Kwadriek reduceren

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 2.746

Kwadriek reduceren

kan iemand het volgende eens bekijken? en mijn fout(en) eruit halen?

die gereduceerde carthesiaanse vergelijking is al fout denk ik, maar ik vind geen fout :D

en het terug omzetten van de parametervergelijking, naar zijn oorspronkelijke positie, is mijn methode daar juist?

dank je, je zou me een groot plezier doen!

Code: Selecteer alles

> vgl:=2*x^2-7*y^2+z^2+4*x*z-2*y*z-12*x*y-2*z+10*y = 0:

> A0:=<<2,-6,2>|<-6,-7,-1>|<2,-1,1>>:

> Eigenvectors(A0):

allemaal verschillend, ideaal dus, de eigenvectoren staan dus allemaal loodrecht op elkaar

> 

> g1:=<2,-1,1>:

> g2:=<-2/5,1/5,1>:

> g3:=<1/2,1,0>:

> xi[1]:=g1/Norm(g1,2):

> xi[2]:=g2/Norm(g2,2):

> xi[3]:=g3/Norm(g3,2):

> C[0]:=<xi[2]|xi[1]|xi[3]>;

[	1/2	  1/2	   1/2 ]

[  30		6		 5	]

[- -----	 ----	  ---- ]

[   15		3		 5   ]

[

   ]

[   1/2		1/2	   1/2]

C[0] := [ 30		  6	   2 5   ]

[ -----	 - ----	------]

[  30		  6		5   ]

[

   ]

[   1/2	   1/2		   ]

[ 30		 6

  ]

[ -----	  ----	   0   ]

[   6		 6

 ]

> Determinant(C[0]):

> simplify(%):

> C[0]^(%T).A0.C[0]:

> tf:=C[0].<X,Y,Z>:

> xtf:=tf[1];

> ytf:=tf[2];

> ztf:=tf[3];

 1/2	  1/2	  1/2

   30	X   6	Y   5	Z

  xtf := - ------- + ------ + ------

 15		3		5

   1/2	  1/2		1/2

 30	X   6	Y   2 5	Z

  ytf := ------- - ------ + --------

   30		6		 5

1/2	  1/2

  30	X   6	Y

   ztf := ------- + ------

 6		6

> vgl2:=simplify(subs([x=xtf,y=ytf,z=ztf],vgl)):

> with(student):

> vgl2:=completesquare(vgl2,[X,Y,Z]);

   /	 1/2\2		 /	 1/2\2

   |	5   |		  |	6   |

   vgl2 := -10 |Z - ----|  + 1 + 6 |Y - ----|  = 0

   \	 5  /		  \	 6  /

> Ztf:=Z+sqrt(5)/5:

> Ytf:=Y+sqrt(6)/6:

> vgl3:=subs([Z=Ztf,Y=Ytf],vgl2):

> vgl4:=Z^2/(1/10)-Y^2/(1/6)=1:

cilinder, hyperbolisch

> 

> P:=[u,sqrt(1/6)*sinh(v),sqrt(1/10)*cosh(v)]:

controle

> 

> subs([Z=P[3],Y=P[2]],vgl3):

> simplify(%):

ok!

> 

en nu terug zetten naar zijn originele toestand

> P2:=<P[1],P[2]-sqrt(5)/5,P[3]-sqrt(6)/6>;

[

u

]

[

 ]

[

 1/2 ]

[	  1/2		   5	]

[ 1/6 6	sinh(v) - ---- ]

  P2 := [

 5   ]

[

 ]

[

  1/2]

[	   1/2		   6   ]

[1/10 10	cosh(v) - ----]

[

  6  ]

> P3:=simplify(C[0]^(%T).P2);

  P3 :=

[

1/2  1/2  1/2

[	  1/2

1/2		   5	2	3	u

[1/30 5	sinh(v) + 1/6 3	cosh(v) - ----------------

[

  15

1/2  1/2	1/2]

   2	3	  5   ]

 - --------- - ----]

  30		6  ]

[

 1/2  1/2

[

 1/2  1/2		   2	3	u

[-1/6 sinh(v) + 1/30 3	5	cosh(v) + -----------

[

 3

1/2  1/2  1/2	  ]

   5	2	3		 ]

 + -------------- - 1/6]

 30

]

[

  1/2		]

[	  1/2  1/2		   5	u	  ]

[1/15 5	6	sinh(v) + ------ - 2/5]

[

   5		 ]

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Kwadriek reduceren

Ik ken weinig van Maple en je notaties/methode kan ik ook niet echt goed volgen.

Ik heb het zelf even uitgewerkt en vind een hyperbolische paraboloïde, klopt dat?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: Kwadriek reduceren

TD schreef:Ik ken weinig van Maple en je notaties/methode kan ik ook niet echt goed volgen.

Ik heb het zelf even uitgewerkt en vind een hyperbolische paraboloïde, klopt dat?
niet met mijn uitkomst.

bij mij verdwijnt de x-component na de transformatie naar de basistoestand van mijn kwadriek.

het is een hyperbolische cilender volgens mijn berekeningen.

en hoe zit jouw methode in elkaar?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Kwadriek reduceren

Bij mij verdween net de (kwadratische) z-component, maar kan ook fout zijn.

Ik had het maar snel gedaan, na het avondeten kan ik mss wat grondiger kijken.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Kwadriek reduceren

Al een foutje gevonden: hyperbolische cilinder lijkt te kloppen.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: Kwadriek reduceren

ok, en kan je me ook helpen met de parametervergelijking van de kwadriek in standaardtoestand terug om te zetten naar de gegeven kwadriek?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Kwadriek reduceren

Nog een nagerekend. Bij mij valt de z weg, maar het kan zijn dat het bij ons allebei klopt. Het ligt er namelijk maar aan hoe je draait (diagonaliseren is draaien), welke component wegvalt. Ik vind nu ook een hyperbolische cilinder. Zoek je nu een parametervergelijking of de cartesische standaardvorm (dus tov een geroteerd en verschoven assenstelsel)?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: Kwadriek reduceren

wel, de bedoeling van heet die oefening is: de parametervoorstelling zoeken van het gegeven oppervlak, via de methode van reduceren van kwadrieken.

1) roteren naar een standaarpositie

2) translatie naar de oorsprong

3) interpretatie en opstellen parametervoorstelling van oppervlak in basistoestand

4) de inverse translaties en rotaties uitvoeren, zodat het opp weer in gegeven stand komt, nu dus in paramtervoorstelling.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Kwadriek reduceren

Na rotatie en translatie verkrijg je de carthesische standaardvergelijking, van de vorm:
\(\frac{{x^2 }}{{a^2 }} - \frac{{y^2 }}{{b^2 }} = 1\)
Parametervoorstellingen zijn echter niet uniek, een mogelijke parametrisering is bvb:
\(\left\{ \begin{array}{l} x = a\cosh t \\ y = b\sinh t \\ \end{array} \right.\)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2.746

Re: Kwadriek reduceren

zover was ik ook al, maar dan heb je een paramtervergelijking van je gereduceerde kwadriek

wat ik wil, is die parametervoorstelling terug omvormen naar die van de gegeven toestand.

dus de inverse van de transformatieformules, maar daar zit ik wat in de knoop

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Kwadriek reduceren

Ik weet niet hoe dat uit je Maple-bestand te halen is, maar als ik de kwadriek "met de hand" reduceer, dan heb ik bij de rotatie en de translatie ook de coördinatentransformaties (voor x,y,z). Die van de rotatie volgen uit de orthogonale matrix van de diagonalizatie en die van de translatie uit het kwadraatafsplitsen.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer