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  • 1 # 使用者8616219450500

    如果你知道圓的標準引數方程,那麼橢圓的標準引數方程也就順理成章了。我們回顧:

    對單位圓: ,其標準引數方程為:

    則對橢圓:

    用變數替換(rescaling): 可將其化作圓:

    所以,我們有 , 即得到橢圓的(標準)引數化:

    你可能會問:那圓的標準引數方程 (1)又是如何來的呢?最直接的回答是:透過三角函式的定義:將圓周上的週期運動分解為 方向上的兩個獨立運動,即 和 , 看作是時間引數。然後根據圓的定義知:

    當然,對於單位圓,我們可以用如下代數方法獲得其引數方程。

    對一曲線,為寫出其引數方程,我們需要將變數 寫出另一獨立變數的函式。幾何上,這意味著: 我們需要將給定曲線與只依賴於一個引數的一曲線族相交。當然最簡單的曲線族是一直線族,其引數是斜率 。

    簡單起見,我們將單位圓與過原點的旋轉曲線族 相交,得到:

    上面的(3)即為圓的一種代數引數化,它與之前用三角函式的引數是等價的,即將 解釋為 ,則有

    注意到,上面的代數引數化有一曲線,即直線與圓交於兩點,反應於平方根的正負兩值,為消解這種歧義,我們選擇更好的直線族用來引數化單位圓。比如,我們選擇透過圓上某一定點的旋轉直線族。

    我們選擇透過圓上定點 的直線族: ,其與單位圓只交於除 外的一點。

    將引數方程(4)用三角函式來解釋(見上圖): ,由此(4)可寫作:

    此即著名的“萬能變換”,它的本質是單位圓的有理引數化(因為能夠寫成引數 的有理函式)。

    當然,可以選擇其它的定點,得到不同的有理引數化。可用有理引數化來求解下面丟番圖方程的所有有理解,即下面方程所定義的代數曲線上的有理點。

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