Edits to “Пункт б”, “Ответ”

igor edited
revision #17932 parent #17931 ← older newer →
@@ -88,7 +88,7 @@Пункт б$^*$
Приведем это к такой форме пока:
$$
−x^2B^2+y^2A^2-2xyB\sqrt{A^2-\chi^2}-\chi^2B^2=0.
+x^2B^2+y^2A^2-2xyB\sqrt{A^2-\chi^2}-\chi^2B^2=0.\tag{$*$}
$$
Не совсем ясно, что это за кривая и как это упростить. По результатам пункта а предположим, что траектория будет также эллипсом, хотя его полуоси могут быть повернуты относительно осей принятой системы $xy$.
@@ -110,7 +110,7 @@Пункт б$^*$
\end{gathered}\tag{2}
$$
−где $\alpha$ есть угол, накоторый повернута система $x_1y_1$ относительно системы $xy$ (системы правосторонние, положительный угол поворота — против часовой стрелки).
+где $\alpha$ есть угол, на который повернута система $x_1y_1$ относительно системы $xy$ (системы правосторонние, положительный угол поворота — против часовой стрелки).
Посмотрим, как будет выглядеть уравнение предполагаемого эллипса в исходной системе через переход от координат системы $x_1y_1$ к координатам системы $xy$. Подставляем систему $(2)$ в уравнение $(1)$ и после всевозможных упрощений получаем
@@ -129,10 +129,64 @@Пункт б$^*$
\end{gathered}\tag{3}
$$
+Этот результат совпадает по форме с уравнением кривой $(*)$. Сопоставляя найденные коэффициенты $C,D,E,F$ с коэффициентами уравнения $(*)$, запишем
+$$
+\begin{gathered}
+B^2=b^2\cos^2\alpha+a^2\sin^2\alpha,\\\\
+A^2=b^2\sin^2\alpha+a^2\cos^2\alpha.
+\end{gathered}\tag{4}
+$$
+
+Отсюда найдем полуось $a$:
+
+$$
+a=\sqrt{\frac{1}{2}\left(B^2+A^2\pm\sqrt{\left(B^2+A^2\right)^2-4(\chi B)^2}\right)}.
+$$
+
+Из системы $(4)$ также
+
+$$
+b^2=B^2+A^2-a^2,
+$$
+
+отсюда полуось $b$:
+
+$$
+b=\sqrt{\frac{1}{2}\left(B^2+A^2\mp\sqrt{\left(B^2+A^2\right)^2-4(\chi B)^2}\right)}.
+$$
+
+Траектория движения тут должна быть единственной из физических соображений. Две пары полуосей возможны, если они дают один и тот же эллипс.
+
+Проверим угол $\alpha$ поворота системы $x_1y_1$ относительно $xy$. Подставим, к примеру, найденные решения для полуосей $a$ и $b$ в первое уравнение системы $(4)$, заменив синус на косинус:
+
+$$
+B^2=b^2\cos^2\alpha+a^2-a^2\cos^2\alpha,
+$$
+
+откуда решая:
+
+$$
+\cos^2\alpha=\frac{A^2}{\pm\sqrt{(B^2+A^2)^2-4(\chi B)^2}}+1
+$$
+
+Поскольку $\cos^2\alpha$ не больше единицы, то возможное решение с «нижним знаком». Поэтому решения для полуосей ограничиваются:
+
+$$
+a^*=\sqrt{\frac{1}{2}\left(B^2+A^2-\sqrt{\left(B^2+A^2\right)^2-4(\chi B)^2}\right)}.
+$$
+
+и
+
+$$
+b^*=\sqrt{\frac{1}{2}\left(B^2+A^2+\sqrt{\left(B^2+A^2\right)^2-4(\chi B)^2}\right)}.
+$$
+
+
+#### Ответ
#### Ответ
[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]