§1 复元素的引进,二次曲线与直线的交点
一 平面上的复元素
设在平面上建立了一个直角坐标系{O;i,j},今将平面上点的概念扩充如下:任意一对有序复数(x,y)都是平面上一点p的坐标,若x,y全为实数,则称p为实点,否则称p为虚点,实点和虚点统称为复点。点的概念扩充以后,原来的实平面即变为复平面。
今在复平面上引入下列复元素:
(1)复矢量:以(
,
)为始点,
(
,
)为终点的复矢量定义为:
=(
-
)i+(
-
)j,其中
-
,
-
称为它的分量,记作
{
-
,
-
},分量不全为实数的矢量称为虚矢量,否则称为实矢量;若二矢量的对应分量成比例,则称这二矢量是平行的。
(2)复直线:在直角系下,一次方程
ax+by+c=0 (a,b为复数)
所表示的图形,称为复直线;若a,b,c与三实数对应成比例,则称其为实直线,否则称其为虚直线。 注意:实直线可以有虚点。
注:实直线上有无穷多个复点,但虚直线上只有一个实点。
(3)定此分点:
设有(
,
),
(
,
),若点M(x,y)的坐标满点
x= , y=
(λ≠-1)
则称M为线段的定比分点,λ——定比,特别地,
的中点为(
)
(4)共轭复元素:
若与
,
与
分别为共轭复数,则称P(
,
)与
(
,
)为一对共轭复点。显然实点与其自身共轭;二共轭复点连接线段的中点为实点。若二直线
:
x+
y+
=0,i=1,2满足
与
共轭,
与
共轭,
与
共轭,则称
与
是一对共轭复直线,若二矢量的对应分量为共轭复数,则称这二矢量为共轭复矢量。
注:在复平面上无法推广实平面上的距离公式,这是因为,在实平面上
d²=(-
)²+(
-
)²
而在复平面上,上式右端为一复数,其平方根有两个地位均等的值,无法确定其中一个为二点间的距离。
二 二次曲线与与(实)直线的交点:
设有二次曲线 C:F(x,y)≡x²+2
xy+
y²+2
x+2
y+
=0 及直线
l:
为研究l与c的交点情况,另需研究满足下述方程的t的取值情况
(X²+2
XY+
Y²)t²+2{(
+
+
)X+(
+
+
)Y}
+F(,
)=0
即Φ(X,Y)t²+2[(
,
)X+
(
,
)Y]t+F(
,
)=0 (*)
(1)若Φ(X,Y)≠0
(*)的判别式
△=4{[(
,
)X+
(
,
)Y]²-Φ(X,Y)F(
,
)}
当△>0时,l与C交于二不同实点;
当△<0时,l与C交于二不同虚点;
当△=0时,l与C交于二重合实点——相切
(ii )若Φ(X,Y)=0
当(
,
)X+
(
,
)Y≠0时,(*)有一实根,从而C与l仅交于一个实点(并非相切)
当(
,
)X+
(
,
)Y=0,但F(
,
)≠0时,(*)为矛盾方程
∴C与l不交
当(
,
)X+
(
,
)Y=F(
,
)=0时,(*)为恒等式
∴l在二次曲线C上——相切