Всякое уравнение второй степени с тремя неизвестными определяет эллипсоид, гиперболоид, параболоид, конус, цилиндр или две плоскости
Поверхность второго порядка в пространстве задаётся следующим общим уравнением:
Общее уравнение поверхности второго порядка (1), заданное относительно ДПСК (как было установлено ранее) выражает одну из 17 поверхностей.
Теорема 1. В таблице 1 даны необходимые и достаточные признаки каждого из 17 классов поверхностей второго порядка.
Таблица 1
№ | Название Поверхности | Признак поверхности |
Эллипсоид | , , , . | |
Мн. эллипсоид | , , , . | |
Мнимый конус | , , , . | |
Однопол. гиперб. | , , и, или , или . | |
Двупол. гиперб. | , , и, или , или . | |
Конус 2-го поряд | , , и, или , или . | |
Эллипт. парабол. | , . | |
Гиперб. парабол. | , . | |
Эллипт. цилиндр | , , , . | |
Мн. Элл. цилинд. | , , , . | |
2 мн. пер. плоск. | , , , . | |
Гиперб. цилиндр | , , , . | |
2 пересек. плоск. | , , , . | |
Парабол. цилинд. | , , , . | |
2 паралл. плоск. | , , , . . | |
2 мн. пар. плоск. | , , , . . | |
2 совпад. плоск. | , , , . . |
Доказательство необходимости. Ранее было дока-зано, что если относительно ДПСК поверхность второго порядка задана общим уравнением (1), то преобразованием данной системы координат в другую, тоже Декартовую прямоугольную систему, общее уравнение (1) может быть преобразовано к одному из следующих 5 простейших видов:
I. , если ;
II. , если ; ;
III. , если ; ;
IV. , если ; ; ; ;
V. , если ; ; ; ; .
Во всех этих уравнениях - отличные от нуля корни характеристического уравнения, а инварианты и вычисляются по ранее указанным формулам.
1. Если уравнение (I) является уравнением эллипсоида, то числа , и одного знака, а число имеет знак, им противоположный. Но т.к. , то , и далее, , .
2. Если уравнение (I) является уравнением мнимого эллипсоида, то все числа , , и одного знака. Т.к. , то . Соотношения и доказываются также, как в пункте 1.
3. Если уравнение (I) является уравнением мнимого конуса, то , , оного знака, а , откуда . А неравенства и доказываются также, как в пункте 1.
4. Если уравнение (I) является уравнением однополостного гиперболоида, то из чисел , , , два положительны, а два отрицательны; если, например, , , , , то , ; и, если например , то имеет знак, противоположный знаку . Докажем, что . (тогда ). В самом деле, если бы мы имели , то , , и вопреки предположению. Тот же результат ( , или или ) получим, предположив, что , , , .
5. Если уравнение (I) является уравнением двуполостного гиперболоида, то два из корней , , имеют одинаковый знак с , а третий корень - знак, им противоположный. Пусть, например, , , , . Тогда ; , а то, что или , или доказывается также, как в пункте 4.
6. Если уравнение (I) является уравнением конуса второго порядка, то , откуда , , и, далее, два из корней , , имеют одинаковый знак, а третий корень - знак, им противоположный. Отсюда, как и в случае 4, доказывается, что или , или .
Перейдём к исследованию поверхностей второго порядка II группы.
7. Если уравнение II является уравнением эллиптического параболоида, то , и в уравнении II - числа одного знака, а это значит, что и из уравнения II следует, что (число под радикалом в уравнении II положительно).
8. Если же уравнение II является уравнением гиперболического параболоида, то , и в уравнении II - числа разных знаков, а это значит, что и из условия находим: .
Рассмотрение остальных случаев по существу не отличается от выше доказанных.
Достаточность всех признаков доказывается методом от противного т.к. эти признаки взаимно исключают друг друга.
Результаты всех исследований помещены в табл. 3.
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
Организационные структуры государственной системы обеспечения информационной безопасности федеральных органов исполнительной власти | | | Корпоративная нормативная база по защите информации |
Дата добавления: 2016-04-14; просмотров: 744;