9-4几种常见的二次曲面ppt课件.ppt

2020年4月16日星期四 1 第四节几种常见的二次曲面 一 问题的提出 二 柱面 四 旋转曲面 八 一般的二次曲面 九 小结与思考判断题 三 锥面 五 椭球面 六 双曲面 七 抛物面 2020年4月16日星期四 2 一 问题的提出 Introduction 三元二次方程表示的曲面 称为二次曲面 如球面 1 对称性 关于坐标面 坐标轴 2 存在范围 3 曲面与坐标轴 坐标面的关系 用平行于坐标面的平面去截曲面 由所得截痕来勾画曲面的大体形状及如下一些特性 二次曲面的研究方法 不能用描点法 而用截痕法 2020年4月16日星期四 3 二 柱面 1 柱面的定义 一般地 平行于定直线并沿定曲线C移动的直线L形成的轨迹叫做柱面 动直线L叫做柱面的母线 定曲线C叫做柱面的准线 2020年4月16日星期四 4 1 一般地 只含x y而缺z的方程F x y 0在空间直角坐标系中表示母线平行于z轴的柱面 其准线为xoy面上的曲线 例1 表示怎样的曲面 也是圆柱面 是平面 解 也是柱面 母线平行于z轴 准线为xoy面上的曲线 圆 的圆柱面 2020年4月16日星期四 5 2 一般地 只含x z而缺y的方程G x z 0在空间直角坐标系中表示母线平行于y轴的柱面 其准线为xoz面上的曲线 例2 表示怎样的曲面 母线平行于y轴 准线为xoz面上的曲线 抛物线 的抛物柱面 解 2020年4月16日星期四 6 2 练习题 下列方程在平面 空间直角坐标系中各表示什么图形 并画出其草图 3 一般地 只含y z而缺x的方程H y z 0在空间直角坐标系中表示母线平行于x轴的柱面 其准线为yoz面上的曲线 2020年4月16日星期四 7 三 锥面 椭圆锥面 特殊情形 当a b时 此时为圆锥面 曲面与平面z t相交 得截痕为不同高度 不同大小的椭圆 2020年4月16日星期四 8 1 定义 以一条平面曲线绕该平面上的一条直线旋转一周所成的曲面叫做旋转曲面 这条直线叫做旋转曲面的轴 旋转的曲线称为母线 四 旋转曲面 2020年4月16日星期四 9 2 旋转曲面方程的求法 把该曲线绕z轴旋转一周 得一个以z轴为轴的旋转曲面 为曲线C上的任意一点 则有 2020年4月16日星期四 10 点M到z轴的距离 此即为所求旋转曲面的方程 M 2020年4月16日星期四 11 注 求旋转曲面的方程的技巧 在曲线C的方程的第一个方程 中 只要将y改成 z不变 便得曲 同理 曲线C绕y轴旋转所成的旋转曲面的方程为 线C绕z轴旋转所成的旋转曲面的方程 2020年4月16日星期四 12 2 xoy面上的曲线C 绕x轴 绕y轴 3 zox面上的曲线C 绕x轴 绕z轴 2020年4月16日星期四 13 解 旋转面为 即 2020年4月16日星期四 14 例4xoy面上的椭圆 绕x轴转得曲面 绕y轴转得曲面 zox面上的双曲线 绕z轴转得曲面 绕x轴转得曲面 旋转椭球面 旋转椭球面 旋转单叶双曲面 旋转双叶双曲面 2020年4月16日星期四 15 例5 思考 方程表示怎样的曲面 是怎样形成的 或 解 是由 1 怎样形成 2 什么曲面 2020年4月16日星期四 16 五 椭球面 特殊情形 当a b c时 此时为球面 2020年4月16日星期四 17 当a b时 此时为旋转曲面 当a c时 此时为旋转曲面 当c b时 此时为旋转曲面 2020年4月16日星期四 18 1 单叶双曲面 当a b时为旋转单叶双曲面 六 双曲面 2020年4月16日星期四 19 2020年4月16日星期四 20 2 双叶双曲面 或者 当a c时为旋转双叶双曲面 2020年4月16日星期四 21 1 椭圆抛物面 a b时 成为旋转抛物面 七 抛物面 2020年4月16日星期四 22 2 双曲抛物面 马鞍面 也是双曲抛物面 2020年4月16日星期四 23 八 一般的二次曲面 在研究一般的二次曲面时 要利用坐标变换将其方程变为标准方程 1 坐标系的平移 坐标系的平移只改变原点的位置 不改变坐标轴的方向和单位长度 2020年4月16日星期四 24 设为原始坐标系 是空间一点 将原坐标系原点平移到得新坐标系 若点P在原坐标系下的坐标为 x y z 在新坐标系下的坐标为 X Y Z 则 或 坐标系平移时坐标变换公式 2020年4月16日星期四 25 例6用坐标系的平移化去方程 的一次项 解 将方程变形为 取平移变换 则方程变为 为旋转椭球面 2020年4月16日星期四 26 2 坐标系的旋转 略 2020年4月16日星期四 27 例7 指出下列方程所表示的曲面 1 2 3 4 2020年4月16日星期四 28 5 6 7 8 2020年4月16日星期四 29 9 12 10 11 2020年4月16日星期四 3