מעבר לתוכן

משטחים חדוא 2ת


הודעות מומלצות

משוואת ישר כלשהוא שעובר דרך הנקודה http://www.codecogs.com/gif.latex?(x_0,y_0,z_0) ניתנת להצגה בצורה פרמטרית כ:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?x=x_0+at

http://www.codecogs.com/gif.latex?y=y_0+bt

http://www.codecogs.com/gif.latex?z=z_0+ct

 

כש-http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Cvec%7Bv%7D=(a,b,c) הוא וקטור הכיוון של הישר. נשים לב שיש לוקטור הכיוון דרגת חופש של כפל בסקלר (שלא משנה כי אפשר לבלוע אותו בפרמטר t).

 

2. נציב את ההצגה הפרמטרית של הישר במשוואת ההיפרבולואיד, מכיוון שכולו מוכל בהיפרבולואיד. נקבל:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?(z_0+ct)%5E2+1=(x_0+at)%5E2+(y_0+bt)%5E2

 

והשוויון הזה חייב להתקיים עבור כל t. לאחר פתיחת סוגריים, העברת אגפים וכינוס גורמים משותפים מתקבל:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0%5E2+1-x_0%5E2-y_0%5E2=(a%5E2+b%5E2-c%5E2)t%5E2+2(ax_0+by_0-cz_0)t

 

אגף שמאל שווה לאפס (מכיוון שהנקודה http://www.codecogs.com/gif.latex?(x_0,y_0,z_0) נמצאת על ההיפרבולואיד ומקיימת את המשוואה שלו).

לכן גם אגף ימין חייב להיות שווה לאפס ללא תלות ב-t, כלומר המקדמים של t ו-t^2 חייבים להתאפס באופן בלתי תלוי.

 

נובע:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?a%5E2+b%5E2-c%5E2=0

http://www.codecogs.com/gif.latex?ax_0+by_0-cz_0=0

 

אם נבודד את c מהמשוואה השנייה http://www.codecogs.com/gif.latex?c=%5Cfrac%7Bax_0+by_0%7D%7Bz_0%7D ונציב בראשונה נוכל לקבל משוואה ריבועית ל-b כפונקציה של a והפרמטרים של הנקודה. הפתרון של המשוואה הזו מעט מייגע, אבל מתקבל בסופו של דבר כ:

http://www.codecogs.com/gif.latex?b_%7B1,2%7D=%5Cfrac%7Bx_0y_0%5Cpm%20z_0%7D%7Bz_0%5E2-y_0%5E2%7Da

ולאחר חישוב של c המתאים לכל מקרה מתקבלים שני וקטורי הכיוון:

http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Cvec%7Bv%7D_%7B1,2%7D=(1,%5Cfrac%7Bx_0y_0%20%5Cpm%20z_0%7D%7Bz_0%5E2-y_0%5E2%7D,%5Cfrac%7Bx_0z_0%5Cpm%20y_0%7D%7Bz_0%5E2-y_0%5E2%7D)a

מכיוון שדרגת החופש שנותרה היא בדיוק דרגת החופש שדברנו עליה (כפל בסקלר) וקטורי הכיוון האלו יכולים להירשם גם כ:

http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Cvec%7Bv%7D_%7B1,2%7D=(1,%5Cfrac%7Bx_0y_0%20%5Cpm%20z_0%7D%7Bz_0%5E2-y_0%5E2%7D,%5Cfrac%7Bx_0z_0%5Cpm%20y_0%7D%7Bz_0%5E2-y_0%5E2%7D)

ומכאן יש לנו כבר את הפתרון המלא לשני הישרים וגם אפשר לחשב את הזווית ביניהם (ממכפלה סקלרית בין שני וקטורי הכיוון האפשריים, http://www.codecogs.com/gif.latex?%5Cvec%7Ba%7D%5Ccdot%5Cvec%7Bb%7D=%7C%5Cvec%7Ba%7D%7C%7C%5Cvec%7Bb%7D%7C%5Ccos(%5Ctheta)).

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

3. נחזור על אותו טריק בדיוק עם משוואת הפרבולואיד, ונקבל לאחר הצבה, פתיחת סוגריים, העברת אגפים וכינוס איברים את המשוואה הבאה

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0-x_0%5E2+y_0%5E2=(a%5E2-b%5E2)t%5E2+(2ax_0-2by_0-cz_0)t

 

שוב, אגף שמאל שווה לאפס כי הנקודה http://www.codecogs.com/gif.latex?(x_0,y_0,z_0) נמצאת על המשטח. כלומר אגף ימין צריך להתאפס באופן בלתי תלוי ב-t:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?a%5E2-b%5E2=0

http://www.codecogs.com/gif.latex?2ax_0-2by_0-cz_0=0

 

מהמשוואה הראשונה נובעים שני פתרונות אפשריים, http://www.codecogs.com/gif.latex?b=%20%5Cpm%20a. אם נציב כ"א בנפרד במשוואה השנייה נוכל לחלץ את c כדי לקבל את שני וקטורי הכיוון האפשריים,

http://www.codecogs.com/gif.latex?(1,1,%5Cfrac%7B2x_0-2y_0%7D%7Bz_0%7D)a ו-http://www.codecogs.com/gif.latex?(1,-1,%5Cfrac%7B2x_0+2y_0%7D%7Bz_0%7D)a. או אם תרצה,
http://www.codecogs.com/gif.latex?(1,1,%5Cfrac%7B2x_0-2y_0%7D%7Bz_0%7D) ו-http://www.codecogs.com/gif.latex?(1,-1,%5Cfrac%7B2x_0+2y_0%7D%7Bz_0%7D).

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

3. נחזור על אותו טריק בדיוק עם משוואת הפרבולואיד, ונקבל לאחר הצבה, פתיחת סוגריים, העברת אגפים וכינוס איברים את המשוואה הבאה

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0-x_0%5E2+y_0%5E2=(a%5E2-b%5E2)t%5E2+(2a-2b-c)t

 

שוב, אגף שמאל שווה לאפס כי הנקודה http://www.codecogs.com/gif.latex?(x_0,y_0,z_0) נמצאת על המשטח. כלומר אגף ימין צריך להתאפס באופן בלתי תלוי ב-t:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?a%5E2-b%5E2=0

http://www.codecogs.com/gif.latex?2a-2b-c=0

 

מהמשוואה הראשונה נובעים שני פתרונות אפשריים, http://www.codecogs.com/gif.latex?b=%20%5Cpm%20a. אם נציב כ"א בנפרד במשוואה השנייה נוכל לחלץ את c כדי לקבל את שני וקטורי הכיוון האפשריים, (a,a,0) ו-(a,-a,4a). או אם תרצה,

http://www.codecogs.com/gif.latex?(1,1,0) ו-http://www.codecogs.com/gif.latex?(1,-1,4).

 

 

כלומר ,התשובה לשאלה 3 היא 2 קווים?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

משוואת ישר כלשהוא שעובר דרך הנקודה http://www.codecogs.com/gif.latex?(x_0,y_0,z_0) ניתנת להצגה בצורה פרמטרית כ:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?x=x_0+at

http://www.codecogs.com/gif.latex?y=y_0+bt

http://www.codecogs.com/gif.latex?z=z_0+ct

 

כש-(a,b,c) הוא וקטור הכיוון של הישר. נשים לב שיש לוקטור הכיוון דרגת חופש של כפל בסקלר (שלא משנה כי אפשר לבלוע אותו בפרמטר t).

 

2. נציב את ההצגה הפרמטרית של הישר במשוואת ההיפרבולואיד, מכיוון שכולו מוכל בהיפרבולואיד. נקבל:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?(z_0+ct)%5E2+1=(x_0+at)%5E2+(y_0+bt)%5E2

 

והשוויון הזה חייב להתקיים עבור כל t. לאחר פתיחת סוגריים, העברת אגפים וכינוס גורמים משותפים מתקבל:

 

http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0%5E2+1-x_0%5E2-y_0%5E2=(a%5E2+b%5E2-c%5E2)t%5E2+2(a+b-c)t

 ....

איך מגיעים למשוואה השניה מהראשונה על ידי העברת אגפים וכינוס גורמים משותפים?

שים לב שבמשואה הראשונה יש ביטויים כגון http://www.codecogs.com/gif.latex?2*z_0*ct   ,לאן גורמים האלה נעלמים?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

איך מגיעים למשוואה השניה מהראשונה על ידי העברת אגפים וכינוס גורמים משותפים?

שים לב שבמשואה הראשונה יש ביטויים כגון http://www.codecogs.com/gif.latex?2*z_0*ct   ,לאן גורמים האלה נעלמים?

צודק, השמטתי אותם בחישוב. תקנתי בעריכה. החישוב מכוער יותר (והחישוב של הזווית בסעיף א' קשה יותר), אבל העיקרון לפתרון לא משתנה.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

 

איך מגיעים למשוואה השניה מהראשונה על ידי העברת אגפים וכינוס גורמים משותפים?

שים לב שבמשואה הראשונה יש ביטויים כגון http://www.codecogs.com/gif.latex?2*z_0*ct   ,לאן גורמים האלה נעלמים?

צודק, השמטתי אותם בחישוב. תקנתי בעריכה. החישוב מכוער יותר (והחישוב של הזווית בסעיף א' קשה יותר), אבל העיקרון לפתרון לא משתנה.

ראיתי, רק z_0 יכול להיות גם אפס, אז בוחרים משתנה אחר?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

בתיאוריה כל אחת משלושת הקואורדינטות יכולה להתאפס עבור נקודה ספציפית

:dontknow:

אני לא חושב שאתה אמור לפתור בנפרד לכל מקרה.

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

מגיעים לזה על ידי פתירת משוואת  ריבועית באופן הרגיל או שיש פה טריקים שאני צריך לעשות? כי בנתיים הגעתי לדרמיננטה לא הכי סיפמטית.

....

אם נבודד את c מהמשוואה השנייה http://www.codecogs.com/gif.latex?c=%5Cfrac%7Bax_0+by_0%7D%7Bz_0%7D ונציב בראשונה נוכל לקבל משוואה ריבועית ל-b כפונקציה של a והפרמטרים של הנקודה. הפתרון של המשוואה הזו מעט מייגע, אבל מתקבל בסופו של דבר כ:

[tex]b_{1,2}=\frac{x_0y_0\pm z_0}{z_0^2-y_0^2}a[/tx].....

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

- הכפלתי את המונה והמכנה ב-http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0%5E2 כדי להיפטר מכל קווי השבר חוץ מהראשי

- אתה צריך להוציא כמה שיותר גורמים משותפים מחוץ לשורש ולשבר ולצמצם את מה שאתה יכול מהם. הגורם המשותף הוא http://www.codecogs.com/gif.latex?2az_0, לזכרוני

- אתה יכול להיפטר מהשורש אם תשים לב שאחרי הוצאת כל הגורמים המשותפים האפשריים אתה מקבל בתוכו ביטוי ששווה ל-1 בגלל שהנקודה על ההיפרבולה (http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0%5E2-x_0%5E2-y_0%5E2).

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

באותו העניין, אתה הנחת שיש לך וקטור כיוון של (a,b,c)  שהוא וקטור שונה מוקטור האפס.

אבל ייתכן, שכל שלושת הקורדינטות הם אפס, ולכן קיבלת למעשה את הנקודה עצמה.

איך שוללים מצב כזה(ומוכיחים בעצם שכל נקודה בהיפרבוליד החד-יריעתי , נמצאת על 2 ישרים המוכלים שניהם בהיפרבוליד עצמו).

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

נתון לך שעוברים שני ישרים דרך כל נקודה בהיפרבולואיד, אתה לא צריך להוכיח את זה. אלא אם אתה מדבר על סעיף 3 ולא 2?

:scratch:

בכל מקרה, העובדה שקיימים X פתרונות לא טריוויאלים לוקטור הכיוון (a,b,c) מראה שההנחה שהנחנו (יש ישרים מוכלים במשטח) נכונה.

אם לא היה אף ישר שמוכל במשטח היית אמור לקבל שאין פתרון לא טריוויאלי לוקטור הכיוון (a=b=c=0 הוא הפתרון היחידי).

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

נתון לך שעוברים שני ישרים דרך כל נקודה בהיפרבולואיד, אתה לא צריך להוכיח את זה. אלא אם אתה מדבר על סעיף 3 ולא 2?

:scratch:

בכל מקרה, העובדה שקיימים X פתרונות לא טריוויאלים לוקטור הכיוון (a,b,c) מראה שההנחה שהנחנו (יש ישרים מוכלים במשטח) נכונה.

אם לא היה אף ישר שמוכל במשטח היית אמור לקבל שאין פתרון לא טריוויאלי לוקטור הכיוון (a=b=c=0 הוא הפתרון היחידי).

אני מדבר באופן כללי,

כלומר העובדה שמצאנו שיש 2 פיתרונות לא טריוויאלים מראה שיש תמיד 2 ישרים שמוכלים שניהם בהיפרבוליד החד יריעתי הנחתכים בנקודה כלשהי בהיפרבוליד, והדבר נכון עבור כל נקודה ונקודה על ההיפרבוליד?

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

...עד כדי זה שהדרך שבה בטאנו את הפתרון הזה בתשובה הסופית לא מתאימה לכל נקודה. למשל, אם http://www.codecogs.com/gif.latex?z_0=y_0 אז וקטורי הכיוון שלנו מתבדרים.

אבל אני חושב שאפשר לפתור את זה ע"י הצגה/חילוץ של אותו פתרון בצורה אחרת.

 

עריכה: אפשר לחשוב על מערכת של שתי משוואות לא ליניאריות בשלושה נעלמים שאין לה פתרון מעל הממשיים.

http://www.codecogs.com/gif.latex?a%5E2+b%5E2+c%5E2=0

http://www.codecogs.com/gif.latex?a%5E2=b%5E2+2

קישור לתוכן
שיתוף באתרים אחרים

הצטרפות לשיח

באפשרותך לשלוח הודעה כעת ולהירשם מאוחר יותר. אם ברשותך חשבון, ניתן להתחבר עכשיו לשליחת הודעה דרך חשבונך.
הערה: הודעתך דרושה לאישור הנהלה לפני הצגתה.

אורח
הוספת תגובה

×   הדבקה כטקסט עשיר.   הדבקה כטקסט רגיל במקום

  מאושרים אך ורק 75 סמייקונים.

×   הקישור שלך מוצמד אוטומטית.   הצגה כקישור במקום

×   תוכן הקודם שלכם שוחזר.   ניקוי עורך

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

טוען...
×
×
  • יצירת חדש...