解析几何常用知识点总结

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(一)直线

1.[)??

?

??≠≠--==∈2112122tan 0x x x x y y k l ,,,直线的倾斜角πααπα 2.直线的方程

(1)点斜式

11()

y y k x x -=- (直线l 过点111(,)

P x y ,且斜率为k ).

(2)斜截式 y kx b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)一般式 0Ax By C ++=(其中A 、B 不同时为0).

特别的:(1)已知直线纵截距,常设其方程为或;已知直线横截距,常设其方程为

(直线斜率k 存在时,为k 的倒数)或.知直线过点,常设其方程为

(2)直线在坐标轴上的截距可正、可负、也可为0.

直线两截距相等 直线的斜率为-1或直线过原点; 直线两截距互为相反数 直线的斜率为1或直线过原点; 直线两截距绝对值相等 直线的斜率为或直线过原点.

(3)在解析几何中,研究两条直线的位置关系时,有可能这两条直线重合,而在立体几何中一般提到的两条直线可以理解为它们不重合. 3、几个距离公式

(1)两点间距离公式:

1122(,)(,)A x y B x y AB =点点 (2)00(,)x y P 到直线0Ax By C ++=

的距离为d =

特别地,当直线L: 0x x =时,点P (00,x y )到L 的距离0d x x =-; 当直线L: 0y y =时,点P (00,x y )到L 的距离0d y y =-.

(3).

两平行线间的距离公式:设1122:0,:0,l Ax By C l Ax By C d ++=++==则

4.两直线的位置关系:;

;重合

5.三角形的重心坐标公式 :△ABC 三个顶点的坐标分别为11A(x ,y )、22B(x ,y )、33C(x ,y ),则△ABC 的重心

b y kx b =+0x =0x

x my x =+m 0y =00(,)

x y 00()y k x x y =-+0

x x =???1±12121212121()0l l k k k k A A B B ⊥?=-?+=、都存在时{{1

2

1

2

2

1121

2

1

2

1

2

2

1

//()k k A B A B

l l k k b b AC A C

==?

?≠≠、都存在时

的坐标是123123

(

,)33

x x x y y y G ++++.

(二)圆

1. 圆的三种方程

(1)圆的标准方程 222

()()x a y b r -+-=.

(2)圆的一般方程 22

0x y Dx Ey F ++++=(224D E F +->0).

(3)圆的直径式方程 1212()()()()0x x x x y y y y --+--=(圆的直径的端点是11(,)A x y 、22(,)B x y ) 注意:

(1).圆心必在弦的中垂线上;两圆相切,两圆心连线必过切点;辅助线一般连圆心与切点或者连圆心与弦中点。

(2).处理直线与圆的位置关系有两种方法:(1)求圆心到直线的距离与圆的半径比较;(2)直线方程与圆的方程联立,看判别式。

2.点P(00,x y )和圆222

()()x a y b r -+-=的位置关系:

(1)当222

00()()x a y b r -+->时,点P 在圆外; (2)当222

00()()x a y b r -+-=时,点P 在圆上; (3)当222

00()()x a y b r -+-<时,点P 在圆.

3.直线和圆的位置关系:

直线与圆相交??>0 ? d

直线与圆相切??=0 ? d=r 直线与圆相离??<0 ? d>r.

4.圆与圆的位置关系:设圆1o 的半径为1r ,圆2o 的半径为2r ,两圆的圆心距为d, 当12d r r >+时,两圆相离;当12d r r =+时,两圆外切; 当1212r r d r r -<<+时,两圆相交;当12r r -=d 时,两圆切; 当12r r +d 时,两圆含。 注意:

(1)若两圆相交时,把两圆的方程作差消去2x 和2

y 就得到两圆的公共弦所在直线的方程。

(2)圆的弦长公式l d 为圆心到直线的距离,r 为圆的半径)

(3)求圆外一点P 到圆O 上任一点距离的最小值为PO r -,最大值为PO r +(其中r 为圆的半径) (三)圆锥曲线 1、椭圆:

(1)定义:平面与两个定点

1

F ,

2

F 的距离之和等于常数(大于

12

F F )的点的轨迹称为椭圆.这两个定点

称为椭圆的焦点,两焦点的距离称为椭圆的焦距.

(2)椭圆的标准方程和几何性质

标准方程

x 2a 2+y 2

b 2=1(a >b >0) y 2a 2+x 2

b 2

=1(a >b >0) 图形

性质

-a ≤x ≤a

-b ≤y ≤b

-b ≤x ≤b

-a ≤y ≤a

对称性 对称轴:坐标轴;对称中心:原点

顶点

A 1(-a ,0),A 2(a ,0)

B 1(0,-b ),B 2(0,b )

A 1(0,-a ),A 2(0,a )

B 1(-b ,0),B 2(b ,0)

轴 长轴A 1A 2的长为2a ;短轴B 1B 2的长为2b 焦距 |F 1F 2|=2c

离心率

e =c

a ∈(0,1) a ,

b ,

c 的关系

c 2=a 2-b 2

注意:

(1)椭圆上任意一点M 到焦点F 的所有距离中,长轴端点到焦点的距离分别为最大值和最小值,且最大距离为a c +,最小距离为a c -。

(2)过焦点弦的所有弦长中,垂直于长轴的弦是最短的弦,而且它的长为2

2b a

.把这个弦叫椭圆的通经.

(3)求椭圆离心率e 时,只要求出a,b,c 的一个齐次方程,在结合222b a c =-就可求出e (01e <<). 2、双曲线

(1).双曲线的定义:平面与两个定点

1

F ,

2

F 的距离之差的绝对值等于常数(小于

12

F F )的点的轨迹称

为双曲线.这两个定点称为双曲线的焦点,两焦点的距离称为双曲线的焦距.

注:实轴和虚轴等长的双曲线称为等轴双曲线. (2). 双曲线的标准方程和几何性质:

标准方程

x 2a 2-y 2

b 2

=1 (a >0,b >0)

y 2a 2-x 2

b 2

=1 (a >0,b >0)

x≥a或x≤-a,y∈R x∈R,y≤-a或y≥a

注意:(1)直线和双曲线交于一点时,不一定相切,例如,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点,但不是相切;反之,当直线与双曲线相切时,直线与双曲线仅有一个交点.

(2)已知双曲线的标准方程求双曲线的渐近线方程时,只要令双曲线的标准方程中的“1”为“0”就得到两渐近

线方程,即

22

22

x y

a b

-=就是双曲线

22

22

1

x y

a b

-=的两条渐近线方程.

(3)若利用弦长公式计算,在设直线斜率时要注意说明斜率不纯在的情况.

3、抛物线

(1)抛物线的定义:平面与一个定点F和一条定直线l的距离相等的点的轨迹称为抛物线.定点F称为抛物线的焦点,定直线l称为抛物线的准线.

(2)

注意:(1)过抛物线的焦点作垂直于对称轴且交抛物线于A 、B 两点的线段AB ,称为抛物线的“通径”,即

2p

AB =.

(2)焦半径公式:

若点

()00,x y P 在抛物线

()

220y px p =>上,焦点为F ,则

02p

F x P =+

; 若点()00,x y P 在抛物线

()2

20y px p =->上,焦点为F ,则

02p F x P =-+

若点()00,x y P 在抛物线

()

220x py p =>上,焦点为F ,则

02p F y P =+

; 若点()

00,x y P 在抛物线

()

2

20x py p =->上,焦点为F ,则

02p F y P =-+

(3)焦点弦问题:

设AB 是过抛物线2

2y px =焦点的弦.1122(,),(,),A x y B x y

则2124

p x x =;2

12y y p =-;12AB x x p =++

4. 在圆锥曲线与直线联立求解时,消元后得到的方程,要注意其二次项系数是否为零?△≥0的限制。(求交点,弦长,中点,斜率,对称存在性问题都在△≥0下进行。)

(

)()[

]弦长公式P P k x x x x 12

2

12212

14=

++-()[]

=+?

? ???+-11421

2212k y y y y

高中平面解析几何知识点总结

高中平面解析几何知识点总结 一.直线部分 1.直线的倾斜角与斜率: (1)直线的倾斜角:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线,如果把 x 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为α 叫做直线 的倾斜角. 倾斜角)180,0[?∈α,?=90α斜率不存在. (2)直线的斜率: αtan ),(211 21 2=≠--= k x x x x y y k .两点坐标为111(,)P x y 、222(,)P x y . 2.直线方程的五种形式: (1)点斜式:)(11x x k y y -=- (直线l 过点),(111y x P ,且斜率为k ). 注:当直线斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为0x x =. (2)斜截式:b kx y += (b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)两点式:121 121x x x x y y y y --= -- (12y y ≠,12x x ≠). 注:① 不能表示与x 轴和y 轴垂直的直线; ② 方程形式为:0))(())((112112=-----x x y y y y x x 时,方程可以表示任意 直线.

(4)截距式:1=+b y a x (b a ,分别为x 轴y 轴上的截距,且0,0≠≠b a ). 注:不能表示与x 轴垂直的直线,也不能表示与y 轴垂直的直线,特别是不能表示过原点的直线. (5)一般式:0=++C By Ax (其中A 、B 不同时为0). 一般式化为斜截式: B C x B A y - - =,即,直线的斜率: B A k -=. 注:(1)已知直线纵截距b ,常设其方程为y kx b =+或0x =. 已知直线横截距0x ,常设其方程为0x my x =+(直线斜率k 存在时,m 为k 的倒数)或0y =. 已知直线过点00(,)x y ,常设其方程为00()y k x x y =-+或0x x =. (2)解析几何中研究两条直线位置关系时,两条直线有可能重合;立体几何中两条直线一般不重合. 3.直线在坐标轴上的截矩可正,可负,也可为0. (1)直线在两坐标轴上的截距相等?直线的斜率为1-或直线过原点. (2)直线两截距互为相反数?直线的斜率为1或直线过原点. (3)直线两截距绝对值相等?直线的斜率为1±或直线过原点. 4.两条直线的平行和垂直: (1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+,有

第八章向量代数与空间解析几何教案(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。 3. 向量相等b 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。 5. 量平行b 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。

§ 7 空间解析几何与向量代数习题与答案

第七章 空间解析几何与向量代数 A 一、 1、 平行于向量)6,7,6(-=a 的单位向量为______________. 2、 设已知两点)2,0,3()1,2,4(21M M 和,计算向量21M M 的模,方向余弦和方向角. 3、 设k j i p k j i n k j i m 45,742,853-+=--=++=,求向量p n m a -+=34在x 轴 上的投影,及在y 轴上的分向量. 二、 1、设k j i b k j i a -+=--=2,23,求(1)b a b a b a b a 23)2)(2(??-??及;及(3)a 、b 的夹角的余弦. 2、知)3,1,3(),1,3,3(),2,1,1(321M M M -,求与3221,M M M M 同时垂直的单位向量.

3、设)4,1,2(),2,5,3(=-=b a ,问μλ与满足_________时,轴z b a ⊥+μλ. 三、 1、以点(1,3,-2)为球心,且通过坐标原点的球面方程为__________________. 2、方程0242222=++-++z y x z y x 表示______________曲面. 3、1)将xOy 坐标面上的x y 22=绕x 轴旋转一周,生成的曲面方程为 __ _____________,曲面名称为___________________. 2)将xOy 坐标面上的x y x 222=+绕x 轴旋转一周,生成的曲面方程 _____________,曲面名称为___________________. 3)将xOy 坐标面上的369422=-y x 绕x 轴及y 轴旋转一周,生成的曲面方 程为_____________,曲面名称为_____________________. 4)在平面解析几何中2 x y =表示____________图形。在空间解析几何中 2x y =表示______________图形. 5)画出下列方程所表示的曲面 (1))(42 2 2 y x z += (2))(42 2 y x z += 四、

向量代数与空间解析几何练习题讲课教案

向量代数与空间解析几何练习题

第4章 向量代数与空间解析几何练习题 习题4.1 一、选择题 1.将平行于同一平面的所有单位向量的起点移到同一点, 则这些向量的终点构成的图形是( ) (A )直线; (B ) 线段; (C ) 圆; (D ) 球. 2.下列叙述中不是两个向量a 与b 平行的充要条件的是( ) (A )a 与b 的内积等于零; (B )a 与b 的外积等于零; (C )对任意向量c 有混合积0)(=abc ; (D )a 与b 的坐标对应成比例. 3.设向量a 的坐标为 31 3 , 则下列叙述中错误的是( ) (A )向量a 的终点坐标为),,(z y x ; (B )若O 为原点,且a =, 则点A 的坐标为 ),,(z y x ; (C )向量a 的模长为222z y x ++;(D ) 向量)2/,2/,2/(z y x 与a 平行. 4.行列式2 131323 21的值为( ) (A ) 0 ; (B ) 1 ; (C ) 18 ; (D ) 18-. 5.对任意向量a 与b , 下列表达式中错误的是( ) (A )||||a a -=; (B )||||||b a b a +>+; (C ) ||||||b a b a ?≥?; (D ) ||||||b a b a ?≥?. 二、填空题 1.设在平行四边形ABCD 中,边BC 和CD 的中点分别为M 和N ,且p AM =, q =,则BC =_______________,CD =__________________.

2.已知ABC ?三顶点的坐标分别为A(0,0,2),B(8,0,0),C(0,8,6),则边BC上的中线长为______________________. 3.空间中一动点移动时与点)0,0,2(A和点)0,0,8(B的距离相等, 则该点的轨迹方程是 _______________________________________. 4.设力k + 2+ =, 则F将一个质点从)3,1,0(A移到)1,6,3(, B所做的功为 F5 j i 3 ____________________________. ?_____________________; 5.已知)2,5,3(A, )4,7,1(B, )0,8,2( C, 则= ?____________________;ABC = ?的面积为_________________. 三、计算题与证明题 1.已知1 | |= c, 并且0 |= b, 5 | a, 4 |= | a? b + + ?. b ? +c + c b = c a.计算a 2.已知3 ?b || a?. |= |b a, 求| | |= ?b a, 4 | 3.设力k - =作用在点)1,6,3(A, 求力F对点)2 ,7,1(,- + B的力矩的大小. i j F5 3 2+

第六章-空间解析几何要求与练习(含答案)

第六章 要求与练习 一、学习要求 1、理解空间直角坐标系,理解向量的概念及其表示. 2、掌握向量的运算(线性运算、数量积、向量积),两个向量垂直、平行的条件.掌握单位向量、方向数与方向余弦、向量的坐标表达式,以及用坐标表达式进行向量运算的方法. 3、掌握平面方程和直线方程及其求法,会利用平面、直线的相互关系(平行、垂直、相交等)解决有关问题. 7、了解空间曲线在坐标平面上的投影,会求其方程. 二、练习 1、一向量起点为A (2,-2,5),终点为B (-1,6,7),求 (1)AB 分别在x 轴、y 轴上的投影,以及在z 轴上的分向量; (2)AB 的模;(3)AB 的方向余弦;(4)AB 方向上的单位向量. 解:(1)()3,8,2AB =-,AB 分别在x 轴的投影为-3,在y 轴上的投影为8,在z 轴上的 分向量2k ;(2)AB = ;(3)AB ; (4)AB 382) i j k -++. 2、设向量a 和b 夹角为60o ,且||5a =,||8b =,求||a b +,||a b -. 解:()2 220||||||2||||cos60a b a b a b a b += +=++= ( ) 2 220||||||2||||cos60a b a b a b a b -= -=+-=7. 3、已知向量{2,2,1}a =,{8,4,1}b =-,求 (1)平行于向量a 的单位向量; (2)向量b 的方向余弦. 解(1)2223a = +=平行于向量a 的单位向量221 {,,}333±; (2)2849b =+=,向量b 的方向余弦为:841,,999 -. 4、一向量的终点为B (2,-1,7),该向量在三个坐标轴上的投影依次为4、-4和7.求该向量的起点A 的坐标. 解:AB =(4,-4,7)=(2,-1,7)-(x ,y ,z),所以(x ,y ,z)=(-2,3,0); 5、已知{2,2,1}a =-,{3,2,2}b =,求 (1)垂直于a 和b 的单位向量; (2)向量a 在b 上的投影;

解析几何常用知识点总结

“解析几何”一网打尽 (一)直线 1.[)?? ? ??≠≠--= =∈2112122tan 0x x x x y y k l ,,,直线的倾斜角πααπα 2.直线的方程 (1)点斜式 11() y y k x x -=- (直线l 过点 111(,) P x y ,且斜率为k ). (2)斜截式 y k x b =+(b 为直线l 在y 轴上的截距). (3)一般式 0A x B y C ++=(其中A 、B 不同时为0). 特别的:(1)已知直线纵截距,常设其方程为或;已知直线横截距,常设其方程为 (直线斜率k 存在时,为k 的倒数)或.知直线过点,常设其方程为 或 (2)直线在坐标轴上的截距可正、可负、也可为0. 直线两截距相等 直线的斜率为-1或直线过原点; 直线两截距互为相反数 直线的斜率为1或直线过原点; 直线两截距绝对值相等 直线的斜率为或直线过原点. (3)在解析几何中,研究两条直线的位置关系时,有可能这两条直线重合,而在立体几何中一般提到的两条直线可以理解为它们不重合. 3、几个距离公式 (1)两点间距离公式: 1122(,)(,)A x y B x y A B =点点 (2)00(,)x y P 到直线0A x B y C ++= 的距离为d = 特别地,当直线L: 0x x =时,点P (00,x y )到L 的距离0d x x =-; 当直线L: 0y y =时,点P (00,x y )到L 的距离0d y y =-. (3). 两平行线间的距离公式:设1122:0,:0,l A x B y C l A x B y C d ++=++==则4.两直线的位置关系:; ;重合 5.三角形的重心坐标公式 :△ABC 三个顶点的坐标分别为11A (x ,y )、22B (x ,y )、33C (x ,y ),则△ABC 的重心的坐标是123 123 (, )3 3 x x x y y y G ++++. b y k x b =+0x =0x x m y x =+m 0y =00(,) x y 00 ()y k x x y =-+0 x x =???1±1 2121212121()0 l l k k k k A A B B ⊥?=-?+=、都存在时{ { 12 1221121212 1221 //()k k A B A B l l k k b b A C A C ==? ? ≠≠、都存在时

向量代数与空间解析几何教案.doc

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。 3.向量相等a b :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 重合的向量)。 4.量的模:向量的大小,记为 a 、OM。 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。 5.量平行a // b: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 b c 1.加减法a b c: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 a -4

2.a b c 即 a ( b) c 3.向量与数的乘法 a :设是一个数,向量 a 与的乘积a规定为 (1) 0 时, a 与a 同向, | a | | a | (2) 0 时, a 0 (3) 0 时, a 与a反向,| a | | || a | 其满足的运算规律有:结合率、分配率。设 a 0表示与非零向量 a 同方向的单位向量,那么 a 0a a 定理 1:设向量,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 , a≠ 0 使b=a 例 1:在平行四边形ABCD中,设AB a ,AD b ,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: a b AC 2 AM ,于是 MA 1 (a b) 2 由于 MC MA ,于是 MC 1 b) (a 2 1 (b a) 又由于 a b BD 2 MD ,于是 MD 1 (b 2 由于 MB MD ,于是 MB a) 2 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 轴以角度 2 转向正向 y 轴时,大拇指的指向就是z 轴的正向。 2.间直角坐标系共有八个卦限,各轴名称分别为:x轴、y轴、z轴,坐标面分别 为 xoy 面、yoz面、zox面。坐标面以及卦限的划分如图7-2 所示。 图 图 7-1 右手规则演示 7- 2 空间直角坐标系图图7-3空间两点 M 1 M 2的距离图3.空间点M ( x, y, z)的坐标表示方法。 通过坐标把空间的点与一个有序数组一一对应起来。注意:特殊点的表示

空间解析几何答案word

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.设k j i m 22-+=,k j i n ++=2,求向量n m a +=4在各坐标轴上的投影及分向量. 解:因为k j i k j i k j i n m a 796)2()22(44-+=+++-+=+=, 所以在x 轴上的投影为6=x a ,分向量为i i a x 6=,y 轴上的投影为 9=y a ,分向量为j j a y 9=,z 轴上的投影为7-=z a ,分向量为 k k a z 7-=. 6. 在yOz 平面上,求与)1,2,1(A 、)0,1,2(B 和)1,1,1(-C 等距离的点.

第八章 空间解析几何与向量代数知识点,题库与答案

第八章:空间解析几何与向量代数 一、重点与难点 1、重点 ①向量的基本概念、向量的线性运算、向量的模、方向角; ②数量积(是个数)、向量积(是个向量); ③几种常见的旋转曲面、柱面、二次曲面; ④平面的几种方程的表示方法(点法式、一般式方程、三点式方程、截距式方程),两平面的夹角; ⑤空间直线的几种表示方法(参数方程、对称式方程、一般方程、两点式方程),两直线的夹角、直线与平面的夹角; 2、难点 ①向量积(方向)、混合积(计算); ②掌握几种常见的旋转曲面、柱面的方程及二次曲面所对应的图形; ③空间曲线在坐标面上的投影; ④特殊位置的平面方程(过原点、平行于坐标轴、垂直于坐标轴等;) ⑤平面方程的几种表示方式之间的转化; ⑥直线方程的几种表示方式之间的转化; 二、基本知识 1、向量及其线性运算 ①向量的基本概念: 向量:既有大小又有方向的量; 向量表示方法:用一条有方向的线段(称为有向线段)来表示向量有向线段的长度表示向量的大小有向线段的方向表示向量的方向.; 向量的符号:以A为起点、B为终点的有向线段所表示的向量记作向量可用粗体字母表示也可用上加箭头书写体字母表示例如a、r、v、F或、、、; 向量的模:向量的大小叫做向量的模向量a、、的模分别记为|a|、、 单位向量: 模等于1的向量叫做单位向量; 向量的平行: 两个非零向量如果它们的方向相同或相反就称这两个向量平行向量a与b平行记作a // b零向量认为是与任何向量都平行;两向量平行又称两向量共线

零向量:模等于0的向量叫做零向量记作0或零向量的起点与终点重合它的方向可以看作是任意的 共面向量:设有k(k3)个向量当把它们的起点放在同一点时如果k个终点和公共起点在一个平面上就称这k个向量共面; 两向量夹角:当把两个非零向量a与b的起点放到同一点时两个向量之间的不超 过的夹角称为向量a与b的夹角记作或如果向量a与b中有一个是零 向量规定它们的夹角可以在0与之间任意取值; ②向量的线性运算 向量的加法(三角形法则):设有两个向量a与b平移向量使b的起点与a的终点重合此时从a的起点到b的终点的向量c称为向量a与b的和记作a+b即ca+b . : 平行四边形法则:向量a与b不平行时平移向量使a与b的起点重合以a、b为邻边作一平行四边形从公共起点到对角的向量等于向量a与b的和ab 向量的加法的运算规律: (1)交换律abba (2)结合律(ab)ca(bc) 负向量: 设a为一向量与a的模相同而方向相反的向量叫做a的负向量记为a 向量的减法:把向量a与b移到同一起点O则从a的终点A向b的终点B所引向 量便是向量b与a的差ba 向量与数的乘法:向量a与实数的乘积记作规定a是一个向量它的模|a||||a| 它的方向当>0时与a相同当<0时与a相反当0时 |a|0 即a为零向量这时它的方向可以是任意的 运算规律: (1)结合律 (a)(a)()a; (2)分配律 ()aaa;(ab)ab 向量的单位化: 设a0则向量是与a同方向的单位向量记为e a,于是a|a|e a 定理1 设向量a0那么向量b平行于a的充分必要条件是: 存在唯一的实数使b a ③空间直角坐标系 在空间中任意取定一点O和三个两两垂直的单位向量i、j、k就确定了三条都以O为原点的两两垂直的数轴依次记为x轴(横轴)、y轴(纵轴)、z轴(竖轴) 统称为坐标轴它们构成一个空间直角坐标系称为Oxyz坐标系 注: (1)通常三个数轴应具有相同的长度单位; (2)通常把x轴和y轴配置在水平面上而z轴则是铅垂线; (3)数轴的的正向通常符合右手规则

解析几何学习知识重点情况总结复习资料

一、直线与方程基础: 1、直线的倾斜角α: [0,)απ∈ 2 、直线的斜率k : 21 21 tan y y k x x α-== -; 注意:倾斜角为90°的直线的斜率不存在。 3、直线方程的五种形式: ①点斜式:00()y y k x x -=-; ②斜截式:y kx b =+; ③一般式:0Ax By C ++=; ④截距式:1x y a b +=; ⑤两点式: 121 121 y y y y x x x x --=-- 注意:各种形式的直线方程所能表示和不能表示的直线。 4、两直线平行与垂直的充要条件: 1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=, 1l ∥2l 1221 1221 A B A B C B C B =???≠?; 1212120l l A A B B ⊥?+= . 5、相关公式: ①两点距离公式:11(,)M x y ,22(,)N x y ,

MN = ②中点坐标公式:11(,)M x y ,22(,)N x y , 则线段MN 的中点1122 ( ,)22 x y x y P ++; ③点到直线距离公式: 00(,)P x y ,:0l Ax By C ++=, 则点P 到直线l 的距离d = ; ④两平行直线间的距离公式:11:0l Ax By C ++=,22:0l Ax By C ++=, 则平行直线1l 与2l 之间的距离d = ⑤到角公式:(补充)直线1111:0l A x B y C ++=到直线2222:0l A x B y C ++=的角为 θ,(0,)(,)22 ππ θπ∈U ,则2112 tan 1k k k k θ-=+? .(两倾斜角差的正切) 二、直线与圆,圆与圆基础: 1、圆的标准方程:222()()x a y b r -+-=; 确定圆的两个要素:圆心(,)C a b ,半径r ; 2、圆的一般方程:220x y Dx Ey F ++++=,(22 40D E F +->); 3、点00(,)P x y 与圆222:()()C x a y b r -+-=的位置关系: 点00(,)P x y 在圆内? 22200()()x a y b r -+-<; 点00(,)P x y 在圆上? 22200()()x a y b r -+-=; 点00(,)P x y 在圆外? 222 00()()x a y b r -+->; 4、直线:0l Ax By C ++=与圆222:()()C x a y b r -+-=的位置关系: 从几何角度看: 令圆心(,)C a b 到直线:0l Ax By C ++=的距离为d , 相离?d r >;

《空间解析几何2》教学大纲.

《空间解析几何2》教学大纲 课程编号:12307229 学时:22 学分:1.5 课程类别:限制性选修课 面向对象:小学教育专业本科学生 课程英语译名:In terspace An alytic Geometry (2) 一、课程的任务和目的 任务:本课程要求学生熟练掌握解析几何的基本知识和基本理论,正确地理解和使用向 量代数知识,并解决一些实际问题。深刻理解坐标观念和曲线(面)与方程相对应的观念,熟练掌握讨论空间直线、平面、曲线、曲面的基本方法,训练学生的空间想象能力和运算能力。 目的:通过本课程的学习,使学生掌握《空间解析几何》的基本知识、基本思想及基本方法,培养学生的抽象思维能力及空间想象力,培养学生用代数方法处理几何问题的能力,提高学生从几何直观分析问题和和解决问题的能力。为学习《高等代数》及《数学分析》及后继课程打下坚实基础,为日后胜任小学教学工作而作好准备。 二、课程教学内容与要求 (一)平面与空间直线(14学时) 1.教学内容与要求:本章要求学生熟练掌握平面与空间直线的各种形式的方程,能判别空间有关点、直线与平面的位置关系,能熟练计算它们之间的距离与交角。 2?教学重点:根据条件求解平面和空间直线的方程,及点、直线、平面之间的位置关系 3?教学难点:求解平面和空间直线的方程。 4.教学内容: (1)平面的方程(2课时):掌握空间平面的几种求法(点位式、三点式、点法式、一般式)。 (2)平面与点及两个平面的相关位置(2课时):掌握平面与点的位置关系及判定方法;掌握空间两个平面的位置关系及判定方法。 (3)空间直线的方程(2课时):掌握空间直线的几种求法(点向式、两点式、参数式、一般式、射影式)。 (5)直线与平面的相关位置(2课时):掌握空间直线与平面的位置关系及判定方法。 (6)空间两直线的相关位置(2课时):掌握空间两直线的位置关系及判定方法。 (7)空间直线与点的相关位置(2课时):掌握直线与点的位置关系及判定方法。 (8)平面束(2课时):掌握平面束的定义(有轴平面束和平行平面束),并能根据题意求平面束的方程。 (二)特殊曲面(8学时)

空间解析几何(下篇)剖析

空解精要(升华部分) 序 这个部分是空解的精华部分,与高代数分都有联系,关键在于你 能否发现其中的玄机。我相信,当你看完以下的知识点时,一切都会 水落石出。这部分的重点有:柱面,锥面,旋转曲面,二次曲面及其 一般线性理论,还有参数方程。 *注意:这部分的知识点如果不涉及度量问题,那么在仿射坐标系 下也成立。 一.最完美二次曲面--球面 1.定义:在三维线性空间中,我们把到定点的距离等于定长的点 的集合叫做球面,这个定点叫球心。球心到球面的任何 点的距离叫做半径。 2.球面的方程: 以点()000,,z y x 为球心,R 为半径的球面标准方程为 ()()()2202020R z z y y x x =-+-+- 这是一个二次曲面,它的一般形式为 0222=++++++D Cz By Ax z y x 命题1:用一个平面去截取球面,得到的截面是一个圆。 命题2:如果一个平面与球面相切,那么切点与球心的连线垂 直于该平面。

3.切面的求法:根据数学分析里面的求偏导数来做,无需刻意记 住二次曲面一般理论中的公式。 二.柱面的锥面 (一).柱面 1.定义:由平行于某一定方向且与一条空间定曲线相交的一 族平行直线所组成的曲面叫做柱面,定曲线叫做准线,平行 直线中的每条都叫(直)母线,定方向是直母线的方向,也叫 柱面方向。 2.柱面方程的构造 从定义中可以看出,柱面的存在由准线和母线族决定,如果 确定了准线的方程和母线的方向,那么就可以得出柱面的方 程。如果已知准线方程为 ()()? ??==0,,0,,z y x G z y x F 母线方向为(l,m,n )

(完整版)(整理)第七章空间解析几何

第七章空间解析几何与向量代数内容概要

习题7-1 ★★1.填空: (1) 要使b a b a -=+成立,向量b a , 应满足b a ⊥ (2) 要使 b a b a +=+成立,向量b a , 应满足 //b a ,且同向 ★2.设c b a v c b a u -+-=+-=3 , 2,试用c b a , , 表示向量v u 32- 知识点:向量的线性运算 解:c b a c b a c b a v u 711539342232+-=+-++-=- ★3.设Q , P 两点的向径分别为21 , r r ,点 R 在线段PQ 上,且 n m RQ PR = ,证明点R 的向径为 n m m n += +r r r 12 知识点:向量的线性运算 证明:在OPQ ?中,根据三角形法则PQ OP OQ =-,又)(21r r -+=+= n m m n m m , ∴n m m n n m m PR OP OR ++=-++ =+=22r r r r r 1 11)( ★★4.已知菱形 ABCD 的对角线b a ==B , ,试用向量b a , 表示 , , , 。 知识点:向量的线性运算 解:根据三角形法则, b a ==-==+B D AD , AB AC BC AB ,又ABCD 为菱形, ∴ =(自由向量), ∴222 AB AC BD AB CD DC AB --=-=-?=?=-=-= u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r a b b a a b ∴2b a +==,2 DA +=-u u u r a b ★★5.把ABC ?的BC 边五等分,设分点依次为4321 , , , D D D D ,再把各分点与点 A 连接,试以 a c ==BC AB , 表示向量 , , 321A D A D A D 和A D 4。

空间解析几何(练习题参考答案)

1. 过点M o (1,1-,1)且垂直于平面01201=+++=+--z y x z y x 及的平面方程. 39.02=+-z y 3. 在平面02=--z y x 上找一点p ,使它与点),5,1,2()1,3,4(-)3,1,2(--及之间的距离 相等. 7.)5 1,1,57 (. 5.已知:→ → -AB prj D C B A CD ,则)2,3,3(),1,1,1(),7,1,5(),3,2,1(= ( ) A .4 B .1 C . 2 1 D .2 7.设平面方程为0=-y x ,则其位置( ) A .平行于x 轴 B .平行于y 轴 C .平行于z 轴 D .过z 轴. 8.平面0372=++-z y x 与平面0153=-++z y x 的位置关系( ) A .平行 B .垂直 C .相交 D .重合 9.直线 3 7423z y x =-+=-+与平面03224=---z y x 的位置关系( ) A .平行 B .垂直 C .斜交 D .直线在平面内 10.设点)0,1,0(-A 到直线?? ?=-+=+-0 720 1z x y 的距离为( ) A .5 B . 6 1 C . 51 D .8 1 5.D 7.D 8.B 9.A 10.A . 3.当m=_____________时,532+-与m 23-+互相垂直. 4 . 设 ++=2, 22+-=, 243+-=,则 )(b a p r j c += . 4. 过点),,(382-且垂直平面0232=--+z y x 直线方程为______________. 10.曲面方程为:442 2 2 =++z y x ,它是由曲线________绕_____________旋转而成的. 3.34-=m ; 4.29 19 9.332212--=+=-x y x ; 10.曲线 1422 =+z y 绕z 轴

高等数学 向量代数与空间解析几何复习

第五章 向量代数与空间解析几何 5.1向量 既有大小又有方向的量 表示:→ -AB 或a (几何表示)向量的大小称为向量的模,记作||AB 、|a |、||a 1. 方向余弦:??? ? ??=||,||,||)cos ,cos ,(cos r r r z y x γβα r =(x ,y ,z ),| r |=2 22z y x ++ 2. 单位向量 )cos ,cos ,(cos γβα=→ a 模为1的向量。 3. 模 → →→ ?=++=a a z y x a 2 22|| 4. 向量加法(减法) ),,(212121z z y y x x b a ±±±=±→ → 5. a ·b =| a |·| b |cos θ212121z z y y x x ++= a ⊥ b ?a ·b =0(a ·b =b ·a ) 6. 叉积、外积 |a ?b | =| a || b |sin θ= z y x z y x b b b a a a k j i a // b ?a ?b =0.( a ?b= - b ?a ) ? 2 12 12 1z z y y x x == 7. 数乘:),,(kz ky kx ka a k ==→ → 例1 1||,2||==→ → b a ,→ a 与→ b 夹角为 3 π ,求||→ →+b a 。 解 2 2 ||cos ||||2||2)()(||→ →→→ → →→ →→ →→ → → → → → ++= ?+?+?= +?+=+b b a a b b b a a a b a b a b a θ 713 cos 12222 = +???+= π 例2 设2)(=??c b a ,求)()]()[(a c c b b a +?+?+。 解 根据向量的运算法则 )()]()[(a c c b b a +?+?+

空间解析几何简介

153 自测题七解答 一、填空题(本题共2小题,每空3分,满分33分) 1.点)4,1,2(--位于第( Ⅵ )卦限;关于y 轴的对称点是( (2,1,4) );到z O x 平面的距离是( 1 ). 2.下列方程:(1)0222=--z y x ;(2)044222=+-+xy z y x ;(3) z y x 364922-=+; (4) 1=x ;(5)364922=+z x ;(6)1222=+-z y x 中, 方程( (4) )和( (5) )表示柱面;方程( (1) )和( (6) )表示旋转曲面;方程( (6) )表示旋转双曲面;方程( (3) )表示椭圆抛物面;方程( (1) )表示锥面;方程( (2) )表示两个平面. 二、单项选择题(本题共4小题,每小题3分,满分12分) 1.下列点在球面02222=-++z z y x 内部的是〖 C 〗. (A ) )2,0,0(; (B ) )2,0,0(-; (C ) ()5.0,5.0,5.0; (D ) ()5.0,5.0,5.0-. 2.方程组22 1,492.x y y ?+=???=? 在空间解析几何中表示〖 B 〗. (A ) 椭圆柱面; (B ) 两平行直线; (C ) 椭圆; (D ) 平面. 3.圆? ??=--+=++-+-09336)1()7()4(222z y x z y x 的中心M 的坐标为〖 A 〗. (A ) )0,6,1(; (B ) )1,7,4(-; (C ) )0,1,6(; (D ) )1,6,0(. 提示:只有点)0,6,1(到球心)1,7 ,4(-(球心)1,7,4(-到平面的距离). 4.下列平面通过z 轴的是〖 D 〗. (A ) 013=-y ;(B ) 0632=--y x ;(C ) 1=+z y ;(D ) 03=-y x . 三、(本题满分15分) 求过点)2,0,1(1M 、)3,1,0(2M 且平行于z 轴的平面方程. 解 因为平面平行于z 轴,所以设平面的方程为0Ax By D ++=(缺z 项). 又点)2,0,1(1M 、)3,1,0(2M 在平面上,所以00A D B D +=??+=?,得A D B D =-??=-?. 则平面方程为0Dx Dy D --+= (0D ≠),即 10x y +-=. 四、(本题满分15分)求母线平行于x 轴,且通过曲线???=+-=++0 162222222z y x z y x 的柱面方程.

空间解析几何习题答案解析(20210120005111)

WORD 格式整理 . 2 30 x 3 3) 10 、计算题与证明题 1.已知 |a| 1, |b| 4, |c| 5, 并且 a b c 0. 计算 a b b c c a . 解:因为 |a| 1, |b| 4, |c| 5, 并且 a b c 0 所以 a 与 b 同向,且 a b 与 c 反向 因此 a b 0 , b c 0 , c a 0 所以 a b b c c a 0 2.已知 |a b| 3, |a b| 4, 求 |a| |b|. 解: |a b| a b cos 3 (1) |a b| a bsin 4 ( 2) (1)2 2 2 得 a b 2 25 所以 a b 5 4.已知向量 x 与 a (,1,5, 2) 共线 , 且满足 a x 3, 求向量 x 的坐标. 解:设 x 的坐标为 x,y,z ,又 a 1,5, 2 则 a x x 5y 2z 3 又 x 与 a 共线,则 x a 0 ij xy 15 2y 5zi z 2x j 5x y k 0 所以 2y 5z 2 z 2x 2 5x y 2 0 即 29x 2 5y 2 26z 2 20yz 4xz 10xy 0 (2) 又 x 与 a 共线, x 与 a 夹角为 0或 22 yz cos0 1 xa x 2 y 2 z 2 12 52 2 2 1) xy 15 整理得

WORD 格式整理 . 2 30 x 3 3) 10 联立 1、2 、3 解出向量 x 的坐标为 1 ,1, 1 10,2, 5

6.已知点 A(3,8,7) , B( 1,2, 3) 求线段 AB 的中垂面的方程. 解:因为 A 3,8,7 ,B( 1,2, 3) AB 中垂面上的点到 A 、B 的距离相等,设动点坐标为 M x,y,z ,则由 MA MB 得 x 3 2 y 8 2 z 7 2 x 1 2 y 2 2 z 3 2 化简得 2x 3y 5z 27 0 这就是线段 AB 的中垂面的方程。 7. 向量 a , b , c 具有 相 同的 模 , 且两 两 所成 的角 相 等 , 若 a , b 的 坐 标分 别 为 (1,1,0)和(0,1,1), 求向量 c 的坐标. 解: abc r 且它们两两所成的角相等,设为 则有 a b 1 0 1 1 0 1 1 则 cos 设向量 c 的坐标为 x, y,z c x 2 y 2 z 2 r 12 12 02 2 所以 x 2 y 2 z 2 2 3 8.已知点 A(3,6,1) , B(2, 4,1) , C(0, 2,3), D( 2,0, 3), (1) 求以 AB , AC , AD 为邻边组成的平行六面体的体积. (2) 求三棱锥 A BCD 的体积. x1 联立( 1)、(2)、(3)求出 y 0 或 z1 则 a c 1 x 1 y 0 z x y a bcos r r 12 1 r b c 0 x 1 y 1 z y z b c cos r 1 r 2 r 1) 2) 所以向量 c 的坐标为 1,0,1 或 1 4 1 ,, 3,3, 3 3)

《空间解析几何》教学大纲

《空间解析几何》教学大纲 课程代码:090532001 课程英文名称:Analytic Geometry 课程总学时:32 讲课:32 实验:0 上机:0 适用专业:应用统计学 大纲编写(修订)时间:2017.6 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 《空间解析几何》是应用统计学专业的一门重要基础课,是初等数学通向高等数学的桥梁,是高等数学的基石,高等代数,数学分析等课程的学习都离不开空间解析几何的基本知识以及研究方法。空间解析几何是用坐标法,把数学的基本对象与数量关系密切联系起来,它对整个数学的发展起了很大作用。通过本课程的教学,使学生受到几何直观化及逻辑推理等方面的训练,扩大知识领域,培养抽象的空间想象能力,运算能力和逻辑思维能力,能运用解析方法研究几何图形的性质,并对解析表达式予以几何解释,为进一步学习基础课程打下坚实基础。同时通过学习,进一步提高学生对中学几何理论与方法的理解,联系中学数学的教学,充分利用矢量工具注意矢量法与坐标的联系,从而获得高观点下处理中学几何问题的能力,以及画图能力。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 基本知识:通过本课程的学习,要求学生掌握矢量的概念;矢量的运算及矢量的坐标法;平面与空间直线方程;空间中的点、直线、平面两两之间的相互关系的代数形式的联系;曲线与曲面的一般方程;参数方程、球面和旋转面、柱面和锥面、二次曲面(十七种)、直纹面、曲面的交线和曲面所围区域;平面仿射坐标变换平面直角坐标变换空间坐标变换;二次曲线(二次曲面)方程的化;二次曲线(二次曲面)的不变量等。 基本能力:培养学生空间想象能力和运用解析方法研究几何问题以及在实际中应用这一方法的能力;严密的科学思维及分析问题解决问题的能力;用空间的观点和结构的观点解决数学中的其它问题以及其它实际问题的能力。 基本技能:使学生获得空间解析几何的基本运算技能;运用数学软件进行具有一定难度和复杂度的空间解析几何运算技能。 (三)实施说明 1.本大纲主要依据应用统计学专业2017版教学计划、应用统计学专业建设和特色发展规划和沈阳理工大学编写本科教学大纲的有关规定及全国通用《空间解析几何教学大纲》并根据我校实际情况进行编写的。 2.课程学时总体分配表中的章节序号在授课过程中可酌情调整顺序,课时分配仅供参考,打“*”号的章节可删去或选学。 3.教学方法:建议本课程采用课堂讲授与讨论相结合的方法,通过习题课和讨论等方式强化重点,通过分散难点,使学生循序渐进的掌握难点。 4.教学手段:建议采用多媒体等现代化手段开展教学。 (四)对先修课的要求 本课程的先修课:初等数学行列式矩阵。 (五)对习题课、实验环节的要求 习题课不单独安排。教学内容要配合主讲课程的教学进度,由老师和同学们在课堂上通过讲、练结合的方式进行。主讲教师通过批改学生的作业,将作业情况反馈给学生,要补充有一定难度和综合度的练习题,以拓宽同学们的思路。

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