4§. Parabola, ellips va giperbolaning ba'zi koordinatalar sistemasidagi tenglamalari 1. Koordinata boshi chiziqning uchida bo 'lgan hol: a) Ellips kanonik ko 'rinishdagi (1)
tenglama bilan berilgan bo'lsa,
x' = x + a, y'= y (2)
almashtirish bajarsak, yangi O' x y' koordinatalar boshi ellipsning chap (- a,0) uchida joylashadi va (1) tenglama
(3)
ko'rinishga keladi. Bu tenglamani
y'2 = 2 px' + qx'2 (4)
ko'rinishda yozib olamiz. Bu yerda bo'lib,
munosabat bajariladi. Agar giperbolaning
(5)
tenglamasida
(6)
almashtirish bajarsak tenglama
(*)
ko'rinishda bo'lib, koeeffisientlar uchun
munosabatlar o'rinli bo'ladi. Agar (*) tenglamada q = 0 bo'lsa parabola tenglamasini hosil qilamiz.
Demak giperbolalar, ellipslar va parabolalar tenglamalarini (*) ko'rinishda yozish mumkin.
2. Qutb koordinata sistemasidagi tenglamalar a) Parabola
y2 = 2 px kanonik tenglama bilan berilgan bo'lsa, qutbni parabola fokusiga joylashtirib, qutb o'qi sifatida abssissa o'qini olib parabola tenglamasini qutb koordinatalar sistemasida yozaylik. Agar biz
almashtirishlar bajarsak
tengliklar o'rinli bo'ladi. Bu yerda r, p nuqtaning qutb koordinatalari bo'lib, agar nuqta parabolaga tegishli bo'lsa, r uning fokal radiusiga tengdir. Biz
tenglikda r ning nuqtadan direktrisagacha bo'lgan masofaga tengligini hisobga olib ifodani yuqoridagi tenglikka qo'ysak
munosabatni hosil qilamiz. Bu munosabat parabolaning qutb
koordinatalar sistemasidagi tenglamasidir.
b) Ellipsning qutb koordinatalar sistemasidagi tenglamasini keltirib chiqaramiz. Buning uchun qutbni ellipsning chap fokusiga joylashtirib, abssissa o'qini qutb o'qi sifatida olamiz. Ellipsning
kanonik tenglamasini qutb koordinatalar sistemasiga o'tkazish uchun
almashtirishlar yordamida yangi O x y dekart koordinatlar sistemasini kiritamiz. Bu koordinatalar sistemasi va qutb koordinatalar orasidagi bog'lanish boshi
formulalar yordamida beriladi. Ellipsning M nuqtasi uchun chap fokal radius uning qutb radiusiga tengligidan foydalanib
MF1 = r = ex + a tenglikni yozamiz. Bu tenglikdagi r = ex + a ifodani
tenglikka qo'ysak
tenglamani hosil qilamiz. Bu yerda
tenglikdan foydalandik.
в) Giperbola tenglamasini qutb koordinatalar sistemasida yozish uchun uning har qismi uchun mos ravishda qutb koordinatalar sistemasi kiritamiz. Uning o'ng qismi uchun qutb boshini giperbolaning ung fokusiga joylashtiramiz va abssissa o'qini qutb o'qi sifatida olamiz.
Giperbola nuqtasi uchun qutb radiusi r uning o'ng fokal radiusiga teng bo'lganligi uchun
r = ex - a ifodani hosil qilamiz.Biz bilamizki,agar dekart O' xy' koordinatalar sistemasi uchun
qutb boshi koordinata boshida joylashgan va qutb o'qi O' x' abssisa o'qi bilan ustma-ust tushsa,qutb koordinatalar sistemasi va O' xy' koordinatalar sistemasi orasidagi bog'lanish
formulalar yordamida beriladi.Bu yangi O' xy' koordinatalar sistemasi va giperbola tenglamasi berilgan Oxy koordinatalar sistemasi orasidagi bog'lanish esa
ko'rinishda bo'ladi.Biz bu tengliklarning birinchisidan foydalanib tenglikni hosil qilamiz.Yuqoridagi r = ex - a ifodani bu tenglikga qo'ysak
tenglamani hosil qilamiz. Bu yerda
tenglikdan foydalandik.
Biz giperbola chap shoxining tenglamasini qutb koordinatalar sistemasida yozish uchun qutb boshini chap fokusga joylashtiramiz va abssissa o'qini qarama-qarshi yonalish bilan qutb o'qi sifatida olamiz. Biz agar
formulalar bilan yangi dekart koordinatalar sistemasi kiritsak, ular uchun
formulalar o'rinli bo'ladi. Bu yerda qurb radiuas chap fokal radiusga teng bo'lganligi uchun r = -ex - a tenglik o'rinli bo'ladi.Bu tenglikdagi r ning ifodasini yuqoridagi formulardan kelib chiqadiagan
tenglikga qo'yib
tenglamani hosil qilamiz. Bu yerda ham tenglik o'rinlidir.
Demak, qutb koordinatalar sistemasida mos ravishda tanlanganda har qanday ikkinchi tartib chiziq tenglamasini
ko'rinishda yozish mumkin ekan.Bu tenglama e = 1 bo'lsa parabola, e < 1 bo'lganda ellips va nihoyat e > 1 bo'lganda giperbola tenglamasidir.