Задача
Докажите, что для любой коники можно выбрать многочленыA(t),P(t) иQ(t) так, что при измененииtот -$\infty$до +$\infty$точки$\left(\vphantom{\frac{P(t)}{A(t)},\frac{Q(t)}{A(t)}}\right.$${\frac{P(t)}{A(t)}}$,${\frac{Q(t)}{A(t)}}$$\left.\vphantom{\frac{P(t)}{A(t)},\frac{Q(t)}{A(t)}}\right)$заметают всю данную конику, кроме, быть может, одной точки.
Решение
Фиксируем на данной конике точку (x0,y0). Для фиксированногоtрассмотрим прямуюy=y0+t(x-x0). Эта прямая проходит через точку (x0,y0). Найдём остальные точки пересечения прямой и коники (как мы сейчас выясним, почти всегда прямая пересекает конику еще ровно в одной точке). Подставим выражениеy=y0+t(x-x0) в уравнение коники. В результате получим уравнение видаA(t)x2+B(t)x+C(t) = 0, гдеA(t),B(t),C(t) — многочлены; напримерA(t) =ct2+a. Точки пересечения рассматриваемой прямой и коники соответствуют корням полученного квадратного уравнения. Одну точку пересечения мы знаем — это фиксированная точка (x0,y0). Поэтому уравнениеA(t)x2+B(t)x+C(t) = 0 имеет кореньx0. Второй корень мы находим по теореме Виета:x1= -x0-${\frac{B(t)}{A(t)}}$=${\frac{P(t)}{A(t)}}$; здесьP(t) — снова многочлен. Далее,y=y0+t$\left(\vphantom{\frac{P(t)}{A(t)}-x_0}\right.$${\frac{P(t)}{A(t)}}$-x0$\left.\vphantom{\frac{P(t)}{A(t)}-x_0}\right)$=${\frac{Q(t)}{A(t)}}$, гдеQ(t) — многочлен. Мы получили взаимно однозначное соответствие между точками коники и параметромt(тангенсом угла наклона прямой) за исключением некоторых особых случаев.
- Вертикальная прямая может пересекать конику, но ей не соответствует никакой конечный параметрt(можно считать, что ей соответствуетt= ±$\infty$).
- Для исключительных значений параметраtкоэффициентA(t) =ct2+aможет обращаться в нуль. В таком случае квадратное уравнение превращается в линейное уравнение, у которого нет второго корня. В этом случае прямая пересекает конику лишь в одной точке (можно считать, что вторая точка пересечения бесконечно удаленная). Отметим, что совпадение корней квадратного уравнения соответствует тому, что рассматриваемая прямая — касательная к конике.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь