দ্বিতীয় আদেশের লাইন। কাল্পনিক বিন্দু এবং রেখার পারস্পরিক বিন্যাস দ্বিতীয় ক্রমে সমান্তরাল রেখার জোড়া
আমরা এখন দেখাব যে দ্বিতীয়-ক্রম বক্ররেখাগুলির affine শ্রেণীবিভাগ বক্ররেখার নাম দ্বারা দেওয়া হয়, অর্থাৎ, দ্বিতীয়-ক্রম বক্ররেখাগুলির affine শ্রেণীগুলি হল:
বাস্তব উপবৃত্ত;
কাল্পনিক উপবৃত্তাকার;
hyperbole;
বাস্তব ছেদকারী লাইনের জোড়া;
জোড়ার কাল্পনিক (সংযোজিত) ছেদকারী;
সমান্তরাল বাস্তব লাইনের জোড়া;
সমান্তরাল কাল্পনিক সংযোগ রেখার জোড়া;
মিলিত বাস্তব লাইনের জোড়া।
আমাদের দুটি বিবৃতি প্রমাণ করতে হবে:
উ: একই নামের সমস্ত বক্ররেখা (অর্থাৎ, সমস্ত উপবৃত্ত, সমস্ত হাইপারবোলাস, ইত্যাদি) একে অপরের সমতুল্য।
B. বিভিন্ন নামের দুটি বক্ররেখা কখনোই সমতুল্য নয়।
আমরা বিবৃতি A প্রমাণ করি। XV অধ্যায়ে, § 3, এটি ইতিমধ্যেই প্রমাণিত হয়েছে যে সমস্ত উপবৃত্তগুলি তাদের একটির, যথা একটি বৃত্তের সমানভাবে সমান, এবং সমস্ত অধিবৃত্ত একটি অধিবৃত্ত। এর মানে হল যে সমস্ত উপবৃত্ত, যথাক্রমে সমস্ত হাইপারবোলা, affinely একে অপরের সমতুল্য. সমস্ত কাল্পনিক উপবৃত্ত, একটি বৃত্তের সমতুল্য - - 1 ব্যাসার্ধ, একে অপরের সমানভাবে সমান।
আসুন আমরা সমস্ত প্যারাবোলার অ্যাফিন সমতা প্রমাণ করি। আমরা আরও প্রমাণ করব, যথা যে সমস্ত প্যারাবোলা একে অপরের সাথে একই রকম। এটি প্রমাণ করার জন্য যথেষ্ট যে একটি নির্দিষ্ট স্থানাঙ্ক সিস্টেমে দেওয়া একটি প্যারাবোলা তার ক্যানোনিকাল সমীকরণ দ্বারা
একটি প্যারাবোলার অনুরূপ
এটি করার জন্য, আমরা সমতলকে একটি সহগ-এর সাথে একটি সাদৃশ্য রূপান্তর সাপেক্ষে -:
তারপর, আমাদের রূপান্তর সঙ্গে, বক্ররেখা
বক্ররেখায় পরিণত হয়
যেমন একটি প্যারাবোলায়
Q.E.D.
এর ক্ষয়প্রাপ্ত বক্ররেখার দিকে এগিয়ে যাওয়া যাক। § সূত্রে (9) এবং (11), pp. 401 এবং 402) এটি প্রমাণিত হয়েছিল যে একটি বক্ররেখা যা কিছু (এমনকি আয়তক্ষেত্রাকার) স্থানাঙ্ক সিস্টেমে ছেদকারী রেখাগুলির একটি জোড়ায় বিভক্ত হয় তার সমীকরণ রয়েছে
একটি অতিরিক্ত স্থানাঙ্ক রূপান্তর করার মাধ্যমে
আমরা দেখতে পাই যে কোনো বক্ররেখা যা একটি জোড়া ছেদকারী বাস্তব, যথাক্রমে কাল্পনিক সমন্বিত, সরলরেখায় বিভক্ত হয় তার কিছু affine স্থানাঙ্ক ব্যবস্থায় সমীকরণ রয়েছে
সমান্তরাল সরলরেখার একটি জোড়ায় বিভক্ত বক্ররেখার ক্ষেত্রে, তাদের প্রত্যেকটি সমীকরণ দ্বারা প্রদত্ত (এমনকি কিছু আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক ব্যবস্থাতেও) হতে পারে।
যথাক্রমে বাস্তবের জন্য
কাল্পনিক, সরাসরি জন্য। স্থানাঙ্কের রূপান্তর আমাদেরকে এই সমীকরণগুলি স্থাপন করতে দেয় (বা সরল রেখার সাথে মিলিত হওয়ার জন্য। এটি একই নামের দ্বিতীয় ক্রমটির সমস্ত ক্ষয়প্রাপ্ত বক্ররেখার অ্যাফিন সমতা বোঝায়।
বিবৃতির প্রমাণের দিকে এগিয়ে যাওয়া যাক।
আসুন আমরা প্রথমে লক্ষ্য করি: সমতলের একটি affine রূপান্তরের সাথে, বীজগণিতীয় বক্ররেখার ক্রম অপরিবর্তিত থাকে। আরও: দ্বিতীয় ক্রমটির প্রতিটি ক্ষয়প্রাপ্ত বক্ররেখা হল এক জোড়া সরলরেখা, এবং একটি affine রূপান্তরের সাথে, একটি সরল রেখা সরলরেখায় যায়, এক জোড়া ছেদকারী রেখা একজোড়া ছেদকারী রেখার মধ্যে যায় এবং একজোড়া সমান্তরাল রেখায় যায়। সমান্তরাল বেশী একটি জোড়া মধ্যে যায়; উপরন্তু, বাস্তব রেখা বাস্তব লাইনে পরিণত হয়, এবং কাল্পনিক লাইন কাল্পনিক লাইনে পরিণত হয়। এটি এই সত্য থেকে অনুসরণ করে যে সূত্র (3) (অধ্যায় XI, § 3) এর সমস্ত সহগ, যা affine রূপান্তর নির্ধারণ করে, বাস্তব সংখ্যা।
যা বলা হয়েছে তা থেকে এটি অনুসরণ করে যে দ্বিতীয় ক্রমটির একটি প্রদত্ত ক্ষয়কারী বক্ররেখার সমতুল্য একটি লাইন একই নামের একটি ক্ষয়কারী বক্ররেখা।
চলুন অক্ষয় বক্ররেখা এগিয়ে চলুন. আবার, একটি affine রূপান্তরের সাথে, একটি বাস্তব বক্ররেখা কাল্পনিক একটিতে রূপান্তরিত হতে পারে না এবং এর বিপরীতে। অতএব, কাল্পনিক উপবৃত্তের শ্রেণীটি অপরিবর্তনীয়।
আসুন বাস্তব অ-ক্ষয়কারী বক্ররেখার শ্রেণী বিবেচনা করি: উপবৃত্ত, অধিবৃত্ত, প্যারাবোলাস।
দ্বিতীয় ক্রমে সমস্ত বক্ররেখার মধ্যে, প্রতিটি উপবৃত্ত এবং শুধুমাত্র একটি উপবৃত্ত একটি নির্দিষ্ট আয়তক্ষেত্রে অবস্থিত, যখন প্যারাবোলাস এবং হাইপারবোলাস (পাশাপাশি সমস্ত ক্ষয়প্রাপ্ত বক্ররেখা) অসীম পর্যন্ত প্রসারিত।
একটি অ্যাফাইন ট্রান্সফর্মেশনের অধীনে, প্রদত্ত উপবৃত্ত ধারণ করে আয়তক্ষেত্র ABCD রূপান্তরিত বক্ররেখা সম্বলিত একটি সমান্তরালগ্রামে পরিণত হবে, যা, এইভাবে, অসীমে যেতে পারে না এবং তাই, একটি উপবৃত্ত।
সুতরাং, একটি উপবৃত্তের সমতুল্য একটি বক্ররেখা অবশ্যই একটি উপবৃত্ত। যা প্রমাণিত হয়েছে তা থেকে এটি অনুসরণ করে যে হাইপারবোলা বা প্যারাবোলার সমতুল্য একটি বক্ররেখা একটি উপবৃত্ত হতে পারে না (এবং আমরা জানি, ক্ষয়কারী বক্ররেখা হতে পারে না। অতএব, এটি শুধুমাত্র প্রমাণ করা বাকি আছে যে সমতলের একটি affine রূপান্তর দ্বারা , একটি হাইপারবোলা একটি প্যারাবোলায় রূপান্তরিত হতে পারে না, এবং বিপরীতে। এটি সম্ভবত, সবচেয়ে সহজভাবে এই সত্যটি অনুসরণ করে যে একটি প্যারাবোলার প্রতিসাম্যের কেন্দ্র থাকে না, তবে একটি হাইপারবোলা থাকে। কিন্তু যেহেতু প্রতিসাম্য কেন্দ্রের অনুপস্থিতি একটি প্যারাবোলা শুধুমাত্র পরের অধ্যায়ে প্রমাণিত হবে, আমরা এখন একটি দ্বিতীয় দিব, খুব সহজ প্রমাণ অ্যাফাইন অ-ইকুইভালেন্স হাইপারবোলা এবং প্যারাবোলা।
লেমা। যদি একটি প্যারাবোলা একটি প্রদত্ত লাইন d এর সমতলে সংজ্ঞায়িত দুটি অর্ধ-সমতলের প্রতিটির সাথে সাধারণ বিন্দু থাকে, তাহলে রেখার সাথে এটির অন্তত একটি সাধারণ বিন্দু থাকে।
আসলে, আমরা দেখেছি যে একটি স্থানাঙ্ক ব্যবস্থা রয়েছে যেখানে একটি প্রদত্ত প্যারাবোলার সমীকরণ রয়েছে
চলুন, এই স্থানাঙ্ক ব্যবস্থার সাপেক্ষে, সরলরেখা d-এর সমীকরণ আছে
অনুমান অনুসারে, প্যারাবোলায় দুটি বিন্দু রয়েছে, যার একটি, ধরা যাক, ধনাত্মক অর্ধ-তলায় এবং অন্যটি সমীকরণের (1) সাপেক্ষে নেতিবাচক অর্ধ-তলায় অবস্থিত। তাই মনে রেখে আমরা লিখতে পারি
8.3.15. বিন্দু A একটি সরল রেখায় অবস্থিত। বিন্দু A থেকে সমতল পর্যন্ত দূরত্ব
8.3.16. একটি লাইনের জন্য একটি সমীকরণ লিখুন যা একটি লাইনের প্রতিসম
সমতল আপেক্ষিক .
8.3.17. সমতলে অনুমানগুলির জন্য সমীকরণগুলি লিখুন নিম্নলিখিত লাইন:
ক) ;
খ)
ভি) .
8.3.18. সমতল এবং লাইনের মধ্যে কোণ খুঁজুন:
ক) ;
খ) .
8.3.19. বিন্দুতে প্রতিসম একটি বিন্দু খুঁজুন লাইনের মধ্য দিয়ে যাওয়া বিমানের সাপেক্ষে:
এবং
8.3.20. বিন্দু A একটি সরল রেখায় অবস্থিত
বিন্দু A থেকে সরলরেখা পর্যন্ত দূরত্ব সমান A বিন্দুর স্থানাঙ্ক খুঁজুন।
§ 8.4। সেকেন্ড অর্ডার কার্ভস
আসুন সমতলে একটি আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক ব্যবস্থা স্থাপন করি এবং দ্বিতীয় ডিগ্রির সাধারণ সমীকরণটি বিবেচনা করি
যা .
সমতলের সমস্ত বিন্দুর সেটকে বলা হয় যার স্থানাঙ্কগুলি সমীকরণকে (8.4.1) সন্তুষ্ট করে আঁকাবাঁকা (লাইন) দ্বিতীয় ক্রম.
যেকোন দ্বিতীয়-ক্রম বক্ররেখার জন্য একটি আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক ব্যবস্থা আছে, যাকে ক্যানোনিকাল বলা হয়, যেখানে এই বক্ররেখার সমীকরণের নিম্নলিখিত রূপগুলির মধ্যে একটি রয়েছে:
1) (অধিবৃত্ত);
2) (কাল্পনিক উপবৃত্তাকার);
3) (এক জোড়া কাল্পনিক ছেদকারী লাইন);
4) (অধিবৃত্ত);
5) (এক জোড়া ছেদকারী লাইন);
6) (পরাবৃত্ত);
7) (এক জোড়া সমান্তরাল রেখা);
8) (এক জোড়া কাল্পনিক সমান্তরাল রেখা);
9) (এক জোড়া কাকতালীয় লাইন)।
সমীকরণ 1) – 9) বলা হয় দ্বিতীয় ক্রম বক্ররেখার ক্যানোনিকাল সমীকরণ।
একটি দ্বিতীয়-ক্রম বক্ররেখার সমীকরণকে ক্যানোনিকাল ফর্মে হ্রাস করার সমস্যা সমাধানের মধ্যে বক্ররেখার ক্যানোনিকাল সমীকরণ এবং ক্যানোনিকাল স্থানাঙ্ক সিস্টেম খুঁজে পাওয়া জড়িত। ক্যানোনিকাল ফর্মে হ্রাস একজনকে বক্ররেখার পরামিতিগুলি গণনা করতে এবং মূল স্থানাঙ্ক সিস্টেমের সাথে এর অবস্থান নির্ধারণ করতে দেয়। মূল আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক সিস্টেম থেকে রূপান্তর ক্যানোনিকাল থেকে একটি নির্দিষ্ট কোণ j দ্বারা মূল স্থানাঙ্ক সিস্টেমের অক্ষগুলিকে O বিন্দুর চারপাশে ঘোরানোর মাধ্যমে এবং স্থানাঙ্ক সিস্টেমের পরবর্তী সমান্তরাল অনুবাদ দ্বারা সঞ্চালিত হয়।
দ্বিতীয় ক্রম বক্ররেখা invariants(8.4.1) হল এর সমীকরণের সহগগুলির এমন ফাংশন, যেগুলির মানগুলি একটি আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক সিস্টেম থেকে একই সিস্টেমের অন্যটিতে যাওয়ার সময় পরিবর্তিত হয় না।
একটি দ্বিতীয়-ক্রম বক্ররেখার জন্য (8.4.1), বর্গ স্থানাঙ্কগুলির জন্য সহগগুলির সমষ্টি
,
অগ্রণী পদের সহগ দ্বারা গঠিত নির্ধারক
এবং তৃতীয় ক্রম নির্ধারক
invariants হয়
invariants s, d, D এর মান ধরন নির্ধারণ করতে এবং দ্বিতীয় ক্রম বক্ররেখার ক্যানোনিকাল সমীকরণ রচনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
টেবিল 8.1।
invariants উপর ভিত্তি করে দ্বিতীয় ক্রম বক্ররেখা শ্রেণীবিভাগ
উপবৃত্তাকার বক্ররেখা |
এসডি<0. Эллипс |
|
sD>0। কাল্পনিক উপবৃত্ত |
||
একটি বাস্তব বিন্দুতে ছেদ করা কাল্পনিক লাইনের একটি জোড়া |
||
হাইপারবোলিক বক্ররেখা |
অধিবৃত্ত |
|
ছেদকারী লাইনের জোড়া |
||
পরাবৃত্তীয় বক্ররেখা |
পরাবৃত্ত |
|
একজোড়া সমান্তরাল রেখা (ভিন্ন, কাল্পনিক বা কাকতালীয়) |
এর উপবৃত্তাকার, হাইপারবোলা এবং প্যারাবোলাকে ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।
উপবৃত্ত(চিত্র 8.1) হল সমতলের বিন্দুগুলির জ্যামিতিক অবস্থান যার জন্য দুটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে দূরত্বের যোগফল এই প্লেন, বলা হয় উপবৃত্তাকার কেন্দ্র, একটি ধ্রুবক মান (foci মধ্যে দূরত্ব থেকে বড়)। এই ক্ষেত্রে, উপবৃত্ত এর foci এর কাকতালীয়তা বাদ দেওয়া হয় না। যদি foci মিলে যায়, তাহলে উপবৃত্তটি একটি বৃত্ত।
উপবৃত্তের একটি বিন্দু থেকে এর কেন্দ্রবিন্দু পর্যন্ত দূরত্বের অর্ধ-সমষ্টি a দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, c দ্বারা foci-এর মধ্যবর্তী দূরত্বের অর্ধেক। যদি একটি সমতলে একটি আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক ব্যবস্থা বেছে নেওয়া হয় যাতে উপবৃত্তের কেন্দ্রবিন্দু অক্স অক্ষের উপর উৎপত্তির সাপেক্ষে প্রতিসমভাবে অবস্থিত থাকে, তাহলে এই স্থানাঙ্ক ব্যবস্থায় উপবৃত্তটি সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়
, (8.4.2)
ডাকা ক্যানোনিকাল উপবৃত্তাকার সমীকরণ, কোথায় .
ভাত। 8.1
একটি আয়তক্ষেত্রাকার স্থানাঙ্ক ব্যবস্থার নির্দিষ্ট পছন্দের সাথে, উপবৃত্তটি স্থানাঙ্ক অক্ষ এবং উৎপত্তির ক্ষেত্রে প্রতিসম হয়। উপবৃত্তের প্রতিসাম্যের অক্ষগুলিকে বলা হয় অক্ষ, এবং প্রতিসাম্য কেন্দ্র হয় উপবৃত্তের কেন্দ্র. একই সময়ে, 2a এবং 2b সংখ্যাগুলিকে প্রায়শই উপবৃত্তের অক্ষ বলা হয় এবং সংখ্যাগুলি a এবং b হয় বড়এবং ছোট অক্ষযথাক্রমে
অক্ষ সহ একটি উপবৃত্তের ছেদ বিন্দুকে বলা হয় উপবৃত্তের শীর্ষবিন্দু. উপবৃত্তের শীর্ষে স্থানাঙ্ক রয়েছে (a,0), (–a,0), (0,b), (0,–b)।
উপবৃত্ত বিকেন্দ্রতানম্বর বলা হয়