二次曲线 F(x,y)=x2−xy+y2+1−θ 的主方向和主直径可以通过将方程重写为标准形式来确定。首先,我们尝试将方程 F(x,y)=0 重写为标准形式,即 (x−h)2+(y−k)2=r2,其中 (h,k) 是曲线的中心,r 是半径。
首先,我们尝试完成平方:
x2−xy+y2+1−θ=0
x2−xy+41y2+y2−41y2+1−θ=0
(x−21y)2+y2−41y2+1−θ=0
(x−21y)2+43y2+1−θ=0
现在,我们可以看到 x 和 y 的系数是对称的,这意味着曲线是关于直线 x=21y 对称的。这条直线就是二次曲线的主方向。由于 x 和 y 的系数相同,我们可以推断出主直径是沿着这条直线的,并且长度是 2r,其中 r 是从原点到曲线中心的距离。
为了找到 r,我们需要将方程进一步简化。然而,由于 θ 的值未知,我们无法确定 r 的具体值。但是,我们可以确定主直径的方向和长度与 θ 的值无关。
化简后的方程为:
(x−21y)2+43y2=θ−1
这个方程描述了一个以 (0,0) 为中心,主方向为 x=21y 的椭圆。如果 θ>1,它表示一个实际的椭圆;如果 θ=1,它退化为一个点;如果 θ<1,它没有实际的几何意义,因为无法构成闭合的曲线。48