解析几何第四版吕林根课后习题答案第五章
解析几何版吕林根课后习题答案
第四章 柱面、锥面、旋转曲面与二次曲面§ 柱面1、已知柱面的准线为：⎩⎨⎧=+-+=-+++-0225)2()3()1(222z y x z y x 且（1）母线平行于x 轴；（2）母线平行于直线c z y x ==,，试求这些柱面的方程。
解：（1）从方程⎩⎨⎧=+-+=-+++-0225)2()3()1(222z y x z y x 中消去x ，得到：25)2()3()3(222=-+++--z y y z 即：0235622=----+z y yz z y 此即为要求的柱面方程。
（2）取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 且平行于直线⎩⎨⎧==c z yx 的直线方程为：⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=z z t y y tx x zz t y y tx x 000000 而0M 在准线上，所以⎩⎨⎧=+--+=-++-+--02225)2()3()1(222t z y x z t y t x 上式中消去t 后得到：02688823222=--+--++z y x xy z y x 此即为要求的柱面方程。
2、设柱面的准线为⎩⎨⎧=+=z x z y x 222，母线垂直于准线所在的平面，求这柱面的方程。
解：由题意知：母线平行于矢量{}2,0,1- 任取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 的母线方程为：⎪⎩⎪⎨⎧+==-=⇒⎪⎩⎪⎨⎧-==+=t z z yy tx x tz z y y tx x 2200000而0M 在准线上，所以：⎩⎨⎧+=-++=-)2(2)2(22t z t x t z y t x 消去t ，得到：010*******22=--+++z x xz z y x 此即为所求的方程。
3、求过三条平行直线211,11,-=+=--==+==z y x z y x z y x 与的圆柱面方程。
解：过原点且垂直于已知三直线的平面为0=++z y x ：它与已知直线的交点为())34,31,31(),1,0,1(,0,0,0--，这三点所定的在平面0=++z y x 上的圆的圆心为)1513,1511,152(0--M ，圆的方程为： ⎪⎩⎪⎨⎧=++=-++++07598)1513()1511()152(222z y x z y x 此即为欲求的圆柱面的准线。
解析几何第四版吕林根课后习题答案一至三章
第一章向量与坐标§1.1 向量的概念1.下列情形中的向量终点各构成什么图形？（1）把空间中一切单位向量归结到共同的始点；（2）把平行于某一平面的一切单位向量归结到共同的始点；（3）把平行于某一直线的一切向量归结到共同的始点；（4）把平行于某一直线的一切单位向量归结到共同的始点.[解]：（1）单位球面；（2）单位圆（3）直线；（4）相距为2的两点2. 设点O是正六边形ABCDEF的中心，在向量OA、、OC、、、OF、、BC、CD、、EF和FA中，哪些向量是相等的？[解]：如图1-1，在正六边形ABCDEF中，相等的向量对是：图1-1.DEOFCDOEABOCFAOBEFOA和；和；和；和；和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＝. 当ABCD是空间四边形时，这等式是否也成立？[证明]：如图1-2，连结AC, 则在∆BAC中，21AC. KL与AC方向相同；在∆DAC中，21AC. NM与AC方向相同，从而KL＝NM且KL与NM方向相同，所以KL＝.4. 如图1-3，设ABCD-EFGH是一个平行六面体，在下列各对向量中，找出相等的向量和互为相反向量的向量：(1) AB、; (2) AE、; (3) 、;(4) AD、; (5) BE、.[解]：相等的向量对是（2）、（3）和（5）；互为反向量的向量对是（1）和（4）。
§1.2 向量的加法1.要使下列各式成立，向量ba,应满足什么条件？（1-=+（2+=+（3-=+（4+=-E（5=[解]：（1）,-=+（2）,+=+（3≥且,=+ （4）,+=-（5）,≥-=-§1.3 数量乘向量1 试解下列各题．⑴ 化简)()()()(→→→→-⋅+--⋅-b a y x b a y x ．⑵ 已知→→→→-+=3212e e e a ，→→→→+-=321223e e e b ，求→→+b a ，→→-b a 和→→+b a 23．⑶ 从向量方程组⎪⎩⎪⎨⎧=-=+→→→→→→by x ay x 3243，解出向量→x ，→y ． 解 ⑴→→→→→→→→→→→→→→-=+-+---+=-⋅+--⋅-ay b x b y a y b x a x b y a y b x a x b a y x b a y x 22)()()()(⑵ →→→→→→→→→→+=+-+-+=+3132132142232e e e e e e e e b a ，→→→→→→→→→→→-+-=+---+=-321321321342)223(2e e e e e e e e e b a ， →→→→→→→→→→→-+-=+---+=-3213213217103)223(2)2(323e e e e e e e e e b a ． 2 已知四边形ABCD 中，→→→-=c a AB 2，→→→→-+=c b a CD 865，对角线→AC 、→BD 的中点分别为E 、F ，求→EF ．解 →→→→→→→→→→→-+=-+-+=+=c b a c a c b a AB CD EF 533)2(21)865(212121．3 设→→→+=b a AB 5，→→→+-=b a BC 82，)(3→→→-=b a CD ，证明：A 、B 、D 三点共线． 证明 ∵→→→→→→→→→→=+=-++-=+=AB b a b a b a CD BC BD 5)(382∴→AB 与→BD 共线，又∵B 为公共点，从而A 、B 、D 三点共线．4 在四边形ABCD 中，→→→+=b a AB 2，→→→--=b a BC 4，→→→--=b a CD 35，证明ABCD 为梯形．证明∵→→→→→→→→→→→→→=--=-+--++=++=BC b a b a b a b a CD BC AB AD 2)4(2)35()4()2( ∴→AD ∥→BC ，∴ABCD 为梯形．6. 设L 、M 、N 分别是ΔABC 的三边BC 、CA 、AB 的中点，证明：三中线向量AL , BM ,可 以构成一个三角形.[证明]： )(21+=)(21BC BA BM +=)(21+=0)(21=+++++=++∴CB CA BC BA AC AB CN BM AL从而三中线向量CN BM AL ,,构成一个三角形。
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定理1.4.2 如果向量e1, e2不共线，那么向量 r与
e1 , e2共面的充要条件是 r可以用向量 e1 , e2线性表示，
或者说向量 r可以分解成e1 , e2的线性组合，即
r xe1 ye2
（1.4－2）
并且系数x, y被e1 , e2 , r唯一确定. 这时e1 , e2叫做平面上向量的基底 . 定理1.4.3 如果向量e1 , e2 , e3不共面，那么空间
OC OA OB
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B
C
O
A
这种求两个向量和的方法叫做平行四边形法则
定理1.2.2 向量的加法满足下面的运算规律：
（1）交换律：
a
b
b
a.
（2）结合律：
a
b
c
(a
b)
c
a
(b
c).
（3）
a
(a)
0.
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例2 证明四面体对边中点的连线交于一点，且
互相平分.
证 设四面体ABCD一组
D
对边AB,CD的中点E, F的连
线为EF ,它的中点为P1,其余
e3
两组对边中点分别为 P2 , P3 ,
下只需证P1 , P2 , P3三点重合
就可以了.取不共面的三向量 A
F
P1
e2
C
AB e1 , AC e2 , AD e3 ,
在不全为零的 n个数1 , 2 ,, n使得
1 a1 2 a2 n an＝0,
（1.4 4)
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第四章 柱面、锥面、旋转曲面与二次曲面§ 4.1柱面1、已知柱面的准线为：⎩⎨⎧=+-+=-+++-0225)2()3()1(222z y x z y x 且（1）母线平行于x 轴；（2）母线平行于直线c z y x ==,，试求这些柱面的方程。
解：（1）从方程⎩⎨⎧=+-+=-+++-0225)2()3()1(222z y x z y x 中消去x ，得到：25)2()3()3(222=-+++--z y y z 即：0235622=----+z y yz z y 此即为要求的柱面方程。
（2）取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 且平行于直线⎩⎨⎧==c z yx 的直线方程为：⎪⎩⎪⎨⎧=-=-=⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=z z t y y tx x zz t y y tx x 000000 而0M 在准线上，所以⎩⎨⎧=+--+=-++-+--02225)2()3()1(222t z y x z t y t x 上式中消去t 后得到：02688823222=--+--++z y x xy z y x 此即为要求的柱面方程。
2、设柱面的准线为⎩⎨⎧=+=z x z y x 222，母线垂直于准线所在的平面，求这柱面的方程。
解：由题意知：母线平行于矢量{}2,0,1- 任取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 的母线方程为：⎪⎩⎪⎨⎧+==-=⇒⎪⎩⎪⎨⎧-==+=t z z yy tx x tz z y y tx x 2200000而0M 在准线上，所以：⎩⎨⎧+=-++=-)2(2)2(22t z t x t z y t x 消去t ，得到：010*******22=--+++z x xz z y x 此即为所求的方程。
3、求过三条平行直线211,11,-=+=--==+==z y x z y x z y x 与的圆柱面方程。
解：过原点且垂直于已知三直线的平面为0=++z y x ：它与已知直线的交点为())34,31,31(),1,0,1(,0,0,0--，这三点所定的在平面0=++z y x 上的圆的圆心为)1513,1511,152(0--M ，圆的方程为： ⎪⎩⎪⎨⎧=++=-++++07598)1513()1511()152(222z y x z y x 此即为欲求的圆柱面的准线。
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第一章 向量与坐标
§1.3 数乘向量
表示与非零向量 设ea a 同方向的单位向量，
按照向量与数的乘积的规定，
a | a | ea
a . ea |a |
上式表明：一个非零向量除以它的模的结果是 一个与原向量同方向的单位向量.
上一页下一页ຫໍສະໝຸດ §1.2 向量的加法定 义1.2.1 设 已 知 矢 量 a、 b ，以空间任意一点 O为 始 点 接连作矢量 OA a， AB b得 一 折 线 OAB， 从 折 线 的 端 点 O到 另 一 端 点 B的 矢 量 OB c , 叫 做 两 矢 量 a与b的 和 ， 记 做 cab
（2）结合律： a b c (a b ) c a (b c ). （3） a ( a ) 0.
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第一章 向量与坐标
§1.2 向量的加法
有限个矢量 a1 , a2 ,an 相 加 可 由 矢 量 的 三 角 求 形和 法则推广
解析几何课件(第四版)
吕林根 许子道等编
解析几何的基本思想是用代数的方法来研究 几何,为将代数运算引导几何中,采用的最根本最 有效的做法----有系统的把空间的几何结构代数 化,数量化.
第一章 第二章 第三章 第四章 向量与坐标 轨迹与方程 平面与空间直线 柱面锥面旋转曲面与二次曲面
第五章 二次曲线的一般理论
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第一章 向量与坐标
§1.4向量的线性关系与向量的分解
定理1.4.2 如果向量 e1 , e 2 不共线，那么向量 r与 e1 , e2 共面的充要条件是 r可以用向量 e1 , e2线性表示， 或者说向量 r可以分解成 e1 , e2的线性组合，即 r x e1 y e2 并且系数 x , y被 e1 , e2 , r唯一确定 . 这时 e1 , e 2叫做平面上向量的基底 . 定理1.4.3 如果向量 e1 , e 2 , e 3 不共面，那么空间 任意向量 r可以由向量 e1 , e 2 , e 3线性表示，或说空间 （ ） 1.4－2
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那么这一组向量就线性 相关.
推论 一组向量如果含有零向 量，那么这组向量必
线性相关 .
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定理1.4.6 两向量共线的充要条件 是它们线性相关 . 定理1.4.7 三个向量共面的充要条 件是它们线性相关 . 定理 1.4.8 空间任何四个向量总是 线性相关 .
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§1.5 标架与坐标
a就
是n个
矢
量a1
,
a2
,,
a
的
n
和
，
即
OA OA1 A1 A2 An1 An .
A1
A4
A3
A2
An-1
O
An
这种求和的方法叫做多边形法则
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定义1.2.2 当矢量b与矢量c的和等于矢量a，即b c a
时，我们把矢量c叫做矢量a与b的差，并记做c a b.
向量减法
叫 做 矢 量a1, a2 ,, an的 线 性 组 合. 定理1.4.1 如果矢量e 0，那么矢量r与矢量e共
线 的 充 要 条 件 是r可 以 用 矢 量e线 性 表 示 ， 或 者 说r
是e的 线 性 组 合 ， 即r＝xe，
(1.4 1)
并且系数x被e, r唯一确定.
这时e称为用线性组合来表示共线矢量的基底.
所以 2AM ( AB AC) (BM CM ), A 但 BM CM BM MB 0,
因而 2AM AB AC
即
AM 1 (AB AC) 2
C
B
M
(图1.11)
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例2 用向量方法证明：联结三角形两边中点 的线段平行于第三边且等于第三边的一半.
解析几何课后习题答案
解析几何课后习题答案解析几何是数学中的一个重要分支，它研究的是空间中的点、线、面等几何图形的性质和变换。
在解析几何中，习题是巩固和深化学生对知识的理解和运用的重要手段。
然而，很多学生在解析几何的习题中常常会遇到困惑和困难，特别是对于一些较为复杂的问题。
因此，本文将为大家解析几何课后习题的答案，希望能够帮助大家更好地掌握解析几何的知识。
第一题：已知平面上三点A（1，2），B（3，4），C（5，6），求直线AB的斜率。
解答：直线的斜率可以通过两点的坐标计算得到。
设直线AB的斜率为k，则有k=(y2-y1)/(x2-x1)。
代入A（1，2）和B（3，4）的坐标，得到k=(4-2)/(3-1)=1。
所以直线AB的斜率为1。
第二题：已知直线y=2x-1与x轴的交点为A，与y轴的交点为B，求线段AB的中点坐标。
解答：线段的中点坐标可以通过两个端点的坐标计算得到。
设线段AB的中点坐标为M（x，y），则有x=(x1+x2)/2，y=(y1+y2)/2。
代入A（0，-1）和B（0，1）的坐标，得到x=(0+0)/2=0，y=(-1+1)/2=0。
所以线段AB的中点坐标为M （0，0）。
第三题：已知直线y=3x+2与直线y=-2x+5的交点为P，求直线OP的斜率，其中O为坐标原点。
解答：直线OP的斜率可以通过两点的坐标计算得到。
设直线OP的斜率为k，则有k=(y2-y1)/(x2-x1)。
代入O（0，0）和P的坐标，得到k=(y-0)/(x-0)=(3x+2-(-2x+5))/(x-0)=(5x+3)/(x-0)=5。
所以直线OP的斜率为5。
第四题：已知直线y=kx-2与x轴的交点为A，与y轴的交点为B，求k的值使得线段AB的长度为10。
解答：线段的长度可以通过两个端点的坐标计算得到。
设线段AB的长度为d，直线y=kx-2与x轴的交点为A（x1，0），与y轴的交点为B（0，y1），则有d=sqrt((x2-x1)^2+(y2-y1)^2)=sqrt((0-x1)^2+(y1-0)^2)=sqrt(x1^2+y1^2)。
解析几何尤承业前四章部分习题答案
解析几何(尤承业)前四章部分习题答案第一章：平面几何基础1.证明：若两条直线的斜率相等，则它们平行。
证明：设直线l1的斜率为k1，直线l2的斜率为k2。
若k1=k2，则有k1x+b1=k2x+b2，即(k1-k2)x=b2-b1。
由于k1-k2=0，所以方程化简为0x=b2-b1。
由于任何实数乘以0都等于0，所以此方程有解，即二者平行。
2.已知直线l1的斜率为k1，直线l2经过点A(a,b)且与l1垂直，求直线l2的方程。
解：由直线l1的斜率为k1，可知l1的斜率为k1的直线上任意一点(x1,y1)与原点(0,0)的斜率为k1，即有y1/x1=k1，即y1=k1x1。
由于直线l2经过点A(a,b)且与l1垂直，所以直线l2的斜率为-1/k1。
设直线l2的方程为y=-1/k1 x + c，代入点A(a,b)可得b=-1/k1*a+c，即c=b+a/k1。
所以直线l2的方程为y=-1/k1 x + b+a/k1。
3.已知直线l1过点A(a,b)和点B(c,d)，求直线l1的方程。
解：由于直线l1过点A(a,b)和点B(c,d)，所以直线l1的斜率为直线AB的斜率。
设直线l1的方程为y=kx+m，代入点A(a,b)和点B(c,d)可得方程组： b=ka+m d=kc+m将第一个方程乘以k，得到bk=ka^2+km，再用第二个方程减去这个等式，可得d-b = kc-ka^2+km-km，即d-b=k(c-a)。
所以直线l1的方程为y=(d-b)/(c-a)x + (ad-bc)/(c-a)。
第二章：直线与圆1.已知直线l的方程为y=ax+b，圆C的圆心为O(h,k)，半径为r，求直线l与圆C的交点坐标。
解：设直线l与圆C的交点为点P(x,y)，代入直线l的方程可得y=ax+b。
将这个方程代入圆C的方程(x-h)^2+(y-k)^2=r^2中，得到(x-h)^2+(ax+b-k)^2=r^2。
展开后整理得到一个二次方程，即x^2+(a^2+1)x-2ah+(b-k)^2-r^2=0。
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解析几何第四版吕林根课后习题答案第五章 第五章 二次曲线一般的理论 §5.1二次曲线与直线的相关位置 1. 写出下列二次曲线的矩阵A以及1(,)Fxy，2(,)Fxy
及3(,)Fxy.
（1）22221xyab；（2）22221xyab；（3）22ypx；（4）
223520;xyx
（5）2226740xxyyxy.解：（1）22100100001aAb；
121(,)Fxyxa22
1(,)Fxyyb3(,)1Fxy
；（2）22100100001aAb；
121(,)Fxyxa22
1(,)Fxyyb；3(,)1Fxy.（3）0001000pAp；
1(,)Fxyp；2(,)Fxyy；3(,)Fxypx；（4）51020305022A；15(,)2Fxyx；2(,)3Fxyy；35(,)22Fxyx；（5） 222420xxykyxy
交于两个共轭虚交点.解：详解
略.（1）4k；（2）1k或3k（3）1k或5k；（4）4924k.
§5.2二次曲线的渐进方向、中心、渐进线 1. 求下列二次曲线的渐进方向并指出曲线属于何种类型的（1）22230xxyyxy；（2）22342250xxyyxy
；（3）24230xyxy.
解：（1）由22(,)20XYXXYY得渐进方向为:1:1XY
或1:1且属于抛物型的； （2）由22(,)3420XYXXYY
得渐进方向为:(22):3XYi且属于椭圆型的； （3）
由(,)20XYXY得渐进方向为:1:0XY或0:1且属于双曲型的. 2. 判断下列曲线是中心曲线，无心曲线还是线心曲线. （1）22224630xxyyxy；（2）22442210xxyyxy；（3）2281230yxy；（4）2296620xxyyxy.解：（1）因为2111012I，所以它为中心曲线； （2）因
为212024I且121241，所以它为无心曲线； （3）因为200002I且004026，所以它为无心曲线； （4）因为293031I且933312，所以它为线心曲线； 3. 求下列二次曲线的中心. （1）225232360xxyyxy；（2）222526350xxyyxy；（3）22930258150xxyyxy.
解：（1）由510,3302xyxy得中心坐标为313(,)2828； （2）
由5230,2532022xyxy得中心坐标为(1,2)； （3）由91540,15152502xyxy
知无解，所以曲线为无心曲线.
4. 当,ab满足什么条件时，二次曲线226340xxyayxby
（1）有唯一中心；（2）没有中
心；（3）有一条中心直线.
解：（1）由330,2302xybxay知，当9a时方程有唯一的解，此时曲线有唯一中心；（2）当9,9ab时方程无解，此时曲线没有中心；（3）当9ab时方程有无数个解，此时曲线是线心曲线. 5. 试证如果二次曲线22111222132333(,)2220Fxyaxaxyayaxaya
有渐进线，那么它的两个渐进线方程是Φ
00(,)xxyy=221101200220()2()()()0axxaxxyyayy式中00(,)xy 为二次曲线的中心. 证明：设(,)xy为渐进线上任意一点，则曲线的的渐进方向为00:():()XYxxyy，所以Φ
00(,)xxyy=221101200220()2()()()0axxaxxyyayy. 6. 求下列二次曲线的渐进线. （1）226310xxyyxy；（2）2232340xxyyxy；（3）2222240xxyyxy.
解：（1）由1360,2211022xyxy得中心坐标13(,)55.而由
2260XXYY
得渐进方向为:1:2XY或:1:3XY，所以
渐进线方程分别为210xy与30xy （2）由310,22332022xyxy
得中心坐标13(,)55.而由22320XXYY得
渐进方向为:1:1XY或:2:1XY，所以渐进线方程分别为20xy与210xy （3）由10,10xyxy知
曲线为线心曲线，.所以渐进线为线心线，其方程为10xy. 7. 试证二次曲线是线心曲线的充要条件是
230II，成为无心曲线的充要条件是230,0II. 证明：因为曲线是线心曲线的充要条件是 131112
122223
aaa
aaa也即230II；为无心曲线的充要条件是
131112
122223
aaa
aaa也即230,0II.
8. 证明以直线1110AxByC为渐进线的二次曲线方程总能写成111()()0AxByCAxByCD. 证明：设以1110AxByC为渐进线的二次曲线为 22111222132333(,)2220Fxyaxaxyayaxaya
，则它的渐进线
为Φ00(,)xxyy=221101200220()2()()()0axxaxxyyayy，其中00(,)xy为曲线的中心， 从而有Φ
00(,)xxyy=111()()0AxByCAxByC ，而Φ
00(,)xxyy=0 因为00(,)xy为曲线的中心， 所以有
11012013axaya，12022023axaya 因此Φ
000033(,)(,)(,)xxyyFxyxya， 令0033(,)xyaD，代入上式得 即111(,)()()FxyAxByCAxByCD， 所以以
1110AxByC为渐进线的二次曲线可写为
111()()0AxByCAxByCD. 9.求下列二次曲线的方程. （1）以点（0，1）为中心，且通过（2，3），（4，2）与（-1，-3）； （2）通过点（1，1），（2，1），（-1，-2）且以直线10xy为渐进线. 解：利用习题8的结论即可得： （1）40xyx； （2）2223570xxyyx. §5.3二次曲线的切线 1. 求以下二次曲线在所给点或经过所给点的切线方程. （1）曲线223457830xxyyxy在点（2，1）； （2）曲线曲线223457830xxyyxy在点在原点； （3）曲线22430xxyyxy经过点（-2，-1）； （4）曲线225658xxyy经过点(0,2)； （5）曲线222210xxyyxy
经过点（0，2）.
解：（1）910280xy； （2）20xy； （3）10,30yxy； （4）1151020,220xyxy； （5）0x. 2. 求下列二次曲线的切线方程并求出切点的坐标. （1）曲线2243530xxyyxy的切线平行于直线
40xy； （2）曲线223xxyy的切线平行于两坐标轴. 解：（1）450xy，(1,1)和480xy，(4,3)； （2）20y，
(1,2),(1,2)和20x，(2,1),(2,1). 3. 求下列二次曲线的奇异点. （1）22326410xyxy； （2）22210xyyx； （3）2222210xxyyxy
.
解：（1）解方程组330,220xy得奇异点为(1,1)； （2）