumkin:

(-Aa2+(-AA-?p-

205



ya’ni koordinatalari

^xi = --j^' yi = --^' ^{Z1 =} ^T ⁽¹³-¹⁰⁾

bo‘lgan nuqta ellipsoid tenglamasini qanoatlantiradi. Ikkinchi
tomondan (13.9) ta’minlanganda (x₁;y₁; z₁) nuqtaning koordinatalari
(13.4) tekislikning tenglamasini ham qanoatlantiradi. Demak,
(x₁;y₁;z₁) nuqta (13.4) tenglamaning ellipsoidga urinish nuqtasi
bo‘ladi. Ellipsoidga urinma bo‘lgan (13.4) tekislikning

koeffitsiyentlari (13.10) dan aniqlanadi:

. DX1 „ Dy1

= a² ’ ^B “ № ’ " ~

natijada, ellipsoidning (x₁;y₁;z₁) nuqtasidan

tekislikning tenglamasi quyidagicha bo‘ladi:

^+^+^=1.

Dz1
c² ’

o‘tgan


urinma


(13.11)


2.Fazoda


_X2+y²+_Z2 = R²


(13.12)

tenglama bilan berilgan sferani biror ixtiyoriy tekislik bilan kesib
ko‘ramiz. Faraz qilaylik, bu tekislikning tenglamasi


Ax + By + Cz + D = 0 (13.13)

bo‘lsin. Bu tenglama bilan (13.12) tenglama birgalikda izlangan kesimni ifoda qiladi. Agar bu tenglamalardan z chiqarilsa, izlangan


kesimning xOy tekislikdagi proyeksiyasi hosil bo‘ladi. (13.13) dan


Ax + By + D


buni sferaning (13.12) tenglamasiga qo‘ysak:

^^^By^^.

C²

yoki qavslarni ochib, quyidagi ko‘rinishda ham yozish mumkin:

(X² + C²)x² + (B² + C²)y² + 2XBxy + 2XDx +

+2BDy + D² - C²R² = 0.


yoki


206



1


A² + C² = Д1, B² + C² = C1,

AB = B1, AD = D1, BD = B1, D² - C²R² = <

faraz qilinsa:

A1X² + 2B1xy + C1y² + 2D1x + 2В1У + F1 = 0. (13.14)

Bu tenglama %Oy tekislikda ikkinchi tartibli chiziqni ifoda qiladi. Bu
chiziqning jinsini tekshirish uchun M = B2 - X1C1 va


д=


1

1

1


1

1

1


Ai
Bi
Di

tuzishga to‘g‘ri keladi. Bizda


M = A²B² - (Д² + C²)(B² + C²) =
= -(X²C² +B²C² + C⁴) < 0;

Д ni tuzganda uning ifodasi quyidagicha bo‘ladi:

Д= -(X²R² + B²R² + C²R² - D²)C⁴


(13.15)


— (Л^_Л^_ + BR + - D)C • (13.16)

(13.15) ga qaraganda hamma vaqt M < 0, lekin (13.16) ga qaraganda
Д ning noldan kichik yoki nolga teng bo‘lishi mumkin.


(13.16) ning tuzilishiga qaraganda Д ning miqdori o‘z navbatida ushbu ifodaga bog‘liq:

A²R² + B²R² + C²R² - D². (13.17)

Agar bu ifoda Д< 0 va Д> 0 bo‘lsa, izlanayotgan kesim aylanadan iborat bo‘ladi; agarda (13.17) nolga teng bo‘lsa, bu holda Д= 0 bo‘ladi va izlangan kesim nuqtaga aylanadi.

Agarda tekislik sferani kessa, aylana hosil bo‘ladi, yoki tekislik bilan sferaning umumiy nuqtasi bo‘lmaydi, yoki ikkalasining umumiy nuqtasi bo‘ladi.

Tekislik bilan sferaning bir umumiy nuqtasi bo‘lganda, ya’ni tekislik sferaga urunma bo‘lganda

X²R² + B²R² + C²R² - D² = 0 (13.18)

bo‘ladi. Bu munosabatga asoslanib, sferaga urinma bo‘lgan tekislikning tenglamasini tuzish mumkin. Haqiqatdan ham (13.18) ni ushbu ko‘rinishda yozish mumkin:


207



Ш-Ч^+^Р- ya’ni koordinatalari

*1 = -^. У1 = -^' Z1 = -^R2^ (13.19)

bo‘lgan nuqta sfera tenglamasini qanoatlantiradi. Ikkinchi tomondan (13.18) ta’minlanganda (x^y^z-J nuqtaning koordinatalari (13.13) tekislikning tenglamasini ham qanoatlantiradi. Demak, (x^ypZ-J nuqta (13.13) tenglamaning sferaga urinish nuqtasi bo‘ladi. Sferaga urinma bo‘lgan (13.13) tekislikning koeffitsiyentlari (13.19) dan aniqlanadi:


Dx₁


^D.v,


^Dzi


A = .. _ . _

R² ’ R² ’ R² ’

natijada, sferaning (x^y^z^ nuqtasidan o‘tgan urinma tekislikning

tenglamasi quyidagicha bo‘ladi:

xx₁ + yy₁ + zz₁ = R².


(13.20)

Yüklə 0,85 Mb.

Dostları ilə paylaş: