Sr Examen

Otras calculadoras

x^2-4y^2+9z^2-36=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]
       2      2      2    
-36 + x  - 4*y  + 9*z  = 0
x24y2+9z236=0x^{2} - 4 y^{2} + 9 z^{2} - 36 = 0
x^2 - 4*y^2 + 9*z^2 - 36 = 0
Método de invariantes
Se da la ecuación de superficie de 2 grado:
x24y2+9z236=0x^{2} - 4 y^{2} + 9 z^{2} - 36 = 0
Esta ecuación tiene la forma:
a11x2+2a12xy+2a13xz+2a14x+a22y2+2a23yz+2a24y+a33z2+2a34z+a44=0a_{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
a11=1a_{11} = 1
a12=0a_{12} = 0
a13=0a_{13} = 0
a14=0a_{14} = 0
a22=4a_{22} = -4
a23=0a_{23} = 0
a24=0a_{24} = 0
a33=9a_{33} = 9
a34=0a_{34} = 0
a44=36a_{44} = -36
Las invariantes de esta ecuación al transformar las coordenadas son los determinantes:
I1=a11+a22+a33I_{1} = a_{11} + a_{22} + a_{33}
     |a11  a12|   |a22  a23|   |a11  a13|
I2 = |        | + |        | + |        |
     |a12  a22|   |a23  a33|   |a13  a33|

I3=a11a12a13a12a22a23a13a23a33I_{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|
I4=a11a12a13a14a12a22a23a24a13a23a33a34a14a24a34a44I_{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(λ)=a11λa12a13a12a22λa23a13a23a33λI{\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
I1=6I_{1} = 6
     |1  0 |   |-4  0|   |1  0|
I2 = |     | + |     | + |    |
     |0  -4|   |0   9|   |0  9|

I3=100040009I_{3} = \left|\begin{matrix}1 & 0 & 0\\0 & -4 & 0\\0 & 0 & 9\end{matrix}\right|
I4=10000400009000036I_{4} = \left|\begin{matrix}1 & 0 & 0 & 0\\0 & -4 & 0 & 0\\0 & 0 & 9 & 0\\0 & 0 & 0 & -36\end{matrix}\right|
I(λ)=1λ000λ40009λI{\left(\lambda \right)} = \left|\begin{matrix}1 - \lambda & 0 & 0\\0 & - \lambda - 4 & 0\\0 & 0 & 9 - \lambda\end{matrix}\right|
     |1   0 |   |-4   0 |   |9   0 |
K2 = |      | + |       | + |      |
     |0  -36|   |0   -36|   |0  -36|

     |1  0    0 |   |-4  0   0 |   |1  0   0 |
     |          |   |          |   |         |
K3 = |0  -4   0 | + |0   9   0 | + |0  9   0 |
     |          |   |          |   |         |
     |0  0   -36|   |0   0  -36|   |0  0  -36|

I1=6I_{1} = 6
I2=31I_{2} = -31
I3=36I_{3} = -36
I4=1296I_{4} = 1296
I(λ)=λ3+6λ2+31λ36I{\left(\lambda \right)} = - \lambda^{3} + 6 \lambda^{2} + 31 \lambda - 36
K2=216K_{2} = -216
K3=1116K_{3} = 1116
Como
I3 != 0

entonces por razón de tipos de rectas:
hay que
Formulamos la ecuación característica para nuestra superficie:
I1λ2+I2λI3+λ3=0- I_{1} \lambda^{2} + I_{2} \lambda - I_{3} + \lambda^{3} = 0
o
λ36λ231λ+36=0\lambda^{3} - 6 \lambda^{2} - 31 \lambda + 36 = 0
λ1=9\lambda_{1} = 9
λ2=1\lambda_{2} = 1
λ3=4\lambda_{3} = -4
entonces la forma canónica de la ecuación será
(z~2λ3+(x~2λ1+y~2λ2))+I4I3=0\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
9x~2+y~24z~236=09 \tilde x^{2} + \tilde y^{2} - 4 \tilde z^{2} - 36 = 0
        2           2           2    
\tilde x    \tilde y    \tilde z     
--------- + --------- - --------- = 1
        2         2             2    
 /  1  \      / 1\       /  1  \     
 |-----|      \6 /       |-----|     
 \3*1/6/                 \2*1/6/     

es la ecuación para el tipo hiperboloide unilateral
- está reducida a la forma canónica