Совет 1: Как построить гиперболоид

Начальные знания о гиперболе становятся известны из школьного курса геометрии. В дальнейшем, изучая в вузе аналитическую геометрию, обучаемые получают дополнительные представления о гиперболе, гиперболоиде и их свойствах.
Инструкция
1
Представьте, что имеется гипербола и некоторая линия, которая проходит через начало координат. Если гиперболу начать вращать вокруг этой оси, возникнет полое тело вращения, которое называется гиперболоидом. Существует два вида гиперболоидов: однополостный и двуполостный. Однополостный гиперболоид задается уравнением вида:x^2/a^2 +y^2/b^2-z^2/c^2=1Если рассматривать данную пространственную фигуру относительно плоскостей Oxz и Oyz, можно заметить, что основными ее сечениями являются гиперболы. Однако, сечением однополостного гиперболоида плоскостью Oxy является эллипс. Самый маленький эллипс гиперболоида называется горловым эллипсом. В этом случае, z=0, а эллипс проходит через начало координат. Уравнение горлового эллипса при z=0 записывается следующим образом:x^2/a^2 +y^2/b^2=1Остальные эллипсы имеют уравнения следующего вида:x^2/a^2 +y^2/b^2=1+h^2/c^2, где h - высота однополостного гиперболоида.
2
Построение гиперболоида начните с изображения гиперболы в плоскости Xoz. Начартите действительную полуось, которая совпадает с осью y и мнимую полуось, совпадающую с z. Постройте гиперболу, а затем задайте некоторую высоту h гиперболоида. После этого, на уровне заданной высоты проведите прямые, параллельные Ox и пересекающие график гиперболы в нижних и верхних точках.Затем аналогичным образом в плоскости Oyz постройте гиперболу, где b - действительная полуось, проходящая через ось y, а с - мнимая полуось, также совпадающая с c.Постройте в плоскости Oxy параллелограмм, который получается путем соединения точек графиков гипербол. Начертите горловой эллипс таким образом, чтобы он был вписан в этот параллелограмм. Аналогичным образом постройте остальные эллипсы. В результате получится чертеж тела вращения - однополостного гиперболоида, изображенного на рис.1
3
Двуполостный гиперболоид получил свое название из-за двух разных поверхностей, которые образованы осью Oz. Уравнение такого гиперболоида имеет следующий вид:x^2/a^2 +y^2/b^2 -z^2/c^2=-1Две полости получаются при построении гиперболы в плоскости Oxz и Oyz. У двуполостного гиперболоида сечения - эллипсы:x^2/a^2-y^2/b^2=h^2/c^2-1Также, как и в случае с однополостным гиперболоидом, постройте в плоскостях Oxz и Oyz гиперболы, которые будут располагаться таким образом, как показано на рисунке 2. Постройте внизу и наверху параллелограммы для построения эллипсов. Построив эллипсы, уберите все проекции построения, а затем начертите двуполостный гиперболоид.

Совет 2: Как построить однополосный гиперболоид

Однополосный гиперболоид представляет собой фигуру вращения. Чтобы построить его, нужно следовать определенной методики. Сначала вычерчиваются полуоси, затем, гиперболы и эллипсы. Соединение всех этих элементов поможет составить уже саму пространственную фигуру.
Вам понадобится
  • - карандаш,
  • - бумага,
  • - математический справочник.
Инструкция
1
Изобразите гиперболу в плоскости Xoz. Для этого начертите две полуоси, совпадающие с осью y (действительная полуось) и с осью z (мнимая полуось). Постройте на базе них гиперболу. После этого задайте определенную высоту h гиперболоида. В завершении на уровне этой заданной высоты проведите прямые, которые будут параллельны Ox и пересекают при этом график гиперболы в двух точках: нижней и верхней.
2
Повторите вышеописанные действия в другой плоскости – Oyz. Здесь постройте гиперболу, в которой действительная полуось проходит через ось y, а мнимая - совпадает с c.
3
Постройте параллелограмм в плоскости Oxy. Для этого соедините точки графиков гипербол. Затем вычертите горловой эллипс с учетом того, чтобы он вписался в построенный ранее параллелограмм.
4
Повторите вышеописанные действия при построении остальных эллипсов. В конечном итоге сформируется чертеж однополостного гиперболоида.
5
Однополостный гиперболоид описывается изображенным уравнением, где a и b – действительные, c – мнимая полуоси. Т.е. его координатные плоскости являются одновременно еще и плоскостями симметрии, а начало координат представляет собой центр симметрии данной пространственной фигуры.
Видео по теме
Обратите внимание
Если две полуоси однополосного гиперболоида равны, то фигуру можно получить путем вращения гиперболы с полуосями, одна из которых вышеуказанная, а другая, отличающаяся от двух равных, вокруг мнимой оси.
Совет полезен?
При рассмотрении этой фигуры относительно осей Oxz и Oyz видно, что ее главными сечениями являются гиперболы. А при разрезе данной пространственной фигуры вращения плоскостью Oxy ее сечение представляет собой эллипс. Горловой эллипс однополосного гиперболоида проходит через начало координат, ведь z=0.

Горловой эллипс описывается уравнением x²/a² +y²/b²=1, а другие эллипсы составляются по уравнению x²/a² +y²/b²=1+h²/c².
Источники:
  • Эллипсоиды, параболоиды, гиперболоиды. Прямолинейные образующие
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500