Karteesinen arkki on kolmannen asteen tasoalgebrallinen käyrä , joka täyttää yhtälön suorakaiteen muotoisessa järjestelmässä . Parametri määritellään neliön diagonaaliksi, jonka sivu on yhtä suuri kuin silmukan suurin jänne .
Ensimmäisen kerran käyrän yhtälöä tutki R. Descartes vuonna 1638 , mutta hän rakensi vain silmukan ensimmäiseen koordinaattikulmaan, jossa ja ottaa positiiviset arvot. Descartes uskoi, että silmukka toistuu symmetrisesti kaikissa neljässä koordinaattineljänneksessä neljän terälehden muodossa. Tuolloin tätä käyrää kutsuttiin jasmiinikukkaksi ( englanniksi jasmine flower , ranskaksi fleur de jasmin ).
Nykyaikaisessa muodossaan tämän käyrän esitteli ensimmäisen kerran H. Huygens vuonna 1692 .
Usein katsotaan kääntyneenä käyrälle. Hänen yhtälönsä näyttävät tältä:
Kierretyn käyrän yhtälöiden johtaminen |
---|
XOY-koordinaattijärjestelmä muunnetaan UOV-koordinaatistoksi, joka saadaan kiertämällä OX- ja OY-akseleita myötäpäivään kulman verran ja suuntaamalla OX-akselia vastakkaiseen suuntaan:
Vanhojen XY-koordinaattien ilmaiseminen uusilla UV-säteilyillä näyttää tältä: , tai ,Kun vanhojen koordinaattien lausekkeet on korvattu uudella yhtälöllä, karteesinen arkki muunnetaan seuraavaan muotoon: .Annamme parametrin , viimeinen yhtälö kirjoitetaan uudelleen seuraavasti: tai .Korvataan muuttujat u ja v tavanomaisilla x ja y ja saadaan karteesinen arkkiyhtälö uudessa koordinaattijärjestelmässä: Kun edellinen yhtälö korvataan yhtälöllä , saadaan karteesinen arkkiyhtälö napakoordinaatistossa: .Ratkaisemalla tämän lausekkeen suhteessa , saamme: . |
Asymptoottiyhtälön johtaminen |
---|
Käännetylle karteesiselle arkkille:
Kun meillä on tai ,Harkitse toista tapausta: , eli , eli tarkoittaa . UV-asymptoottiyhtälö määritetään lausekkeesta: , siis .Kun akselit on käännetty, saamme lopullisen yhtälön |
Alueen löytäminen |
---|
Kaarien ACO ja ABO välissä oleva pinta -ala lasketaan seuraavasti:
, missä .
Tämä integraali lasketaan käyttämällä substituutiota: .Integrointirajat: Integraali muunnetaan muotoon: tai Ensimmäinen integraali tästä yhtälöstä on: .Korvaus: .Integrointirajat: .Integraali muunnetaan muotoon: .Toinen integraali: Korvaus: .Integrointirajat: .Integraali muunnetaan muotoon: .Niin: .Alue on . |
Alueen löytäminen |
---|
Käyrän haarojen ja UV-asymptootin välinen pinta -ala lasketaan täsmälleen samalla tavalla kuin pinta-ala ; integraali otetaan alueella 0 - .
Tämä integraali lasketaan samalla tavalla kuin edellisessä tapauksessa. , eli alueet ja ovat keskenään yhtä suuret. |
Pyörimismäärän löytäminen |
---|
Kappaleen tilavuus ( ), joka muodostuu kaaren kiertymisestä abskissa-akselin ympäri, lasketaan seuraavasti:
.
Niin: .Yhden haaran kiertymisestä x-akselin ympäri muodostuvan kappaleen tilavuus ( ) pyrkii äärettömään. Tämä tilavuus lasketaan edellisestä integraalista välillä - . Tämä integraali on yhtä suuri kuin ääretön . |
Kun meillä on tai , tai , eli .
UV-asymptoottiyhtälö määritetään lausekkeesta:
.Funktion maksimiarvon ja tangenttiyhtälön löytämiseksi laskemme funktion derivaatan:
.Yhdistä derivaatta y' nollaan ja ratkaise tuloksena oleva yhtälö x:lle. Saamme: . Tälle x:n arvolle funktiolla (2) on maksimi ylemmässä kaaripisteessä ja minimi alemmassa kaaripisteessä . Funktion arvo näissä pisteissä on:
.Derivaatan y' arvo pisteessä on , eli pisteen tangentit ovat keskenään kohtisuorassa ja vinossa x-akseliin nähden kulmassa .
Käyrät | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Määritelmät | |||||||||||||||||||
Muuntunut | |||||||||||||||||||
Ei-tasomainen | |||||||||||||||||||
Litteä algebrallinen |
| ||||||||||||||||||
Tasainen transsendenttinen |
| ||||||||||||||||||
fraktaali |
|