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求证:平面截球体后,截面边界曲线为圆。截圆柱体时为圆锥曲线?
方程,平面,圆柱体求证:平面截球体后,截面边界曲线为圆。截圆柱体时为圆锥曲线?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:3
求证:平面截球体后,截面边界曲线为圆。截圆柱体时为圆锥曲线?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
设球面方程为X^2+Y^2+Z^2=a^2。平面方程为AX+BY+CZ+D=0,显然n=(A,B,C)为平面的法向量。对坐标基向量作变换,使平面与坐标的Y1O1Z1的平面平行与O1X1轴垂直。作正交阵V=(V1,V2,V2),其中V1=(A/K,B/K,C/K),V2=(-B/R,A/R,0)V3=(-AC/KR,-BC/KR,R^2/KR)(其中R^2=A^2+B^2,K^2=R^2+C^2)。以(X,Y,Z)=(X1,Y1,Z1)V^T代入球面方程后为X1^2+Y1^2+Z1^2=a^2【1】。代入平面方程有X1=-D/K【2】。将【2】代入【1】后,得Y1^2+Z1^2=a^2-D^2/K^2(D/K小于或等于a)。易知它是一个圆(含点圆)方程。
对于圆柱体,其侧面方程为X^2+Y^2=a^2,平面方程仍为AX+BY+CZ+D=0,以(X,Y,Z)=(X1,Y1,Z1)V^T代人两个方程,消去X1,对新方程依取值范围进行讨论,其边界曲线正是初等数学中的直线,圆,抛物线,椭圆,双曲线。
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