Поверхні обертання.Циліндричні та конічні поверхні. Канонічні рівняння поверхонь другого порядку (сфера, еліпсоїд, гіперболоїди, еліптичний і гіперболічний параболоїди)

План

•Поверхні обертання.

•Циліндричні поверхні.

•Конічні поверхні.

•Еліпсоїд.

•Однопорожнинний і двопорожнинний гіперболоїди.

•Еліптичний та гіперболічний параболоїди.

3.7. Поверхні другого порядку

Розглянемо алгебраїчні поверхні другого порядку. Загальне рівняння такої поверхні має вигляд:

(3.44)

Опишемо важливі поверхні другого порядку. Скласти собі загальне представлення про більшість поверхонь другого порядку можна, розглянувши поверхні обертання ліній другого порядку навколо їх осей симетрії.

3.7.1. Поверхні обертання

Поверхня , утворена від обертання деякої плоскої лінії , що лежить в площині яка проходить через пряму , навколо цієї прямої, називається поверхнею обертання. Пряма називається віссю обертання. Кожна точка лінії при цьому опише коло (рис.3.25).

Виберемо прямокутну (не обов’язково прямокутну) декартову систему координат причому вісь направимо вздовж а вісь помістимо в площині Нехай лінія від обертання якої одержана поверхня, має в цій системі координат рівняння

Розглянемо точку Через неї проходить коло, яке має центр на осі і лежить в площині, що

перпендикулярна цій осі. Рис.3.25

Радіус кола дорівнює віддалі від до осі, тобто Точка лежить на поверхні обертання тоді і тільки тоді, коли на даному колі буде точка що належить

лінії

Точка лежить в площині , тому Крім того, і оскільки точка лежить на колі, що проходить через Координати точки задовольняють рівнянню лінії Підставляючи в це рівняння і , ми отримаємо необхідну і достатню умову того, що точка лежить на поверхні

(3.45)

Рівняння (3.45) є рівнянням поверхні обертання лінії навколо осі

3.7.2. Конічні поверхні

Розглянемо на площині пару прямих, що перетинаються і які мають в системі координат рівняння Поверхня обертання цієї лінії навколо осі згідно формули (3.49) має рівняння