§1 复元素的引进,二次曲线与直线的交点

平面上的复元素

设在平面上建立了一个直角坐标系{O;i,j},今将平面上点的概念扩充如下:任意一对有序复数(x,y)都是平面上一点p的坐标,若x,y全为实数,则称p为实点,否则称p为虚点,实点和虚点统称为复点。点的概念扩充以后,原来的实平面即变为复平面。

今在复平面上引入下列复元素:

(1)复矢量:以5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)为始点,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)为终点的复矢量定义为:

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点=(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)i+(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)j,其中5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点称为它的分量,记作

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点{5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点},分量不全为实数的矢量称为虚矢量,否则称为实矢量;若二矢量的对应分量成比例,则称这二矢量是平行的。

(2)复直线:在直角系下,一次方程

ax+by+c=0 (a,b为复数)

所表示的图形,称为复直线;若a,b,c与三实数对应成比例,则称其为实直线,否则称其为虚直线。 注意:实直线可以有虚点。

注:实直线上有无穷多个复点,但虚直线上只有一个实点。

(3)定此分点:

设有5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点),5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点),若点M(x,y)的坐标满点

x=5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点         , y=5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点 (λ≠-1)

则称M为线段5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点的定比分点,λ——定比,特别地,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点的中点为(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点

(4)共轭复元素:

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点分别为共轭复数,则称P(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)与5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)为一对共轭复点。显然实点与其自身共轭;二共轭复点连接线段的中点为实点。若二直线

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点x+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点y+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点=0,i=1,2满足5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点共轭,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点共轭,5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点共轭,则称5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点是一对共轭复直线,若二矢量的对应分量为共轭复数,则称这二矢量为共轭复矢量。

:在复平面上无法推广实平面上的距离公式,这是因为,在实平面上

d²=(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)²+(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点-5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)²

而在复平面上,上式右端为一复数,其平方根有两个地位均等的值,无法确定其中一个为二点间的距离。

二次曲线与与(实)直线的交点:

设有二次曲线 C:F(x,y)≡5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点x²+25§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点xy+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点y²+25§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点x+25§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点y+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点=0 及直线

l:5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点

为研究l与c的交点情况,另需研究满足下述方程的t的取值情况

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点X²+25§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点XY+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点Y²)t²+2{(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)X+(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)Y}

+F(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)=0

即Φ(X,Y)t²+2[5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)X+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)Y]t+F(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)=0 (*)

(1)若Φ(X,Y)≠0

(*)的判别式

△=4{[5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)X+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)Y]²-Φ(X,Y)F(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)}

当△>0时,l与C交于二不同实点;

当△<0时,l与C交于二不同虚点;

当△=0时,l与C交于二重合实点——相切

(ii )若Φ(X,Y)=0

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)X+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)Y≠0时,(*)有一实根,从而C与l仅交于一个实点(并非相切)

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)X+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)Y=0,但F(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)≠0时,(*)为矛盾方程

∴C与l不交

5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)X+5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)Y=F(5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点5§1   复元素的引进,二次曲线与直线的交点)=0时,(*)为恒等式

∴l在二次曲线C上——相切

 

 

 

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