Svmmarivm
Haec lectio stvdivm conicarvm absolvit casv qvi in svspenso manserat: aeqvatione secvndi gradvs qvae terminvm in continet. Per coordinatas polares et formvlas differentiae dedvcit qvomodo coordinatae pvncti mvtentvr cvm axes angvlo convertvntvr, et demonstrat rotationem distantias conservare, ita vt nvllivs figvrae formam alteret. Coefficientes aeqvationis generalis post rotationem compvtat, et demonstrat angvlvm qvi satisfacit terminvm in eliminare, svmmamqve et discriminans rotatione non mvtari. Inde seqvitvr classificatio omnivm aeqvationvm secvndi gradvs per signvm discriminantis: ellipses, parabolae et hyperbolae, cvm casibvs earvm degeneratis. Finitvr agnoscendo vt conicas rotatas hyperbolam , ellipsim et parabolam qvarvm axes obliqvi svnt.
Proposita discendi
- Formvlas dedvcere qvae coordinatas pvncti in dvobvs systematibvs Cartesianis rotatione differentibvs inter se conectvnt, et demonstrare rotationem distantias conservare.
- Coefficientes aeqvationis secvndi gradvs post rotationem compvtare et angvlvm eligere qvi terminvm in eliminat.
- Demonstrare et rotatione invariantia esse, eisqve vti ad formam redactam sine svbstitvtione obtinendam.
- Aeqvationem generalem secvndi gradvs per signvm discriminantis eivs classificare, elementa eivs in coordinatis rotatis invenire eaqve in coordinatis originalibvs exprimere.
Rotatio axivm
In lectione cvrsvs I de sectionibvs conicis demonstratvm est omnem aeqvationem secvndi gradvs sine termino in parabolam, ellipsim, hyperbolam avt vnvm e casibvs earvm degeneratis repraesentare, qvarvm axes symmetriae axibvs coordinatarvm paralleli svnt. Iam vero ellipsis cvivs axis maior in recta iacet etiam aeqvationem secvndi gradvs habet, et in ea terminvs in apparet. Vt agnoscatvr, expedit alivd systema axivm eligere, respectv primi rotatvm, in qvo cvrva formam svam canonicam recvperet. Nvnc examinatvr qvomodo coordinatae pvncti mvtentvr cvm axes convertvntvr.
Sit systema Cartesianvm axivm et , qvale in lectione cvrsvs I de aeqvatione rectae et systematibvs Cartesianis, et sit nvmervs realis. Systema angvlo rotatvm est systema Cartesianvm qvod eandem originem et eandem vnitatem longitvdinis habet, cvivs semiaxis positivvs abscissarvm est semirecta ab origine proficiscens cvm angvlo in positione normali, et cvivs semiaxis positivvs ordinatarvm est semirecta angvli . Novae coordinatae litteris maivscvlis scribvntvr: idem pvnctvm coordinatas in systemate originali habet et in rotato. Cvm dvo systemata eandem orientationem habeant, in rotato qvoqve coordinatae polares definivntvr, eodem polo et semiaxe positivo ipsivs pro axe polari.
Si pvnctvm coordinatas in systemate Cartesiano habet et coordinatas in systemate angvlo rotato, tvm coordinatae eivs novae ex originalibvs, et originales ex novis, per formvlas infra scriptas obtinentvr.
Idea est in coordinatis polaribvs axes convertere distantiam a polo non mvtare et tantvm ab angvlo polari svbtrahere; formvlae additionis et svbtractionis, qvae in lectione de formvlis additionis et svbtractionis demonstrantvr, reliqva efficivnt.
Demonstratio
Si est origo, coordinatae eivs in vtroqve systemate nvllae svnt et formvlae valent. Si non est, repraesentationem polarem cvm respectv axis polaris originalis svmimvs, vt in lectione de coordinatis polaribvs.
In systemate rotato polvs idem est, ita vt distantia ipsivs a polo adhvc sit. Sit angvlvs polaris ipsivs in systemate rotato. In circvmferentia vnitaria novvs axis polaris per transit; inde arcvm percvrrere dvcit, per proprietatem conivnctionis axiomatis percvrsvs ex lectione de angvlis eorvmqve mensvra, ad , qvod esse debet pvnctvm semirectae qvae a polo ad tendit. Per lemma angvlorvm coterminalivm, et mvltiplo ipsivs differvnt, ita vt svmere possimvs.
Cosinvm differentiae evolvimvs et in qvoqve termino coordinatas originales agnoscimvs.
Eodem modo, cvm sinv differentiae.
Vicissim, angvlvs originalis est svmma ; formvlae svmmae coordinatas originales per novas dant.
Dvo paria formvlarvm eandem strvctvram habent: secvndvm ex primo obtinetvr in mvtando, qvia systema originale est id qvod oritvr novvm angvlo convertendo. Exempli gratia, cvm , pvnctvm coordinatas novas et habet: in novo axe abscissarvm iacet, distantia ab origine. Expedit rotationem axivm cvm rotatione pvnctorvm non confvndere: axes angvlo convertere pvncta immota relinqvit eorvmqve nomina mvtat, et idem efficit ac axes immotos relinqvere et totvm planvm angvlo convertere.
Distantia inter dvo pvncta, per coordinatas eorvm in systemate rotato compvtata, cvm ea congrvit qvae per coordinatas eorvm originales compvtatvr.
Res iam in lectione de coordinatis polaribvs animadversa est: distantia inter dvo pvncta ab angvlis eorvm polaribvs tantvm per differentiam eorvm pendet, et planvm convertere est constantem eis angvlis addere. Hic directe in coordinatis Cartesianis confirmatvr, per formvlas rotationis et identitatem Pythagoricam ex lectione de rationibvs trigonometricis.
Demonstratio
Sint et dvo pvncta, coordinatarvm et in systemate originali et et in rotato. Formvlas rotationis pro vtroqve pvncto scriptas svbtrahimvs, cvm et .
Ad qvadratvm elevamvs et addimvs. Prodvcta dvpla, et , se invicem tollvnt.
Per identitatem Pythagoricam qvaeqve parenthesis valet, et restat qvadratvm distantiae originalis.
Lemma conseqventiam habet qvae omnia deinceps tractata ivstificat. Parabola, ellipsis et hyperbola in lectionibvs antecedentibvs per proprietates distantiarvm a focis et directricibvs definitae svnt; cvm rotatio distantias conservet, cvrva qvae in systemate rotato est ellipsis semiaxivm et est, in systemate originali conspecta, ellipsis eorvndem semiaxivm, qvamvis axes eivs symmetriae obliqvi sint. Idem valet de ceteris conicis, de focis earvm, verticibvs et asymptotis, qvae ex vno systemate in altervm per formvlas rotationis transfervntvr.
Argvmentvm oneratvr…