大學高數:空間曲線及其方程

2020-12-10 勞逸結合者

現實生活有各種各樣的曲線,大到飛機外形的弧線,小到螺絲的曲線,都是可以寫出方程的。而這些都是來自於大學的高數:空間曲線及其方程的內容。

大學的曲面和曲線這一章學起來確實很費腦,因為要想圖形是什麼樣子。但是,這些圖形也向我們展示著不一樣的美麗。

接下來先對一下上一章的答案,沒有看上一章的小夥伴們可以直接跳到下面的內容。

題目在小編的上一篇文章:大學高數:曲面及其方程中。

1.看方程,確定曲面是什麼形狀。

這類題,如果不是二次曲面是很好判斷的。如果是二次曲面,則先看方程屬於五類中的哪一類,然後再細分。

(1)平面解析幾何:表示平行於y軸,距離y軸為2的一條直線。空間解析幾何:表示平行於yOz平面且距離為2的平面。

(2)平面解析幾何:表示一條斜率為1,在y軸上截距為1的直線。空間解析幾何:表示平行於z軸的一個平面。

(3)平面解析幾何:表示一個圓。空間解析幾何:表示一個圓柱面。(是二次曲面中的圓柱面)

(4)平面解析結合中:表示雙曲線。空間解析幾何:表示一個雙曲柱面。(先判斷類型,屬於柱面一類中的雙曲柱面)

2.

(1)表示一個橢球面。是二次曲面中的橢球面一類方程。

(2)表示一個單葉雙曲面。是五類中雙曲面,然後看化為標準形式後,右邊為1,則是單葉雙曲面,口朝著y軸。

(3)表示一個雙葉雙曲面。是五類中的雙曲面,化為標準形式後,右邊為-1,則是雙葉雙曲面。

(4)表示一個橢圓椎面。是五類中的橢圓椎面,碗口朝上。

3.這三個曲面為了好看,小編都是通過計算機畫的。

(1)單葉雙曲面

(2)雙葉雙曲面

(3)橢圓拋物面

空間曲線及其方程:

這部分內容共三部分:空間曲線的一般方程、參數方程、空間曲線在坐標面上的投影。

一:一般方程

一般方程所給的形式是兩個曲面方程的交線,它們的交線就是一條空間曲線。

二:參數方程

像我們之前說的螺絲的曲線用參數方程表示就是最好的選擇。如下:

三:空間曲線在坐標面上的投影

空間上的投影主要應用於計算重積分和曲面積分中。

一條空間曲線投影到坐標面上後就是一條平面的曲線了。

例:

一般求投影曲線的方程時都會先求投影柱面,然後再求投影曲線。

求投影柱面,例如投影到xOy平面上,就是消去平面方程中的z,然後就得投影柱面。

最終得投影曲線:

類似的投影到其它坐標面:

下圖是一些空間立體或曲面在坐標面上的投影:

大學高數中的空間曲線及其方程就到這裡了,接下來還是幾道題來練練手。

1.

2.

3.

最後小編想送給看到最後的小夥伴們一句話:每個人都有夢想,但不一樣的是:有的人只夢,有的人敢想。

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