Лекция 6. § 133. Эллиптический параболоид
Аналитическая геометрия.
Глава 9. Поверхности второго порядка, заданные каноническими уравнениями
Определение. Эллиптическим параболоидом назы-вается поверхность, уравнение которой в некоторой специально выбранной прямоугольной системе коор-динат, имеет вид: , (1)
где ,
. Будем считать, что
. Если
, то эллиптический параболоид (1) является параболоидом вращения, т.к. получается вращением параболы:
вокруг оси
, являющейся осью параболы.
Ось является осью симметрии эллиптического параболоида (1) (она называется осью параболида), а плоскости
и
- плоскостями симметрии (главные плоскости). Начало координат для эллиптического параболоида (1) является точкой пересечения этой поверхности с её осью и называется вершиной.
Плоскость пересекает эллиптический парабо-лоид (1) по линии:
,
; или
,
; (2)
Если , то первое уравнение не имеет действительных решений, т.к.
,
, это означает, что плоскость
при
не пересекает эллиптический параболоид (1),
Если , то
, т.е. плоскость
имеет с эллиптическим параболоидом только одну общую точку - вершину
.
Если , то переписав уравнение (2) в виде:
,
, видим, что сечением является эллипс с центром в точке
и полуосями:
и
.
Плоскость пересекает эллиптический параболоид (1) по параболе
,
, а плоскость
по параболе
,
.
Таким образом, числа и
- параметры парабол, получающихся в сечении параболоида плоскостями симметрии (См. рис. 207).
Рис. 207. Рис. 208.
Рассмотрим сечения эллиптического параболоида плоскостями, параллельными плоскостям , т.е. плоскостями, выражаемыми уравнением
.
Уравнение линии сечения будет следующим:
,
, или
,
, или:
,
.
Эти уравнения выражают параболу с вершиной , ось которой выражается уравнением:
,
и одинаково направлена с осью
. Параметр параболы
,
равен
, т.е. параметру главного сечения эллиптического параболоида плоскостью
.
Аналогичная картина получается и для сечений эллиптического параболоида (1) плоскостями, параллельными плоскости .
Таким образом, эллиптический параболоид может быть образован параллельным переносом параболы по параболе
, а оси этих парабол параллельны и одинаково направлены (См. рис. 208).
Эллиптический параболоид является образом параболоида вращения при равномерном сжатии пространства:
,
,
к плоскости
(коэффициент сжатия
).