Понятие о поверхностях 2го порядка

Алгебраическим ур-ем 2ой степени наз. ур-е вида Ax²+Bxy+Cy²+Dx+ey+F=0, где A,B,C,D,e,F - действительные числа

Линии, которые в системе декартовых координат определяются алгебраическим ур-ем 2ой степени наз. линиями 2го порядка.

12.Векторное (линейное) пространство - математическое понятие, обобщающее понятие совокупности всех (свободных) векторов обычного трехмерного пространства.Векторным пространством (над полем R или C) называют множество L, состоящее из элементов любой природы (называемых векторами), в котором определены операции сложения элементов и умножения элементов на действительные (комплексные) числа, удовлетворяющие следующим условиям:

1) x + y = y + x (коммутативность сложения);

2) (x + y) + z = x + (y + z) (ассоциативность сложения);

3) имеется нулевой вектор 0 (или нуль-вектор), удовлетворяющий условию x + 0 = x для любого вектора x;

4) для любого вектора x существует противоположный ему вектор y такой, что x + y = 0;

5) 1∙x = x;

6) α(βx) = (αβ)x (ассоциативность умножения);

7) (α + β)x = αx + βx (дистрибутивность относительно числового множителя);

8) α(x + y) = αx + αy (дистрибутивность относительно векторного множителя).

Аналогично определяется понятие векторного пространства над произвольным полем K.

Выражение α1e1 + α2e2 +... + αnen (*)

называется линейной комбинацией векторов e1, e2,...en с коэффициентами α1, α2,...,αn. Линейная комбинация (*) называется нетривиальной, если хотя бы один из коэффициентов α1, α2,...,αn отличен от нуля. Векторы e1, e2,...en называются линейно зависимыми, если существует нетривиальная комбинация (*), представляющая собой нулевой вектор. В противном случае (т. е. если только тривиальная комбинация векторов e1, e2,...en равна нулевому вектору) векторы e1, e2,...en называют линейно независимыми.

Векторное пространство называют. n-мерным (или имеет «размерность n»), если в нём существуют n линейно независимых элементов e1, e2,...en, а любые n+1 элементов линейно зависимы. Векторное пространство называют бесконечномерным, если в нём для любого натурального n существует n линейно независимых векторов. Любые n линейно независимых векторов n-мерного векторного пространства образуют базис этого пространства. Если e1, e2,...en - базис векторного пространства, то любой вектор x этого пространства может быть представлен единственным образом в виде линейной комбинации базисных векторов:

x = α1e1 + α2e2 +... + αnen.

При этом числа α1, α2,...,αn называют координатами вектора x в данном базисе.

Примеры векторных пространств:

Множество всех векторов 3-мерного пространства образует векторное пространство. Более сложным примером может служить так называемое n-мерное векторное пространство. Векторами этого пространства являются упорядоченные системы из n действительных чисел (λ1, λ2,..., λn). Сумма двух векторов и произведение на число определяются соотношениями:

(λ1, λ2,..., λn) + (μ1, μ2,..., μn) =

= (λ1 + μ1, λ2 + μ2,..., λn + μn),

α∙(λ1, λ2,..., λn) = (α∙λ1, α∙λ2,..., α∙λn).

Базисом в этом пространстве может служить, например, следующая система из n векторов: e1 = (1, 0,..., 0), e2 = (0, 1,..., 0),...en = (0, 0,..., 1).

Множество L всех многочленов α0 + α1u +... + αnun (любых степеней n) от одного переменного с действительными коэффициентами α0, α1,..., αn с обычными алгебраическими правилами сложения многочленов и умножения многочленов на действительные числа образует векторное пространство. Многочлены 1, u, u2,..., un (при любом n) линейно независимы в L, поэтому L - бесконечномерное векторное пространство. Многочлены степени не выше n образуют векторное пространство.

Ориентация пространства.

Для дальнейшего изучения свойств пространства необходимо ввести определение ориентации пространства. Строгая теория, касающаяся этого понятия не очень сложна, но достаточно суха. В связи с этим ограничимся лишь некоторыми “качественными” пояснениями.Итак, все упорядоченные некомпланарные тройки векторов могут быть разбиты на два непересекающихся класса: правые тройки и левые тройки.

Определение 1: Упорядоченная тройка некомпланарных векторов а1, а2, а3 называется правой, если наблюдателю, находящемуся внутри телесного угла, образованного этими векторами, кратчайшие повороты от а1 к а2 и от а2 к а3 кажутся происходящими против часовой стрелки. Если повороты происходят по часовой стрелке, то тройка – левая.

Есть и ещё один способ разделить эти два класса:

Правило правой руки: Совместите начала всех векторов тройки в одной точке. Представьте, что в этой точке находится ладонь Вашей правой руки. Совместите большой палец с первым вектором базиса, а указательный – со вторым. Если теперь вы сможете совместить средний палец с третьим вектором, то рассматриваемая тройка векторов – правая. Если нет – левая.

Выбрав один из двух классов и назвав все входящие в него базисы “положительными” мы зададим ориентацию пространства.

Далее будем считать положительными правые тройки векторов. Все дальнейшие определения будем давать с учетом этого

(