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抛物面的投影怎么求(抛物面在坐标面上的投影)

一、空间曲线的一般方程

导入:在立体几何中,我们学过:两平面相交,交于一条直线。

空间直线C可看作空间两曲面的交线。

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空间曲线的一般方程


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例1:方程组x^2+y^2+z^2=25和z=3表示以O为球心,半径为5的球面与z=3平面的交线。


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交线为圆

特点:曲线上的点都满足方程,满足方程的点不能同时满足两个方程。

例2:方程组x^2+y^2=16,z=3表示怎样的曲线?

交线为圆

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例3 方程组

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表示怎样的曲线?

解:

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表示上半球面,



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表示圆柱面


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交线如图:维维安妮曲线


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二、空间曲线的参数方程

空间曲线的参数方程如下

x=x(t) y=y(t) z=z(t) (α <=t<=β )

显然C上动点的坐标x,y,z都表示为参数t的函数,t=t1对应C上的一点t,t从α 连续变到 β时,可得到C上的全部点。

例4:若空间一点M在圆柱面x^2+y^2=a^2上以角速度w绕z轴旋转,同时又以线速度v沿平行于z轴的正向上升(其中w、v都是常数),则点M的轨迹构成螺旋线,试建立其参数方程。


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解:取时间t为参数,设t=0时,动点位于A(0,0,0)处,经过时间t,动点由A移动到M(x,y,z),M在xoy面上的投影M'(x,y,0)

由于动点在圆柱上以角速度w绕z轴旋转,经过时间t,角AOM'=wt

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动点以线速度v沿平行于z轴的正方向上z=M'M=vt

因此螺旋线的参数方程为x=acoswt,y=asinwt,z=vt

三、在坐标轴上的投影

1、平面曲线在坐标轴上的投影

2、平面区域在坐标轴上的投影

3、有向曲线在坐标轴上的投影

四、在坐标面上的投影

1、空间曲线在坐标面上的投影

设空间曲线的一般方程

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在xoy平面上的投影


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设空间曲线的一般方程:F(x,y,x)=0 G(x,y,z)=0

消去变量z后得:H(x,y)=0

空间曲线关于xoy面的投影柱面

投影柱面的特征:以此空间为准线,垂直于所投影的坐标面。


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例5 求曲线x^2+y^2+z^2=1和z=1/2 在xoy坐标面上的投影。

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解:消去变量z后得x^2+y^2=3/4,

在xoy面上的投影为x^2+y^2=3/4 z=0


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例6 求抛物面y^2+z^2=x 与平面x+2y-z=0的截线在三个坐标面上的投影方程。

解:截线方程为y^2+z^2=x x+2y-z=0

如图


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(1)消去z得投影x^2+5y^2+4xy-x=0 z=0

(2)消去y得投影x^2+5z^2-2xz-4x=0 y=0

(3)消去x得投影y^2+z^2+2y-z=0 x=0

补充:空间立体或曲面在坐标面上的投影.


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例7:

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则交线C在xoy面上的投影为x^2+y^2=1 z=0一个圆

所求立体在xoy面上的投影为

x^2+y^2<=1

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