Определение. Конусом второго порядка называется поверхность, уравнение которой в некоторой декартовой системе координат имеет вид
Конусом второго порядка называется поверхность, уравнение которой в некоторой декартовой системе координат имеет вид , где
- положительные числа.
С математической точки зрения поверхность лучше определять с помощью уравнения , так как в нем меньше параметров, но при этом, во-первых, теряется аналогия с уравнениями предыдущих поверхностей, а во-вторых, если считать, что величины
имеют размерность длины, то в уравнении размерности правой и левой части не согласуются.
Для краткости в дальнейшем конус второго порядка будем называть просто конус. Исследуем форму конуса. Так же, как эллипсоид и гиперболоиды, он имеет три плоскости симметрии, три оси симметрии и центр симметрии. Ими являются соответственно координатные плоскости, координатные оси и начало координат.
Для построения конуса найдем его сечения различными плоскостями. Найдем линию пересечения с плоскостью . На этой плоскости
, поэтому
.
Координаты только одной точки плоскости могут удовлетворять данному уравнению, а именно, начала координат. Найдем линию пересечения с плоскостью
. На этой плоскости
, поэтому
Это уравнение пары прямых на плоскости
. Построим эти прямые (рис.15). Сечение плоскостью
также является парой прямых с уравнением
.
Рис. 15. Сечения плоскостями и
.
Найдем линии пересечения поверхности с плоскостями . Уравнения этих линий
Первое уравнение преобразуем к виду . Обозначив
и
, получим
Данное уравнение является уравнением эллипса. Построим полученные сечения (рис. 17).
Рис.16. Дополнительное сечение Рис.17. Изображение конуса с помощью сечений
Точка пересечения конуса с плоскостью называется вершиной конуса.
Если в каноническом уравнении , то сечения конуса плоскостями параллельными плоскости
являются окружностями. В этом случае поверхность называется прямым круговым конусом и может быть получена вращением прямой, лежащей в плоскости
, вокруг оси
.