* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
262
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ
ГЕОМЕТРИЯ
у - 0. оставаясь положительным; получается одна и та же асимптота у = 0 при t = ± оо. 3) Гиперболическая конечно удаленную спираль г = — имеет точку 9 = 0, бес
где
н о
производные
Й + 1
вычислены
k
при Z = t .
0
Пусть 5
=
S
^
2
=
=
S
M
^
1
= O ,
I I m z - = Oo;
^ А + р ^ 0 ; тогда, если к — нечетное, р — нечетное, то в точке M кривая л е ж и т по одну сторону касательной и по разные стороны нормали; если к— нечетное, р — четное, то M — точка перегиба; если к — четное, р — нечет ное, то M — точка возврата 1-го рода (фиг. 8 ) ; если к — четное, р — четное, то M — точка возврата 2 - г о рода (фиг. 9 ) .
0 0 0 0
Z--/
Фиг. 6 . Построение кривой. Фиг. 8. Точка воз врата 1-го рода. Фиг. 9. Точка воз врата 2-го рода.
асимптота параллельна полярной оси. Расстоя ние от полюса до асимптоты (фиг. 7) р = I l m г s i n 9 ==« 9 - 0 9 - 0
I а.
Только в двух последних с л у ч а я х окрестность точки M не является про стой дугой; точки возврата 1-го и 2 - г о рода являются особыми точками кри вой (4).
0
Особые точки. В о с о б о й Фнг. 7. Гипербол ическая т о ч к е /W (Z ) спираль. к р и в о й (4) (см. стр. 2 5 8 ) одновременно о б е производные: х' ( Z ) = = O у* (Z ) = 0 . И з этих уравнений находится Z . М о ж е т с л у ч и т ь с я , что при Z = Z будет
0 0 0 1 0 0 0
Пример. Параметрические уравнения обыкно венной циклоиды х, — a (Z — s i n f)\ у — а (1 — cos f); а — радиус образующего круга. Из уравнений х' = а ( I - соз 0 = 0 , находим общие корни Z - 2mic, где т — любое целое число. Вычисляем: x у
9 n
у ' = a slq ( = 0
JC' = хГ -
X
rft
т )
. . . — дг< --> = 0 ;
т
- a s i n г; = a cos t\ у
х
t - 2тк = a
.0: 0;
*
{
Со) * 0 ; = ... = у
0
/ = 2тя
у' = у" = v
w
( я — 1
* = 0;
число А = 2. Вычисляем: х'" — a cos /; при / = 2 т * х " = а; у " ' - — a s i n Z; при t = ? т п у ' " = 0; составляем Ä2_|_i = х у
п т
.V (Z )^O.
w
X
0
Уравнение касательной в особой точке — ж (Z ) у — у (Z ): при Ti = т
0 i 0 0
— у"х'"
«= 0-0 -
а-а = -
а + O
1
1
х — х
л*
( т )
0
У —Уо У
< т )
следовательно, /7 = 1. Точки при Z =» 2 т * точки возврата 1-го рода (фиг. 10). У
суть
('о)
('о) '
при п>т касательная п а р а л л е л ь н а Ох: у — у = 0 ; при п < т касательная п а р а л л е л ь н а Oy: х — X = 0. Обозначим наименьшее из чисел л , т через к и составим выражение
0 0
f=0
t*üc
Фиг. 10. Циклоида.
В
t
особой
точке
x
кривой
t
(2)
y t
одновре
менно удовлетворяются три уравнения: F(x у) = 0 ; F {X у) = 0 ; F (x у) = 0 .