Ako zistíte typ kužeľa 4x ^ 2 + 8y ^ 2-8x-24 = 4 je, ak existuje a ak rovnica predstavuje kužeľ, uveďte jeho vrchol alebo stred?

Ako zistíte typ kužeľa 4x ^ 2 + 8y ^ 2-8x-24 = 4 je, ak existuje a ak rovnica predstavuje kužeľ, uveďte jeho vrchol alebo stred?
Anonim

odpoveď:

Elipsa

vysvetlenie:

Kóniky môžu byť reprezentované ako

#p cdot M cdot p + << p, {a, b} >> + c = 0 #

kde #p = {x, y} # a

#M = ((m_ {11}, m_ {12}), (m_ {21}, m_ {22}) #.

Pre kužeľ #m_ {12} = m_ {21} # potom # M # Vlastné hodnoty sú vždy skutočné, pretože matica je symetrická.

Charakteristickým polynómom je

#p (lambda) = lambda ^ 2- (M_ {11} + M_ {22}) lambda + det (M) #

V závislosti od ich koreňov môže byť kužeľ klasifikovaný ako kužeľ

1) Rovný --- kruh

2) Rovnaký znak a rôzne absolútne hodnoty - elipsa

3) Znaky rôzne --- hyperbola

4) Jeden nulový koreň --- parabola

V tomto prípade máme

#M = ((4,0), (0,8)) #

s charakteristickým polynomom

# Lambda ^ 2-12lambda + 32 = 0 #

s koreňmi #{4,8}# takže máme elipsu.

Byť elipsou je kanonická reprezentácia

# ((X-x_0) / a) ^ 2 + ((y-y_0) / b) ^ 2 = 1 #

# X_0, y_0, a, b # môže byť určený nasledovne

# 4 x ^ 2 + 8 y ^ 2 - 8 x - 28- (b ^ 2 (x-x_0) ^ 2 + a ^ 2 (y-y_0) ^ 2-a ^ 2b ^ 2 = 0 forall x in RR #

dávať

# {(-28 + a ^ 2 b ^ 2 - b ^ 2 x_0 ^ 2 - a ^ 2 y_0 ^ 2 = 0), (2 a ^ 2 y_0 = 0), (8 - a ^ 2 = 0), (-8 + 2 b ^ 2 x_0 = 0), (4 - b ^ 2 = 0):} #

riešime

# {a ^ 2 = 8, b ^ 2 = 4, x_0 = 1, y_0 = 0} #

tak

# {4 x ^ 2 + 8 y ^ 2 - 8 x - 24 = 4} ekv. {(X-1) ^ 2/8 + y ^ 2/4 = 1} # #