Sr Examen

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xy-2xz+yz+x+(1/2)y=0 forma canónica

El profesor se sorprenderá mucho al ver tu solución correcta😉

v

Gráfico:

x: [, ]
y: [, ]
z: [, ]

Calidad:

 (Cantidad de puntos en el eje)

Tipo de trazado:

Solución

Ha introducido [src]
    y                        
x + - + x*y + y*z - 2*x*z = 0
    2                        
$$x y - 2 x z + x + y z + \frac{y}{2} = 0$$
x*y - 2*x*z + x + y*z + y/2 = 0
Método de invariantes
Se da la ecuación de superficie de 2 grado:
$$x y - 2 x z + x + y z + \frac{y}{2} = 0$$
Esta ecuación tiene la forma:
$$a_{11} x^{2} + 2 a_{12} x y + 2 a_{13} x z + 2 a_{14} x + a_{22} y^{2} + 2 a_{23} y z + 2 a_{24} y + a_{33} z^{2} + 2 a_{34} z + a_{44} = 0$$
donde
$$a_{11} = 0$$
$$a_{12} = \frac{1}{2}$$
$$a_{13} = -1$$
$$a_{14} = \frac{1}{2}$$
$$a_{22} = 0$$
$$a_{23} = \frac{1}{2}$$
$$a_{24} = \frac{1}{4}$$
$$a_{33} = 0$$
$$a_{34} = 0$$
$$a_{44} = 0$$
Las invariantes de esta ecuación al transformar las coordenadas son los determinantes:
$$I_{1} = a_{11} + a_{22} + a_{33}$$
     |a11  a12|   |a22  a23|   |a11  a13|
I2 = |        | + |        | + |        |
     |a12  a22|   |a23  a33|   |a13  a33|

$$I_{3} = \left|\begin{matrix}a_{11} & a_{12} & a_{13}\\a_{12} & a_{22} & a_{23}\\a_{13} & a_{23} & a_{33}\end{matrix}\right|$$
$$I_{4} = \left|\begin{matrix}a_{11} & a_{12} & a_{13} & a_{14}\\a_{12} & a_{22} & a_{23} & a_{24}\\a_{13} & a_{23} & a_{33} & a_{34}\\a_{14} & a_{24} & a_{34} & a_{44}\end{matrix}\right|$$
$$I{\left(\lambda \right)} = \left|\begin{matrix}a_{11} - \lambda & a_{12} & a_{13}\\a_{12} & a_{22} - \lambda & a_{23}\\a_{13} & a_{23} & a_{33} - \lambda\end{matrix}\right|$$
     |a11  a14|   |a22  a24|   |a33  a34|
K2 = |        | + |        | + |        |
     |a14  a44|   |a24  a44|   |a34  a44|

     |a11  a12  a14|   |a22  a23  a24|   |a11  a13  a14|
     |             |   |             |   |             |
K3 = |a12  a22  a24| + |a23  a33  a34| + |a13  a33  a34|
     |             |   |             |   |             |
     |a14  a24  a44|   |a24  a34  a44|   |a14  a34  a44|

sustituimos coeficientes
$$I_{1} = 0$$
     | 0   1/2|   | 0   1/2|   |0   -1|
I2 = |        | + |        | + |      |
     |1/2   0 |   |1/2   0 |   |-1  0 |

$$I_{3} = \left|\begin{matrix}0 & \frac{1}{2} & -1\\\frac{1}{2} & 0 & \frac{1}{2}\\-1 & \frac{1}{2} & 0\end{matrix}\right|$$
$$I_{4} = \left|\begin{matrix}0 & \frac{1}{2} & -1 & \frac{1}{2}\\\frac{1}{2} & 0 & \frac{1}{2} & \frac{1}{4}\\-1 & \frac{1}{2} & 0 & 0\\\frac{1}{2} & \frac{1}{4} & 0 & 0\end{matrix}\right|$$
$$I{\left(\lambda \right)} = \left|\begin{matrix}- \lambda & \frac{1}{2} & -1\\\frac{1}{2} & - \lambda & \frac{1}{2}\\-1 & \frac{1}{2} & - \lambda\end{matrix}\right|$$
     | 0   1/2|   | 0   1/4|   |0  0|
K2 = |        | + |        | + |    |
     |1/2   0 |   |1/4   0 |   |0  0|

     | 0   1/2  1/2|   | 0   1/2  1/4|   | 0   -1  1/2|
     |             |   |             |   |            |
K3 = |1/2   0   1/4| + |1/2   0    0 | + |-1   0    0 |
     |             |   |             |   |            |
     |1/2  1/4   0 |   |1/4   0    0 |   |1/2  0    0 |

$$I_{1} = 0$$
$$I_{2} = - \frac{3}{2}$$
$$I_{3} = - \frac{1}{2}$$
$$I_{4} = \frac{1}{4}$$
$$I{\left(\lambda \right)} = - \lambda^{3} + \frac{3 \lambda}{2} - \frac{1}{2}$$
$$K_{2} = - \frac{5}{16}$$
$$K_{3} = \frac{1}{8}$$
Como
I3 != 0

entonces por razón de tipos de rectas:
hay que
Formulamos la ecuación característica para nuestra superficie:
$$- I_{1} \lambda^{2} + I_{2} \lambda - I_{3} + \lambda^{3} = 0$$
o
$$\lambda^{3} - \frac{3 \lambda}{2} + \frac{1}{2} = 0$$
$$\lambda_{1} = 1$$
$$\lambda_{2} = - \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}$$
$$\lambda_{3} = - \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}$$
entonces la forma canónica de la ecuación será
$$\left(\tilde z^{2} \lambda_{3} + \left(\tilde x^{2} \lambda_{1} + \tilde y^{2} \lambda_{2}\right)\right) + \frac{I_{4}}{I_{3}} = 0$$
$$\tilde x^{2} + \tilde y^{2} \left(- \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}\right) + \tilde z^{2} \left(- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}\right) - \frac{1}{2} = 0$$
$$- \frac{\tilde y^{2}}{\left(\frac{1}{\sqrt{2} \sqrt{\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}}}\right)^{2}} + \left(\frac{\tilde x^{2}}{\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^{2}} + \frac{\tilde z^{2}}{\left(\frac{1}{\sqrt{2} \sqrt{- \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}}}\right)^{2}}\right) = 1$$
es la ecuación para el tipo hiperboloide unilateral
- está reducida a la forma canónica