background image

Niektóre krzywe na płaszczyźnie R

2

 

(notatki z wykładu) 

 

 

1Okrąg o promieniu   i środku 

)

,

(

0

0

y

x

S

=

 ma równanie kanoniczne: 

2

2

2

)

(

)

0

0

(

r

y

y

x

x

=

+

 

Okrąg o promieniu   i środku 

)

,

(

0

0

y

x

S

=

 można też zapisać w postaci 

parametrycznej: 

+

=

+

=

>

∈<

π

2

 

;

0

   

,

sin

cos

0

0

t

t

r

y

y

t

r

x

x

 

Postać  parametryczną  najwygodniej  jest  stosować  przy  opisie  fragmentów  okręgów.  Np.  łuki 

2

1

  

i

   l

l

 przedstawione na rysunku powyżej mają postać parametryczną: 

=

=

>

∈<

,

 

;

2

   

,

sin

2

cos

2

  

:

1

π

π

t

t

y

t

x

l

   

 

=

=

>

∈<

.

2

 

;

   

,

sin

cos

  

:

2

π

π

t

t

y

t

x

l

 

Zadanie.  Zapisać  ogólne  równanie  okręgu:   

0

1

4

2

2

2

=

+

+

y

y

x

x

    w  postaci  kanonicznej  i  w 

postaci parametrycznej. 
 
 

2.  Elipsa  o  środku 

)

0

 

,

0

(

=

S

  i  półosiach 

a

  i    ma  równanie 

kanoniczne:  

1

2

2

2

2

=

+

b

y

a

x

i następującą postać parametryczną: 

=

=

>

∈<

.

2

 

;

0

   

,

sin

cos

π

t

t

b

y

t

a

x

 

 

)

0

 

,

(

  

),

0

 

,

(

2

1

c

F

c

F

=

=

  to  ogniska  elipsy;    c  to  połowa  odległości  między  ogniskami.  Jeżeli  a  jest 

dużą półosią elipsy, b małą półosią elipsy, to zachodzą zależności:  

2

2

2

c

b

a

+

=

 

a

r

r

2

2

1

=

+

(

2

1

  

r

r

 to odległości dowolnego punktu elipsy od ognisk 

1

F

 i 

2

F

). 

Określa się też mimośród  

a

c

e

=

, który jest miarą „ściśnięcia” elipsy. Dla elipsy mamy  

1

<

e

 
 

3Hiperbola o środku 

)

0

 

,

0

(

=

S

 i półosi rzeczywistej 

a

 oraz 

półosi urojonej   ma równanie kanoniczne:  

1

2

2

2

2

=

b

y

a

x

)

0

 

,

(

  

),

0

 

,

(

2

1

c

F

c

F

=

=

 to ogniska hiperboli; 

a

r

r

2

2

1

=

mimośród  

1

>

=

a

c

e

 

 

 

background image

 
 

 

4Parabola.  

Parabolą  nazywamy  zbiór  punktów  równoodległych  od  punktu  F 

(ogniska) i prostej (zwanej kierownicą). 

Jeżeli 

)

0

 ,

(

2

p

F

=

,  to kierownica ma równanie  

2

p

x

=

a równanie paraboli ma wtedy postać  

px

y

2

2

=

.

 

 

 

 

 

 

Niektóre powierzchnie w przestrzeni R

3

 

 

1.  Powierzchnia  sferyczna  (sfera)  o  promieniu    i  środku 

)

,

,

(

0

0

0

z

y

x

S

=

 ma równanie kanoniczne: 

2

2

2

2

)

(

)

(

)

0

0

0

(

r

z

z

y

y

x

x

=

+

+

Natomiast w przypadku środka w punkcie 

)

0

 

,

0

 

,

0

(

 mamy równanie 

2

2

2

2

r

z

y

x

=

+

+

Taką  sferę  możemy  zapisać  też  w  postaci  parametrycznej  (dwoma 

parametrami są tu odpowiednie kąty): 

=

=

=

.

0

   

,

2

0

   

,

cos

  

,

sin

sin

,

sin

cos

π

θ

π

ϕ

θ

θ

ϕ

θ

ϕ

 r

z

r

y

r

x

 

 

 

Jeśli 

M  jest  dowolnym  punktem  sfery,  to  kąt 

ϕ

  jest  kątem  między 

rzutem  wektora 

M

O

r

  na  płaszczyznę  Oxy   a  osią  Ox ,  kąt 

θ

  jest  kątem 

między wektorem 

M

O

r

 a osią  Oz 

Półsferę  o  środku 

)

0

 

,

0

 

,

0

(

  i  promieniu 

r  dla 

0

z

  (jak  na  rysunku 

obok) możemy opisać równaniem 

2

2

2

y

r

z

x

=

 

otrzymanym z postaci kanonicznej sfery. 
Taka  półsfera  ma  równania  parametryczne  jak  dla  sfery  przy  kącie 

θ

  z 

zakresu 

>

<

2

 

;

0

π

.

 

 

 

Elipsoida  o  środku  w  punkcie 

)

0

 

,

0

 

,

0

(

  o  półosiach  odpowiednio 

c

b

a

 

,

 

,

  ma 

postać kanoniczną  

1

2

2

2

2

2

2

=

+

+

c

z

b

y

a

x

.

 

 

 
 
 

background image

 
Przykłady różnych powierzchni. 
 

 

Paraboloida obrotowa:  

2

2

y

z

x

+

=

 

 

Powierzchnia  stożkowa  (stożek  obrotowy), 
której  tworząca  jest  nachylona  do  płasz-
czyzny  xOy  pod  kątem 

4

π

,  a  wierzchołek 

znajduje się w punkcie 

)

0

 

,

0

 

,

0

(

2

2

2

y

z

x

+

=

 

 

Powierzchnia  stożkowa  o 

równaniu 

2

2

y

a

z

x

+

=

 

 

 

Powierzchnia walcowa 
(walec obrotowy):  

2

2

2

r

x

y

=

+

 

(oś  obrotu  pokrywa  się  z  osią 
Oz

). 

 

Powierzchnia  walcowa  –  walec 
paraboliczny  (kierownicą  jest  tu 
parabola,  a  tworzące  są  równoległe 
do osi Oy): 

2

4

x

z

=

 

Powierzchnia  walcowa  –  (część 

walca obrotowego) o równaniu: 

2

1

2

y

z

=

 

(kierownicą  jest  tu  półokrąg,  a 
tworzące  są  równoległe  do  osi 
Ox).