解決済み

数学の質問です。


焦点が極で極の左側に準線がある場合の二次曲線の極方程式r=ea1ecosθr=\dfrac{ea}{1-e\cos\theta}に就いてです。双曲線の場合、右側と左側に二本の曲線が出来ますが、左側の曲線も本当にr=ea1ecosθr=\dfrac{ea}{1-e\cos\theta}で表されるのか計算して見たのですが、r=ea1+ecosθr=\dfrac{-ea}{1+e\cos\theta}となってしまい一致しなくなってしまいました…自分は以下のように考えたのですが、どこがおかしいのでしょうか?ご指摘お願い致します。


極をOOとする。OOを焦点の一つ(右側の焦点)(FF)とし、始線に垂直でOOからの距離がaaの直線の内、左側にある直線を準線とする。また、離心率をeeとする。

双曲線の内、左側の曲線上にP(r,θ)P(r,\theta)を取る。PPから準線に下ろした垂線と準線との交点をHHPPから始線に下ろした垂線と始線を延長した直線との交点をII、準線と始線を延長した直線との交点をJJとする。

POI=πθ\angle POI=\pi-\thetaPO=rPO=rより、IO=rcos(πθ)=rcosθIO=r\cos(\pi-\theta)=-r\cos\theta

OJ=aOJ=aより、PH=IJ=IOJO=rcosθaPH=IJ=IO-JO=-r\cos\theta-a

ここで、e=POPHe=\dfrac{PO}{PH}より、e=rrcosθae=\dfrac{r}{-r\cos\theta-a}

これをrrに就いて解くと、r=ea1+ecosθr=\dfrac{-ea}{1+e\cos\theta}


回答宜しくお願い致します。

ベストアンサー

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極座標では、直交座標のような「点の表現の一意性」はなく、一般に(r,θ)=(r,θ+π)=(r,θ+2π)(r, \theta )=(-r, \theta + \pi )=(r, \theta +2 \pi )です。


なので、計算で得られた式

r=ea1+ecosθr= \dfrac{-ea}{1+e \cos \theta }

r=ea1+ecos(θ+π)-r= \dfrac{-ea}{1+e \cos ( \theta + \pi )}

r=ea1ecosθr= \dfrac{ea}{1-e \cos \theta }


と式変形できるため、一致します。

返信(1件)

成程!そう言うことなんですね!

今後は極座標では点の表現の一意性がないことに注意しようと思います。

質問者からのお礼コメント

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大変助かりました!

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