Конспекты по ТОЭ | Лабораторные работы | Лазерное омоложение и антицеллюлитные обертывания медом в клинике MediSpa Harmony. Основы ТОЭ | Электрические цепи | Функции | Производные | Матрицы | Алгебра | Первообразная | Интегралы | Геометрия | Комплексные числа | Задачи Баланс мощностей | Постоянного тока | На главную

Кривые и поверхности, Линейные пространства и преобразования Высшая математика в примерах

Параболоиды

        Определение 13.7   Эллиптическим параболоидом называется поверхность, уравнение которой в некоторой декартовой системе координат имеет вид
$\displaystyle z=\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2},$(13.13)
 

где $ a$ и $ b$ -- положительные числа.         

Исследуем форму эллиптического параболоида. Он имеет две плоскости симметрии и ось симметрии. Ими являются соответственно координатные плоскости $ xOz$ , $ yOz$ и координатная ось $ Oz$ .

Для построения эллиптического параболоида найдем его сечения различными плоскостями. Найдем линию пересечения с плоскостью $ xOy$ . На этой плоскости $ {z=0}$ , поэтому

$\displaystyle \frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=0.$

Координаты только одной точки плоскости $ xOy$ могут удовлетворять данному уравнению, а именно, начала координат. Найдем линию пересечения с плоскостью $ yOz$ . На этой плоскости $ {x=0}$ , поэтому

$\displaystyle z=\frac{y^2}{b^2}.$

Это уравнение параболы на плоскости $ yOz$ . Построим ее (рис. 13.19). Сечение плоскостью $ xOz$ также является параболой. Нарисуем и ее (рис. 13.19). Найдем линии пересечения поверхности с плоскостью $ {z=h}$ . Уравнения этой линии

$\displaystyle \left\{\begin{array}{l} \dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=h,\\ z=h. \end{array}\right.$

Очевидно, что только одна точка (начало координат) удовлетворяет этим уравнениям, если $ {h=0}$ . Эта точка называется вершиной параболоида.

Пусть $ h>0$ . Первое уравнение преобразуем к виду

$\displaystyle \frac{x^2}{a^2h}+ \frac{y^2}{b^2h}=1,$

то есть к виду

Введение в цифровую электронику

$\displaystyle \frac{x^2}{a_1^2}+\frac{y^2}{b_1^2}=1,$(13.14)
 


где $ a_1=a\sqrt h$ , $ b_1=b\sqrt h$ . Уравнение (13.14) является уравнением эллипса. Нарисуем полученное сечение (рис. 13.19). При $ h<0$ плоскость поверхность не пересекает.




Рис.13.19.Сечения эллиптического параболоида координатными плоскостями


Найдем сечения параболоида плоскостями $ z=\pm m$ , параллельными плоскости $ xOz$ . Линии этих сечений удовлетворяют уравнениям

$\displaystyle \left\{\begin{array}{l} z=\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{m^2}{b^2},\\ y=\pm m, \end{array}\right.$

и являются параболами, такими же, как в плоскости $ xOz$ , только сдвинутыми вверх на величину $ \frac{m^2}{b^2}$ , их вершины при таком сдвиге лежат на параболе, получившейся в сечении плоскостью $ yOz$ (рис. 13.20).




Рис.13.20.Дополнительные сечения параболоида


Следовательно, вся поверхность может быть получена движением параболы, лежащей в плоскости $ xOz$ . Парабола должна двигаться так, чтобы ее плоскость была параллельна плоскости $ xOz$ , а вершина скользила по параболе в плоскости $ yOz$ .

Привычное для глаза изображение приведено на рисунке 13.21.




Рис.13.21.Эллиптический параболоид


Если в уравнении (13.13) $ {a=b}$ , то сечения плоскостями, параллельными плоскости $ xOy$ , являются окружностями. В этом случае поверхность называется параболоидом вращения и может быть образована вращением параболы, лежащей в плоскости $ yOz$ , вокруг оси $ Oz$ (рис. 13.22).




Рис.13.22.Параболоид вращения

 

Главы учебника "Высшая математика в примерах и задачах"
Типовой расчет

  • Функции и их графики Непрерывность функций и точки разрыва
  • Производные и дифференциалы Пределы Матанализ
  • Формула Тейлора Матрицы, примеры выполнения заданий
  • Дана функция комплексной переменной , где z = x + iy, и точка z0 = – 1 + 3i. Примеры решения и офомления задач контрольной работы по высшей математике
  • Функции и графики, нахождение корней уравнений
  • Векторная алгебра Прямые линии и плоскости
  • Кривые и поверхности, Линейные пространства и преобразования
  • Комплексные числа , Свойства дифференцируемых функций

    •  

    ;