Основные инварианты,позволяющие однозначно определить вид и каноническую запись квадрики, страница 22

Для проведения урока закрепления знаний по всей главе необходимо просить учеников обобщить сведения касающиеся параболы, гиперболы и эллипса (определения, канонические уравнения, бескоординатные уравнения эксцентриситет, директрисы, фокальные свойства и т.д.) и занести все данные в таблицу.

Эллипс

Гипербола

Парабола

Определение

График

Бескоординатное уравнение

Каноническое уравнение

Эксцентриситет

Директрисы

Фокальное свойство

Касательные

На заключительном занятии можно обсудить с учащимися значение кривых второго порядка. (Несколько учащихся должны будут подготовить доклады о применении эллипса параболы и гиперболы в современном мире. Это может быть техника, архитектура, наука, искусство).

Для того чтобы еще раз показать значение алгебры в геометрии можно предложить учащимся для рассмотрения способ приведения общего уравнения второй степени к каноническому виду. Но тогда данной теме нужно будет посвятить отдельное занятие, на котором нужно будет не только повторить формулы сокращенного умножения и метод выделения полного квадрата, но и дать понятие кривых второго порядка отличных от параболы, гиперболы и эллипса.

2.4.4.1.Распознавание линий второго порядка по их уравнениям

Рассмотрим общее уравнение второго порядка:

       (*).

Часто приходится отвечать на вопрос: “Какая линия является графиком уравнения?”

Для того, чтобы избавится от члена  необходимо производить поворот системы координат, это под силу студенту, но не каждый ученик с этим справиться, поэтому, для школьников предлается рассматривать уравнения линий в которых уже нет члена содержащего произведение координат.

Такое уравение имеет вид:

Для ответа на этот вопрос пользуются следующей схемой преобразования уравнения (*) – это выделение полного квадрата по одной или двум переменным.

Задания: Определить какая линия является графиком уравнения.

1. 

Решение:

Выделим полные квадраты.

Следовательно, это окружность радиуса 3 с центром в точке .

Изображение:

2.

3.

4.

5.   

6.

7.  

8.    

9.

Также во время изучения данной главы, следует обратить внимание на понятие геометрическое место точек, и способу записи бескоординатных уравнений кривых, заданных определенными условиями. Это позволит включить в развитие пространственное мышление.

Приложение 1.

Привести уравнение квадрики к каноническому виду, определить её  вид

1.   в

Решение:

В наших обозначениях имеем

Ранги матриц  определим методом окаймления.

В матрице  возьмем первые четыре столбца и посчитаем определитель:

Получили  квадрика центральная каноническое уравнение имеет вид

где

Решим уравнение

Посчитаем

 (так как матрица  содержит нулевую строку)

Запишем каноническое уравнение квадрики:

Это уравнение конуса индекса 2. Задача решена.

2.    в

Решение:

В наших обозначениях имеем

Ранги матриц  определим методом окаймления.

 (так как определителей большей размерности и отличных от нуля нет)

Получили  квадрика не центральная каноническое уравнение имеет вид

где

Решим уравнение

Посчитаем

Запишем каноническое уравнение квадрики:

Это уравнение конуса c 2-мерной вершиной. Задача решена.

3.   в

Ранги матриц  определим методом окаймления.

Получили  квадрика центральная каноническое уравнение имеет вид

где

Решим уравнение

Посчитаем

 

Запишем каноническое уравнение квадрики:

Это уравнение эллипсоида. Задача решена.

4.   

в

Ранги матриц  определим методом окаймления.