Math Problem Statement

Определить тип кривой, найти ее параметры; определить угловой коэффициент прямой. Найти точки пересечения данных линий и сделать чертеж. X^2+25y^2=1 X-5y=1

Solution

Решение задачи:

1. Определение типа кривой:

Уравнение x2+25y2=1x^2 + 25y^2 = 1 описывает эллипс.

  • Общая форма эллипса:
    x2a2+y2b2=1\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1
  • Здесь a2=1a^2 = 1, следовательно a=1a = 1, и b2=125b^2 = \frac{1}{25}, следовательно b=15b = \frac{1}{5}.

Параметры эллипса:

  • Центр: (0,0)(0, 0)
  • Главная ось вдоль оси OXOX (так как a>ba > b)
  • Длина большой полуоси a=1a = 1, длина малой полуоси b=15b = \frac{1}{5}.

2. Угловой коэффициент прямой:

Уравнение прямой: x5y=1x - 5y = 1.
Преобразуем в наклонный вид:
y=15x15.y = \frac{1}{5}x - \frac{1}{5}. Угловой коэффициент прямой равен 15\frac{1}{5}.

3. Точки пересечения эллипса и прямой:

Подставим выражение для yy из уравнения прямой в уравнение эллипса:
x2+25(15x15)2=1.x^2 + 25\left(\frac{1}{5}x - \frac{1}{5}\right)^2 = 1. Раскроем скобки:
x2+25(x2252x25+125)=1.x^2 + 25\left(\frac{x^2}{25} - \frac{2x}{25} + \frac{1}{25}\right) = 1. Упростим:
x2+x22x+1=1.x^2 + x^2 - 2x + 1 = 1. 2x22x+1=1.2x^2 - 2x + 1 = 1. 2x22x=0.2x^2 - 2x = 0. 2x(x1)=0.2x(x - 1) = 0. Корни: x=0x = 0 и x=1x = 1.

Подставим значения xx в уравнение прямой, чтобы найти yy:

  1. Если x=0x = 0:
    y=15(0)15=15.y = \frac{1}{5}(0) - \frac{1}{5} = -\frac{1}{5}. Точка: (0,15)(0, -\frac{1}{5}).

  2. Если x=1x = 1:
    y=15(1)15=0.y = \frac{1}{5}(1) - \frac{1}{5} = 0. Точка: (1,0)(1, 0).

Точки пересечения: (0,15)(0, -\frac{1}{5}) и (1,0)(1, 0).

4. Построение чертежа:

Для построения:

  • Эллипс: центр (0,0)(0, 0), полуоси a=1a = 1, b=15b = \frac{1}{5}.
  • Прямая: угловой коэффициент k=15k = \frac{1}{5}, пересекает ось yy в 15-\frac{1}{5}.
  • Отметить точки пересечения: (0,15)(0, -\frac{1}{5}) и (1,0)(1, 0).

Я построю график для визуализации. numpy as np import matplotlib.pyplot as plt

Параметры эллипса

a = 1 b = 1/5

Построение эллипса

theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 500) x_ellipse = a * np.cos(theta) y_ellipse = b * np.sin(theta)

Прямая x - 5y = 1

x_line = np.linspace(-1, 2, 500) y_line = (x_line - 1) / 5

Точки пересечения

intersection_points = [(0, -1/5), (1, 0)]

Построение графика

plt.figure(figsize=(8, 6)) plt.plot(x_ellipse, y_ellipse, label="Эллипс $x^2 + 25y^2 = 1$", color='blue') plt.plot(x_line, y_line, label="Прямая $x - 5y = 1$", color='red') plt.scatter(*zip(*intersection_points), color='black', label="Точки пересечения")

Настройки графика

plt.axhline(0, color='black', linewidth=0.5, linestyle='--') plt.axvline(0, color='black', linewidth=0.5, linestyle='--') plt.legend() plt.title("График эллипса и прямой") plt.xlabel("x") plt.ylabel("y") plt.grid() plt.axis('equal') plt.show()График построен. На нем показаны:

  1. Эллипс x2+25y2=1x^2 + 25y^2 = 1.
  2. Прямая x5y=1x - 5y = 1.
  3. Точки пересечения: (0,15)(0, -\frac{1}{5}) и (1,0)(1, 0).

Если у вас есть вопросы или нужны дополнительные пояснения, дайте знать!

Вопросы для расширения:

  1. Хотите более подробный вывод о параметрах эллипса?
  2. Нужна помощь с объяснением нахождения углового коэффициента прямой?
  3. Интересует пошаговый процесс решения системы уравнений?
  4. Желаете увидеть пример применения этой задачи в реальной жизни?
  5. Хотите получить чертеж с другим масштабом или детализацией?

Совет:

При решении задач с геометрическими фигурами удобно сначала анализировать тип уравнений, чтобы упростить построение и нахождение пересечений.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Analytic Geometry
Ellipses
Linear Equations
Intersection of Curves

Formulas

Ellipse equation: (x^2/a^2) + (y^2/b^2) = 1
Slope of a line: y = mx + b
Solving systems of equations algebraically

Theorems

Fundamental properties of ellipses
Linear equation properties
Methods for solving systems of equations

Suitable Grade Level

Grades 10-12