解析几何发展史
浅谈解析几何发展简史及其教育启示
作者：罗兵
专业:数学与应用数学
年级：2014级三班
学号：1429140321
摘要：解析几何学的发展历史是一部人类认识世界,改造世界的壮丽史诗.它发源于四大文明古国,历经了由感性上升到理性的曲折.几何学历经千百年沧桑,却依旧生机勃勃,其根本性原因就在于它是启迪人类智慧的最有价值的教科书,其不可替代的教育价值是其生命源泉。
关键词：变量数学，变数，解析几何
开篇话：
当笛卡尔创立了坐标系，当变量引入数学，数学从此走上了一个新的发展期，这就是变量数学的时期。恩格斯对此曾经作过评价:"数学中的转折点是笛卡尔的变数，有了变数，运动进入了数学；有了变数，辩证法进入了数学；有了变数，微积分也就立刻成了必要的了，……"
一〃背景
解析几何是自然科学和工程技术中一种最基本的数学工具，它的产生和发展，曾在数学发展过程中起过重要的作用。
解析几何的实际背景更多的是来自对变量数学的需求。解析几何产生数学自身的条件：几何学已出现解决问题的乏力状态；代数已成熟到能足以有效地解决几何问题的程度.解析几何的实际背景更多的是来自对变量数学的需求。从16世纪开始，欧洲资本主义逐渐发展起来，进入了一个生产迅速发展，思想普遍活跃的时代。生产实践积累了大量的新经验，并提出了大量的新问题。可是，对于机械、建筑、水利、航海、造船、显微镜和火器制造等领域的许多数学问题，已有的常量数学已无能为力，人们迫切地寻求解决变量问题的新数学方法。在17世纪初期，虽然许多优秀的数学家了解到这种需要，并已接触了一些解析几何的概念，但其中较先认识到创建解析几何这门新学科的是法国的数学家笛卡儿(R．Descartes，1596～1650)、费马(P．de Fermat，1601～1665)。他们的出发点不同，但却殊途同归。
二〃历程
（一）笛卡尔的思想
法国数学家笛卡尔（Descartes，1596-1650)和费马（fermat，1601-1665）作出了最重要的贡献，成为解析几何学的创立者。1637年，笛卡尔发表哲学著作《更好地指导和寻求真理的方法论》（简称《方法论》），《几何学》作为其附录之一发表.笛卡尔的《几何》虽然不像现在的解析几何那样，给读者展现出一个从建立坐标系和方程到研究方程的循序过程，但是他通过具体的实例，确定表达了他的新思想和新方法．这种思想和方法尽管在形式上没有现在的解析几何那样完整，但是在本质上它却是地道的解析几何．笛卡尔的解析几何有两个基本思想：（１）用有序数对表示点的坐标；（２）把互相关联的两个未知数的代数方程，看成平面上的一条曲线。费马是一位业余数学家，但他的数学成就在17世纪数学史上非常突出，为微积分、概率论和数论的创立和发展都作出了最重要的贡献。早在笛卡尔的《几何学》发表以前，费马已经用解析几何的方法对阿波罗尼斯某些失传的关于轨迹的证明作出补充．他通过引进坐标，以一种统一的方式把几何问题翻译为代数的语言——方程，从而通过对方程的研究来揭示图形的几何性质．费马所用的坐标系与现在常用的直角坐标系不同，它是斜坐标，而且也没有y 轴
（二）变数的引入
解析几何的创建，最重要的一点是在数学中引进了变数。变数的引入，成为数学发展的一个转折点，并促进了微积分的发展。由于笛卡儿和费马在解析几何中引进了变数的概念，并把描述运动的函数关系和曲线问题的研究统一起来。从而，关于求速度和路程这类问题，就可以化为求切线和求面积的问题。于是，解决生产实践中提出的有关运动变化的一些问题，就可以应用数学上的这些成果。由于解析几何产生，和在长期积累的大量数学成果的基础上，牛顿( Newton 1642—1707)和莱布尼兹(Leibniz 1646—1716)于17世纪后期建立了微积分。解析几何和微积分的出现，使得实践中很多问题变得容易解决了，它们从本质上改变了当时的数学面貌。解析几何和微积分的出现，实现了常量数学向变量数学的飞跃。因此，微积分的出现是建立和发展变量数学的又一个伟大成就。
（三）解析几何对实际生活的作用
由于生产和科学实践的需要，解析几何有了广泛的应用，因而不断地发展起来，较早把解析几何推向前进的是牛顿，他在1704年，对于二次和三次曲线理论进行了较系统的研究。特别是，得到了“直径”的一般理论。例如，二次曲线的平行弦中点的轨迹是直线，这个结论，对于椭圆、双曲线、抛物线都是正确的。对于这个早已熟知的命题，要用综合几何的方法来论证是非常困难的，但用解析几何的方法却很容易就证明了。这也显示了解析几何的作用。
（四）后续发展
1748年，著名的数学家欧拉(Euler 1707—1783)在他的《分析引论》著作中，论述并发展了解析几何，他不仅对二次曲线进行了详细讨论，而且还研究了高阶曲线。他讨论了坐标的平移和旋转，并且得出在坐标变换下，方程的次数不会改变。同时，欧拉还在他的书中详细讨论了带两个变量的二次方程总可以化成9种标准形式中的一种。也就是对平面曲线作了分类。
在欧拉之后，拉格朗日(Lagrange 1736— 1813)对解析几何的发展作出了重大贡献。他把力、速度、加速度表示为有向线段。有向线段沿坐标的分解系数或有向线段在轴上的射影是一组数。这样，有向线段就可以和数组对应起来，也就是所谓的“算术化”由于数学和物理在电学的影响下，广泛地讨论和使用了有向线段的理论，因此，后来就被称为向量。向量理论现已成为解析几何的主要组成部分。
解析几何从产生到现在，经过漫长的发展道路。现代的解析几何无论是方法还是内容已发生了很大的变化。方法更加多样，内容更加丰富和广泛，特别是具有重要意义的变换、变换群以及不变量的理论已被引入解析几何。因而，仿射几何、射影几何已成为解析几何的一部分。它们在研究几何图形的仿射、射影性质，在研究二次曲线和二次曲面的分类理论，以及建筑、测绘等方面都有广泛的应用。
解析几何的发展，虽然较为完善，但并不是到了尽头。作为普通的解析几何的延续和推广，早已出现了代数几何，现在作为教科书范围的解析几何，只不过是其中极其初浅的一部分罢了。
三〃教育启示
（一）几何学的教育价值在于理解命题导致发现
几何学作为世界文明史上的一个科学系统,经历了上千年的千锤百炼.几何学所具有的深刻的逻辑结构、丰富的直观背景和鲜明的认知层次,使直觉和形式化产生了十分特殊的联系,使得几何学成为启发逻辑思维和培养演绎推理能力的最有效的途径.它可以帮助人们在混沌中找到秩序,按逻辑推理求得规律.几何学从简单而清楚的基础出发,运用推理的方法,有顺序地导出一系列重要的推断,这些推断不仅有着广泛的应用领域,
而且使人们在这变幻莫测的世界上体验到数学的确定性.几何证明的含义并不在于检验核实几何命题的真假性,而在于理解命题,启迪思维,交流思想,导致发现.几何学的教育价值也正体现在其内容的直观性、难度的层次性、真假的实验性以及推理过程的可预见性.正因为如此,几何教育有助于发展学生演绎推理和逻辑思维的能力,有助于培养学生的直觉思维能力和养成良好的思维习惯,有助于学生形成数学理解能力、交流能力和探究能力
（二）几何教育的目标是培养人的科学精神
人类文明首先在黄河流域的中国、幼发拉底河与底格里斯河的马伦比、印度河与恒河的印度、尼罗河下游的埃及诞生,几何学也首先是在这些地方产生的,它历尽了千百年沧桑。纵观世界几何学的发展历史,一部几何学正是一部人类认识世界、改造世界的壮丽史诗.无数数学家为追求真理而顽强奋搏,为坚持真理而甘洒热血,为忍受模糊而耗尽年华,为造福人类而探究创新.其执著追求的科学精神价值是不可估量的,几何学教育价值的核心也正在于此.几何学的发展历史不仅表明了它是世界文明史上的一个科学体系,也表明了它是人类最为丰富、最为宝贵、最有价值的精神财富.正因为如此,几何教育有助于学生“品格的塑造”;有助于促使学生学会“有理想的生活”;有助于培养学生献身于科学的精神;有助于培养学生的爱国主义精神;有助于使学生牢固地树立起为祖国和为人民而奋斗的理想,并坚韧不拨地为实现这种理想而奋斗。
参考文献L李文林．《数学史教程》，高等教育出版社．2001．2．梁宗巨．《世界数学通史》，辽宁教育出版社．1996
第八章平面解析几何质量检测
第八章 平面解析几何 （时间120分钟，满分150分） 、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分?在每小题给出的四个选项中，只有 项是符合题目要求的） 1 .抛物线y 2= ax （a 丰0）的焦点到其准线的距离是 C ? |a| 解析：由已知焦点到准线的距离为 p =鸟 答案：B 2.过点A(4, a)与B(5 , b)的直线与直线 y = x + m 平行，则|AB| = B. .2 b — a 解析：由题知 ----- =1, ?- b — a = 1. 5— 4 ???|AB|= (5-4)2+ (b — a)2= 2. 答案：B 答案: ax + 2by — 2 = 0(a >0, b >0)始终平分圆 x 2 + y 2 — 4x — 2y — 8 = 0 的周长，则* + f 的 最小值为 ( ) A . 1 B . 5 C . 4 2 D . 3+ 22 解析：由(x — 2)2+ (y — 1)2= 13,得圆心(2,1), ???直线平分圆的周长，即直线过圆心. ?? a + b = 1. 12 ,12 b 「2a ?-a + b = (a + b )(a + b )= 3 + a + T 》3 + 22 ， 当且仅当b =弓，即a = 2 — 1, b = 2 — 2时取等号， a b D .不确定 3.已知双曲线 2 2 X —y^= 1的离心率为e , 抛物线x = 2pf 的焦点为（e,0）,则p 的值为（ B . 1 1 Cd 解析: 依题意得e = 2，抛物线方程为 y2= 2p x ，故 8p = 2,得 p = 和 4.若直线
解析几何第四版吕林根课后习题答案第三章(同名3095)
第三章 平面与空间直线 § 3.1平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程： （1）通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面（2）通过点 )1,5,1(1-M 和)2,2,3(2-M 且垂直于xoy 坐标面的平面； （3）已知四点)3,1,5(A ，)2,6,1(B ，)4,0,5(C )6,0,4(D 。求通过直线AB 且平行于直线CD 的平面，并求通过直线AB 且与ABC ?平面垂直的平面。 解： （1）Θ }1,2,2{21--=M M ，又矢量}2,0,1{-平行于所求平面， 故所求的平面方程为： ?? ? ??++-=-=--=v u z u y v u x 212123 一般方程为：07234=-+-z y x （2）由于平面垂直于xoy 面，所以它平行于z 轴，即}1,0,0{与所求的平面平行，又 }3,7,2{21-=M M ，平行于所求的平面，所以要求的平面的参数方程为： ?? ? ??+-=+-=+=v u z u y u x 317521 一般方程为：0)5(2)1(7=+--y x ，即01727=--y x 。 （3）（ⅰ）设平面π通过直线AB ，且平行于直线CD ： }1,5,4{--=，}2,0,1{-= 从而π的参数方程为： ?? ? ??+-=+=--=v u z u y v u x 235145 一般方程为：0745910=-++z y x 。 （ⅱ）设平面π'通过直线AB ，且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=， }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=?
第八章 空间解析几何答案
第八章 空间解析几何与向量代数 §8.1向量及其线性运算 1.填空题 （1）点)1,1,1(关于xoy 面对称的点为（)1,1,1(-），关于yoz 面对称的点为（)1,1,1(-），关于xoz 面对称的点为（)1,1,1(-）. （2）点)2,1,2(-关于x 轴对称的点为（)2,1,2(-），关于y 轴对称的点为（)2,1,2(---），关于z 轴对称的点为（)2,1,2(-），关于坐标原点对称的点为（)2,1,2(--）. 2. 已知两点)1,1,1(1M 和)1,2,2(2M ，计算向量21M M 的模、方向余弦和方向角. 解：因为)0,1,1(21=M M ，故2||21= M M ，方向余弦为2 2 cos = α，22cos =β，0cos =γ，方向角为4πα=，4π β=， 2 πγ=. 3. 在yoz 平面上，求与)1,1,1(A 、)2,1,2(B 、)3,3,3(C 等距离的点. 解：设该点为),,0(z y ，则 222222)3()3(9)2()1(4)1()1(1-+-+=-+-+=-+-+z y z y z y ， 即?????-+-+=-+-+-+=-+2 2222 2) 3()3(9)2()1(4)2(4)1(1z y z y z z ，解得???==33y z ，则该点 为)3,3,0(. 4. 求平行于向量k j i a 432-+=的单位向量的分解式. 解：所求的向量有两个，一个与a 同向，一个与a 反向. 因为 29)4(32||222=-++=a ，所以)432(29 1k j i e a -+± =. 5. 已知点)6,2,1(-B 且向量在x 轴、y 轴和z 轴上的投影分别为1,4,4-， 求点A 的坐标. 解：设点A 的坐标为),,(z y x ，由题意可知)1,4,4()6,2,1(-=----z y x ，则5,6,5=-==z y x ，即点A 的坐标为)5,6,5(-. §8.2 数量积 向量积 1.若3 ),(,4||,3||π = ==Λ b a b a ，求b a c 23-=的模. 解：b b b a a b a a b a b a c 22233233)23()23(||2 ?+?-?-?=-?-=
数学函数的发展史
总课题:数学的发展史 子课题:函数的发展史 一、组长:李 组员:刘田仁姬孙二、指导老师：张
三、班级：高一12班 四、成员简介: 李：性格开朗、刻苦认真担任组长 刘：喜欢英语、大方担任搜集 仁：喜欢信息、刻苦认真担任写作 姬:开朗大方、热情担任搜集 孙：爱好动漫、画画性格外向担任整理 田:开朗大方刻苦认真担任整理 五、选题的原因: 开阔视野，增长见识。提高我们的数学修养‘可以使我们更好的融合在一起,加强团结,了解数学。 六:研究计划： 共六人：姬刘担任搜集 李仁担任写作 孙田整理资料 七：研究成果： 历史表明,重要数学概念对数学发展的作用是不可估量的，函数概念对数学发展的影响,可以说是贯穿古今、旷日持久、作用非凡,回顾函数概念的历史发展，看一看函数概念不断被精炼、深化、丰富的历史过程,是一件十分 有益的事情，它不仅有助于我们提高对函数概念来龙去脉认识的清晰度,而且更能帮助我们领悟数学概念对数学发展,数学学习的巨大作用. （一)1.早期函数概念——几何观念下的函数 十七世纪伽俐略(G.Galileｏ,意，１５64－1６42)在《两门新科学》一书中,几乎全部包含函数或称为变量关系的这一概念,用文字和比例的语言表达函数的关系。16７3年前后笛卡尔(Desｃａrｔeｓ,法,1596-1６５0）在他的解析几何中，已注意到一个变量对另一个变量的依赖关系,但因当时尚未意识到要提炼函数概念,因此直到17世纪后期牛顿、莱布尼兹建立微积分时还没有人明确函数的一般意义，大部分函数是被当作曲线来研究的。 马克思曾经认为，函数概念来源于代数学中不定方程的研究.由于罗马时代的丢番图对不定方程已有相当研究,所以函数概念至少在那时已经萌芽．自哥白尼的天文学革命以后，运动就成了文艺复兴时期科学家共同感兴趣的问题,人们在思索:既然地球不是宇宙中心，它本身又有自转和公转，那么下降的物体为什么不发生偏斜而还要垂直下落到地球上？行星运行的轨道是椭圆，原理是什么?还有,研究在地球表面上抛射物体的路线、射程和所能达到的高度,以及炮弹速度对于高度和射程的影响等问题,既是科学家的力图解决的问题，也是军事家要求解决的问题，函数概念就是从运动的研究中引申出的一个数学概念，这是函数概念的力学来源.
同济大学(高等数学)_第八章_向量代数与解析几何
同济大学(高等数学)_第八章_向量代数与解 析几何 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第五篇 向量代数与空间解析几何 第八章 向量代数与空间解析几何 解析几何的基本思想是用代数的方法来研究几何的问题，为了把代数运算引入几何中来，最根本的做法就是设法把空间的几何结构有系统的代数化，数量化. 平面解析几何使一元函数微积分有了直观的几何意义，所以为了更好的学习多元函数微积分，空间解析几何的知识就有着非常重要的地位. 本章首先给出空间直角坐标系，然后介绍向量的基础知识，以向量为工具讨论空间的平面和直线，最后介绍空间曲面和空间曲线的部分内容. 第1节 空间直角坐标系 1.1 空间直角坐标系 用代数的方法来研究几何的问题，我们需要建立空间的点与有序数组之间的联系，为此我们通过引进空间直角坐标系来实现. 1.1.1 空间直角坐标系 过定点O ，作三条互相垂直的数轴，这三条数轴分别叫做x 轴(横轴）、y 轴(纵轴)、z 轴(竖轴)，它们都以O 为原点且具有相同的长度单位. 通常把x 轴和y 轴配置在水平面上，而z 轴则是铅垂线；它们的正方向要符合右手规则：右手握住z 轴，当右手的四指从x 轴的正向转过2 角度指向y 轴正向时，大拇指的指向就是z 轴的正向，这样就建立了一个空间直角坐标系（图8-1），称为Oxyz 直角坐标系，点O 叫做坐标原点. 图8-1 在Oxyz 直角坐标系下，数轴Ox ,Oy ,Oz 统称为坐标轴，三条坐标轴中每两条可以确定一个平面，称为坐标面，分别为xOy ，yOz ，zOx ，三个坐标平面 y x z O
解析几何第四版吕林根课后习题答案第三章
第三章 平面与空间直线 § 平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程： （1）通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面（2）通过点 )1,5,1(1-M 和)2,2,3(2-M 且垂直于xoy 坐标面的平面； （3）已知四点)3,1,5(A ，)2,6,1(B ，)4,0,5(C )6,0,4(D 。求通过直线AB 且平行于直线CD 的平面，并求通过直线AB 且与ABC ?平面垂直的平面。 解： （1）Θ }1,2,2{21--=M M ，又矢量}2,0,1{-平行于所求平面， 故所求的平面方程为： 一般方程为：07234=-+-z y x （2）由于平面垂直于xoy 面，所以它平行于z 轴，即}1,0,0{与所求的平面平行，又}3,7,2{21-=M M ，平行于所求的平面，所以要求的平面的参数方程为： 一般方程为：0)5(2)1(7=+--y x ，即01727=--y x 。 （3）（ⅰ）设平面π通过直线AB ，且平行于直线CD ： }1,5,4{--=，}2,0,1{-= 从而π的参数方程为： 一般方程为：0745910=-++z y x 。 （ⅱ）设平面π'通过直线AB ，且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=AB ， }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=?AC AB 均与π'平行，所以π'的参数式方程为： 一般方程为：0232=--+z y x . 2.化一般方程为截距式与参数式：
042:=+-+z y x π. 解： π与三个坐标轴的交点为：)4,0,0(),0,20(),0,0,4(--， 所以，它的截距式方程为： 14 24=+-+-z y x . 又与所给平面方程平行的矢量为：}4,0,4{},0,2,4{-， ∴ 所求平面的参数式方程为： 3.证明矢量},,{Z Y X =平行与平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为： 0=++CZ BY AX . 证明： 不妨设0≠A ， 则平面0=+++D Cz By Ax 的参数式方程为： 故其方位矢量为：}1,0,{},0,1,{A C A B --， 从而v 平行于平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为： ，}1,0,{},0,1,{A C A B -- 共面? ? 0=++CZ BY AX . 4. 已知连接两点),12,0(),5,10,3(z B A -的线段平行于平面0147=--+z y x ，求B 点的z 坐标. 解： Θ }5,2,3{z +-= 而平行于0147=--+z y x 由题3知：0)5(427)3(=+-?+?-z 从而18=z . 5. 求下列平面的一般方程. ⑴通过点()1,1,21-M 和()1,2,32-M 且分别平行于三坐标轴的三个平面; ⑵过点()4,2,3-M 且在x 轴和y 轴上截距分别为2-和3-的平面;
数学发展简史
数学发展简史 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
数学发展简史数学发展史大致可以分为四个阶段。 一、数学形成时期（——公元前 5 世纪） 建立自然数的概念，创造简单的计算法，认识简单的几何图形；算术与几何尚未分开。 二、常量数学时期（前 5 世纪——公元 17 世纪） 也称初等数学时期，形成了初等数学的主要分支：算术、几 何、代数、三角。该时期的基本成果，构成中学数学的主要内容。 1．古希腊（前 5 世纪——公元 17 世纪） 毕达哥拉斯——“万物皆数” 欧几里得——《几何原本》 阿基米德——面积、体积 阿波罗尼奥斯——《圆锥曲线论》
托勒密——三角学 丢番图——不定方程 2．东方（公元 2 世纪——15 世纪） 1）中国 西汉（前 2 世纪）——《周髀算经》、《九章算术》 魏晋南北朝（公元 3 世纪——5 世纪）——刘徽、祖冲之出入相补原理，割圆术，算π 宋元时期（公元 10 世纪——14 世纪）——宋元四大家杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰 天元术、正负开方术——高次方程数值求解； 大衍总数术——一次同余式组求解 2）印度 现代记数法（公元 8 世纪）——印度数码、有 0；十进制
（后经阿拉伯传入欧洲，也称阿拉伯记数法） 数学与天文学交织在一起 阿耶波多——《阿耶波多历数书》（公元 499 年） 开创弧度制度量 婆罗摩笈多——《婆罗摩修正体系》、《肯特卡迪亚格》代数成就可贵 婆什迦罗——《莉拉沃蒂》、《算法本源》（12 世纪）算术、代数、组合学 3）阿拉伯国家（公元 8 世纪——15 世纪） 花粒子米——《代数学》曾长期作为欧洲的数学课本 “代数”一词，即起源于此；阿拉伯语原意是“还原”，即“移项”；此后，代数学的内容，主要是解方程。 阿布尔．维法
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第一章矢量与坐标 § 1.1矢量的概念 1.下列情形中的矢量终点各构成什么图形？ （1）把空间中一切单位矢量归结到共同的始点； （2）把平行于某一平面的一切单位矢量归结到共同的始点； （3）把平行于某一直线的一切矢量归结到共同的始点； （4）把平行于某一直线的一切单位矢量归结到共同的始点. 解： 2.设点 O 是正六边形 ABCDEF的中心， 在矢量 OA 、 OB 、 OC 、 OD 、 OE 、 OF 、 AB 、 BC 、 CD、DE 、 EF O 和 FA 中，哪些矢量是相等的？ [解 ]： 图 1-1 3.设在平面上给了一个四边形ABCD，点 K、L、 M、N 分别是边ＡＢ、ＢＣ、ＣＤ、 ＤＡ的中点，求证：KL ＝ NM .当ABCD是空间四边形时，这等式是否也成立？ [证明 ]： . 4.如图1-3，设ABCD-EFGH是一个平行六面体， 在下列各对矢量中，找出相等的矢量和互为相反 矢量的矢量： (1) AB、; (2) AE、; (3) AC 、 CD CG EG ; (4)AD 、 GF ;(5)BE 、 CH . 解： 图1—3
§ 1.2矢量的加法 1.要使下列各式成立，矢量a,b 应满足什么条件？ （1）a b a b;（2）a b a b ; （3）a b a b ;（4）a b a b ; （5）a b a b . 解： § 1.3数量乘矢量 1试解下列各题． ⑴化简 (x y) (a b) (x y) (a b) ． ⑵已知 a e1 2 e2e3， b 3e12e2 2 e3，求a b ， a b 和 3 a 2 b ． ⑶ 从矢量方程组解：3 x 4 y a ，解出矢量 x ，y．2 x 3 y b 2 已知四边形ABCD 中， AB a 2 c ，CD 5 a 6 b 8 c ，对角线AC 、 BD 的中 点分别为 E 、 F ，求EF． 解： 3 设AB a 5 b ， BC 2 a 8 b ，CD3( a b) ，证明： A 、 B 、 D 三点共线．解：
数学的发展历史
数学的发展历史 数学是一门伟大的科学，数学作为一门科学具有悠久的历史，与自然科学相比，数学更是积累性科学，它是经过上千年的演化发展才逐渐兴盛起来。同时数学也反映着每个时代的特征，美国数学史家克莱因曾经说过:"一个时代的总的特征在很大程度上与这个时代的数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显"。"数学不仅是一种方法、一门艺术或一种语言，数学更主要是一门有着丰富内容的知识体系，其内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家十分有用，同时影响着政治家和神学家的学说"。数学已经广泛地影响着人类的生活和思想，是形成现代文化的主要力量。而数学的历史更从另一个侧面反映了数学的发展。但有一点值得注意的是，人是这一方面的创造者，因此人本身的作用起着举足轻重的作用，首先表现为是否爱数学，是否愿为数学贡献毕生的精力。正是这主导着数学。 数学史是研究数学发展历史的学科，是数学的一个分支，和所有的自然科学史一样，数学史也是自然科学和历史科学之间的交叉学科。数学史和数学研究的各个分支，和社会史与文化史的各个方面都有着密切的联系，这表明数学史具有多学科交叉与综合性强的性质。 数学出现于包含著数量、结构、空间及变化等困难问题内。一开始，出现于贸易、土地测量及之后的天文学；今日，所有的科学都存在着值得数学家研究的问题，且数学本身亦存在了许多的问题。而这一切都源于数学的历史。 数学的演进大约可以看成是抽象化的持续发展，或是题材的延展。从历史时代的一开始，数学内的主要原理是为了做测量等相关计算，为了了解数字间的关系，为了测量土地，以及为了预测天文事件而形成的。这些需要可以简单地被概括为数学对数量、结构方面的研究。数学从古至今便一直不断地延展，且与科学有丰富的相互作用，并使两者都得到好处。数学在历史上有着许多的发现，并且直至今日都还不断地发现中。 数学发展具有阶段性，因此根据一定的原则把数学史分成若干时期。目前通常将数学发展划分为以下五个时期： 1．数学萌芽期（公元前600年以前）； 2．初等数学时期（公元前600年至17世纪中叶）； 3．变量数学时期（17世纪中叶至19世纪20年代）； 4．近代数学时期（19世纪20年代至第二次世界大战）； 5．现代数学时期（20世纪40年代以来）
世界数学发展史
第一节数学发展的主要阶段 2009-10-12 10:05:28 来源：中外数学网浏览：7次 乔治·萨顿曾说过：“科学史是人类认识自然的经验的历史回顾。”数学史是数学发展历史的回顾，它研究数学产生发展的历史过程，探求其发展的规律。研究数学史，可以通过历史留下的丰富材料，了解数学何时兴旺发达，何时停滞衰退，从中总结经验教训，以利于数学更进一步的发展。关于数学发展史的分期，一般来说，可以按照数学本身由低级到高级分阶段进行，也就是分成四个本质不同的发展时期，每一新时期的开始都以卓越的科学成就作标志，这些成就确定了数学向本质上崭新的状态过渡．这里我们主要介绍世界数学史的发展。 一、数学的萌芽时期 这一时期大体上从远古到公元前六世纪．根据目前考古学的成果，可以追溯到几十万年以前．这一时期可以分为两段，一是史前时期，从几十万年前到公元前大约五千年；二是从公元前五千年到公元前六世纪． 数学萌芽时期的特点，是人类在长期的生产实践中，逐步形成了数的概念，并初步掌握了数的运算方法，积累了一些数学知识．由于土地丈量和天文观测的需要，几何知识初步兴起，但是这些知识是片断和零碎的，缺乏逻辑因素，基本上看不到命题的证明．这个时期的数学还未形成演绎的科学． 这一时期对数学的发展作出贡献的主要是中国、埃及、巴比伦和印度．从很久以前的年代起，我们中华民族勤劳的祖先就已经懂得数和形的概念了． 在漫长的萌芽时期中，数学迈出了十分重要的一步，形成了最初的数学概念，如自然数、分数；最简单的几何图形，如正方形、矩形、三角形、圆形等．一些简单的数学计算知识也开始产生了，如数的符号、记数方法、计算方法等等．中小学数学中关于算术和几何的最简单的概念，就是在这个时期的日常生活实践基础上形成的． 总之，这一时期是最初的数学知识积累时期，是数学发展过程中的渐变阶段． 二、初等数学时期 从公元前六世纪到公元十七世纪初，是数学发展的第二个时期，通常称为常量数学或初等数学时期．这一时期也可以分成两段，一是初等数学的开创时代，二是初等数学的交流和发展时代． 1．初等数学的开创时代． 这一时代主要是希腊数学．从泰勒斯(Thales，公元前636—前546)到公元641年亚历山大图书馆被焚，前后延续千余年之久，一般把它划分为以下几个阶段： (1)爱奥尼亚阶段(公元前600—前480年)； (2)雅典阶段(公元前480—前330年)； (3)希腊化阶段(公元前330—前200年)； (4)罗马阶段(公元前200—公元600年)． 爱奥尼亚阶段的主要代表有米利都学派、毕达哥拉斯(Pythagoras，公元前572—前497)学派和巧辩学派．在这个阶段上数学取得了极为重要的成就，其中有：开始了命题的逻辑证明，发现了不可通约量，提出了几何作图的三大难题——三等分任意角、倍立方和化圆为方，并且试图用“穷竭法”去解决化圆为方的问题．所有这些成就，对数学后来的发展产生了深远的影响． 雅典阶段的主要代表有柏拉图(Plato，公元前427—前347)学派、亚里斯多德(Aristotle，公元前384—前322)的吕园学派、埃利亚学派和原子学派．他们在数学上取得的成果，十分令人赞叹，如柏拉图强调几何对培养逻辑思维能力的重要作用；亚里斯多德建立了形式逻辑，并且把它作为证明的工具．所有这些成就把数学向前推进了一大步． 上述两个阶段称为古典时期．这一时期的数学发展，在希腊化阶段上开花结果，取得了
2020高考数学总复习第八章解析几何课时作业55理含解析新人教A版
课时作业55 抛物线 1．(2019·广东珠海模拟)已知抛物线y 2 ＝4x 的焦点为F ，准线为l ，点P 为抛物线上一 点，且在第一象限，PA ⊥l ，垂足为A ，|PF |＝4，则直线AF 的倾斜角等于( B ) A.7π12 B ．2π3 C.3π4 D ．5π6 解析：由抛物线y 2 ＝4x 知焦点F 的坐标为(1,0)，准线l 的方程为x ＝－1，由抛物线定义可知|PA |＝|PF |＝4，所以点P 的坐标为(3,23)，因此点A 的坐标为(－1,23)，所以k AF ＝ 23－0－1－1＝－3，所以直线AF 的倾斜角等于2π 3 ，故选B. 2．(2019·湖北四地七校联考)已知抛物线y 2 ＝2px (p ＞0)，点C (－4,0)，过抛物线的焦点作垂直于x 轴的直线，与抛物线交于A ，B 两点，若△CAB 的面积为24，则以直线AB 为准线的抛物线的标准方程是( D ) A ．y 2 ＝4x B ．y 2 ＝－4x C ．y 2＝8x D ．y 2 ＝－8x 解析：因为AB ⊥x 轴，且AB 过点F ，所以AB 是焦点弦，且|AB |＝2p ，所以S △CAB ＝ 12 ×2p ×? ?? ??p 2＋4＝24，解得p ＝4或－12(舍)，所以抛物线方程为y 2 ＝8x ，所以直线AB 的方程 为x ＝2，所以以直线AB 为准线的抛物线的标准方程为y 2 ＝－8x ，故选D. 3．已知抛物线C ：x 2 ＝2py (p ＞0)，若直线y ＝2x 被抛物线所截弦长为45，则抛物线C 的方程为( C ) A ．x 2 ＝8y B ．x 2 ＝4y C ．x 2＝2y D ．x 2 ＝y 解析：由? ?? ?? x 2 ＝2py ， y ＝2x ，得? ?? ?? x ＝0， y ＝0或? ?? ?? x ＝4p ， y ＝8p ， 即两交点坐标为(0,0)和(4p,8p )， 则 4p 2 ＋8p 2＝45，得p ＝1(舍去负值)， 故抛物线C 的方程为x 2 ＝2y . 4．(2019·河南百校联盟联考)已知抛物线C ：y 2 ＝2px (p ＞0)的焦点为F ，点M 在抛物线C 上，且|MO |＝|MF |＝3 2 (O 为坐标原点)，则OM →·MF → ＝( A ) A ．－74 B ．74
解析几何第三章知识点
第三章 平面与空间直线 版权所有，侵权必究 §3.1 平面的方程 1．平面的点位式方程 在空间给定了一点M 0与两个不共线的向量a ，b 后，通过点M 0且与a ，b 平行的平面π 就惟一被确定. 向量a ，b 叫平面π 的方位向量. 任意两个与π 平行的不共线的向量都可作为平面 π 的方位向量. 取标架{}321,,;e e e O ，设点M 0的向径0r =0OM ={}000,,z y x ， 平面π 上任意一点M 的向径为r =OM = {x ，y ，z }（如图）. 点M 在平面π上的充要条件为向量M M 0与向量a ，b 共面. 由于a ，b 不共线，这个共面的条件可以写成 M M 0= u a ＋v b 而M M 0= r －r 0，所以上式可写成 r = r 0＋u a ＋v b (3.1－1) 此方程叫做平面π 的点位式向量参数方程，其中u ，v 为参数. 若令a = {1X ，1Y ，1Z }，b = {2X ，2Y ，2Z }，则由(3.1－1)可得 ?????++=++=++=v Z u Z z z v Y u Y y y v X u X x x 210210210 (3.1－2) 此方程叫做平面π 的点位式坐标参数方程，其中u ，v 为参数. (3.1－1)式两边与a ×b 作内积，消去参数u ，v 得 (r －r 0，a ，b ) = 0 (3.1－3) 此即 2 2 2 111000Z Y X Z Y X z z y y x x ---=0 (3.1－4)
这是π 的点位式普通方程. 已知平面π上三非共线点i M （i = 1，2，3）. 建立坐标系{O ；e 1, e 2, e 3}，设r i = i OM ={i x ， i y ，i z }，i = 1，2，3. 对动点M ，设r =OM ={x ，y ，z }，取21M M 和31M M 为方位向量，M 1 为定点，则平面π的向量参数方程，坐标参数方程和一般方程依次为 r = 1r ＋u(2r －1r )＋v(3r －r 1) (3.1－5) ?????-+-+=-+-+=-+-+=)()()()() ()(131211312113121z z v z z u z z y y v y y u y y x x v x x u x x (3.1－6) 1 31 31 3121212111z z y y x x z z y y x x z z y y x x ---------= 0 (3.1－7) (3.1－5)，(3.1－6)和(3.1－7)统称为平面的三点式方程. 特别地，若i M 是π 与三坐标轴的交点，即1M (a ，0，0)，2M (0，b ，0)，3M (0，0，c )，其中abc ≠0，则平面π 的方程就是 c a b a z y a x 00---=0 (3.1－8) 即 1=++c z b y a x (3.1－9) 此方程叫平面π的截距式方程，其中a ，b ，c 称为π 在三坐标轴上的截距. 2．平面的一般方程 在空间任一平面都可用其上一点M 0(x 0，y 0，z 0)和两个方位向量a = {1X ，1Y ，1Z }，b = {2X ，2Y ，2Z }确定，因而任一平面都可用方程将其方程(3.1－4)表示. 将(3.1－4)展开就可写成 Ax ＋By ＋Cz ＋D = 0 (3.1－10) 其中 A = 22 11 Z Y Z Y ，B =2 2 11X Z X Z ，C = 2 21 1 Y X Y X 由于a = {1X ，1Y ，1Z }与b = {2X ，2Y ，2Z }不共线，所以A ，B ，C 不全为零，这说明空间任一平面都可用关于a ，b ，c 的一三元一次方程来表示. 反之，任给一三元一次方程(3.1－10)，不妨设A ≠0，则(3.1－10)可改写成 02=++??? ? ? +ACz ABy A D x A
解析几何第四版吕林根课后习题答案第三章
第三章平 §3.1平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程： (1)通过点M J QI-I)和点M2(1,—1,0)且平行于矢量｛—1,0,2｝的平面(2)通过点M^l,—5,1)和 M 2 (3,2,—2)且垂直于xoy坐标面的平面; (3)已知四点A(5,1,3) , B(1,6,2) , C(5,0,4) D(4,0,6)。求通过直线AB且平行于直线CD的平面, 并求通过直线AB且与MBC平面垂直的平面。 解：(1) M1M2 =｛_2,_2,1｝，又矢量｛—1,0,2｝平行于所求平面, 故所求的平面方程为: 般方程为：4x -3y+2Z -7 =0 (2)由于平面垂直于xoy面，所以它平行于z轴，即｛0,0,1｝与所求的平面平行，又 M 1M 2 =｛2,7,-3｝，平行于所求的平面，所以要求的平面的参数方程为: 般方程为：7(x—1)—2(y+5)=0，即7x—2y-17 = 0。 (3)( i)设平面兀通过直线AB，且平行于直线CD : AB={m,5,—1}，CD ={-1,0,2} 从而兀的参数方程为: 般方程为：10x +9y + 5z-74=0。 (ii)设平面兀'通过直线AB，且垂直于MBC所在的平面 AB ={75,-1}，ABX AC ={-4,5,-1}x{0T,1} ={4,4,4} =4{1,1,1} 均与兀’平行，所以兀’的参数式方程为: 般方程为：2X+ y -3z - 2 = 0 . 2.化一般方程为截距式与参数式: 兀:X +2y-z+4 =0. 解：兀与三个坐标轴的交点为：(—4,0,0), (0—2,0), (0,0,4)， 所以，它的截距式方程为：△+丄+2 =1 又与所给平面方程平行的矢量为：｛4, —2,0｝,
数学发展历史
数学在提出问题和解答问题方面，已经形成了一门特殊的科学。在数学的发展史上，有很多的例子可以说明,数学问题是数学发展的主要源泉。数学家门为了解答这些问题，要花费较大力量和时间。尽管还有一些问题仍然没有得到解答，然而在这个过程中，他们创立了不少的新概念、新理论、新方法，这些才是数学中最有价值的东西。◇公元前600年以前◇据中国战国时尸佼著《尸子》记载："古者,倕(注:传说为黄帝或尧时人)为规、矩、准、绳,使天下仿焉＂，这相当于在公元前2500年前,已有"圆、方、平、直＂等形的概念。公元前２100年左右，美索不达米亚人已有了乘法表，其中使用着六十进位制的算法。公元前20０0年左右,古埃及已有基于十进制的记数法、将乘法简化为加法的算术、分数计算法。并已有三角形及圆的面积、正方角锥体、锥台体积的度量法等。中国殷代甲骨文卜辞记录已有十进制记数，最大数字是三万。公元前约１950年，巴比伦人能解二个变数的一次和二次方程，已经知道＂勾股定理＂。◇公元前60０--1年◇公元前六世纪,发展了初等几何学（古希腊泰勒斯)。约公元前六世纪,古希腊毕达哥拉斯学派认为数是万物的本原，宇宙的组织是数及其关系的和谐体系。证明了勾股定理，发现了无理数,引起了所谓第一次数学危机。公元前六世纪，印度人求出√2＝1．41421５6。公元前４62年左右,意大利的埃利亚学派指出了在运动和变化中的各种矛盾,提出了飞矢不动等有关时间、空间和数的芝诺悖理（古希腊巴门尼德、芝诺等).。公元前五世纪,研究了以直线及圆弧形所围成的平面图形的面积,指出相似弓形的面积与其弦的平方成正比(古希腊丘斯的希波克拉底)。公元前四世纪，把比例论推广到不可通约量上，发现了"穷竭法＂(古希腊，欧多克斯)。公元前四世纪，古希腊德谟克利特学派用"原子法"计算面积和体积,一个线段、一个面积或一个体积被设想为由很多不可分的＂原子"所组成。公元前四世纪，建立了亚里士多德学派，对数学、动物学等进行了综合的研究（古希腊，亚里士多德等)。公元前四世纪末,提出圆锥曲线,得到了三次方程式的最古老的解法(古希腊,密内凯莫)。公元前三世纪，《几何学原本》十三卷发表,把以前有的和他本人的发现系统化了,成为古希腊数学的代表作(古希腊,欧几里得)。公元前三世纪，研究了曲线图和曲面体所围成的面积、体积;研究了抛物面、双曲面、椭圆面;讨论了圆柱、圆锥半球之关系；还研究了螺线(古希腊，阿基米德)。公元前三世纪,筹算是当时中国的主要计算方法。公元前三至前二世纪，发表了八本《圆锥曲线学》，是一部最早的关于椭圆、抛物线和双曲线的论著(古希腊阿波罗尼)。约公元前一世纪,中国的《周髀算经》发表。其中阐述了＂盖天说"和四分历法，使用分数算法和开方法等。公元前一世纪,《大戴礼》记载，中国古代有象征吉祥的河图洛书纵横图,即为"九宫算"这被认为是现代＂组合数学"最古老的发现。◇１-４00年◇继西汉张苍、耿寿昌删补校订之后，50-100年，东汉时纂编成的《九章算术》,是中国古老的数学专著,收集了２４６个问题的解法。一世纪左右,发表《球学》,其中包括球的几何学,并附有球面三角形的讨论(古希腊,梅内劳)。一世纪左右,写了关于几何学、计算的和力学科目的百科全书。在其中的《度量论》中，以几何形式推算出三角形面积的"希隆公式"（古希腊,希隆)。100年左右,古希腊的尼寇马克写了《算术引论》一书,此后算术开始成为独立学科。 150年左右，求出π＝3．1416６,提出透视投影法与球面上经纬度的讨论,这是古代坐标的示例(古希腊，托勒密)。三世纪时，写成代数著作《算术》共十三卷，其中六卷保留至今，解出了许多定和不定方程式（古希腊，丢番都)。三世纪至四世纪魏晋时期，《勾股圆方图注》中列出关于直角三角形三边之间关系的命题
(完整版)第八章向量代数及空间解析几何教学案(同济大学版高数)
第八章向量代数与空间解析几何 第一节向量及其线性运算 教学目的：将学生的思维由平面引导到空间，使学生明确学习空间解析几何的意义和目的。使学生对（自由）向量有初步了解，为后继内容的学习打下基础。教学重点：1.空间直角坐标系的概念 2.空间两点间的距离公式 3.向量的概念 4.向量的运算 教学难点：1.空间思想的建立 2.向量平行与垂直的关系 教学内容： 一、向量的概念 1．向量：既有大小，又有方向的量。在数学上用有向线段来表示向量，其长度表示向量的大小，其方向表示向量的方向。在数学上只研究与起点无关的自由向量（以后简称向量）。 2．量的表示方法有: a、i、F、OM等等。 a=：如果两个向量大小相等，方向相同，则说（即经过平移后能完全3．向量相等b 重合的向量）。 4．量的模：向量的大小，记为a。 模为1的向量叫单位向量、模为零的向量叫零向量。零向量的方向是任意的。 a//：两个非零向量如果它们的方向相同或相反。零向量与如何向量都平5．量平行b 行。 - 6．负向量：大小相等但方向相反的向量，记为a 二、向量的线性运算
1．加减法c b a =+： 加法运算规律：平行四边形法则（有时也称三角形法则），其满足的运算规律有交换率和结合率见图7－4 2．c b a =- 即c b a =-+)( 3．向量与数的乘法a λ：设λ是一个数，向量a 与λ的乘积a λ规定为 0)1(>λ时，a λ与a 同向，||||a a λλ= 0)2(=λ时，0a =λ 0)3(<λ时，a λ与a 反向，||||||a a λλ= 其满足的运算规律有：结合率、分配率。设0 a 表示与非零向量a 同方向的单位向量，那么 a a a 0= 定理1：设向量a ≠0，那么，向量b 平行于a 的充分必要条件是：存在唯一的实数λ， 使b ＝a λ 例1：在平行四边形ABCD 中，设a =AB ，b =AD ，试用a 和b 表示向量MA 、MB 、MC 和MD ，这里M 是平行四边形对角线的交点。（见图7－5） 图7－ 4 解：→→==+AM AC 2b a ，于是)(2 1 b a +- =→ MA 由于→ → -=MA MC ， 于是)(21 b a += → MC 又由于→→==+-MD BD 2b a ，于是)(2 1 a b -=→MD 由于→→-=MD MB ， 于是)(2 1 a b --=→MB 三、空间直角坐标系 1．将数轴（一维）、平面直角坐标系（二维）进一步推广建立空间直角坐标系（三维）如图7－1，其符合右手规则。即以右手握住z 轴，当右手的四个手指从正向x 轴以2 π 角度转向正向y 轴时，大拇指的指向就是z 轴的正向。
几何发展史
几何发展史 组长：杨锦波高一13班 组员：李晓、梁荣华、徐丽敏、林伟文、梁博文、郭碧云 指导老师：李朗庭 英语摘要 As a middle school student, has learned a good few years of the geometry. However, we geometric understanding of the historical status Have great deficiencies. We do not know its civilization What is the significance, I do not know why we should learn from this class (other That is to the college entrance examination! ), Let us look into its history! However, there are really some massive object, ` Therefore, we only research papers of the guidelines 1、问题提出： 作为一名中学生，已经学了好几年几何了。可是，我们对几何的历史地位的认识有很大的不足。我们不知道它对文明的意义是什么，不知道为什么要学习这门课（别说是为了高考！）那么，就让我们来研究一下它的历史吧！然而对象确实有些庞大，`因此我们的研究论文只是指引性的。 2、研究目的：（三个有助于） （1）有助于对几何的总体的结构认识 （2）有助于认清几何学在人类文明中的地位 （3）有助于文、理科方法的综合（历史和数学） 3、研究方法： （1）搜集资料，阅读文献，记下心得； （2）各组员按上述要求研究，最后由组长汇总； （3）认真分析总结，写成论文. 4、正文 几何史研究 杨锦波
高中数学 第八章 平面解析几何 知识汇总
第八章 平面解析几何 1. 曲线C 上的点与方程0),(=y x F 之间的关系： （1） 曲线C 上点的坐标都是方程0),(=y x F 的解； （2） 以方程0),(=y x F 的解),(y x 为坐标的点都在曲线C 上。 则曲线C 叫做方程0),(=y x F 的曲线，方程0),(=y x F 叫做曲线C 的方程。 2. ?求曲线方程的方法及步骤 （1） 设动点的坐标为),(y x （2） 写出动点在曲线上的充要条件； （3） 用y x ,的关系式表示这个条件列出的方程 （4） 化简方程（不需要的全部约掉） 3. 两曲线的交点：联立方程组求解即可。 4. 直线 （1） 倾斜角α：一条直线l 向上的方向与x 轴的正方向所成的最小正角叫这条 直线的倾斜角。其范围是),0[π （2） 斜率：①倾斜角为090的直线没有斜率； ②αtan =k （倾斜角 的正切） 注：当倾斜角α增大时，斜率k 也随着增大；当倾斜角α减小时，斜率k 也随着减小！ ③已知直线l 的方向向量为),(21v v ，则1 2 v v k l = ④经过两点),(),,(222111y x P y x P 的直线的斜率1 21 2x x y y K --= )(21x x ≠ ⑤直线0=++C By Ax 的斜率B A K -= （3） 直线的方程 ① 两点式： 1 21 121x x x x y y y y --=-- ② ?斜截式：b kx y += ③ ?点斜式：)(00x x k y y -=-
④ 截距式： 1=+b y a x 轴上的截距在为轴上的截距，在为y l b x l a ⑤ ?一般式：0=++C By Ax 其中直线l 的一个方向向量为),(A B - 注：(Ⅰ)若直线l 方程为0543=++y x ，则与l 平行的直线可设为043=++C y x ；与l 垂直的直线可设为034=+-C y x 。 （4） 两条直线的位置关系 ① 斜截式：111:b x k y l +=与222:b x k y l += 1l ∥2l ?2121b b k k ≠=且 1l 与2l 重合?2121b b k k ==且， 1l ⊥2l ?121-=?k k ， 1l 与2l 相交? 21k k ≠ ② 一般式：0:1111=++C x B x A l 与0:2222=++C x B x A l 1l ∥2l ? 2 2 2121C C B B A A ≠= 1l 与2l 重合? 22 2121C C B B A A == 1l ⊥2l ?02121=+B B A A 1l 与2l 相交? 2 121B B A A ≠ （5） 两直线的夹角公式 ① 定义：两直线相交有四个角，其中不大于 2 π 的那个角。 ② 范围：]2 ,0[π ③ 斜截式：111:b x k y l +=与222:b x k y l += |1| tan 2 12 1k k k k +-=θ （可只记这个公式，如果是一般式方程可化成斜截式来解） 一般式：0:1111=++C x B x A l 与0:2222=++C x B x A l 22 2221 21 2121||cos B A B A B B A A +++= θ (6)点到直线的距离 ①?点),(00y x P 到直线0=++C By Ax 的距离：2 2 00| |B A C By Ax d +++= ③ 两平行线01=++C By Ax 和02=++C By Ax 的距离：2 2 21||B A C C d +-=
解析几何第三章习题及解答
第三章 常见曲面 习题3.1 1.证明：如果2220a b c d ++->，那么由方程 2222220x y z ax by cz d ++++++= 给出的曲面是一球面，求出它的球心坐标和半径。 证明：将方程配方得 222222()()()x a y b z c a b c d +++++=++-，由2220a b c d ++->，得到方 程表示球心是(,,)a b c --- 2.求过三点(3,0,0),(0,2,0),(0,0,1)的圆的方程。 解：空间中的圆可由过三点(3,0,0),(0,2,0),(0,0,1)的一个球面和一个平面的交线表示，设过该三点的球面方程为2220x y z ax by cz d ++++++=，得到 930,420,10a d b d c d ++=?? ++=??++=? 球面方程为22294(1)032 d d x y z x y d z d ++++- --++=，其中d 任意。 过该三点的平面方程是 132 x y z ++=，所以所求圆的方程可以为 2226()2(9)3(4)6(1)60, 23660 x y z d x d y d z d x y z ?++-+-+-++=? ++-=? 其中d 任意。 3.证明曲线 24224 3 24 ,1,(,)1,1t x t t t y t t t t z t t ? =?++? ? =∈-∞+∞?++??=?++? 在一球面上，并此球面方程。 证明：因为曲线满足
232 2 2 2 2 2 242424 2 224 2424 ()()()111()(1)11t t t x y z t t t t t t t t t t y t t t t ++=++++++++=++==++++ 即22211 ()24 x y z +- +=，所以曲线在一个球面上。 4.适当选取坐标系，求下列轨迹的方程 （1）到两定点距离之比等于常数的点的轨迹； （2）到两定点距离之和等于常数的点的轨迹； （3）到定平面和定点等距离的点的轨迹。 解（1）选直角坐标系使得定点坐标为(0,0,),(0,0,)a a -。设定比常数为0k >。所以动点(,,)x y z 满足2222222()(())x y z a k x y z a ++-=+++，化简有 222222222(1)(1)(1)2(1)(1)0k x k y k z a k z k a -+-+--++-=， 当1k =时，轨迹为平面0z =。 当01k <≠时，轨迹为球面2 2 2 2 22 1201k x y z a z a k +++-+=-。 （2）选直角坐标系使得定点坐标为(0,0,),(0,0,)a a -。设常数为0k >。所以动点 (,,)x y z k =，化简有 222222222444(416)40.k x k y k a z k a k ++-+-= （3）选直角坐标系使得定点坐标为(0,0,),a 定平面为z a =-。所以动点(,,)x y z 满足 z a =+，化简有224.x y az += 5.曲面S 在柱面坐标系(,,)R u v 下的方程为2 cos 2v R u =，求S 的直角坐标方程。 解：将柱面坐标与直角坐标的关系cos ,sin ,x R u y R u z v ===代入方程得到 22.x y z -= 6.曲面S 的直角坐标方程为22225x y z +-=，试求其球面坐标方程。 解：将球面坐标与直角坐标的关系cos cos ,cos sin ,sin x R y R z R θ?θ?θ===代 入方程得到2222222cos sin 25,x y z R R θθ+-=-=即2 cos 225.R θ=