解析(座標)幾何

曲線的交點(intersection of curves)

兩條曲線在哪裡相交?一點在某曲線上恰當它的座標滿足該曲線的方程式,故一點同時在兩條曲線上恰當它的座標同時滿足兩條方程式。因此求交點與「同時求解一組方程式」是同一件事——「相交」的幾何就是「一起解」的代數。

標準方法是代入法:把一條方程式對某個變數解出,代入另一條,把兩條 x 與 y 的方程式化為一條單變數方程式,再解之。實解的個數就是交點的個數。對兩條直線,這導向一解(相交一次)、無解(平行)或無窮多解(同一條線兩次)。對一線一圓,代入產生一個二次式,其兩個、一個或零個實根分別代表線是割線(穿過圓)、切線(恰相切)或相離(無接觸)——與你在幾何上所見相符。

這是解析幾何最實用的威力之一:任何「這些形狀相遇嗎、在哪裡?」的問題都化為例行的代數。兩個誠實的提醒。其一,仔細數解的個數——重根(二重根)代表相切,一個接觸點,而非兩個分開的交點。其二,當你在過程中為去掉根號而平方一條方程式時,可能製造出解了平方後系統卻不解原系統的多餘解;務必把候選點代回兩條原方程式以確認。

線 y = x - 1 與圓 x^2 + y^2 = 25 在何處相交?代入:x^2 + (x - 1)^2 = 25,故 2x^2 - 2x + 1 = 25,即 2x^2 - 2x - 24 = 0,x^2 - x - 12 = 0,(x - 4)(x + 3) = 0。則 x = 4 得 y = 3,x = -3 得 y = -4:線在 (4, 3) 與 (-3, -4) 穿過圓。

兩個實根、兩個交點——這條線是圓的割線。

實解的個數等於交點的個數;二重根代表相切(一個接觸點),而非兩點。為去根號而平方後,務必把候選點代回原方程式檢查,以剔除多餘解。

又称
simultaneous equationspoints of intersection聯立方程式求交點交點