ax2+2bxy+cy2=1
(x′y′)=(cosθsinθ−sinθcosθ)(xy)
から与式は
a(x′cosθ−y′sinθ)2+2b(x′cosθ−y′sinθ)(x′sinθ+y′cosθ)+c(x′sinθ+y′cosθ)2=1
x′2(acos2θ+2bcosθ⋅sinθ+csinθ)+y′2(a2sin2θ−2bcosθsinθ+ccos2θ)
+xy(−2acosθsinθ+2b(cos2θ−sin2θ)+2ccosθsinθ)=1
x軸とy軸に一致させるには
−2acosθsinθ+2b(cos2θ−sin2θ)+2ccosθsinθ=0
2(c−a)cosθsinθ+2b(cos2θ−sin2θ)=0
(c−a)sin2θ+2bcos2θ=0
cos2θsin2θ=a−c2b
tan2θ=a−c2b