Vrstevnice funkce jsou dány rovnicemi
. Jsou to rovnice zatím blíže neurčených kuželoseček. Smíšený člen
xy poukazuje na kuželosečku, která nemá osy rovnoběžné s osami souřadné soustavy. Přejděme transformací k nové soustavě souřadnic, která je proti původní otočená kolem počátku o nějaký úhel. Pokud zvolíme vhodný úhel, bude kuželosečka v této nové soustavě mít už osy rovnoběžné s osami souřadnic. Vhodný úhel najdeme opačným postupem. Podle transformačních rovnic
přejdeme k nové soustavě, ve které má kuželosečka vyjádření
a po úpravě
Chceme docílit toho, aby po otočení rovnice neobsahovala smíšený člen, položíme tedy výraz
roven 0. Řešením goniometrické rovnice získáme 4 řešení:
. Dále se věnujme jen prvnímu, ostatní nakonec dají stejný výsledek. Dosadíme hodnotu
do poslední úpravy rovnice a dostaneme
Pro
se jedná o hyperboly s poloosami o
a
, které umíme v nové souřadné soustavě nakreslit. Je-li
k = 0, dostaneme dvojici přímek
, jsou to společné asymptoty hyperbol. První ze série obrázků znázorňuje průměty vrstevnic do roviny
xy, pro
k < 0 červeně (ve skutečnosti leží pod rovinou
xy), pro
k > 0 modře (ve skutečnosti leží nad rovinou
xy) a pro
k = 0 zeleně. Navíc jsou ještě naznačeny posunuté osy
x' a
y'.
V této situaci se nám řezy rovinami
y = 0 a
x = 0 příliš nehodí, vhodnější jsou řezy rovinami, které jsou kolmé k osám elips. V nových souřadnicích jsou to právě
y' = 0 a
x' = 0. První z nich dává parabolu
, druhá parabolu
.
|
|
|
|
|
Průměty vrstevnic do roviny xy pro k = -2...2, krok 0,5 |
|
Řez rovinou y' = 0. |
|
Řez rovinou x' = 0. |
Z těchto informací už si můžeme udělat obrázek o celkovém výsledku. Dostáváme pootočený
hyperbolický paraboloid.