理论教育 高等数学专业选学模块:空间曲线的一般方程

高等数学专业选学模块:空间曲线的一般方程

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.空间曲线的一般方程空间曲线可以看作两个曲面的交线.设F=0和G=0是两个曲面方程,它们的交线为C.因为曲线C上的任何点的坐标应同时满足这两个方程,所以应满足方程组反过来,如果点M不在曲线C上,那么它不可能同时在两个曲面上,所以它的坐标不满足方程组.因此,曲线C可以用上述方程组来表示.上述方程组叫作空间曲线C的一般方程.例6 方程组表示怎样的曲线?

高等数学专业选学模块:空间曲线的一般方程

1.空间曲线的一般方程

空间曲线可以看作两个曲面的交线.设F(x,y,z)=0和G(x,y,z)=0是两个曲面方程,它们的交线为 C.因为曲线C上的任何点的坐标应同时满足这两个方程,所以应满足方程组

反过来,如果点M不在曲线C上,那么它不可能同时在两个曲面上,所以它的坐标不满足方程组.

因此,曲线C可以用上述方程组来表示.上述方程组叫作空间曲线C的一般方程.

图1-46

2.空间曲线在坐标面上的投影

投影柱面:以曲线C为准线、母线平行于z轴的柱面叫作曲线C关于xOy面的投影柱面.

投影曲线:投影柱面与xOy面的交线叫作空间曲线C在xOy面上的投影曲线,或简称投影(类似地可以定义曲线C在其他坐标面上的投影).

方程组消去变量z后所得的方程为

这就是曲线C关于xOy面的投影柱面.(www.daowen.com)

这是因为:一方面,方程H(x,y)=0表示一个母线平行于z轴的柱面;另一方面,方程H(x,y)=0是由方程组消去变量z后所得的方程.因此,当x,y,z满足方程组时,前两个数x,y必定满足方程H(x,y)=0,这就说明曲线C上的所有点都在方程H(x,y)=0所表示的曲面上,即曲线C在方程H(x,y)=0表示的柱面上.所以,方程H(x,y)=0表示的柱面就是曲线C关于xOy面的投影柱面.

曲线C在xOy面上的投影曲线的方程为

这是一个母线平行于z轴的圆柱面,容易看出,这恰好是半球面与锥面的交线C关于xOy面的投影柱面.因此,交线C在xOy面上的投影曲线为

这是xOy面上的一个圆,如图1-47所示.

图1-47

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