Параллельный перенос системы координат
Так же как и на плоскости, в пространстве можно выполнить параллельный перенос системы координат. Пусть в пространстве заданы две декартовы прямоугольные системы координат: "старая" с началом в точке и осями
,
,
и "новая" с началом в точке
и осями
,
,
, причем оси одной системы координат соответственно параллельны осям другой системы и одинаково с ними направлены. Будем говорить, что вторая система координат получена из первой параллельным переносом.
Пусть начало новой системы координат имеет в старой системе координаты
. Пусть
- некоторая точка пространства с координатами
в старой системе координат и
- в новой системе координат. Тогда связь между "старыми" и "новыми" координатами точки
задается формулами, аналогичными формулам
.
Пусть некоторая поверхность задана уравнением
Тогда в системе координат с началом в точке и осями
,
,
, полученной параллельным переносом, уравнение поверхности будет иметь вид
.
Пример 2. Построить поверхность .
Решение. Выделим полные квадраты по переменным ,
и
.
Введем новую систему координат с началом в точке , получающуюся из старой параллельным переносом. в новой системе поверхность задается уравнением
Данное уравнение отличается от канонического уравнения однополостного гиперболоида тем, что поменялись ролями оси ординат и аппликат (
). Не переобозначая осей, произведем построение поверхности с помощью сечений. В сечении плоскостью
получаем эллипс
Его полуоси равны 1 и 2 и лежат соответственно на осях и
. В сечении плоскостью
получаем гиперболу с уравнением
Ее мнимая ось лежит на оси , а действительная ось лежит на оси
, полуоси соответственно равны 2 и 1. В сечении плоскостью
получаем равностороннюю гиперболу
Ее мнимая ось лежит на оси , а действительная ось лежит на оси
, обе полуоси равны 2. Для большей наглядности нарисуем еще два сечения плоскостями параллельными плоскости
. В сечениях получим эллипсы, подобные эллипсу в плоскости
. По рассмотренным сечениям можно представить себе форму гиперболоида и его расположение в пространстве
Рис. 33.Изображение поверхности с помощью сечений Рис. 34.Объемное изображение поверхности.