- •Содержание
- •4.1. Основные понятия 10
- •5.1. Основные понятия 12
- •7.1. Основные понятия 18
- •Глава I. Элементы линейной алгебры
- •§ 1. Матрицы. Виды матриц
- •§ 2. Действия над матрицами
- •Умножение на число. Сложение и вычитание
- •Умножение матриц
- •Возведение в степень. Транспонирование матрицы
- •§3. Определители
- •3.1. Основные понятия
- •3.2. Свойства определителей
- •§4. Обратная матрица
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Вычисление обратной матрицы методом присоединенной матрицы.
- •4.3. Вычисление обратной матрицы методом элементарных преобразований
- •§ 5. Системы m линейных уравнений с n переменными
- •5.1. Основные понятия
- •Системы n линейных уравнений с n переменными. Формулы Крамера. Метод обратной матрицы.
- •Метод обратной матрицы
- •Метод Гаусса
- •Глава II. Элементы векторной алгебры
- •§ 6. Прямоугольная система координат в пространстве
- •§ 7. Векторы
- •7.1. Основные понятия
- •7.2. Линейные операции над векторами
- •7.3. Разложение вектора по базису. Координаты вектора Модуль вектора. Направляющие косинусы
- •7.4. Действия над векторами, заданными координатами
- •7.5. Деление отрезка в данном отношении
- •§9. Векторное произведение векторов
- •9.1. Определение и вычисление векторного произведения векторов
- •9.2. Свойства векторного произведения
- •9.3. Приложения векторного произведения
- •§ 10. Смешанное произведение векторов
- •10.1. Определение, свойства и вычисление смешанного произведения векторов
- •10.2. Приложения смешанного произведения
- •Глава III. Аналитическая геометрия на плоскости
- •§ 11. Системы координат на плоскости
- •11.1. Прямоугольная и полярная системы координат
- •11.2. Связь между прямоугольными и полярными координатами
- •11.3. Преобразование прямоугольных координат
- •§ 12. Прямая на плоскости
- •12.1. Общее уравнение прямой на плоскости
- •12.2. Частные случаи расположения прямой на плоскости. Уравнение в отрезках на осях
- •Уравнение прямой, проходящей через данную точку: а) параллельной данной прямой; б) перпендикулярной данной прямой.
- •Уравнение прямой , проходящей через две точки. Каноническое уравнение прямой. Параметрические уравнения прямой.
- •12.5. Уравнение прямой с угловым коэффициентом
- •12.6. Взаимное расположение прямых на плоскости. Расстояние от точки до прямой
- •§ 13. Линии второго порядка на плоскости
- •13.1. Эллипс
- •13.2. Гипербола
- •13.3. Парабола
- •13.4. Общее уравнение линии второго порядка
- •Глава IV. Аналитическая геометрия в пространстве
- •§ 14. Плоскость
- •14.1. Общее уравнение плоскости
- •14.2. Расположение плоскости в пространстве. Уравнение плоскости в отрезках на осях.
- •14.3. Уравнение плоскости, проходящей через три точки
- •14.4. Нормальное уравнение плоскости
- •14.5. Пучок плоскостей
- •14.6. Взаимное расположение плоскостей. Расстояние от точки до плоскости
- •§ 15. Прямая в пространстве.
- •15.1. Общие, канонические и параметрические уравнения прямой
- •15.2. Уравнения прямой, проходящей через две точки
- •15.3. Взаимное расположение прямых в пространстве. Условие принадлежности двух прямых одной плоскости.
- •§ 16. Прямая и плоскость в пространстве. Условие принадлежности прямой плоскости.
- •§ 17. Поверхности второго порядка
- •17.1. Эллипсоид.
- •Однополостный гиперболоид.
- •Двуполостный гиперболоид.
- •Эллиптический параболоид.
- •Гиперболический параболоид
- •17.6. Конус второго порядка
- •17.7. Цилиндрические поверхности
- •Литература
Глава III. Аналитическая геометрия на плоскости
§ 11. Системы координат на плоскости
11.1. Прямоугольная и полярная системы координат
1
.
Прямоугольная
система координат в пространстве
определяется заданием масштабной
единицы измерения длин и двух взаимно
перпендикулярных осей
(ось
абсцисс),
(ось
ординат),
пересекающихся
в одной точке
,
называемой
началом
координат.
Возьмем произвольную
точку
плоскости
и проведем через нее прямые, перпендикулярные
осям координат.
Эти прямые пересекают
оси координат соответственно в точках:
,
.
Первой координатой
точки
,
ее абсциссой,
называется
длина отрезка
,
взятая со знаком плюс, если отрезок
направлен в ту же сторону, что и ось
,
и со
знаком минус – если в противоположную.
Аналогично, ординатой
точки
называется
длина отрезка
,
взятая со
знаком плюс или минус.
Оси координат разбивают координатную плоскость на четыре части, которые называются четвертями.
Например, в первой
четверти
.
2
.
Полярная
система координат
определяется
заданием масштабной единицы измерения
длин, точкой
,
называемой полюсом,
и лучом
, называемым полярной
осью.
Пусть задана
полярная система координат и произвольная
точка
на плоскости. Полярными координатами
точки
называются числа
и
.
-
расстояние от точки
до полюса, называется полярным
радиусом.
-
угол, на который нужно повернуть полярную
ось до совмещения с лучом
,
называется полярным
углом.
Точка
с полярными координатами обозначается:
.
Пределы изменения
полярных координат:
,
.
Однако в некоторых
случаях приходится рассматривать углы
больше
,
а также отрицательные углы, отсчитываемые
от полярной оси по часовой стрелке.
Пример.
Построить точку
.
1. Проведем из
полюса луч под углом
к полярной оси.
2. На этом луче
отложим 4 единичных отрезка. Получим
точку
.
11.2. Связь между прямоугольными и полярными координатами
С
овместим
прямоугольную и полярную системы
координат так, чтобы полюс совпал с
началом координат, а полярная ось совпала
с положительным направлением оси
.
Пусть точка
имеет прямоугольные координаты
и полярные
.
Тогда получим
|
|
- формулы перехода от прямоугольных координат к полярным. |
|
|
|
|
|
|
|
- формулы перехода от полярных координат к прямоугольным
|
|
Пример.
Уравнение окружности в прямоугольной
системе координат имеет вид
.
Записать уравнение в полярной системе
координат.
Перейдем к полярным
координатам
,
.
Следовательно,
- это уравнение данной окружности в
полярной системе координат.
11.3. Преобразование прямоугольных координат
Переход от одной системы координат в какую-либо другую называется преобразованием системы координат. Рассмотрим два вида преобразований.
1. Параллельный перенос осей координат.
Под
параллельным
переносом понимают
такое преобразование координат, при
котором меняется положение осей
координат, а направление и масштаб
остаются неизменными.
Пусть
-
координаты произвольной точки
в системе координат
.
Перенесем начало координат из точки
в точку
.
Тогда в новой системе координат
координаты точки
будут
:
|
|
- формулы, по которым можно найти новые координаты по известным старым и наоборот. |
2. Поворот осей координат.
Под
поворотом
осей координат
понимают такое преобразование координат,
при котором обе оси поворачиваются на
один и тот же угол, а начало координат
и масштаб остаются неизменными.
Повернем систему
координат
на угол
.
Пусть
- произвольная точка плоскости.
-
координаты точки
в системе координат
,
-
координаты точки
в системе координат
.
Введем полярные
координаты точки
:
- координаты точки
в системе координат
,
-
координаты точки
в
системе координат
.
По формулам перехода от прямоугольных координат к полярным имеем:
|
|
|
|
|
Но
,
.
|
Поэтому
|
- формулы, по которым можно найти новые координаты по известным старым. |
Найдем значения
и
с помощью полученных формул. Для этого
решим систему уравнений по формулам
Крамера:
,
|
|
|
|
|
- формулы, по которым можно найти старые координаты по известным новым. |
П
ример.
Определить координаты точки
в новой системе координат
,
если начало координат перенесли в точку
,
а затем оси координат повернули на угол
.
Определим
координаты точки
![]()
|
1)
в системе координат
|
|
|
2)
в системе координат
|
|
.
Ответ:
.

.