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5.6空间曲线及其方程一、相关问题1.指出曲线在面上的投影为何种曲线.解:在方程组的两个方程中消去,可得投影曲线的方程为,它是面上一个以圆点为圆心,半径为的圆.2.在空间直角坐标系中,旋转抛物面与球面的交线是什么图形?一般来说,,代表什么图形?解:联立抛物面与球面的方程可得,交线为平面上的一个圆.一般地,表示空间曲线,即两空间曲面的与的交线.二、相关知识1.如果空间一动点在圆柱面上从点出发以角速度绕轴旋转,同时又以线速度沿轴正方向上升(其中,都是常数),那么动点的运动轨迹称为螺旋曲线,试建立其方程.解:假设时刻,动点的位置在,于是,设在面上的射影为,则.于是点的坐标满足方程组:,消去参数可得其方程为:.如果令为参数,则螺旋曲线可表示为.2.怎么定义曲线的方程?答:空间曲线可看作是两空间曲面的交线,把两空间曲面的一般方程和,联立起来得到的方程组就是空间曲线(曲面交线)的一般方程,曲线上的每点都满足该方程组,反之,任何满足该方程组的有序数组一定是曲线上某个点的坐标.3.空间曲线在坐标平面上的投影一般是什么图形,如何建立这个投影图形的方程?答:空间曲线在坐标平面上的投影一般是平面曲线,在空间曲线的方程中消去该坐标平面中坐标恒为(横、纵、竖)的那个坐标,得到其中一个方程再与坐标平面的方程联立,即得投影曲线的方程.三、练习题1.方程组代表什么图形?答:第一个方程表示以原点为圆心,为半径的上半球面,第二个方程表示母线平行于轴的圆柱面,所以方程组代表上半球面与圆柱面的交线.2.分别求母线平行于轴和轴,且通过曲线的柱面方程;解:母线平行于轴:设为曲线上的任意一点,过点的母线为:,将其代入,消去t得到柱面方程为:.同样可得母线平行于轴的柱面方程为:.3.已知两个球面的方程为和求它们的交线在平面上的投影.解:联立上述两个方程消去可得:与联立可得投影为:.四、思考题1.试求椭圆曲面与平面的交线方程;解:将代入椭圆曲面方程可得:,交线方程为:.2.设平面上一动点到点的距离为到点的距离的一半,求动点轨迹的方程.解:设为轨迹上的点,根据条件:,轨迹方程为:.3.试求抛物面与平面的交线在平面上的投影曲线方程.解:联立抛物面与平面方程得方程组:消去得曲线方程为:.
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