Итак, ортогональная проекция окруж-
ности радиуса а есть эллипс с полуосями
а и a cos ф.
Аналогично можно доказать, что орто-
гональной проекцией эллипса является эл-
липс, гиперболы — гипербола и парабо-
лы — парабола.
Иными словами, аффинный класс кри-
вой второго порядка сохраняется при ор-
тогональном проецировании. Здесь исклю-
чены случаи вырождения проекций в пря-
мые линии, когда плоскость кривой
перпендикулярна плоскости проекций.
Выясним теперь вопрос о числе точек,
определяющих кривую второго порядка,
которая в любой декартовой системе ко-
ординат задается уравнением
а
н
х
2
+ 2апху + а
22
у'
2
+
+ 2а
1
х + 2а
2
у + а
3
= 0. (7.8)
Если кривая второго порядка задана
достаточным числом точек, принадлежа-
щих ей, то для определения уравнения
этой линии следует по данным условиям
(координатам точек) вычислить коэффи-
циенты уравнения (7.8). Так как в рас-
сматриваемом уравнении хотя бы один из
коэффициентов ац, а\
2
и а
22
отличен от
нуля, то, разделив на него обе части урав-
нения (7.8), получим равносильное ему
уравнение с пятью неизвестными коэффи-
циентами. Для вычисления коэффициен-
тов необходимо знать пять точек, коорди-
наты которых должны удовлетворять
уравнению. (7.8). В аналитической геомет-
рии [1] доказывается, что если из пяти
данных точек никакие четыре не лежат на
одной прямой, то через пять данных точек
проходит единственная линия второго по-
рядка.
Как определить любую другую точку
кривой второго порядка по пяти задан-
ным?
На этот вопрос дает ответ теорема Пас-
каля, утверждающая, что во всяком шес-
тиугольнике, вписанном в кривую второго
порядка (эллипс, гиперболу, параболу),
точки пересечения трех пар противопо-
ложных сторон лежат на одной прямой,
называемой прямой Паскаля; при этом
шестиугольник может быть как выпуклым,
так и звездчатым. Противоположными
сторонами считают такие, которые отделе-
ны двумя сторонами. В шестиугольнике,
изображенном на рис. 178, противополож-
ными сторонами являются стороны АВ и
DE, ВС и EF, CD и FA.
Опуская доказательство этой теоремы,
с которым можно ознакомиться в специ-
альной литературе по проективной геомет-
рии [21], покажем, как по пяти данным
точкам А, В, С, D, Е можно построить
сколько угодно других точек той же кри-
вой.
Принимая эти пять точек за вершины
шестиугольника, вписанного в кривую вто-
рого порядка, построим четыре его сторо-
ны АВ, ВС, CD, DE и зададимся направ-
лением EN пятой.
Для построения прямой Паскаля вос-
пользуемся двумя точками K==AB(]DE и
L — BC0.EN. Третья пара противополож-
ных сторон шестиугольника должна пе-
ресечь прямую Паскаля в точке M = CDf)
П
KL. Через эту точку М и пройдет шестая
сторона вписанного шестиугольника. Вер-
шина F будет определена пересечением
прямых EN и AM.
Аналогично, меняя направление прямой
EN, можно построить сколько угодно точек
кривой второго порядка, проходящей через
пять заданных точек.
Заметим, что теорема Паскаля примени-
ма и к многоугольникам, число вершин
которых меньше шести. В этих случаях
следует только предположить, что какие-
либо вершины совпадают, а стороны, сое-
диняющие эти совпавшие вершины, явля-
ются уже не хордами, а касательными
к кривой.
Так, кривая второго порядка вполне оп-
ределяется тремя точками А, В и С и ка-
сательными АР и ВТ в двух из них (рис.
179).
Чтобы применить теорему к вписанному
Рис. 178
75