第5章 曲面及其方程.pdf
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高等数学A
第5章空间解析几何
5.5 曲面及其方程
中南大学开放式精品示范课堂高等数学建设组
5.5 曲面及其方程
5.5.1 曲面方程引例
概念
曲 5.5.2 曲面方程的概念 习例1-5
面
及 5.5.3 旋转曲面及习例6-7
其
方 5.5.4 柱 面 椭球面
程 抛物面
5.5.5 二次曲面 马鞍面
单叶双曲面
双曲面
双叶双曲面
小结与思考题 锥面
一、曲面及其方程引例
引例:在空间直角坐标系中,球心在 ,半径
P (x , y ,z )
0 0 0 0
P (x , y ,z )
为 R 的球面上的点 满足什么条件?
P (x , y ,z ) P (x , y ,z )
点 到 的距离等于定值R ,即,
0 0 0 0
(x x )2 (y y )2 (z z )2 R2
0 0 0
2 2
引例:在空间直角坐标系中,满足 的点构成什
x y 1
么图形?
构成一个中心轴为Z轴的单位圆柱面.
二、曲面及其方程
1. 曲面方程的概念
曲面的实例很多:
水桶的表面、台灯的罩子面等.
曲面在空间解析几何中被看成是点的几何轨迹.
曲面方程的定义(定义5.5.1 ) :
如果曲面S与三元方程F(x,y,z)=0有下述关系:
(1) 曲面S上任一点的坐标都满足方程;
(2)不在曲面S上的点的坐标都不满足方程;
那么,方程F(x,y,z)=0就叫做曲面S 的方程,
而曲面S就叫做方程的图形.
研究空间曲面有两个基本问题:
(1)已知曲面作为点的轨迹时,求曲面方程.
(讨论旋转曲面)
(2)已知坐标间的关系式,研究曲面形状.
(讨论柱面、二次曲面)
2. 曲面及其方程习例
例1 建立球心在M (x , y , z ), 半径为R 的球面的方程.
0 0 0 0
例2 求与原点 及M
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