曲面及其方程 、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: 如果曲面S与三元方程F(x,y,z)=0有下述关系 (1)曲面S上任一点的坐标都满足方程; (2)不在曲面S上的点的坐标都不满足方程; 那么,方程F(x,y,z)=0就叫做曲面S的方程, 而曲面S就叫做方程的图形
曲面及其方程 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： 如果曲面S 与三元方程F(x, y,z) = 0有下述关系： （1）曲面 S 上任一点的坐标都满足方程； （2）不在曲面S 上的点的坐标都不满足方程； 那么，方程F(x, y,z) = 0就叫做曲面S 的方程， 而曲面S 就叫做方程的图形． 曲面的实例： 一、曲面方程的概念
以下给出几例常见的曲面 例1建立球心在点M0(x0,y0,x0)、半径为R 的球面方程 解设M(x,y,z)是球面上任一点, 根据题意有|MM0|=R (x-x0)+(y-yn)+(z-zn)2=R 所求方程为(x-xn)+(Uy-n)+(z-zn)2=R2 特殊地:球心在原点时方程为x2+y2+z2=R2
以下给出几例常见的曲面. 例 1 建立球心在点 ( , , ) 0 0 0 0 M x y z 、半径为R 的球面方程. 解 设M(x, y,z)是球面上任一点， 根据题意有 | MM0 |= R (x − x ) + ( y − y ) + (z − z ) = R 2 0 2 0 2 0 ( ) ( ) ( ) 2 2 0 2 0 2 所求方程为 x − x0 + y − y + z − z = R 特殊地：球心在原点时方程为 2 2 2 2 x + y + z = R
例2求与原点O及M0(2,3,4)的距离之比为1:2的 点的全体所组成的曲面方程 解设M(x,yz)是曲面上任一点, 根据题意有 MO 1 MM0|2 r t tz √(x-2)2+(y-3)2+(-4)22 所求方程为|x+2+(y+1)2+|z+ 4116 3 9
例 2 求与原点O及 (2,3,4) M0 的距离之比为1: 2的 点的全体所组成的曲面方程. 解 设M(x, y,z)是曲面上任一点， , 2 1 | | | | 0 = MM MO 根据题意有 ( ) ( ) ( ) , 2 1 2 3 4 2 2 2 2 2 2 = − + − + − + + x y z x y z ( ) . 9 116 3 4 1 3 2 2 2 2 = + + + + 所求方程为 x + y z
例3已知A(1,2,3),B(2,-1,4),求线段AB的 垂直平分面的方程 解设M(x,y,z)是所求平面上任一点 根据题意有MAH=MB| (x-1)+(y-2)+(z-3)2 =√(x-2)2+(y+1)2+(z-4)2, 化简得所求方程2x-6y+2z-7=0
例 3 已知A(1,2,3)，B(2,−1,4)，求线段AB的 垂直平分面的方程. 设M(x, y,z)是所求平面上任一点， 根据题意有 | MA|=| MB |, ( ) ( ) ( ) 2 2 2 x −1 + y − 2 + z − 3 ( 2) ( 1) ( 4) , 2 2 2 = x − + y + + z − 化简得所求方程 2x − 6y + 2z − 7 = 0. 解
例4方程z=(x-1)+(y-2)-1的图形是怎样的? 解根据题意有z≥-1 用平面z=c去截图形得圆: (x-1)2+(y-2)2=1+c(c≥-1) 当平面z=c上下移动时, 得到一系列圆 圆心在(1,2,c),半径为1+cx 半径随c的增大而增大.图形上不封顶,下封底
z x o y 例4 方程 ( 1) ( 2) 1 的图形是怎样的？ 2 2 z = x − + y − − 根据题意有 z −1 用平面z = c去截图形得圆： ( 1) ( 2) 1 ( 1) 2 2 x − + y − = + c c − 当平面z = c上下移动时， 得到一系列圆 圆心在(1,2,c)，半径为 1+ c 半径随c的增大而增大. 图形上不封顶，下封底． 解 c