Скачать 0.57 Mb.
|
Оптические свойства параболы Теорема. Касательная к параболе является биссектрисой угла FMD между фокальным радиусом MF точки касания и перпендикуляром MD, опущенным из нее на директрису. MD = FM, MD = MQ + QD = y0 + QD. Но y0 = OB, QD = OF, следовательно, MD = OB + OF = FB. Поэтому ∆BFM равнобедренный, и значит, <FMB = <FBM; но <FMB = <BMD, следовательно, <FMB = <BMD. Эта теорема имеет следующее оптическое истолкование: если в фокусе F параболического зеркала поместить источник света, то лучи, отразившись от зеркала, образуют пучок параллельных лучей. Указанное свойство параболического зеркала применяется при устройстве зеркальных прожекторов. Полярная система координат Кроме прямоугольной (или декартовой) системы координат, для определения положения точки на плоскости очень часто пользуются полярными координатами. То есть положение точки М плоскости определяется расстоянием r от точки М до неподвижной точки О – полярным радиусом и углом φ, который вектор ОМ образует с неподвижной осью Ox, - полярным углом. Эти r и φ называются полярными координатами точки М. То обстоятельство, что точка М имеет координаты r и φ, записывается так: М (r; φ). Точка О называется полюсом, прямая Оx – полярной осью. Задание r и φ вполне определяет положение точки М, при этом угол φ может быть любым числом интервала (-∞; +∞), величина r неотрицательна. Однако обратная задача – нахождение координат r и φ по заданной точке – задача неопределенная. Так как, если за полярные координаты точки М можно взять (r; φ), то с таким же успехом можно взять и (r; φ – 2π) и вообще угол φ можно изменить на любой кратный 2π. Но эту обратную задачу можно сделать определенной, ограничив возможность выбора r и φ некоторыми добавочными условиями, например, обусловить, что φ находиться в интервале 0≤φ<2π. Т еперь одновременно с полярной системой координат рассмотрим декартову. Пусть начало координат совпадает с полюсом и ось абсцисс – с полярной осью. Если (х; у) – прямоугольные, а (r; φ)- полярные координаты точки М, то получаем, что х и у есть проекции вектора ОМ на оси Ох и Оу => х = r cos φ, y = r sin φ. Это формулы перехода от прямоугольных координат к полярным. Полярное уравнение эллипса, гиперболы, параболы Пусть L – какая-нибудь из линий второго порядка: эллипс, гипербола или парабола (в случае, если L – гипербола, мы имеем в виду лишь одну ее ветвь). Будем называть фокальной осью линии L ту из ее осей симметрии, которая проходит через фокус линии L. Введем полярную систему координат, совмещая полюс с фокусом F линии L (в случае гиперболы мы берем фокус, ближайший к вершине рассматриваемой ветви); пусть D – основание перпендикуляра, опущенного из фокуса F на директрису, соответствующую этому фокусу (в случае параболы – просто на директрису). Полярную ось расположим на прямой DF, причем ее положительное направление примем от D к F. Обозначая через r расстояние от произвольной точки М линии L до фокуса F, а через d – расстояние от той же точки M до директрисы, соответствующей этому фокусу; будем иметь r/d = e, (1) где e – эксцентриситет линии L. Находим d = QM = DF + FN = DF + r cosφ. Проведем через фокус F перпендикуляр к фокальной оси линии L, и пусть Р – одна из точек пересечения этого перпендикуляра с линией L. Так как соотношение (1) верно для всех точек линии L, в частности и для точки Р, то FP/SP = e, откуда SP = FP/e. Половина длины фокальной хорды (то есть хорды, проходящей через фокус перпендикулярно к фокальной оси) называется фокальным параметром. В том случае, когда линия L – парабола, FP = PS, следовательно, фокальный параметр p = DF, то есть параметр параболы равен расстоянию от фокуса этой параболы до ее директрисы. В этом случае величина p совпадает с параметром параболы. Таким образом, SP = p/e, и, следовательно, d = p/e +r cosφ. Отсюда и из равенства (1) находим полярное уравнение линии виде p r = . (2) 1 – e cos φ Эллипс, гипербола и парабола как конические сечения Рассмотрим поверхность прямого кругового конуса, неограниченно простирающуюся по обе стороны от его вершины. Плоскость, проходящая через вершину конуса, может занимать относительно этого конуса следующие три положения:
Поэтому плоскость, не проходящая через вершину конуса, может занимать относительно конуса следующие три возможных положения:
Теорема. Плоскость, не проходящая через вершину прямого кругового конуса, пересекает его по эллипсу, если она пересекает все образующие конуса (1), по параболе, если она параллельна только одной образующей конуса (2), и по гиперболе, если она параллельна двум образующим конуса (3). Доказательство. Пусть плоскость π, не проходящая через вершину кругового конуса (и не перпендикулярная ее оси), пересекает поверхность кругового конуса по линии С. Впишем в этот конус сферу, касающуюся плоскости π. Обозначим через F точку прикосновения сферы с плоскостью π, через S - окружность, по которой сфера касается конической поверхности, а через π` - плоскость, в которой лежит окружность S. Возьмем на линии С произвольную точку М и проведем через нее образующую конуса; точку пересечения этой образующей с плоскостью π` обозначим через А. Пусть Р – проекция точки М на плоскость π`, а В – проекция точки Р на прямую к, по которой пересекаются плоскости π` и π (тогда МВ z к). Имеем MF = MA (как отрезки касательных проведенных из точки М к одной и той же сфере) и далее: MP = MA sin α = MF sin α, MP = MB sin β, где α – угол образующих конической поверхности с плоскостью π`, а β – острый угол между плоскостями π` и π. Из последних соотношений находим MF/MB = sin β/sin α, то есть все точки линии С принадлежат либо эллипсу Г, либо гиперболе Г, либо параболе Г; F – фокус, к – соответствующая этому фокусу директриса, а sin β/sin α = e – эксцентриситет.
Докажем, что и обратно: любая точка линии Г принадлежит линии С; тогда можно утверждать, что линия С совпадает с линией Г, то есть что сечение С прямого кругового конуса плоскостью, не проходящей через ее вершину, есть или эллипс, или парабола, или гипербола. В самом деле, предположим, что на линии Г есть точка М, не лежащая на линии С. Проведем через точку М прямую, лежащую в плоскости π и пересекающую коническую поверхность в двух различных точках Р и Q; точки Р и Q лежат очевидно на линии С, а по доказанному, следовательно, и на линии Г. Мы пришли к противоречию, заключающемуся в том, что линия MPQ пересекает линию Г (эллипс, параболу, гиперболу) в трех различных точках М, Р и Q. Надо отметить, что второй фокус F1 эллипса или гиперболы является точкой прикосновения к плоскости π второй сферы вписанной в коническую поверхность и касающейся плоскости π. При этом для любой точки линии С, плоскость которой пересекает все образующие, имеем MF = MA, MF1 = MB и MF1 + MF = AB = const, а для любой точки линии С, плоскость которой параллельна двум образующим конической поверхности, MF = MA, MF1 = MB и MF1 – MF = AB = const. Заключение Таким образом, мы видим, что линии второго порядка можно встретить во многих областях математики, а также физики. Они играют немаловажную роль и в стереометрии, и в алгебре, и в оптике. Знание основных свойств функций эллипса, гиперболы и параболы упрощает решение многих задач и помогает найти более изящный способ получения ответа. Список использованной литературы: А И. М. Виноградов, Аналитическая геометрия, М., 1992 П. С. Моденов, Аналитическая геометрия, М., 1993 БИБЛИОГРАФИЯ
10.Полат Е.С. Технология телекоммуникационных проектов //»Наука и школа», 1997. - №4 11.Проектная работа учащихся. Специальное приложение к журналу «Лицейское и гимназическое образование», 2002. - №9 12.Развитие детского творчества через технологические проекты. Сб. проектов для 5 – 6 кл. – Н.Новгород, 2000 1> |
Краткий обзор популярных монтажных программ К недостаткам можно отнести то, что она принимает в монтаж далеко не все форматы видео, а при выводе готового продукта использует... | Загрузка (открытие) готового документа Word. Методы представления (просмотра) Знакомится с ними лучше всего на просмотре готового документа. Мы уже говорили о том, что документ Word при сохранении получает расширение.... | ||
Краткое содержание проекта Проект «Ярмарка туристических идей» Организация деятельности обучающихся в ходе проекта предполагает создание ими итогового проекта (презентация, буклет), в котором... | Курс 1 семестр. Речевые коммуникации Представить профессиональную... Содержание дискурса/ профессиональной речи тему выбрать самостоятельно, например: презентация туристического маршрута, презентация... | ||
Методические указания по выполнению дипломного проекта специальность... Написание и защита дипломного проекта является заключительным этапом подготовки студента по специальности «Менеджмент организации».... | Презентация не должна быть меньше 10 слайдов Первый лист – это титульный лист, на котором обязательно должны быть представлены: название проекта; название выпускающей организации;... | ||
Защита творческого проекта. Цветы вязаные крючком Воспитывать интереса к учению, познавательной потребности, самостоятельности, трудолюбию, взаимопомощи | Презентация проекта Цели работы творческой группы «Организация проектной деятельности учащихся» на 2013 – 2014 уч г | ||
Рабочая программа «Защита в чрезвычайных ситуациях» Профиль: «Инженерная... «Защита в чрезвычайных ситуациях» «Пожарная безопасность» «Инженерная защита окружающей среды». Направление 280700 «Техносферная... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Формы работы учащихся: работа в группе: исследование, составление презентации, защита проекта | ||
Презентация лингвострановедческого проекта. Задачи урока Тема: "Die Umweltprobleme im Vergleich in Deutschland und in Russland. Проблемы окружающей среды" | Программа фио учащегося, преподавателя Хронометраж «Анданте» Презентация исследовательского проекта Можно ли передать настроение, возникающее от прослушивания музыки | ||
Темы вашего учебного проекта Русский язык и литература : описательное значение, презентация в виде стихотворений, творческих работ, презентации | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Тема: Защита проекта. Создадим книгу сами. «Малые жанры устного народного творчества» | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Русский язык» Л. Я желтовская (часть1) для уч-ся 2класса; презентация рабочая, презентация-тренажер, презентация-физминутка; проектор,... | Презентация «Моя родословная», презентация «Моё генеалогическое древо» Какие ещё слова вы видите на доске? («род», «родословная», «генеалогия», «предок», «потомок») (Презентация, слайд №2) |