椭圆的一般式方程是怎样的?
的有关信息介绍如下:
先说结论:二次曲线 是椭圆的充要条件,是 且 和 异号,如果我们定义,,,,。
如果没有一次项,那么事情还好: 的是椭圆的充要条件,就是 且 (或者 且 )。这一点可以比较容易看出来,这是因为曲线 的性质是比较容易判断的,而各种合同变换,都可以在保证曲线种类不变的条件下,消去交叉项。
那么,如果有了一次项的插手,会怎么样呢?
我们就需要先进行一次平移变换,消去一次项,然后才能用二次曲线和二次型的关系来判断。
当然,由于平移变换不改变二次项前的系数,因此曲线仍然可以粗糙的分为三类:椭圆类、双曲类和抛物类。椭圆类曲线还包括一个点和虚椭圆,双曲类曲线还包括两条相交直线,而抛物类曲线还包括两条平行(或者重合)的(虚)直线,它们分别对应:
(1)椭圆类: 正定或负定;
(2)双曲类: 不定;
(3)抛物类:非零矩阵 半正定或半负定。
由于这个平移变换的过程非常复杂,因此这里就直接贴结果了。
(1)椭圆类曲线中, 。由于 代表的曲线可能是椭圆,虚椭圆和一个点三类,因此椭圆类曲线有这三类。
和 异号是二次曲线是椭圆的充要条件,而如果它们同号,就是虚椭圆,如果 ,方程代表一个点(相当于一个半径为0的圆);
(2)双曲类曲线中, 。由于 代表的曲线只能是双曲线和两条相交直线,因此,双曲类曲线只有这两类。
这个判断依据就没那么丑陋了,只需要看 是否等于0。
(3)抛物类曲线中, 。由于 代表的曲线可能是抛物线( ),一对平行直线( ),一对重合直线 ,一对虚直线 ,因此,抛物类曲线有四类。
这里 和 , 和 的地位是等同的。
最后,为什么我们不讨论非二次曲线的情况呢?
因为 的化简结果,只能是一个二次曲线。
也就是说,一个非二次曲线一定不是椭圆,除非这个表达式和一个二次代数式等价。
这样就又解决了一大堆问题:为什么 不是椭圆呢?明明看起来那么像。
因为它,连个二次曲线都不是,当然不是椭圆了。



