Поверхности второго порядка. Построение методом сечений.

Поверхностью второго порядка называется множество точек трехмерного пространства, декартовы координаты которых удовлетворяют уравнению вида:

- (12.1)

уравнению второй степени от трех неизвестных, называемому общим уравнением поверхности второго порядка.

 

Если найти собственные числа и нормированные собственные векторы матрицы квадратичной формы и перейти к системе координат, определяемой базисом из ортонормированных собственных векторов, уравнение (12.1) можно привести к одному из следующих видов:

1. Если λ ₁, λ ₂, λ ₃ – одного знака, уравнение (12.1) есть уравнение эллиптического типа и приводится к канонической форме:

а) - (12.2)

каноническое уравнение эллипсоида.

Замечание, Если два собственных числа совпадают, эллипсоид называется эллипсоидом вращения и представляет собой поверхность, полученную в результате вращения эллипса вокруг одной из его осей. Если все собственные числа равны, уравнение (12.2) становится уравнением сферы.

б) - (12.3)

уравнение задает точку в пространстве;

в) - (12.4)

пустое множество.

2. Если собственные числа разных знаков, уравнение (12.1) приводится к каноническому виду:

а) - каноническое уравнение однополостного гиперболоида, (12.5)

б) - (12.6)

- каноническое уравнение двуполостного гиперболоида,

в) - (12.7)

уравнение конуса второго порядка.

3. Одно из собственных чисел равно 0. При этом с помощью преобразований координат можно получить следующие формы уравнения (12.1):

а) - (12.8)

каноническое уравнение эллиптического параболоида,

б) - (12.9)

каноническое уравнение гиперболического параболоида

и уравнения цилиндрических поверхностей:

в) - эллиптический цилиндр, (12.10)

г) - гиперболический цилиндр. (12.11)

Наконец, уравнение может определять пару плоскостей:

д) . (12.12)

4. Если два собственных числа равны 0, уравнение (12.1) приводится к одному из следующих видов:

а) - параболический цилиндр, (12.13)

б) - пара параллельных плоскостей, (12.14)

в) - пустое множество.

 

27.Определение функции. Способы задания. Классификация.

Если каждому элементу х множества Х (называемого областью определения функции) по определенному закону ставится в соответствие единственный элемент у множества Y, то подобное отображение называется функцией, определенной на множестве Х со значениями в множестве Y. При этом х называется независимой переменной, или аргументом, а у = f(x) – зависимой переменной, или функцией.

Замечание. Мы будем рассматривать только однозначные функции (в отличие от многозначных функций, для которых одному значению х может соответствовать более одного значения у).

 

Способы задания функции:

1) табличный

2) графический

3) аналитический.

4)

Если у=F(u) является функцией от u, a u=φ (x) – функцией от х, то

у = F[φ (x)]

называется сложной функцией или функцией от функции.

Основные элементарные функции.

1. Степенная функция у = х^α ,

2. Показательная функция у = а^х, a > 0, a 1.

3. Логарифмическая функция y=log_ax, a > 0, a 1.

4. Тригонометрические функции: y = sin x, y = cos x, y = tg x, y = ctg x, y = sec x, y = cosec x.

5. Обратные тригонометрические функции: y = arcsin x, y = arсcos x, y = arctg x, y = arcctg x, y = arcsec x, y = arccosec x.

 

Элементарной функцией y = f(x) называется функция, заданная с помощью основных элементарных функций и постоянных с помощью конечного числа арифметических операций и взятия функции от функции.

Если для функции у = f(х) можно определить функцию х = g(у), ставящую в соответствие каждому значению функции у = f(x) значение ее аргумента х, то функция у = g(x) называется обратной функцией к у = f(x) и обозначается y = f ^–1(x).

28.Предел числовой последовательности. Основные определения. Теорема об ограниченной последовательности.

Числовую последовательность {a_n} можно считать функцией дискретного аргумента n и применить к ней определение 13.9: Число А называется пределом числовой последовательности {a_n}, если при n > N.

 

Число А называется пределом функции у = f(x) при х, стремящемся к х₀, если такое, что |f(x) - A| < ε при |x - x₀| < δ.

Обозначение: .

Функция у = f(x) имеет бесконечный предел при х, стремящемуся к х₀ (стремится к бесконечности, является бесконечно большой), если такое, что |f(x)| > M при |x - x₀| < δ.

Обозначение:

Число А называется пределом функции y = f(x) на бесконечности, если при x > X ( ), при x < -X ( ), при |x| > X (

Функция у = f(x) называется ограниченной в некоторой области значений х, если существует число М> 0 такое, что |f(x)|< M для всех значений х, принадлежащих рассматриваемой области.

 

Свойства пределов.

1.Если существует (А – конечное число), то функция у = f(x) является ограниченной в некоторой окрестности (возможно, проколотой) точки х₀.

Доказательство. Так как для любого ε существует такое δ, что |f(x) - A| < ε при |x - x₀| < δ, то при этом |f(x)| < |A| + ε, то есть функция ограничена в рассматриваемой окрестности.

2. Функция не может иметь двух различных пределов при х, стремящемуся к одному и тому же значению.

Доказательство. Пусть А и В – пределы f(x) при х→ х₀. Выберем ε < |A-B|. Тогда существует такое δ ₁, что |f(x)-A|< ε /2 при |x - x₀| < δ ₁, и такое δ ₂, что |f(x)-B|< ε /2 при |x - x₀| < δ ₂. Если выбрать в качестве δ меньшее из чисел δ ₁ и δ ₂, то значения функции f(x) для аргументов, лежащих в δ – окрестности х₀, должны одновременно находиться в двух непересекающихся окрестностях, что невозможно. Утверждение доказано.

3.Если и А , то существует окрестность точки х₀, в которой функция f(x) сохраняет постоянный знак ( f(x)> 0, если A > 0, и f(x)< 0, если A < 0).

Доказательство. Достаточно выбрать ε =|A|/2. Тогда для х из некоторой окрестности х₀ |f(x)-A| < |A|/2, то есть А/2 < f(x) < 3A/2 при A > 0 и 3A/2 < f(x) < A/2 при A < 0. Следовательно, в выбранной окрестности f(x) сохраняет постоянный знак.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: