高等数学Mathematica实验题——1.3-5.簧舌线轨迹线直角坐标的求解

本文通过引入参数t解决了一个复杂的几何问题,即求过圆上定点作直线与圆及另一固定直线相交形成的特殊点P的轨迹方程,并最终得出P点轨迹的直角坐标方程。

首先,这道题目虽然花费我时间比较多,但感觉挺值,挺有成就感。

题目:1.3 - 5. 过圆x^2+y^2-2y=0上一定点O(0,0)作任意直线,分别交直线y=2于A点,交圆于Q点,过Q,A分别作x,y轴的平行线交于P点,则P点的轨迹为簧舌线,求其轨迹线的直角坐标方程。

解答:

备注:
1.  演算了两遍,用了6页草稿纸(是不是太菜了,哈哈。主要是第一遍出错了,把参数方程形式搞得很复杂,没法转化成直角坐标方程)
2. 解题过程:为了获取P点的纵坐标,引入参数t(OQ与x轴正半轴的夹角),在圆上,tant=y/x, 将y=xtant代入圆的方程,求出Q点的参数方程坐标:x=2tant/(1+tant^2), y=2tant^2/(1+2tant^2)。
P点的纵坐标和Q点相同,即y=2tant^2/(1+2tant^2)。P点的横坐标为Q点的横坐标加P、Q两点间的距离,即|AP|*cot(t)=(2-y)/tant=2/(tant*(1+tant^2)). 求得P的横坐标x=2/tant. 由此得P点的参数方程,将其转化为直角坐标方程为:y=8/(4+x^2)

3. 在Mathematica中绘制图形时,遭遇了Mathematica程序奔溃,花了半天的图形不见了。又重新画了一遍。现在学老实了,时不时手动保存一下。

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