Уравнения:
Рассмотрим простейший случай: если расстояние между фокусами 2c, расположены они на оси OX, и начало координат делит отрезок между ними пополам, то следующие уравнения задают лемнискату:
-
в прямоугольной декартовой системе координат:
,
Фокусы лемнискаты — F1( − c;0) и F2(c;0). Возьмём произвольную точку M(x;y). Произведение расстояний от фокусов до точки M есть
,
и по определению оно равно c2:
Возводим в квадрат обе части равенства:
Раскрываем скобки в левой части:
Раскрываем скобки и свёртываем новый квадрат суммы:
Выносим общий множитель и переносим:
Далее можно сделать замену a2 = 2c2, хотя это не обязательно:
В данном случае a — радиус окружности, описывающей лемнискату.
проведя несложные преобразования, можно получить явное уравнение:
Возводим в квадрат и раскрываем скобки:
Приводим к виду
Это квадратное уравнение относительно y2. Решив его, получим
Взяв корень и отбросив вариант с отрицательным вторым слагаемым, получим:
где положительный вариант определяет верхнюю половину лемнискаты, отрицательный — нижнюю.
-
в полярной системе координат:
Используя формулы перехода к полярной системе координат получим:
Выносим общие множители и используем тригонометрическое тождество sin2α + cos2α = 1:
Используем ещё одно тождество: cos2α − sin2α = cos2α:
Делим на ρ2, предполагая, что :
\
Как и в случае прямоугольной системы можно заменить a2 = 2c2:
плотность точек кривой при равномерном изменении параметра
-
параметрическое уравнение в прямоугольной системе:
, где
Это единственный вариант рациональной параметризации кривой. Уравнение полностью описывает кривую, когда параметр пробегает всю вещественную прямую: от до . При этом, когда параметр стремится к , точка кривой стремится к (0;0) из второй координатной четверти, а когда параметр стремится к , то — из четвёртой. Распределение точек, которые даёт параметрическое уравнение, при изменении его параметра с фиксированным шагом показано на рисунке.
Yandex.RTB R-A-252273-3