Прямолинейные образующие поверхностей второго порядка
Некоторые из рассмотренных поверхностей второго порядка можно образовать движением одной прямой. Это очевидно для цилиндра и конуса. Оказывается, что однополостной гиперболоид и гиперболический параболоид также являются поверхностями, состоящими из прямолинейных образующих.
Рассмотрим однополостной гиперболоид, заданный своим каноническим уравнением
(18.21)
Перепишем его в виде
или
(18.22)
Рассмотрим прямую
(18.23)
Если координаты некоторой точки удовлетворяют уравнениям (18.23), то ее координаты очевидно удовлетворяют и (18.22). Значит, соотношение (18.23) задает семейство прямых, лежащих на однополостном гиперболоиде.
Покажем теперь, что через любую точку однополостного гиперболоида проходит некоторая прямая семейства (18.23). Пусть точка принадлежит однополостному гиперболоиду, тогда
(18.24)
Выберем и так, чтобы
(18.25)
Докажем, что т.е. что точка принадлежащая однополостному гиперболоиду, принадлежит также прямой, определяемой уравнениями (18.23). Пусть
(18.26)
Из (18.25) и (18.26) следует, что что противоречит соотношению (18.23).
Def. Прямые (18.22) называют прямолинейными образующими однополостного гиперболоида (рис. 18.11).
Рассмотрим теперь гиперболический параболоид, заданный своим каноническим уравнением
Переписав это уравнение в виде
заметим, что любая прямая, определяемая уравнениями (18.27) |
Рис. 18.11 |
или
(18.28)
при любых, не равных одновременно нулю значениях и целиком располагаются на гиперболическом параболоиде (рис. 18.12). Def. Прямые (18.27) и (18.28) называются прямолинейными образующими гиперболического параболоида. |
Рис. 18.12 | |
| Идея использования линейчатого характера однополостного гиперболоида в строительной технике принадлежит русскому инженеру В.Г. Шухову (1853—1939). Роль прямолинейных образующих играют железобетонные или металлические балки. Такие конструкции оказались легкими и прочными, поскольку каждая образующая в нескольких местах соединена с другими образующими. В 1920-1922 гг. в |
г. Москва по проекту В. Г. Шухова была построена радиовышка на Шаболовке высотой около 150 м. Башня получила признание как одно из самых красивых и выдающихся достижений инженерной мысли в мире.
- И.Н. Реутова конспект лекций по алгебре и геометрии
- Часть 1.
- Содержание
- Системы линейных уравнений и их матрицы. Сведение системы линейных уравнений к ступенчатому виду (метод гаусса) Системы линейных уравнений и их матрицы.
- Метод Гаусса
- Перестановки и подстановки. Определитель n-го порядка
- Перестановки
- Подстановки
- Определитель n-го порядка
- Свойства определителей. Свойства определителей
- Миноры и алгебраические дополнения. Вычисление определителей. Правило крамера. Миноры и алгебраические дополнения
- Вычисление определителей
- 1.Метод Гаусса.
- 2. На основании теоремы Лапласа.
- 3. Метод рекуррентных (возвратных) соотношений.
- Правило Крамера.
- Матрицы. Операции над матрицами. Линейные преобразования и матрицы
- Линейные операции над матрицами
- Нелинейные операции над матрицами
- Обратная матрица. Элементарные матрицы и их применение. Обратная матрица
- Элементарные матрицы и их применение
- Метод Жордана-Гаусса нахождения обратной матрицы
- Векторное n-мерное пространство. Линейная зависимость векторов. Ранг матрицы. Общая теория систем линейных уравнений. Векторное n-мерное пространство
- Линейная зависимость векторов
- Ранг матрицы
- Системы линейных уравнений
- Системы линейных однородных уравнений
- Некоторые общие понятия алгебры. Поле комплексных чисел. Геометрическая интерпретация комплексных чисел. Группы. Кольца. Поля
- Поле комплексных чисел
- Алгебраическая форма записи комплексных чисел
- Геометрическая интерпретация комплексных чисел
- Извлечение корня n-ой степени из комплексного числа
- Основные понятия векторной алгебры. Линейные операции над векторами и их свойства. Линейно зависимые (независимые) системы векторов. Базис. Координаты вектора. Основные понятия векторной алгебры
- Линейные операции над векторами и их свойства
- Линейная зависимость (независимость) векторов. Базис, координаты вектора
- Декартова система координат. Координаты вектора
- Проекция вектора на ось. Геометрический смысл декартовой системы координат. Скалярное произведение векторов. Проекция вектора на ось
- Геометрический смысл декартовой прямоугольной системы координат
- Скалярное произведение векторов
- Векторное, смешанное и двойное векторное произведение векторов Векторное произведение векторов
- Смешанное произведение векторов
- Двойное векторное произведение векторов
- Понятие об уравнении линии. Прямая на плоскости. Понятие об уравнении линии
- Уравнение прямой на плоскости
- Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- Другие виды уравнения прямой на плоскости
- Взаимное расположение прямых на плоскости
- Расстояние от точки до прямой
- Уравнение пучка прямых
- Плоскость в пространстве Уравнение плоскости в пространстве
- Взаимное расположение плоскостей в пространстве.
- Расстояние от точки до плоскости
- Пучок плоскостей
- Прямая в пространстве. Взаимное расположение прямой и плоскости в пространстве
- Основные задачи на прямую в пространстве
- 1. Угол между двумя прямыми в пространстве.
- 3. Расстояние от точки до прямой в пространстве.
- 5. Расстояние между двумя скрещивающимися прямыми.
- Взаимное расположение прямой и плоскости в пространстве
- 1. Пересечение прямой и плоскости.
- Кривые второго порядка
- Гипербола
- Кривые второго порядка (продолжение) Директрисы эллипса и гиперболы
- Парабола
- Кривые второго порядка с осями симметрии параллельными координатным осям
- Поверхности второго порядка
- Эллипсоид
- Однополостной гиперболоид
- Двухполостной гиперболоид
- Эллиптический параболоид
- Гиперболический параболоид
- Прямолинейные образующие поверхностей второго порядка
- Рекомендованная литература