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二次曲面 : ウィキペディア日本語版
二次曲面[にじちょうきょくめん]

二次超曲面(にじちょうきょくめん、quadric surface)とは、円錐曲線の概念を一般次元ユークリッド空間 R''n'' に拡張したものであり、2次多項式の零点集合として表されるような超曲面のことをさす。3次元空間における二次超曲面は二次曲面ともよばれる。
== 定義 ==
一般な ''n''-次元二次超曲面の定義式は、座標 (''x''1, ''x''2, ..., ''x''''n'') に対して
: \left(\sum^_ a_x_^2 + 2\sum^_ a_x_x_\right) + \left(2\sum^_ b_x_\right) + (c) = 0
で与えられる。ただし、ここで ''a''''i'', ''a''''ij'' のうち少なくとも一つは 0 でないことが要求される。また、次のような行列、及びベクトル
:
\mathbf = \begin x_1 \\ x_2 \\ \vdots \\ x_n \\ \end, \quad
A = \begin
a_ & a_ & \cdots & a_ \\
a_ & a_ & \cdots & a_ \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
a_ & a_ & \cdots & a_
\end, \quad
\mathbf = \begin b_1 \\ b_2 \\ \vdots \\ b_n \end

を考えると、定義式の 2 次と 1 次の斉次部分 R''n'' の標準内積 ⟨•, •⟩ を使って
: \langle A\mathbf,\mathbf\rangle = \sum^_ a_x_^2 + 2\sum^_ a_x_x_, \quad \langle\mathbf,\mathbf\rangle = \sum^_ b_x_
と表すことができるので、定義式は
: \langle A\mathbf, \mathbf\rangle + 2\langle\mathbf, \mathbf\rangle + c = 0
という形に書くことができる。これはさらに
:\tilde = \begin \mathbf \\ 1 \end = \begin x_1\\ x_2\\ \vdots\\ x_n\\ 1 \end, \quad R = \begin A & \mathbf \\ ^t\mathbf & c \end = \begin
a_ & a_ & \cdots & a_ & b_1\\
a_ & a_ & \cdots & a_ & b_2\\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots\\
a_ & a_ & \cdots & a_ & b_n\\
b_1 & b_2 & \cdots & b_n & c
\end
とおくことにより、
:\langle R\tilde,\tilde\rangle = 0
の形になる。このとき、''A'' をこの二次曲面の係数行列と呼び、''R'' をこの二次曲面の拡大係数行列と呼ぶ。2 次の係数に関する制約から、''A'' および ''R'' は零行列にはならない。

抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)
ウィキペディアで「二次曲面」の詳細全文を読む



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