Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

person.vsb.cz
from person.vsb.cz More from this publisher
31.01.2015 Views

Křivky Jestliţe křivku nelze vţdy vyjádřit explicitně (na př. kruţnice), lze ukázat, ţe toto explicitní vyjádření lze provést v dostatečně malém okolí kteréhokoliv bodu regulární křivky. Implicitní vyjádření křivky zavedeme pomocí této definice: Mějme dány dvě funkce w = h(x 1 ,x 2 ,x 3 ), a w = g(x 1 ,x 2 ,x 3 ), které jsou definovány v nějaké společné trojrozměrné oblasti h x1 g x 1 h x2 g x 2 h x3 g x 3 E 3 a které jsou zde spojité i se všemi prvními parciálními derivacemi. Nechť mnoţina bodů [x 1 ,x 2 ,x 3 ], které jsou v oblasti určeny rovnicemi h(x 1 , x 2 , x 3 ) = 0 a g(x 1 , x 2 , x 3 ) = 0 (5.7) je neprázdná a v kaţdém bodě této mnoţiny nechť má matice hodnost rovnou dvěma. Mnoţina, která splňuje tyto definovanou implicitně. Rovnice (5.7) jsou implicitní rovnice této křivky. (5.8) poţadavky nazýváme regulární křivkou Křivka takto definovaná je vlastně průnikem ploch, které jsou dány rovnicemi (5.7). Na obrázku 5.3 je dána prostorová křivka jako "průnik" kulové plochy danou rovnicí x 2 + y 2 + z 2 - R 2 = 0 (5.8) a válcové plochy dané rovnicí x 2 + y 2 - r 2 = 0. (5.9) Obr. 5.3 Výsledná křivka takového průniku se rozpadne na dvě kruţnice, které vlastně leţí v rovinách a ' o rovnicích 2 2 z = + R r 2 a ‘ z = - R r 2 . 50

Křivky Křivku, která je dána implicitně nelze vţdy vyjádřit explicitně. Lze však ukázat, ţe pro dostatečně malé okolí křivky lze provést úpravu a vyjádřit křivku explicitně. Na obrázku 5.4 je zobrazen průnik kulové a rotační válcové plochy, kdy osa válcové plochy prochází středem kulové plochy a průměr válcové plochy je roven poloměru plochy kulové. Průniková křivka těchto ploch se nazývá Vivianiho křivka. Obr. 5.4 Příklad 3. Vektorovou rovnicí p = ( a .cos t, b. sin t, 0 ), kde t < 0, 2 ), a > 0, b > 0 je vyjádřena elipsa. Rozepsáním do parametrických rovnic dostaneme: x = a. cos t, y = b. sin t, z = 0. Po úpravě (Vyloučíme parametr t: jednu rovnici vydělíme a resp. b, obě rovnice umocníme 2 2 x a sečteme) dostaneme 2 a + y b 2 2 - 1 = 0, coţ jsou implicitní rovnice dané křivky. Vypočteme-li z prvé rovnice proměnnou y, dostaneme explicitní rovnice elipsy: y = b a 2 2 2 2 b .x , z = 0 resp. y = - b 2 b a 2 2 2 . x , z = 0. Tyto rovnice vyjadřují tu část elipsy pro níţ platí: y > 0 resp. y < 0. Příklad 4. Mějme parametrické rovnice (Viz. př.1) x = r.cos t, y = r.sin t, z = c. t, kde t (- , + ) a r, c jsou dané nenulové konstanty. Jde o šroubovici. 51

Křivky<br />

Jestliţe křivku nelze vţdy vyjádřit explicitně (na př. kruţnice), lze ukázat, ţe toto explicitní<br />

vyjádření lze provést v dostatečně malém okolí kteréhokoliv bodu regulární křivky.<br />

Implicitní vyjádření křivky zavedeme pomocí této definice:<br />

Mějme dány dvě funkce<br />

w = h(x 1 ,x 2 ,x 3 ), a w = g(x 1 ,x 2 ,x 3 ),<br />

které jsou definovány v nějaké společné trojrozměrné oblasti<br />

h<br />

x1<br />

g<br />

x<br />

1<br />

h<br />

x2<br />

g<br />

x<br />

2<br />

h<br />

x3<br />

g<br />

x<br />

3<br />

E 3 a které jsou zde spojité i<br />

se všemi prvními parciálními derivacemi. Nechť mnoţina bodů [x 1 ,x 2 ,x 3 ], které jsou v<br />

oblasti<br />

určeny rovnicemi<br />

h(x 1 , x 2 , x 3 ) = 0 a g(x 1 , x 2 , x 3 ) = 0 (5.7)<br />

je neprázdná a v kaţdém bodě této mnoţiny nechť má matice hodnost rovnou dvěma.<br />

Mnoţina, která splňuje tyto<br />

definovanou implicitně.<br />

Rovnice (5.7) jsou implicitní rovnice této křivky.<br />

(5.8)<br />

poţadavky nazýváme regulární křivkou<br />

Křivka takto definovaná je vlastně průnikem ploch, které jsou dány rovnicemi (5.7).<br />

Na obrázku 5.3 je dána prostorová křivka jako "průnik" kulové plochy<br />

danou rovnicí<br />

x 2 + y 2 + z 2 - R 2 = 0 (5.8)<br />

a válcové plochy dané rovnicí x 2 + y 2 - r 2 = 0. (5.9)<br />

Obr. 5.3<br />

Výsledná křivka takového průniku se rozpadne na dvě kruţnice, které vlastně leţí v rovinách<br />

a ' o rovnicích<br />

2 2<br />

z = + R r<br />

2<br />

a ‘ z = - R r<br />

2 .<br />

50

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!