직교(지오메트리)

Orthoptic (geometry)

곡선기하학에서, 직교란 주어진 곡선의 두 접선이 직각에서 만나는 점들의 집합이다.

포물선의 정식은 그것의 다이렉트릭스(purple)이다.
타원 및 그 직교(퍼플)
직교(퍼플)가 있는 하이퍼볼라

예:

  1. 포물선의 직교성(prooftic)은 다이렉트릭스(proof: 아래 참조)이다.
  2. 는 SSLellipse .mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac.num,.mw-parser-output.sfrac .den{디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{의 정시의.Border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}x2/a2+y2/b2=1은 감독 원 미국+y2)a2+b2(아래 참조),.
  3. 하이퍼볼라 x2/a2 - y2/b2 = 1, a > b는 원 x + y22 = a2 - b이다( b2 b의 경우 직교 접선이 없다, 아래 참조).
  4. 는 아스트 x.mw-parser-output의 정시의 .frac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.frac.num,.mw-parser-output.frac .den{:80%;line-height:0;vertical-align:슈퍼 font-size}.mw-parser-output.frac .den{vertical-align:서브}.mw-parser-output .sr-only{.국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}2⁄3+y2⁄3=는 극 방정식과 1은 quadrifolium.
(아래 참조).

일반화:

  1. 이솝틱은 주어진 곡선의 두 접선이 일정한 각도에서 만나는 점의 집합이다(아래 참조).
  2. 평면 곡선의 이솝틱은 두 접선이 고정된 각도에서 만나는 점들의 집합이다.
  3. 화음 PQ에 대한 탈레스의 정리는 두 점 PQ로 퇴보되는 두 원의 직교로 간주할 수 있다.

포물선의 직교

어떤 포물선도 = y포물선으로 변형될 수 있다. The slope at a point of the parabola is . Replacing gives the parametric representation of the parabola with the tangent slope as parameter: 접선에는 알려지지 않은 n {\ n과(와 y= x+ n 이라는 방정식이 있으며 포물선 점의 좌표를 삽입하여 결정할 수 있다. 하나는 = m - . \를 얻는다.

접선이 포물선0 벗어나 0(x, y)을 포함하는 경우 방정식

holds는 두 접선 통과(x0, y0)에 해당하는 두 개의 용액 m1 m2 가지고 있다. 감소된 2차 방정식의 자유 항은 항상 그 해결책의 산물이다. 따라서 접선이 직교적으로 (x0, y0)에서 만나는 경우 다음 방정식은 다음을 지탱한다.

마지막 방정식은 다음과 같다.

그게 다이렉트릭스의 방정식이야

타원형 및 하이퍼볼라의 직교

타원체

: a + y = 1 tfrac {을(를) 고려의 타원이 되게 .

(1) 인접 정점에 있는 E의 접선은 원하는 직교 곡선( 2+ = 2+ = 2 + b =2 + x}{\ x^}{\displaystysty에 있는 4점에서 교차한다

(2) The tangent at a point of the ellipse has the equation (s. Ellipse). 이 방정식이 풀 수 있는 꼭지점이 아닌 경우: =- 2 + b \ y

Using the abbreviations and the equation 1은 다음과 같은 를 얻는다.

따라서()=± m + b \}(와) 비 수직 탄젠트의 방정식은

, 및 존중) 에 대한 관계I)를 해결하면 타원의 파라메트릭 표현에 따라 기울기가 발생한다.

}(다른 증거는: 타원을 참조하십시오.)

접선에 점 , 0) 이 포함되어 있으면 타원으로부터 떨어진 방정식이 있다.

정사각형 근을 제거하면

두 개의 용액 , 2 2}}개가 이는 지나가는 두 개의 접선( , ) 에 해당된다 일차 이차 방정식의 상수 항은 항상 그 해결책의 산물이다. 따라서 접선이 직교적으로 (x ,y ) (에서 만나는 경우 다음 방정식은 다음을 유지한다.

원, 타원 및 하이퍼볼라의 직교(빨간색 원)

마지막 방정식은 다음과 같다.

(1)과 (2)에서 다음과 같은 것을 얻는다.

  • 직교 접선의 교차점은 원 + 2= + }의 점이다.

하이퍼볼라

타원형 케이스는 거의 정확히 하이퍼볼라 케이스에 채택할 수 있다. b 개를- b 개로 교체하고 m ~ m > b/a로 제한해야 한다. 따라서 다음과 같다.

  • 직교 접선의 교차점은 원 2+ 2= - }의 점이다. 여기서 a > b.

아스트로이드의 직교

아스트로이드의 직교(퍼플)

아스트로이드는 모수적 표현으로 설명할 수 있다.

→ ()=( , ), < {\ 0 .

조건으로부터

ċ→(t)에 직교 접선이 나타나는 매개변수 공간의 거리 α를 인식한다. 거리는 매개변수 t, 즉 α = ± π/2와 무관하다는 것이 밝혀졌다. c→(t)c→(t + π/2) 점에 있는 (직교) 접선의 방정식은 각각 다음과 같다.

공통점에는 다음과 같은 좌표가 있다.

이것은 동시에 정자의 파라메트릭 표현이다.

매개변수 t를 제거하면 암묵적 표현이 나타난다.

새로운 파라미터 introducing = t - 5 5/4 를 도입한다.

(검증은 각도 합과 차이 식별을 사용한다.) 그래서 우리는 극의 표현을 얻는다.

정격의 따라서 다음과 같다.

  • 아스트로이드의 정식은 4중골이다.

포물선, 타원, 하이퍼볼라의 이솝틱

80° 및 100° 각도에 대한 포물선의 이솝틱스(퍼플)
80° 및 100° 각도에 대한 타원의 이솝틱스(퍼플)
80° 및 100° 각도에 대한 하이퍼볼라의 이솝틱스(퍼플)

각도 α 90°에 대한 동위원소 아래에 열거되어 있다. 그것들은 α-이솝틱스라고 불린다. 자세한 내용은 아래를 참조하십시오.

이솝틱스 방정식

포물선:

등식 y = 도끼2 있는 포물선의 α 이등분자는 하이퍼볼라의 가지다.

하이퍼볼라의 가지들은 두 각 α180° - α에 대해 이솝소틱을 제공한다(그림 참조).

타원:

등식 x2/a2 + y2/b2 = 1을 갖는 타원의 α-이소포틱스는 도-4 곡선의 두 부분이다.

(그림 참조).

하이퍼볼라:

x2/a2 - y2/b2 = 1 등식을 갖는 하이퍼볼라의 α-이소방틱스는 도-4 곡선의 두 부분이다.

교정쇄

포물선:

포물선 y = 도끼2 접선 m = 2ax:

경사 m의 접선에는 방정식이 있다.

(x0, y0)은 다음과 같은 경우에만 접선에 위치한다.

이는 (x0, y)0 포함하는 두 접선의 경사 m, m12 2차 방정식을 충족함을 의미한다.

접선이 각도 α 또는 180°에서 만나는 경우 - α, 등식

반드시 이루어져야 한다. m에 대한 2차 방정식을 풀고, 마지막 방정식1 m, m2 삽입하면,

이것이 위의 하이퍼볼라의 방정식이다. 그것의 가지에는 두 각 α180° - α에 대한 포물선의 두 이등분자가 있다.

타원:

타원 x/a2 + y2/b22 = 1의 경우 2차 방정식에 대한 직교 개념을 채택할 수 있다.

이제 포물선의 경우와 마찬가지로 2차 방정식을 풀고 두 용액 m1, m2 방정식에 삽입해야 한다.

재배열은 이솝소틱이 도-4 곡선의 일부라는 것을 보여준다.

하이퍼볼라:

하이퍼볼라의 경우 용액은 타원형2 케이스에서 b2 -b로 대체하여 채택할 수 있다(정형체의 경우, 위 참조).

이등분석을 시각화하려면 암시적 곡선을 참조하십시오.

외부 링크

메모들

참조

  • Lawrence, J. Dennis (1972). A catalog of special plane curves. Dover Publications. pp. 58–59. ISBN 0-486-60288-5.
  • Odehnal, Boris (2010). "Equioptic Curves of Conic Sections" (PDF). Journal for Geometry and Graphics. 14 (1): 29–43.
  • Schaal, Hermann (1977). "Lineare Algebra und Analytische Geometrie". III. Vieweg: 220. ISBN 3-528-03058-5. Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  • Steiner, Jacob (1867). Vorlesungen über synthetische Geometrie. Leipzig: B. G. Teubner. Part 2, p. 186.
  • Ternullo, Maurizio (2009). "Two new sets of ellipse related concyclic points". Journal of Geometry. 94: 159–173.