Matematické Fórum

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

#1 13. 04. 2024 11:40

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

Ahoj,
elipsa vznikne jako průnik povrchu kužele a roviny. Myslle jsem si, že elipsa může vzniknout i jako průnik válcové plochy (válec jehož podstavou je kruh) a nějaké roviny. Ale válec není kužel, je ve všech místech sjejně "široký", tak bych čekal, že to tak nebude.... Jak to tedy je?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#2 13. 04. 2024 14:35 — Editoval vanok (13. 04. 2024 16:01)

vanok
Příspěvky: 14540
Reputace:   742 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:
Pozdravujem,

Mozes sa napriklad inspirovat “Belgickimi teoremami” ( cf Dandelin a Guetelet).

A ako uvidis ide o geometricky dokaz.


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#3 13. 04. 2024 17:53 — Editoval vanok (13. 04. 2024 17:55)

vanok
Příspěvky: 14540
Reputace:   742 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:,
Pozdravujem,
Ak si nenasiel, tie Belgicke teoremy, tu mas jednu klucovu myslienku: Nech je dana jedna kruznica  a jeden bod A mimo nej ( vonkajsi bod v rovine kruznice), z  bodu A mame dve dotycnice k danrej kruznici, ktore sa jej dotykaju v bodoch B a C, potom usecky [AB] a [AC] maju rovnaku dlzku. 

A podobna vlasnost plati aj pre gulu.


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#4 13. 04. 2024 18:14

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5693
Reputace:   215 
Web
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer: Ze "sikmym rezem" valce je elipsa je podle me celkem zrejme. Ze je elipsa kuzeloseckou mi vlastne prijde prekvpivejsi.

Offline

 

#5 13. 04. 2024 18:40

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ Stýv:
Mně přijde taky zřejmější, že řez válcem je lepisa. Ale že je to kuželosečka, to taky platí (dalo by se říct že tak je definovaná, kažopádne lze ukázat ekvivalenci s rovinnou definicí jak píše vanok)... Ale spíš mi jde o ten vztah dvou těles - na jedné straně válec, na druhé kužel, a přesto je řez v obou případech elipsa.... I když kužel se zužuje a válec ne - tak bych čekal, že v jednom z těch vdou případů nebiude elipsa (resp. tak křivkaco vznikne) "souměrná" (díky tomu zužování nebo naopak nezužování - u válce).


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#6 13. 04. 2024 19:39 — Editoval vanok (14. 04. 2024 06:58)

vanok
Příspěvky: 14540
Reputace:   742 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:,
Pozdravujem,

Mas pravdu v tom ze ten dokaz o ktorom pisem sa da upravit len v pripade elipsy. 
Co sa tyka paraboly a hyperboly kde o preseciky roviny vhodnym uhlom  z kuzelom a take pripady sa z valcom nepritrafia .
Mam ti dat ten dokaz na elipsu?


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#7 14. 04. 2024 09:28 — Editoval vanok (16. 04. 2024 22:29)

vanok
Příspěvky: 14540
Reputace:   742 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:
Dokaz.
Rob si zaroven obrazok. 
Nech M je lubovolnny bod prieseseku roviny a valca (tu uvazujme, ze rovina prieseku je kolma na rovinu “vykresu”).
Uvazuj genericku priamku d valca prechadzajucu bodom M ( priamka d je rovnovezna z osouv valca) .
Tiez uvazuj dve gule  g1; g2 vpisane do valca a
dotykajuce sa danej roviny v bodoch F1 a F2   a
valco kruznicami k1 (gula g1) a k2 (gula g2) ktore maju spolocne s priamkou d respektivne body M1 a M2.
Priamky MF1 a MM1 sa dotykaju gule g1 a tak ( cf #3) MF1=MM1.
Podobne mame MF2= MM2.
To nam da MM1+MM2= M1M2 = MF1+ MF2 (*) co  konstanta lebo
M, M1 a M2 su na priamke d a
k1 a k2 su v dvoch rovnobeznych rovinach ( vzdialenosti M1M2) a tak tato uvaha plati pre lubovolny bod M.
Zaver geometricke miesto bodov “sikmym” rezom podla #1 je elipsa.

Poznamka: dost podobne uvaha sa da urobit ja pre rotacny kuzel.


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#8 14. 04. 2024 12:00

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ vanok:
Já ten důkaz znám právě s kuželem. Toto je dost podobné.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#9 14. 04. 2024 12:01

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

Otázka tedy je jestli když máme elipsu, která je řezem kužele a roviny a chceme tutéž elipu vyjádřit jako řez stejné roviny a nějakého válce, zda ten válec bude mít stejnou osu jako ten kužel....


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#10 14. 04. 2024 12:39

laszky
Příspěvky: 2376
Škola: MFF UK, FJFI CVUT
Reputace:   197 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:

Ahoj, asi nebude, protoze osa kuzele neprochazi stredem elipsy.

Offline

 

#11 14. 04. 2024 15:35

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

Grafický důkaz je asi problematický, ale matematický je celkem jednoduchý. Stačí dosadit. Jak už tu padlo, přijde mi spíš hůře představitelné, že elipsa je průsečík kuželu a roviny.

Já myslím, že lze dokázat v plné obecnosti, že průsečík kvadratické plochy a roviny nemůže být nic jiného než křivka druhého řádu - protože umocněním lineárního výrazu na druhou nikdy nedostaneme výraz vyššího než druhého řádu. A protože nic jiného než ty 4 kuželosečky už není, musí to být vždy jedna z nich.

Offline

 

#12 14. 04. 2024 22:23 — Editoval check_drummer (14. 04. 2024 22:28)

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ laszky:
A u čeho to plyne?
Asi je to jasné, protože kužel se nahoře zužuje, tak tam je ta část k "okraji" elipsy kratší...

A bude tedy ten válec mít alespoň osu rovnoběžnou s osou kužele?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#13 14. 04. 2024 22:30

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ MichalAld:
Obojí odděleně, kužel i válec jsou jasné.... Jde spíš o zdánlivý rozpor, když jednu elipsiu "vepíšu" současně do kužele i do nějakého válce.... Jaká musí být ta jejich vzájemná poloha....


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#14 14. 04. 2024 23:18

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:
Napadá mě, že úloha není úplně jednoznačná. U válce je to jasné, průměr válce musí odpovídat té kratší ose elipsy a nákon poměru delší a kratší osy elipsy.

Ale u kužele máme dva parametry, jednak vrchovolý úhel kužele, a jednak ten jeho náklon. Takže je možné, že jednu a tu samou elipsu lze vyrobit z vícero kuželů, a tím pádem to musí jít z nekonečného množství kuželů.

Offline

 

#15 15. 04. 2024 00:58

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ MichalAld:
To je zajímavá otázka - a pokud lze těch kuželů volit více tak jaké? Např. může osa toho kužele svírat s elipsou libovolný úhel? Pokud ne, tak jaké jsou ty hraniční úhly?


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#16 15. 04. 2024 08:32

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

No, válec je limitní případ kužele s (téměř) nulovým úhlem - takže to bude jeden limit pro náklon osy kužele, a druhý bude když to bude kužel s vrcholovým úhlem (téměř) 180°, tam by měla být osa kužele (téměř) kolmá na tu elipsu.

No a ostatní kužele by měly být někde mezi tím, selským rozumem. Takže válec je k rovině elipsy skloněn nejvíce, kužely obecně méně v závislosti na vrchovolém úhlu. Ale přesný vztah mezi sklonem osy kužele a jeho vrcholovým úhlem samozřejmě netuším.

Offline

 

#17 15. 04. 2024 15:40

vanok
Příspěvky: 14540
Reputace:   742 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ MichalAld:
Pozdravujem,
( podla mojich spomienok, na temu co sa ucilo z geométrie  na srednych skolach, v Zapadnej  Europe, v polovici 20° storocia)
Kuzelosecky: geometricka definicia. 

Treba vediet co je osa rotacneho kuzelu a co je jeho jedna generacna priamka, ktora pretina osu vo vrchole O kuzela (= da rotaciovou okolo osy da plast kuzela. )
Rovina rovnobezna z generacnou priamkou da parabolu ako priesecnicu z kuzelom.
Ak  rovina pretina “horny a dolny” plast kuzela tak ide o hyperbolu. 
A ak rovina  pretina len jeden plast kuzela tak ide o elipsu. 
( lahko sa to vyjadri aj podla uhla osy a generacnej priamky).
V tedajsom Ceskoslovesku  nemam ziadne spomienky z geometrie tykajuce sa kuzeloseciek a nepoznam ani ziadnu sk. ci cz. knihu na tuto temu).


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#18 15. 04. 2024 18:28

check_drummer
Příspěvky: 4891
Reputace:   105 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ MichalAld:
Ale my řešíme případ, kdy máme pevnou elipsu a hledáme, do kterých válců může být "vepsána". Ale nehledáme do jakých všech válců může být nějaká elipsa vepsána. Nějakou elipsu jde vepsat do každého válce.


"Máte úhel beta." "No to nemám."

Online

 

#19 15. 04. 2024 23:43

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 5043
Reputace:   126 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:
Ale vždyť o tom přece mluvím. U válce je to jednoznačné. Válec musí mít průměr stejný jako je kratší osa elipsy. Potom ho elipsou prostrčíme a pak ho skláníme tak dlouho, až se dotkne zbývajících částí. U válce je to jednoznačná úloha.

Stejnět tak můžeme postupovat i s kuželem, jen je to trochu náročnější na tu 3D představivost. Jenže kužel může mít různý ten vrcholový úhel. Ale i tak ho můžeme vždycky v kolmém směru strčit až na doraz, a pak ho sklápět.

A protože víme, že jiná křivka druhého řádu podobná elipse neexistuje, tak víme také to, že když se kužel dotkne elipsy ve 4 bodech, tedy tam co končí velká a malá osa, dotkne se i celé elipsy. Takže vlastně stačí, když se budeme v našich myšlenkách zabývat jen těmi 4 body (nevím, jestli se nějak jmenují).

Offline

 

#20 17. 04. 2024 14:40

Bati
Příspěvky: 2439
Reputace:   191 
 

Re: Vznikne elipsa průnikem roviny a válcové plochy?

↑ check_drummer:
Mozna jeste doplnim toto tema ciste analytickym pohledem, ktery muze byt pro nekoho (vcetne me) zdaleka nejjednodussi a formalizuje limitni myslenku ↑ MichalAld:.

Vezmeme kuzelovou plochu
[mathjax2]x^2+y^2=(1-h z)^2.\label{1}\tag{1}[/mathjax2]
Je evidentni, ze pro [mathjax]h\in\mathbb{R}[/mathjax] vsechny tyto kuzely prochazi jednotkovou kruznici (z=0) a h akorat parametrizuje "spicatost" kuzele. Specialne, volba h=0 je valec s osou z. Ted to orotuju s nejakym uhlem [mathjax]\alpha[/mathjax] podle nejake osy lezici v rovine xy, napr. podle osy y (BUNO). Tzn. ze nahradim
[mathjax2]\left(\begin{matrix}x\\y\\z\end{matrix}\right)\mapsto\left(\begin{matrix}\cos\alpha&0&\sin\alpha\\0&1&0\\-\sin\alpha&0&\cos\alpha\end{matrix}\right)\left(\begin{matrix}x\\y\\z\end{matrix}\right),[/mathjax2]
coz \eqref{1} transformuje na
[mathjax2]((\cos\alpha)x+(\sin\alpha)z)^2+y^2=(1-h(-(\sin\alpha)x+(\cos\alpha)z))^2.\label{2}\tag{2}[/mathjax2]
Specialne, pro prunik s rovinou [mathjax]z=0[/mathjax] plati
[mathjax2](\cos^2\alpha-h^2\sin^2\alpha)x^2-2h(\sin\alpha)x+y^2=1,[/mathjax2]
coz je zjevne kuzelosecka pro skoro vsechny volby parametru. Navic, volba h=0 evidentne dava elipsu (pokud valec uplne nelezi tj. [mathjax]\alpha\neq\frac{\pi}2+k\pi[/mathjax]), jinak pro [mathjax]h\neq0[/mathjax] vidime, ze stred kuzelosecky se posouva ve smeru osy x (coz odpovida na jeden z dotazu vyse). Posouvaci obrazek: https://www.geogebra.org/m/v2dwm8gy

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson