曲面及其方程、二次曲面ppt课件

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同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
这条定直线叫旋转 曲面的轴.
二、旋转曲面
定义
以一条平面曲线绕其平面上的一条直线旋转一周所成的曲面称为旋转曲面.
这条定直线叫旋转 曲面的轴.
二、旋转曲面
定义
以一条平面曲线绕其平面上的一条直线旋转一周所成的曲面称为旋转曲面.
这条定直线叫旋转 曲面的轴.
二、旋转曲面
定义
以一条平面曲线绕其平面上的一条直线旋转一周所成的曲面称为旋转曲面.
定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
水桶的表面、台灯的罩子面等.
曲面在空间解析几何中被看成是点的几何轨迹.
曲面的实例:
一、曲面方程的概念
曲面方程的定义:
以下给出几例常见的曲面.

根据题意有
所求方程为
特殊地:球心在原点时方程为

根据题意有
所求方程为
根据题意有

化简得所求方程
例4 方程 的图形是怎的?
这条定直线叫旋转 曲面的轴.

03曲面及其方程、二次曲面27851 共34页PPT文档

03曲面及其方程、二次曲面27851 共34页PPT文档

(2)
x2 a2

z2 c2

1
表示什么曲面?
回顾
1. 三元方程 F(x,y,z)=0表示空间的一张曲面S。
2. A x 2 A y 2 A z 2 B x C y D z E 0 表示一张球面。
3. A xB yC zD 0表示空间的一张平面。
4. yoz平面上的母线
曲 面
直线L绕另一条与L相交的直线旋转一周,所得旋转曲面叫 圆锥面,两直线的交点叫圆锥面的顶点,两直线的夹角叫 圆锥面的半顶角。
12.08.2019
7
高等数学(下)主讲杨益民
例7 试建立顶点在坐标原点,旋转轴为z轴,半顶角为α
的圆锥面方程。
z
解: 圆锥面的母线方程为
z y cot
C
:

面的方程。
例3 方程 x 2 y 2 z 2 2 x 2 y 4 z 1 0 0表示
什么图形?
一般地,三元二次方程(不含交叉项且平方项系数相同)
A x 2 A y 2 A z 2 B x C y D z E 0
表示空间的一张球面。
一些特殊平面
用截痕法讨论几种特殊曲面(特别二次曲面)
高等数学(下)主讲杨益民
第三节 曲面及其方程
一、曲面方程的概念
一般地,若曲面S与三元方程 F(x,y,z)=0 满足: (1)曲面S上任一点的坐标都满足方程 F(x,y,z)=0 ; (2)不在曲面S上的点的坐标都不满足方程 F(x,y,z)=0 ;
则称:方程F(x,y,z)=0是曲面S的方程,而曲面S就叫做方程 F(x,y,z)=0的图像。
两个基本问题:
(1)已知曲面S,求曲面方程F(x, y, z) = 0 ?

高等数学(同济第六版)D8-4名师公开课获奖课件百校联赛一等奖课件

高等数学(同济第六版)D8-4名师公开课获奖课件百校联赛一等奖课件
f ( x2 y2 , z) 0.
曲线 C : f ( y, z) 0 绕 y 轴旋转的旋转曲面 :
f ( y, x2 z2 ) 0.
曲线 C : f ( x, y) 0 绕 x 轴旋转的旋转曲面 :
f ( x, y2 z2 ) 0.
曲线 C : f ( x, z) 0 绕 z 轴旋转的旋转曲面 :
z
2
2
表示什么曲线 ?
( x a )2 y2 ( a )2 表示
2
2
母线平行于 z 轴,准线是xOy
o ay
x
面上以点 ( a ,0) 为中心,半径 2
为 a 的圆周的柱面 . 2
表达上半球面与圆柱面旳交线C.
二、空间曲线旳参数方程
x x(t)
y
y(t )
空间曲线旳参数方程
z z(t)
当给定 t t1 时,就得到曲线上的一个点 ( x1 , y1 , z1 ),随着参数的变化可得到曲线上的全
部点.
例 1.如果空间一点 M 在圆柱面 x 2 y2 a 2
上以角速度 绕z 轴旋转,同时又以线速度v 沿平
行于z 轴的正方向上升(其中 、 v 都是常
数),那么点 M 构成的图形叫做螺旋线.试建立
类似地能够定义曲线C在其他坐标 面上旳投影.
投影曲线
三、空间曲线在坐标面上旳投影
投影(曲线)旳拟定
设空间曲线C旳一般方程为
投影柱面
方程组中旳两个方程消去变量z后可 得一种有关x, y旳方程
H(x y)0 这就是曲线C有关xOy面旳投影柱面旳方程.
曲线C在xOy面上旳投影曲线旳方程为
投影曲线
F(x, y, z) 0 C : G( x, y, z) 0

高等数学常用二次曲面图形.ppt

高等数学常用二次曲面图形.ppt

围成的图形如下:
y 0,
y2
12024/9/27
图30:由 z x2 y2 , z x2 y2 围成的图形如下:
z x2 y2 , z x2 y2
22024/9/27
图31:由 z x2 y2 , x2 y2 1, z 0
围成的图形:
图32: 32024/9/27
图14:函数 函
z
1 ey
cos x yey
有无穷多个
极大值,但无极小值。
z 1 ey cos x yey
图15: 62024/9/27
抛物面 z x2 y2 被平面 x y z 1
截成一椭圆。
图16: 72024/9/27
椭球面
x2 a2
y2 b2
z2 c2
1 在

3 a, 3
x2 y2 2x
02024/9/27
图39:由曲面 z x2 y2 和平面
z 0, x 1, y 1 围成图形如下:
z 0, x 1, y 1
12024/9/27
图40:双曲抛物面 z xy 被柱面 x2 y2 1
所截得的图形如下:
x2 y2 1
图41: 22024/9/27
62024/9/27
图1(2):x2 y2 z2 4, x2 y2 2x
的图形在第一卦限部分如下:
x2 y2 z2 4, x2 y2 2x
图2: 72024/9/27
(2)、曲线
xyz 1
y
21
处的切线
图3: 82024/9/27
(3) 曲线
2x2 y2 z2 16
图46:曲线 x2 y2 z2 1 y z 0
的图形如下:

曲面及其方程、二次曲面ppt课件

曲面及其方程、二次曲面ppt课件
观察柱面的 形成过程:
30
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
31
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
18
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
19
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
12
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
13
观察柱面的 形成过程:
37
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
38
柱面举例 抛物柱面
平面
39
一般地,已知准线方程
母线平行于 z 轴的柱面方程为: 注意:方程中缺z,表示z可以任意取值,所以方程 表示母线平行于z轴的柱面。 一般地,在空间直角坐标下
y
x x
.
48
平面
椭圆. 上的截痕情况:

二次曲面【高等数学PPT课件】

二次曲面【高等数学PPT课件】

(一)椭球面
x2 a2

y2 b2

z2 c2
1(
x
a,
y
b,
z
c)
椭球面与三个坐标面的交线:

x
2

a
2

y2 b2

1,
z 0
z

x2 a2
y
0
z2 c2

1,
z

y2 b2

z2 c2

1.
x 0
z

o
o
y
y
y
x
x
x
(二)双曲面
第八节 二 次 曲 面
二次曲面的定义:
a11 x2 a22 y2 a33 z2 2a12 xy 2a23 yz
2a13 xz 2a14 x 2a24 y 2a34z a44 0
三元二次方程所表示的曲面称为二次曲面.
相应地平面被称为一次曲面.
用坐标面和平行于坐标面的平面与曲面 相截,考察其交线的形状,然后加以综合, 从而了解曲面的全貌.
z
z
z
o
y
o
x oy x
y x
z x2 y2 y x2 z2
x y2 z2
(2)
双曲抛物面 (马鞍面)
x2 y2
z( p 与 q 同号)
pq
z
o x
z o x
y
z x>0x<0
o y
y x
x2 y2 z
pq
y>0
y<0
x2 y2 z

二次曲面及复习ppt课件

二次曲面及复习ppt课件

r个1
1 1 0 0
;
事实上,设实对称矩阵B的秩为r. 假设
xTBx ≥ 0, ∨ n维列向量x,
那么 B 一定有r 个正的特征值, 剩余 n-r 个 特征值均为0.
另外,B与以下矩阵合同
r个1
1 1
0
0
;
P240第14题: 请注意在用定义说明一个 矩阵是正定时,需要强调x是非零的向量. 因为x=θ时, xTAx = 0 !
xTAx = (xT, T)Mx > 0,
yTBy = (T, yT)My > 0,
A, B都正定.
;
第六章 二次型与二次曲面
§6.1 二次型
例题. 设A, B都是实对称矩阵, M =
AO OB
,
证明: M正定 A, B都正定.
证明: ()
1
1
② 设P1AP =
, Q1BQ =
,
s
t
1
那么P O 1 A O OQ OB
7.当有一个特征值大于零,一个特征值小于零 时,一个特征值等于零,曲面为双曲柱面.
7.当有两个特征值等于零,一个特征值大于零 时,曲面为一对平行的平面.
8.当有两个特征值等于零,一个特征值小于零 时,曲面为一对平行的虚平面.
;
第六章 二次型与二次曲面
§6.3 二次曲面
例18. f(x, y, z) = x2 + 2y2 z2 + 2kxz.
a11 a12 a13
x
b1
A = a12 a22 a23 x = y B = b2
a13 a23 a33
z
b3
;
第六章 二次型与二次曲面
§6.3 二次曲面

高等数学第八章第三节曲面及其方程课件.ppt

高等数学第八章第三节曲面及其方程课件.ppt

3) y1 b时, 截痕为双曲线:
x2 a2
z2 c2
1
y12 b2
0
y y1
(实轴平行于z 轴;
虚轴平行于x 轴)
z
x
y
z
x
y
(2) 双叶双曲面
z
x2 a2
y2 b2
z2 c2
1
( a, b, c 为正数)
平面 y y1 上的截痕为曲线 x 平面 z z1 ( z1 c)上的截痕为 椭圆
故所求方程为
(x x0 )2 ( y y0 )2 (z z0 )2 R2
z 特别,当M0在原点时,球面方程为
x2 y2 z2 R2
表示上(下)球面 . o x
M0
M
y
例2. 研究方程 的曲面.
表示怎样
说明: 如下形式的三元二次方程 ( A≠ 0 )
都可通过配方研究它的图形. 其图形可能是 一个球面 , 或点 , 或虚轨迹.
二、旋转曲面
定义2. 一条平面曲线 绕其平面上一条定直线旋转 一周 所形成的曲面叫做旋转曲面. 该定直线称为旋转 轴.
例如 :
建立yoz面上曲线C 绕 z 轴旋转所成曲面的方程:
给定 yoz 面上曲线 C: f ( y, z) 0
若点 M1(0, y1, z1) C, 则有
z
f ( y1, z1) 0
一、曲面方程的概念
引例: 求到两定点A(1,2,3) 和B(2,-1,4)等距离的点的 轨迹方程.
解:设轨迹上的动点为 M (x, y, z), 则 AM BM , 即
(x 1)2 ( y 2)2 (z 3)2 (x 2)2 ( y 1)2 (z 4)2
化简得 2x 6 y 2z 7 0
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37
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
38
柱面举例 抛物柱面
平面
39
一般地,已知准线方程
母线平行于 z 轴的柱面方程为: 注意:方程中缺z,表示z可以任意取值,所以方程 表示母线平行于z轴的柱面。 一般地,在空间直角坐标下
8
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
9
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
10
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
17
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
18
所求方程为
4
解 根据题意有
化简得所求方程
5
例4 方程 解 根据题意有
的图形是怎样的?
图形上不封顶,下封底.
6
以上几例表明研究空间曲面有两个基本问题: (1)已知曲面作为点的轨迹时,求曲面方程.
(讨论旋转曲面) (2)已知坐标间的关系式,研究曲面形状.
(讨论柱面、二次曲面)
7
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线分 别称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
33
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
34
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
13
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
14
2. yoz平面上的母线
3. xoy平面上的母线
绕oz轴旋转得旋转曲面 绕oy轴旋转得旋转曲面 绕ox轴旋转得旋转曲面
22
例6 将下列各曲线绕对应的轴旋转一周,求 生成的旋转曲面的方程.
•这两种曲面都叫做旋转双曲面.
23
旋 转 椭 球 面
旋转抛物面
24
特点:
曲面方程
中若除一个变量外,另外两个变
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
19
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
20
例5 证明以oz轴为旋转轴,yoz坐标面上的已知曲线
为母线所产生的旋转曲面S的方程为:
证明: 旋转曲面如图
设M(x, y, z)为旋转曲面S上任意一点, (0, 0, z) 显然,M一定是由母线C上某点 M1(0, y1, z1)旋转得到, 即
代入母线方程即得证明。
21
注意: 1. yoz平面上的母线
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
15
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
16
二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
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二、旋转曲面
定义:以一条平面曲 线绕其平面上的一条 直线旋转一周所成的 曲面称为旋转曲面。 这条曲线和定直线一 次称为旋转曲面的母 线和旋转轴。
12
量能写成平方和的形式,则该曲面是旋转曲面例:来自25解 圆锥面方程
26
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
播放
27
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
第五节 曲面及其方程
一、曲面方程的概念 二、旋转曲面 三、柱面 四、二次曲面
1
一、曲面方程的概念
曲面的实例: 水桶的表面、台灯的罩子面等. 曲面在空间解析几何中被看成是点的几何轨迹. 曲面方程的定义:
2
以下给出几例常见的曲面.
解 根据题意有
所求方程为 特殊地:球心在原点时方程为
3
解 根据题意有
观察柱面的 形成过程:
28
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
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三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
观察柱面的 形成过程:
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三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
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三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
30
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
31
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
这条定曲线C 叫柱面的准线,动直线L叫柱面的母线。
观察柱面的 形成过程:
32
三、柱面 定义 沿定曲线C 移动的动直线L 所形成的曲面称为柱面。
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