Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
Ahoj, mám takový dotaz. Když hledám sečte z nějakého bodu tak jsme si říkali, že existuje něco jako sečnu rovnoběžná s osou paraboly. Jak najdu takovou sečnu, když mám příklad např. B(-7;0) P: (y-2)[mathjax]^{2}[/mathjax] = 16(x+1) bude to prostě y=0??
Offline
↑ navic: ↑ misaH:
Kolega chtěl možná napsat, že hledá sečnu paraboly [mathjax](y-2)^2=16(x+1)[/mathjax] jdoucí bodem B(-7;0) rovnoběžně s osou paraboly a ptá se, zda je to přímka y=0.
Pokud jsem si to správně přeložil, pak tedy ano, je to tak.
Offline
↑ Eratosthenes: Ano, děkuji. Tak jak zmatený výklad, tak zmatený student, omlouvám se.
Offline
↑ navic:
Ne. Něco jsem o tom už psal, zkusím stručně.
U kuželoseček rozlišujeme:
1. Vnější přímku
2. Tečnu
3. Sečnu
Vnější přímka je asi jasná. Tečna a sečna se dá definovat několika způsoby. Asi nejjednodušeji:
Tečna má s kuželosečkou právě jeden společný bod a všechny její ostatní body jsou vnější (tj. patří do části roviny, kde není ohnisko), no a sečna je pak přímka, která není ani vnější, ani tečna.
Jiné křivky ovšem nemusí mít vnitřek, ani vnějšek (např. sinusoida) a tam je třeba definovat tečnu a sečnu pomocí derivací.
Offline
Eratosthenes napsal(a):
Tečna a sečna se dá definovat několika způsoby. Asi nejjednodušeji:
Tečna má s kuželosečkou právě jeden společný bod a všechny její ostatní body jsou vnější (tj. patří do části roviny, kde není ohnisko)
Podle mě je to nesmysl, takováhle definice. Tečna je přímka, která se křivky "dotýká". Každý intuitivně chápe, co to znamená, že se "dotýká křivky". S nějakými ohnisky či společnými body to nemá co dělat, je to čistě lokální vlastnost, v místě toho dotyku. Chápu, že je to trochu těžké exaktně definovat se středoškolskou matematikou, ale z tohoto se musí vyjít. A pak se může řešit, jestli přímka, která je v nějakém bodě tečnou, má s danou křivkou ještě i nějaké jiné společné body, nebo cokoliv.
Ale dělat definici tečny, která platí jen pro kuželosečky, je podle mě blbost. To pak není definice tečny, ale kuželosečkotečny. A musíme zase dokazovat, že to odpovídá normální tečně, čím se dostaneme zase na začátek.
Online
↑ MichalAld:
Je mi líto , že to musím takto napsat, ale píšeš nesmysly. Nemáš ponětí o tom, co je matematika a neustále se montuješ. do něčeho, čemu vůbec nerozumíš.
Teď nemám čas na podrobnější odpověď, vrátím sš k tomu večer.
Offline
↑ navic:
Ahoj,
jestli potřebuješ k tématu ještě něco vědět, pošli mi soukromou zprávu. Tady už to asi bude o něčem jiném. Nebude to ani poprvé a bohužel ani naposled.
Offline
↑ MichalAld:
Takže ještě jednou:
Definice: Přímka je tečnou kuželosečky právě tehdy, když s ní má právě jeden společný bod a všechny její ostatní body jsou vnější.
>> Podle mě je to nesmysl, takováhle definice. Tečna je přímka, která se křivky "dotýká". Každý intuitivně chápe, co to znamená.
Takže podle tebe máme v matematice zrušit definice, věty a důkazy a zavést intuici. Každý přece intuitivně chápe, že uvnitř čtverce je víc bodů, než na jeho obvodu. Každý intuitivně chápe, že na delší úsečce je víc bodů než na úsečce kratší. Mezi každými dvěma racionálními čísly je číslo iracionální a naopak, mezi každými dvěma iracionálními je číslo racionální. Takže každý intuitivně chápe, že se racionální a iracionální číslana číselné ose pravidelně střídají jako černé a bílé korálky a že racionálních čísel je úplně stejně jako čísel iracionálních.
Vážený kolego, vygoogluj si to. Vygoogluj si, zda jsou nesmysly to, co "každý intuitivně chápe", anebo to, je matematicky definováno, formulováno a dokazováno. Když už nevěříš mně, strýčkovi Googlovi snad věřit budeš.
>> Ale dělat definici tečny, která platí jen pro kuželosečky, je podle mě blbost. To pak není definice tečny, ale kuželosečkotečny. A musíme zase dokazovat, že to odpovídá normální tečně, čím se dostaneme zase na začátek.
Takže definice "Tečna kružnice je přímka kolmá k průměru..." je blbost. Není to totiž tečna, ale jen jakási kružnicotečna.
"Tečna grafu funkce v bodě je přímka, která prochází daným bodem a má směrnici rovnu derivaci funkce v tomto bodě" je blbost. Není to tečna, ale jenom nějaká grafofunkcotečna.
Definovat tečnu dřív, než se s ní setkají studenti VŠ v diferenciální geometrii je blbost. Až tam totiž lze definovat "normální" tečnu a pak by se muselo pracně dokazovat, že kružnicotečna, kuželosečkotečna a grafofunkcotečna jsou opravdu normální tečny, čímž bychom se vrátili opět na začátek.
Prostě - po celou ZŠ a SŠ budeme říkat: klučino (děvče) - kašli na nějaké průměry a kolmice, přece intuitivně chápeš, co to znamená "dotýkat se" - takže ke kružnici prostě přilož pravítko...
Definice (šestá obecná): Mechanická práce stálé síly po přímé dráze stejného směru je součin...
Další blbost. To je jenom nějaká stálopřímkopráce. Práce je přece křivkový integrál ze skalárního součinu... Až se šesták (šesťačka) dostane na techniku, bude muset pracně dokazovat že stálopřímkopráce je "normální práce", čímž se dostane zase na začátek.
Takže než se žáček dopracuje ke křivkovému integrálu, budeme to brát intuitivně. Každému je přece jasné, že práce je jakási námaha. A že když něco někam nesu, tak se namáhám, takže konám práci.
A měli jste mě vidět, když jsem onehdy držel v prackách pytel cementu. Byla to dřina jako hrom. Takže i když jsem ho nikam nenesl, vykonal jsem víc práce než za celý minulý týden...
Myslím, že pokračovat dál nemá smysl.
==================
PS:
>> Asymptota je vnější přímka nebo tečna?
Záleží na tom, v jakém prostoru. V euklidovském vnější přímka, v projektivním tečna.
Offline
Eratosthenes napsal(a):
↑ MichalAld:
Takže definice "Tečna kružnice je přímka kolmá k průměru..." je blbost. Není to totiž tečna, ale jen jakási kružnicotečna.
Prostě - po celou ZŠ a SŠ budeme říkat: klučino (děvče) - kašli na nějaké průměry a kolmice, přece intuitivně chápeš, co to znamená "dotýkat se" - takže ke kružnici prostě přilož pravítko...
No ale přesně tohle si myslím. Protože vydávat tvrzení za definici je podle mě vlatně argumentační klam. To, že je přímka vzdálená r od středu pro kružnici něčím speciálním, bychom měli dokázat. Jinak je to prostě jen r-distance-line. To že ji nazveme "tečnou" je jen zavádějící. Stejně bychom mohli definovat r/2-distance-line a nazvat jej "tečnou". Definovat můžeme cokoliv. Definici nelze rozporovat. Jenže zároveň očekáváme, že takto definovaná "tečna" bude mít nějaké speciální vlatnosti. Ale jaké? To zase nedokážeme říct, když si tu tečnu nenadefinujeme nějak obecněji.
Takže podle mě není nic špatného na tom přiznat, že korektní definici tečny nejsme schopni udělat, a musíme si vystačit s intuitivní představou, a s vírou v to, že takto definovaná přímka se kružnice skutečně dotýká. To aspoň dává smysl.
Je to, jako kdybychom řekli, že [mathjax]a^n = \underbrace{a \cdot a \cdot a \cdot \cdot \cdot a}_{n}[/mathjax], a k tomu přidali ještě pár dalších definic typu [mathjax]1^n = 1[/mathjax], [mathjax]2^3 = 8[/mathjax] atd.
Co je na tom vlastně špatného? Technicky vzato nic, akorát že ty definice nejsou "nezávislé". Matematici na to mají určitě nějaké přesnější označení.
Online
Eratosthenes napsal(a):
↑ MichalAld:
Definice: Přímka je tečnou kuželosečky právě tehdy, když s ní má právě jeden společný bod a všechny její ostatní body jsou vnější.
Jenže ty to děláš úplně stejně. Ty "vnější body" ... každý sice intuitivně chápe co je vnější bod, ale můžeš to definovat nějak exaktně, co je vnější bod? Když budu mít nějakou náhodně zvolenou kuželosečku, třeba
[mathjax]x^2 - y^2 + x - y +7 =0[/mathjax]
a bod třeba [1,1], jak poznám, jestli je vnější nebo vnitřní? Aniž bych si to musel namalovat? Případně jak poznám, že všechny body nějaké přímky jsou vnější?
A což teprve, když bude rovnice obsahovat smíšený člen xy ? Třeba
[mathjax]x^2 - y^2 + xy + x - y +7 =0[/mathjax]
Já chápu, že jsem asi divnej (vždycky jsem byl), ale pro mě bylo vždycky nejdůležitější, aby ty věci dávaly smysl. Od toho jste vy učitelé, abyste vymysleli jak to podat, aby to bylo v rámci možností korektně, a zároveň to dávalo smysl.
Třeba ta představa, že když soustava rovnic jedné kuželosečky a jedné přímky vede na kvadratickou rovnici - tak když má dva různé reálné kořeny, tak to odpovídá dvěma průsečíkům, a tudíž jde o sečnu, a když ty dva kořeny "splynou" v jeden dvojnásobný, tak jde o tečnu, je zcela korektní. A odpovídá i definici tečny jak se dělá v infinitezimálním počtu. A nemusím řešit nějaké vnější a vnitřní body.
Ale dvojný kořen je něco jiného než obecně jeden společný bod. Když to nemá dvojný kořen, tak to prostě tečna není. Co je na takové představě špatného? A co je špatného na představě, že sečna může mít s kuželosečkou za jistých podmínek i jen jeden společný bod?
Online
Když třeba dostanu úlohu - mějme křivku popsanou rovnicí [mathjax]x^2 - y^2 + xy + x - 5y -6=0[/mathjax], a v bodě [0, ?] sestrojte tečnu, tak jak to budu řešit dle tvé definice? Hledat přímku, co má jen jeden společný bod s křivkou, a zároveň všechny její body budou vnější? Já prostě netuším, jak bych to měl dělat.
Ale když mám hledat přímku takovou, aby diskriminant soustavy byl nulový (tedy abych dostal dvojnásobný kořen), tak aspoň vím jak na to. Můžu to i zkusit. Snadno naznáme (po dosazení x=0), že ty body budou kořeny rovnice [mathjax]-y^2 - 5y -6=0[/mathjax], tedy -2 a -3.
Máme tedy dva body, [0, -2] a [0, -3] ve kterých máme sestrojit tečny. Takže třeba pro první bod, rovnice přímky procházející bodem [0, -2] je [mathjax]x = t[/mathjax], [mathjax] y = kt-2[/mathjax] (když budeme mít štěstí, když né, vyjde k nekonečné). Dosadíme a máme:
[mathjax]t^2-(kt-2)^2+t(kt-2)+t-5(kt-2)-6=0[/mathjax]
to by mělo být
[mathjax]-k^2 t^2 + k t^2 - k t + t^2 - t = 0[/mathjax]
tedy
[mathjax](-k^2 + k + 1)t^2 - (k + 1) t = 0[/mathjax]
A teď to klíčové rozhodnutí - dvojný kořen má rovnice zjevně pro k = -1. I pro další dvě hodnoty k můžeme dostat jedno řešení (jeden společný bod přímky a kuželosečky) ale nebude to dvojný kořen, tedy nepůjde o tečnu. Pro k=-1 to ale tečna bude. Takže rovnice tečny je
[mathjax]x = t[/mathjax], [mathjax] y = -t-2[/mathjax]
což můžeme upravit na [mathjax]x + y +2 = 0[/mathjax]
Uznávám, že jsem trochu podváděl, a původní rovnici jsem si trochu narafičil, aby to vycházelo hezky v celých číslech, nicméně postup mi přijde celkem jednoduchý a jasný, a výsledek se zdá být OK, i podle wolframu.
A teď bych tedy rád viděl, jak se takováto úloha řeší jen při použití představy, že hledáme přímku, co má s křivkou jen jeden společný bod a všechny její body jsou vnější. Protože já to třeba netuším.
Online
↑ MichalAld:
==============
Prostě - po celou ZŠ a SŠ budeme říkat: klučino (děvče) - kašli na nějaké průměry a kolmice, přece intuitivně chápeš, co to znamená "dotýkat se" - takže ke kružnici prostě přilož pravítko...
No ale přesně tohle si myslím.
===============
[mathjax]\Huge T A K \ \ \ T O \ \ \ U Ž \ \ \ J E \ \ \ F A K T \ \ \ N O \ \ \ C O M M E N T [/mathjax]
Offline
MichalAld napsal(a):
Mluvíme tu přece o analytické geometrii - nic nerýsujeme, jen počítáme...přikládání pravítka je jen myšlené, proč je s tím takový problém?
Výborná otázka, pokud by ji položil žák 8. třídy ZŠ. Pokládá-li ji moderátor matematického fóra, je to tragédie.
Takže milý Michale, to ti bude muset vysvětlit už někdo jiný. Já už na takovouto debatu fakt nemám ani síly, ani čas.
Offline
↑ Eratosthenes:
No - možno by ste si mohli písať súkromné správy, vy dvaja...
Pravda je aj definovanie cez diskriminant a aj spoločný jeden bod, pričom ostatné body sú vonkajšie.
Na SŠ možno využívať len ten aparát, ktorý majú stredoškoláci k dispozícii. Niektoré témy SŠ si v komplexnosti vyžadujú úplne inú úroveň, než SŠ ponúka, a tak sa informácie rôzne šmodrchajú v zmysle priblížiť žiakom problematiku na ich úrovni.
Podmienkou je netvrdiť niečo, čo vôbec nie je pravda.
Podľa úrovne žiakov je možné upozorniť ich na všeobecnejšie vzťahy, než sú tie, ktoré sú im predkladané - ak to iné okolnosti dovoľujú.
Pri vyučovaní matematiky sa málokedy dá venovať témam v celej šírke, proste to nejde.
Ale opakujem - nesmú sa tvrdiť veci, ktoré nie sú pravda.
Ktovie, ako sa v učebniciach definuje trebárs pojem dotyčnice, celkom by ma to zaujímalo.
A ak chceš byť moderátor, možno by ťa vymenovali...
Offline
Eratosthenes napsal(a):
MichalAld napsal(a):
Mluvíme tu přece o analytické geometrii - nic nerýsujeme, jen počítáme...přikládání pravítka je jen myšlené, proč je s tím takový problém?
Výborná otázka, pokud by ji položil žák 8. třídy ZŠ. Pokládá-li ji moderátor matematického fóra, je to tragédie.
Takže milý Michale, to ti bude muset vysvětlit už někdo jiný. Já už na takovouto debatu fakt nemám ani síly, ani čas.
Já jsem ale jen moderátor fyzikální sekce. Do matematických vláken fóra jako moderátor zpravidla nezasahuji. A ani ve vlákně Fyzika nehlásám nic jako patent na rozum. Jen tam mažu hejty a příspěvky rozporující standardně uznávanou fyziku.
Takže nechápu, co ti tak vadí na tom, že mám na věci trochu jiný názor.
Online
misaH napsal(a):
Ktovie, ako sa v učebniciach definuje trebárs pojem dotyčnice, celkom by ma to zaujímalo.
Na wiki je psané, že:
Pro regulární kuželosečky (elipsa, parabola, hyperbola, kružnice) je možné zavést tečnu jako přímku, která má s kuželosečkou jeden dvojnásobný průsečík. Diskriminant kvadratické rovnice pro nalezení průsečíků je tedy nulový.
Což mi teda přijde celkem správné i po matematické stránce, i po stránce té intuitivní představy, i pro účely počítání.
Online
↑ MichalAld:
Áno, aj ja túto definíciu poznám :-)
Pre korektnosť - na wiki môže písať ktokoľvek... :-D
Offline
misaH napsal(a):
↑ MichalAld:
Pre korektnosť - na wiki môže písať ktokoľvek... :-D
To je pravda, no - a na anglické wiki tahle definice, ani nic jako "dvojnásobný průsečík" není. Zato je tam dost odstavců jež se zabývají právě těmi intuitivními představami. Jedna z nich je, že tečna je prostě přímka procházející dvama "nekonečně blízkými" body křivky.
Já si pořád myslím, že je lepší (i pro žáky na střední škole, nebo i na základní) nejdřívě nějak intuitivně pochopit, co je to tečna k obecné křivce (k jakékoliv křivce) a pak se teprve učit, jak ji zkonstruovat pro nějaké speciální případy, kdy to jde i bez diferenciální matematiky.
Online
Už jen tak pro zajímavost - myšlenku "dvojnásobného průsečíku" lze využít i u komplikovanějších křivek než jsou kuželosečky. Třeba pro obecný polynom.
Když vezmu třeba polynom 3. stupně, [mathjax]y = x^3+3x^2+2x+3[/mathjax] a chci sestrojit tečnu v bodě [0,?], jde to docela snadno. V bodě x = 0 má funkce hodnotu y=3. Takže máme bod [0,3] a chceme v něm najít tu tečnu. A neumíme derivovat.
Ale dokážeme poznat, jestli má rovnice pro průsečíky dvojnásobný kořen. Když tam dosadíme naši přímku (se zatím neznámým sklonem)
[mathjax]x = t[/mathjax]
[mathjax]y = kt + 3[/mathjax]
dostaneme
[mathjax]kt+3 = t^3 + 3t^2 + 2t + 3[/mathjax]
tedy
[mathjax]t^3 + 3t^2 + (2-k)t =0[/mathjax]
No a protože potřebujeme dvojnásobný kořen, a navíc v bodě x = 0, tedy t=0, jediná možnost jak toho dosáhnout je, že budou nenulové jen koeficienty u mocnin vyšších nebo rovných 2, našeho polynomu. Z toho plyne, že k musí být rovno 2.
Takže naše přímka
[mathjax]x = t[/mathjax]
[mathjax]y = 2t + 3[/mathjax]
což je
[mathjax]2x - y + 3 = 0[/mathjax]
je tečnou v bodě x = 0.
Jeden může namítnout, že není příliš užitečné umět počítat tečnu jen v bodě x = 0. Jenže ono to bude fungovat i pro jakékoliv jiné x, pokud zvolíme vhodnou parametrizaci naší přímky tak, aby bod dotyku odpovídal t=0, tak budeme vždy hledat dvojnásobný kořen v nule (aspoň doufám).
PS:
Já netvrdím, že se tohle má někde vyučovat, jen mě samotného zaujalo, že se dá najít tečna i bez derivování, pro polynom libovolného stupně. Až dodnes jsem to netušil. Přitom je to v podstatě celkem jednoduché
Online