微积分课件：5-5 空间曲线

1、 第五节第五节 空间曲线空间曲线一、空间曲线的一般方程一、空间曲线的一般方程二、空间曲线的参数方程二、空间曲线的参数方程三、空间曲线在坐标面上的投影三、空间曲线在坐标面上的投影四、小结四、小结 0),(0),(zyxGzyxF空间曲线的一般方程空间曲线的一般方程 曲线上的点都满足曲线上的点都满足方程，满足方程的点都在方程，满足方程的点都在曲线上，不在曲线上的点曲线上，不在曲线上的点不能同时满足两个方程不能同时满足两个方程.xozy1S2SC空间曲线空间曲线C可看作空间两曲面的交线可看作空间两曲面的交线.特点特点：一、空间曲线的一般方程一、空间曲线的一般方程例例 方程组方程组 表示怎样的曲线？表

2、示怎样的曲线？ 6332122zyxyx解解122 yx表示圆柱面，表示圆柱面，6332 zyx表示平面，表示平面， 6332122zyxyx交线为椭圆交线为椭圆.例例 方程组方程组 表示怎样的曲线？表示怎样的曲线？ 4)2(222222ayaxyxaz解解222yxaz 上半球面上半球面,4)2(222ayax 圆柱面圆柱面,交线如图交线如图. )()()(tzztyytxx 当当给给定定1tt 时时，就就得得到到曲曲线线上上的的一一个个点点),(111zyx，随随着着参参数数的的变变化化可可得得到到曲曲线线上上的的全全部部点点.空间曲线的参数方程空间曲线的参数方程二、空间曲线的参数方程二、

3、空间曲线的参数方程 动点从动点从A点出点出发，经过发，经过t时间，运动到时间，运动到M点点 A MM M在在xoy面的投影面的投影)0 ,(yxM tax cos tay sin vtz t 螺旋线的参数方程螺旋线的参数方程取时间取时间t为参数，为参数，解解xyzo例例2: 2: 将下列曲线化为参数方程表示将下列曲线化为参数方程表示: : 6321)1(22zxyx 0)2(22222xayxyxaz解解: (1) 根据第一方程引入参数根据第一方程引入参数 , , txcos tysin )cos26(31tz (2) 将第二方程变形为将第二方程变形为,)(42222aayx 故所求为故所求为

4、得所求为得所求为txaacos22 tyasin2 tazcos2121 )20( t)20( t 0),(0),(zyxGzyxF消去变量消去变量z后得：后得：0),( yxH曲线关于曲线关于 的的投影柱面投影柱面xoy设空间曲线的一般方程：设空间曲线的一般方程：以此空间曲线为准线，垂直于所投影的坐标面以此空间曲线为准线，垂直于所投影的坐标面.投影柱面的投影柱面的特征特征：三、空间曲线在坐标面上的投影三、空间曲线在坐标面上的投影如图如图:投影曲线的研究过程投影曲线的研究过程.空间曲线空间曲线投影曲线投影曲线投影柱面投影柱面类似地：可定义空间曲线在其他坐标面上的投影类似地：可定义空间曲线在其他

5、坐标面上的投影 00),(xzyR 00),(yzxT面上的面上的投影曲线投影曲线,yoz面上的面上的投影曲线投影曲线,xoz 00),(zyxH空间曲线在空间曲线在 面上的面上的投影曲线投影曲线xoy例例4 4 求曲线求曲线 在坐标面上的投影在坐标面上的投影. 211222zzyx解解（1）消去变量）消去变量z后得后得,4322 yx在在 面上的投影为面上的投影为xoy,04322 zyx所以在所以在 面上的投影为线段面上的投影为线段.xoz;23|,021 xyz（3）同理在）同理在 面上的投影也为线段面上的投影也为线段.yoz.23|,021 yxz（2）因为曲线在平面）因为曲线在平面

6、上，上，21 z例例5.,)(34,2222面上的投影面上的投影求它在求它在锥面所围成锥面所围成和和由上半球面由上半球面设一个立体设一个立体xoyyxzyxz 解解半球面和锥面的交线为半球面和锥面的交线为 , )(3,4:2222yxzyxzC, 122 yxz 得投影柱面得投影柱面消去消去面面上上的的投投影影为为在在则则交交线线xoyC . 0, 122zyx一个圆一个圆,面面上上的的投投影影为为所所求求立立体体在在 xoy. 0122zyx空间曲线的一般方程、参数方程空间曲线的一般方程、参数方程四、小结四、小结空间曲线在坐标面上的投影空间曲线在坐标面上的投影 0),(0),(zyxGzyx

7、F )()()(tzztyytxx 00),(zyxH 00),(xzyR 00),(yzxT思考题思考题 求求椭椭圆圆抛抛物物面面zxy 222与与抛抛物物柱柱面面zx 22的的交交线线关关于于xoy面面的的投投影影柱柱面面和和在在xoy面面上上的的投投影影曲曲线线方方程程.思考题解答思考题解答,22222 zxzxy交线方程为交线方程为消消去去z得得投投影影柱柱面面, 122 yx在在 面上的投影为面上的投影为xoy.0122 zyx一、一、 填空题：填空题：1 1、 曲面曲面zyx10922 与与yoz平面的交线是平面的交线是_；2 2、 通过曲线通过曲线162222 zyx, ,022

8、2 yzx，且，且 母线平行于母线平行于y轴的柱面方程是轴的柱面方程是_；3 3、 曲线曲线01, 0332322 zyzxyzzx在在 xoz平面上的投影方程是平面上的投影方程是_；4 4、 方程组方程组 3215xyxy在平面解析几何中表示在平面解析几何中表示_；5 5、 方程组方程组 319422yyx在平面解析几何中表示在平面解析几何中表示_ _ _，在空间解析几何中表示，在空间解析几何中表示_；练练 习习 题题6 6 、旋转抛物面、旋转抛物面22yxz ( (40 z) ) 在在xoy面的投影为面的投影为_， 在在yoz面的投影为面的投影为_， 在在zox面上的投影为面上的投影为_.

9、_.二、二、 画出下列曲线在第一卦限的图形：画出下列曲线在第一卦限的图形：1 1、 0422yxyxz2 2、 222222azxayx三三、 将将曲曲线线 xyzyx9222化化为为参参数数方方程程四、四、 求螺旋线求螺旋线 bzayaxsincos在三个坐标面上的投影曲线在三个坐标面上的投影曲线的直角坐标方程的直角坐标方程 . .五、五、 求 由 上 半 球 面求 由 上 半 球 面222yxaz , , 柱 面柱 面022 axyx及平面及平面0 z所围成的立体，在所围成的立体，在xoy面和面和xoz面上的投影面上的投影 . .一、一、1 1、 09102xzy； 2 2、1623 ,1632222 zxzy；3 3、 0032422yxzx；4 4、两直线的交点、两直线的交点, ,两平面的交线；两平面的交线；5 5、椭圆与其一切线的交点、椭圆与其一切线的交点, ,椭圆柱面椭圆柱面19422 yx与与其切平面其切平面3 y的交线；的交线；