以主直径为坐标轴化简二次曲线x눀-3xy눀+y눀+10x-10y+21=0的方程,并作出它的图形

2024-12-01 00:45:38
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回答1:

利用坐标旋转公式:x=x1*cosθ-y1sinθ,y1=y1*cosθ+x1*sinθ;其中x1、y1为点在新坐标系下的坐标;

代入二次曲线方程得:(x1*cosθ-y1sinθ)²-3(x1*cosθ-y1sinθ)(y1*cosθ+x1*sinθ)+(y1*cosθ+x1*sinθ)²+10(x1*cosθ-y1sinθ)-10(y1*cosθ+x1*sinθ)+21=0;   

化简如下:

x1²+y1²-3x1*y1(cos²θ-sin²θ)-3x1²sinθcosθ+3y1²sinθcosθ+10x1(cosθ-sinθ)-10y1(sinθ+cosθ)+21=0;

令 θ=45°即可消去x1*y1项:-x1²/2+5y1²/2-10√2*y1+21=0;

整理为标准方程形式:5(y1-2√2)²/2-x1²/2+1=0 →→ x1²/2-(y1-2√2)²/(2/5)=1;

原方程所表示的是一条双曲线,实半轴 a=√2(平行于直线 y=x),虚半轴 b=√(2/5)(在直线 y=-x ),中心离开原点2√2(在原坐标系的第二象限(-2,2));参考下图: