第四章 柱面、锥面、旋转曲面与二次曲面
§ 4.1柱面
1、已知柱面的准线为：
?
?
?=+-+=-+++-0225
)2()3()1(222z y x z y x 且（1）母线平行于x 轴；（2）母线平行于直线c z y x ==,，试求这些柱面的方程。 解：（1）从方程
??
?=+-+=-+++-0
225
)2()3()1(222z y x z y x 中消去x ，得到：25)2()3()3(2
2
2
=-+++--z y y z 即：02
3
5622=----+z y yz z y 此即为要求的柱面方程。
（2）取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 且平行于直线?
??==c z y
x 的直线方程为：
???
??=-=-=?
??
?
??=+=+=z z t y y t
x x z
z t y y t
x x 0
00000 而0M 在准线上，所以
??
?=+--+=-++-+--0
2225
)2()3()1(222t z y x z t y t x 上式中消去t 后得到：026888232
22=--+--++z y x xy z y x
此即为要求的柱面方程。
2、设柱面的准线为???=+=z x z y x 22
2，母线垂直于准线所在的平面，求这柱面的方程。
解：由题意知：母线平行于矢量{
}2,0,1- 任取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 的母线方程为：
???
??+==-=?
??
?
??-==+=t z z y
y t
x x t
z z y y t
x x 220
0000
而0M 在准线上，所以：
??
?+=-++=-)
2(2)2(2
2t z t x t z y t x 消去t ，得到：010*******
22=--+++z x xz z y x
此即为所求的方程。
3、求过三条平行直线211,11,-=+=--==+==z y x z y x z y x 与的圆柱面方程。 解：过原点且垂直于已知三直线的平面为0=++z y x ：它与已知直线的交点为
())3
4,31,3
1(),1,0,1(,0,0,0--，这三点所定的在平面0=++z y x 上的圆的圆心为
)15
13
,1511,152(0--
M ，圆的方程为： ?????
=++=
-++++0
7598)1513()1511()152(222z y x z y x 此即为欲求的圆柱面的准线。
又过准线上一点),,(1111z y x M ，且方向为{
}1,1,1的直线方程为： ???
??-=-=-=?
??
?
??+=+=+=t z z t y y t
x x t
z z t y y t x x 1
11111 将此式代入准线方程，并消去t 得到：
013112)(5222=-++---++z y x zx yz xy z y x
此即为所求的圆柱面的方程。
4、已知柱面的准线为{})(),(),((u z u y u x u =γ，母线的方向平行于矢量{}Z Y X ,,=，试证明柱面的矢量式参数方程与坐标式参数方程分别为：
S v u Y x +=)(
与
??
?
??+=+=+=Zv u z z Yv u y y Xv u x x )()()( 式中的v u ,为参数。
证明：对柱面上任一点),,(z y x M ，过M 的母线与准线交于点))(),(),((u z u y u x M '，则，
v M ='
即v M O OM ='-
亦即S v u Y Y =-)(，S v u Y Y +=)( 此即为柱面的矢量式参数方程。 又若将上述方程用分量表达，即：
{}{}{}Z Y X v u z u y u x z y x ,,)(),(),(,,+=
??
?
??+=+=+=∴Zv u z z Yv u y y Xv u x x )()()( 此即为柱面的坐标式参数方程。
§ 4.2锥面
1、求顶点在原点，准线为01,0122
=+-=+-z y z x 的锥面方程。
解：设为锥面上任一点),,(z y x M ，过M 与O 的直线为：
z
Z y Y x X == 设其与准线交于),,(000Z Y X ，即存在t ，使zt Z yt Y xt X ===000,,，将它们代入准线方程，并消去参数t ，得：
0)()(222=-+--y z y z z x
即：02
22=-+z y x
此为所要求的锥面方程。
2、已知锥面的顶点为)2,1,3(--，准线为0,12
22=+-=-+z y x z y x ，试求它的方程。
解：设),,(z y x M 为要求的锥面上任一点，它与顶点的连线为：
2
2
1133++=++=--z Z y Y x X 令它与准线交于),,(000Z Y X ，即存在t ，使
???
??++-=++-=-+=t z Z t y Y t x X )2(2)!(1)3(30
00 将它们代入准线方程，并消去t 得：
044441026753222=+-+-+--+-z y x xz yz xy z y x
此为要求的锥面方程。
4、求以三坐标轴为母线的圆锥面的方程。 解：（这里仅求Ⅰ、Ⅶ卦限内的圆锥面，其余类推）
圆锥的轴l 与k j i ,,等角，故l 的方向数为1:1:1 ∴与l 垂直的平面之一令为1=++z y x
平面1=++z y x 在所求的锥面的交线为一圆，该圆上已知三点)1,0,0(),0,1,0(),0,0,1(，该圆的圆心为)3
1
,31,
31(，故该圆的方程为： ?????
=++=-+-+-1
)
32()31()31()31(2222z y x z y x 它即为要求圆锥面的准线。
对锥面上任一点),,(z y x M ，过M 与顶点O 的母线为：
z
Z
y Y x X == 令它与准线的交点为),,(000Z Y X ，即存在t ，使zt Z yt Y xt X ===000,,，将它们代入准线方程，并消去t 得：
0=++zx yz xy
此即为要求的圆锥面的方程。
5、求顶点为)4,2,1(，轴与平面022=++z y x 垂直，且经过点)1,2,3(的圆锥面的方程。 解：轴线的方程为：
1
42221-=
-=-z y x 过点)1,2,3(且垂直于轴的平面为：
0)1()2(2)3(2=-+-+-z y x
即： 01122=-++z y x
该平面与轴的交点为)9
37,920,911(
，它与)1,2,3(的距离为： 3
116)1937()2920()3911(222=-+-+-=d
∴要求圆锥面的准线为：
?????
=-++=
-+-+-0
11229116)937()920()911(222z y x z y x 对锥面上任一点),,(z y x M ，过该点与顶点的母线为：
4
4
2211--=--=--z Z y Y x X 令它与准线的交点为),,(000Z Y X ，即存在t ，使,)1(10t x X -+=,)2(20t y Y -+=
t z Z )4(40-+=
将它们代入准线方程，并消去t 得：
01299252516518525210412515122=+---+++++z y x zx yz xy z y x
6、已知锥面的准线为{})(),(),((u z u y u x u =γ，顶点A 决定的径矢为{}0000,,z y x =γ，试证明锥面的矢量式参数方程与坐标式参数方程分别为：
0()(1)v u v γγγ=+-
与
000()(1)()(1)()(1)x vx u v x y vy u v y z vz u v z
=+-??
=+-??=+-?
式中，v u ,为参数。
证明：对锥面上任一点),,(z y x M ，令OM γ=，它与顶点A 的连线交准线于((),(),()M x u y u z u '=，即OM ()u γ'=。
//AM AM '，且0AM '≠（顶点不在准线上） AM vAM '∴=
即00(())v u γγγγ-=- 亦即0()(1)v u v γγγ=+-
此为锥面的矢量式参数方程。
若将矢量式参数方程用分量表示，即：
000{,,}{(),(),()}(1){,,}x y z v x u y u z u v x y z =+-
??
?
??-+=-+=-+=∴000)1()()1()()1()(z
v u vz z y v u vy y x v u vx x 此为锥面的坐标式参数方程，v u ,为参数。
§ 4.3旋转曲面
1、求下列旋转曲面的方程：
（1）；
111112x y z -+-==-绕1
112x y z -==
-旋转 （2）；1211x y z -==-绕1112x y z -==
-旋转 （3）1133
x y z -==-绕z 轴旋转；
（4）空间曲线2
221
z x
x y ?=??+=??绕z 轴旋转。
解：（1）设1111(,,)M x y z 是母线
111
112
x y z -+-==
-上任一点，过1M 的纬圆为： 111222222111()()2()0
(1)(1)(1)
(2)
x x y y z z x y z x y z ---+-=??++-=++-?
又1M 在母线上。
111111
112
x y z -+-∴
==
- 从（1）——（3）消去111,,x y z ，得到：
22255224444480x y z xy yz xz x y z ++++-+---=
此为所求的旋转面方程。
（2）对母线上任一点1111(,,)M x y z ，过1M 的纬圆为：
111222222111()()2()0
(1)(1)(1)
(2)
x x y y z z x y z x y z ---+-=??++-=++-?
因1M 在母线上， 1111
211
x y z -∴
==
- (3) 从（1）——（3）消去111,,x y z ，得到：
2225523122424242446230x y z xy yz xz x y z ++--+-+-+=
此为所求的旋转面的方程。
（3）对母线上任一点1111(,,)M x y z ，过该点的纬圆为：
1222222111
(1)(2)
z z x y z x y z =??++=++?
又1M 在母线上，所以：
111
1133
x y z -==- （3） 从（1）——（3）消去111,,x y z ，得到：
2229()10690x y z z +---=
此为所求的旋转面方程。
（4）对母线上任一点1111(,,)M x y z ，过1M 的纬圆为：
1
222222111
(1)(2)
z z x y z x y z =??++=++?
又1M 在母线上，所以
2
112211(1)1
(2)
z x x y ?=??+=??
从（1）——（3）消去111,,x y z ，得到：
221x y +=
211101z z x z ==≤∴≤≤
即旋转面的方程为：22
1x y += (01)
z ≤≤ 2、将直线
01
x
y z
βα
-=
=绕z 轴旋转，求这旋转面的方程，并就,αβ可能的值讨论这是什么曲面？
解：先求旋转面的方程式：
任取母线上一点1111(,,)M x y z ，过1M 的纬圆为：
1222222111
(1)(2)
z z x y z x y z =??++=++?
又
1
11
01
x y z βα
-=
= （3）
x
从（1）——（3）消去
111
,,
x y z，得到：
222220
x y z
αβ
+--=
此即为所求旋转面的方程。
当0,0
αβ
=≠时，旋转面为圆柱面（以z轴为轴）；
当0,0
αβ
≠=时，旋转面为圆锥面（以z轴为轴，顶点在原点）；
当,0
αβ≠时，旋转面变为z轴；
当0,0
αβ
=≠时，旋转面为单叶旋转双曲面。
3、已知曲线Γ的参数方程为(),(),()
x x u y y u z z u
===，将曲线Γ绕z轴旋转，求旋转曲面的参数方程。
解：如图，设((),(),())
M x u y u z u为Γ上任一点，则对经过M的纬圆上任一点(,,)
p x y z，令p在xoy面上的射影为p'
令(,)
i opθ
'
∠=，则op op p p
γ''
==+，
而2
op x
'=
2222
()()cos()()sin
op x u y u i x u y u
θθ
'=+?++?
而()
p p z u k
'=
2222
()()cos()()sin
x u y u i x u y u j
γθθ
=+?++?
此即为旋转面的矢量式参数方程，v
u,为参数。
其坐标式参数方程为：
(02)
()
x
y
z z u
θ
θθπ
?=
?
?
=≤<
?
?=
??
§4.4椭球面
1、做出平面20
x-=与椭球面
222
2
1
494
x y z
++=的交线的图形。
解：平面20
x-=与椭球面
222
2
1
494
x y z
++=的交线为：
2
2
39
442
y z x ?+=
???=? ，即 22
12734y z ?+=???? ——椭 图形为
2 解：设动点(,,)M x y z ，要求的轨迹为∑，则
2221
(,,)4344122
M x y z x x y z ∈∑?
=
-?++=
即：222
1433
x y z ++= 此即为∑的方程。
3、由椭球面222
2221x y z a b c
++=的中心（即原点），沿某一定方向到曲面上的一点的距离为r ，
设定方向的方向余弦分别为,,λμν，试证：
222
22221r a b c
λμν=++ 证明：沿定方向{,,}λμν到曲面上一点，该点的坐标为{,,}r r r λμν 该点在曲面上
222222
2221r r r a b c λμν∴++=
即22222221r a b c
λμν=++
4、由椭球面222
2221x y z a b c
++=的中心，引三条两两相互垂直的射线，分别交曲面123,,p p p ，
设112233,,op r op r op r ===，试证：
222222
123111111
r r r a b c ++=++ 证明：利用上题结果，有222
2222
1(1,2,3)i i i i i r a b c
λμν=++=
其中,,i i i λμν是i op 的方向余弦。
若将(1,2,3)i op i =所在的直线看成新的坐标系的三个坐标轴，则123,,λλλ是坐标矢量关于
新坐标系的方向余弦，从而222
1231λλλ++=，同理，
2221231μμμ++=，2221231ννν++= 所以，
222222222
123123123222222123222
111111()()()111
r r r a b c a b c λλλμμμννν++=++++++++=
++
即：
222222
123111111r r r a b c ++=++ 5、一直线分别交坐标面,,yoz zox xoy 于三点,,A B C ，当直线变动时，直线上的三定点
,,A B C 也分别在三个坐标面上变动，另外，直线上有第四点p ，它与三点的距离分别为,,a b c ，当直线按照这样的规定（即保持,,A B C 分别在三坐标面上）变动，试求p 点的轨
迹。
解：设112233(0,,),(,0,),(,,0)A y z B x z C x y ，则知：
2121331221,x z z y
x y z z z z =
=-- 21211221
(
,,0)x z z y
C z z z z ∴-- 又设(,,)p x y z ，,,pA a pB b pC c ===
2222
11
2222222222
21211221()()(1)()()(2)()()(3)
x y y z z a x x y z z b x z z y
x y z c z z z z ?
?+-+-=??-++-=???-+-+=--??
又p 在AB 的连线上，11
1121
y y z z x x y z z --∴
==--（4） 从（1）——（4）消去1122,,,y z x z ，得到
222
2221x y z a b c
++= 此为点的轨迹方程。
6、已知椭球面222
2221()x y z c a b a b c
++=<<，试求过x 轴并与曲面的交线是圆的平面。
解：设要求的平面为：0y z λ+= 它与椭球面的交线为：
（*） 222
2221
0x y z a b c y z λ?++=???+=?
若（*）为圆，因（*）以原点为对称，故圆心在原点，所以圆的半径为a ，从而交线上的点
都在球面：2222
x y z a ++=上
即有：2
22
22222
21[1(
)]z a z z a b c
λλ-+
++= 亦即：22
2
2
22
2(1)0a a z b c
λλ-
-+= 22
2
2
2210a a b c
λλ∴-
-+= 即：22
2
22(1)1a a b c
λ-=-
222
2
222
a c
b
c b a λ-=?-
λ∴=满足要求的平面方程为：0y =
§ 4.5双曲面
1、画出以下双曲面的图形：
（1）
22211694x y z -+=； （2）222
11649
x y z -+=- 解：图形如下：
2、给定方程
222
1(0)x y z A B C A B C λλλ
++=>>>--- 试问当λ取异于,,A B C 的各种数值时，它表示怎样的曲面？
解：对方程222
1(0)x y z A B C A B C λλλ
++=>>>--- （*） 1o、当A λ>时，（*）不表示任何实图形； 2o、当A B λ>>时，（*）表示双叶双曲面； 3o、当B C λ>>时，（*）表示单叶双曲面； 4o、当C λ<时，（*）表示椭球面。
3、已知单叶双曲面222
1494
x y z +-=，试求平面的方程，使这平面平行于yoz 面（或xoz 面）且与曲面的交线是一对相交直线。
解：设所求的平面为x k =，则该平面与单叶双曲面的交线为：
（*） 222
1
494
x y z x k ?+-=???=?
亦即 2221944y z k x k ?-=-
???=?
为使交线（*）为二相交直线，则须：2
104
k -=，即2k =± 所以，要求的平面方程为：2x =±
同理，平行于xoy 的平面要满足它与单叶双曲面的交线为二相交直线，则该平面为：3y =± 4、设动点与(4,0,0)的距离等于这点到平面1x =的距离的两倍，试求这动点的轨迹。 解：设动点(,,)M x y z ，所求轨迹为∑，则
2222(,,)21(4)4(1)M x y z x x y z x ∈∑?
=-?-++=-
亦即：222
141212
x y z -
++= 此为∑的轨迹方程。
5、试求单叶双曲面
222
11645
x y z +-=与平面230x z -+=的交线对xoy 平面的射影柱面。 解：题中所设的交线为：
222
1
1645
230x y z x z ?+-=???-+=?
从此方程中消去z ，得到：
2220241160x y x +--=
此即为要求的射影柱面方程。
6、设直线l 与m 为互不垂直的两条异面直线，C 是l 与m 的公垂线的中点，,A B 两点分别在直线l ，m 上滑动，且90ACB ∠=，试证直线AB 的轨迹是一个单叶双曲面。 证明：以l ，m 的公垂线作为z 轴，C 作为坐标原点，再令x 轴与l ，m 的夹角均为α，公垂线的长为2c ，若设tg αλ=，则l 0:y x l z c λ+=??=?
0:y x m z c
λ-=??=-?
令11(,,)A x y c ，22(,,)B x y c -，则有：
11220,0y x y x λλ+=-=
又AC CB ⊥，所以：222222222
11221212()()(2)x y c x y c x x y y c +++++=-+-+
亦即 2
12120x x y y c +-= （2）
又设(,,)M x y z 为AB 上任一点，则
c
c
z y y y y x x x x 2121121--=--=-- (3)
从（1）——（3）中消去2211,,,y x y x ，得：
222222222)1()1(c z y x λλλλλ=+---
即：11122
2
22222
2=+---c z c y c x λλλ (4) l 不垂直m ，1≠∴λ
（4）表示单叶双曲面，即AB 的轨迹是一单叶双曲面。 7、试验证单叶双曲面与双叶双曲面的参数方程分别为：
??
?
??===ctgu z v u b y v u a x sin sec cos sec 与 ??
?
??===u c z v btgu y v
atgu x sec sin cos 解：对方程：??
?
??===ctgu z v u b y v u a x sin sec cos sec
消去参数v u ,，有：122
2222=-+c
z b y a x
此即为单叶双曲面；
又对方程：??
?
??===u c z v btgu y v atgu x sec sin cos
消去参数v u ,，有：122
2222-=-+c
z b y a x
此即为双叶双曲面方程。
§ 4.6抛物面
1、已知椭圆抛物面的顶点在原点，对称面为xoz 面与yoz 面，且过点)6,2,1(和)1,1,3
1(-，求这个椭圆抛物面的方程。
解：据题意可设，要求的椭圆抛物面的方程为：
z b
y a x 222
22=+ 令确定a 与b
)6,2,1( 和)1,1,3
1
(-均在该曲面上。
∴有：
??????
?=+=+219112412
222b a b
a 从而
56
1,536122
==b a
所以要求的椭圆抛物面的方程为：z y x 25
65362
2=+ 即：z y x 53182
2=+
2、适当选取坐标系，求下列轨迹的方程：
（1）到一定点和一定平面距离之比为定常数的点的轨迹； （2）与两给定的异面直线等距离的点的轨迹，已知两异面直线间的距离为a 2，夹角为α2。 解：（1）取定平面为xoy 面，过定点且垂直于xoy 面的直线作为z 轴，则定点的坐标设为
),0,0(a ，而定平面即为0=z ，设比值常数为c ，并令所求的轨迹为∑，则
点c z
a z y x z y x M =-++?
∑
∈2
22)(),,(
即02)1(2
2222=+--++a az z c y x
此为的方程。
（2）取二异面直线的公垂线为轴，中点的坐标为原点；再取x 轴，使其与二异面直线的夹角相等，则二异面直线的方程为：
?
?
?==?+a z x tg y 0
α 与 ?
?
?-==?-a z x tg y 0
α 设所求的轨迹为∑，则
α
α
αα
α
α22
2222
221110011100),,(tg tg y
x x a z tg a z y
tg tg y
x x a z tg a z y z y x M +-+-+--=
+++++?
∑∈
即
：
22222222)()()()()()(y x a z a z tg y xtg a z a z tg ++-+-?=-++++?αααα
经同解化简得：xy a
z ααcos sin =
此即所要求的轨迹方程。
3、画出下列方程所代表的图形：
（1）1942
2=++z y x ；（2）xy z =；（3）???=+=2
22z z y x 4、画出下列各组曲面所围成的立体的图形：
（1）6,1223,63,0,0=++=+=+==z y x y x y x z y
（2）;1,2
2=+=+y ，x z y x 三坐标平面
（3）1,2
1
,
2==-=
y x y z y x （4）1,12
222=+=+z y y x
解：略。
5、试验证椭圆抛物面与双曲抛物面的参数方程可分别写成：
???
?
???
===2
21sin cos u z v bu y v au x 与 ??
?
??=-=+=uv z v u b y v u a x 2)()
( 式中的v u ,为参数。 解：对方程
???
?
???
===2
21sin cos u z v bu y v au x
消去参数v u ,得：z b
y a x 222
22=+
这正是椭圆抛物面的方程。
对方程
??
?
??=-=+=uv z v u b y v u a x 2)()( 消去参数v u ,得：z b
y a x 222
22=-
这正是双曲抛物面的方程。
§ 4.7单叶双曲面与双叶双曲面的直母线
1、 求下列直纹面的直母线族方程：
（1）02
22=-+z y x （2）axy z = 解：（1）从原方程得：2
22y z x -=-
即：y y z x z x ?-=-+))((
亦即：
??
?-=-=+?=--=+y
t z x ty z x t z x y
y z x )( 为了避免取极限，将上方程写成：
??
?-=-=+sy
t z x ty
z x s )()( （1） 若将原方程变形为：2
22x z y -=-，则可得到： ?
?
?-=-=+ux z y v vx
z y u )()( （2）
若令)(2
1s t u -=
，)(2
1s t v +=
，则（2）便是（1）
∴原曲面的直母线族是（1），其中t s ,不全为零。
（2）原方程变形为：ay x
z
=
亦即：t ay x
z
==
??
?==∴t
ay xt
z （1）
由
ax y
z
= 得： ??
?==s
ax sy
z （2）
（1）（2）即这原曲面的两组直母线族方程。 2、 求下列直线族所成的曲面（式中的λ为参数）
（1）0112λ
λ-=-=-z y x ； （2）???=--=++4
42442z y x z y x λλλλ 解：（1）原方程等价于???=-=-λ
λz y
x 2
从此式中消去λ，得：y x z +=2
此即为直母线（1）所形成的曲面。
（2）从原方程中消去λ得：14
1622
2=-+z y x 此即为（2）的直母线族所形成的曲面。
3、在双曲抛物面z y x =-4162
2上，求平行于平面0423=-+z y x 的直母线。 解：双曲抛物面z y x =-4
162
2的两族直母线为： ??????
?=-=+z y x u u
y
x )24(24 及 ???????=+=-z y
x v v y
x )2
4(2
4
第一族直母线的方向矢量为：},1,2{u - 第二族直母线的方向矢量为：},1,2{v 据题意，要求的直母线应满足：
2
04232104232=?=-+?=?=--?v v u u
要求的直母线方程为：
???????=-=+z y x y
x 2412
4 及 ???????=+=-2
2422
4z y x y
x 4、试证单叶双曲面122
2222=-+c
z b y a x 的任意一条直母线在xoy 面上的射影，一定是其腰圆
的切线。
证明：单叶双曲面的腰圆为??
???==+
0122
22z b y a x
两直母线为：
??????
?+=--=+)1(1)1(b y v
c z a x b
y v c z
a x 它在xoy 面内的射影为 ： ?????=-++=0
)
1(12z v v
b y v v a x
（2） 将（2）的第一式代入（1）的第一式得：
44)]1(1[222
=+-++b
y v v b y v v
即：0)1()1(2])1(1[
22
2
222=-+-++v v y v v b y v v b
上述方程的判别式为：
0)1()1(4)1(42
22
2222=-+--=
?v v v v b
v v b ∴ （2）与（1）相比，证毕。
5、求与两直线11236-==-z y x 与21
4
283-+=
-=z y x 相交，而且与平面0532=-+y x 平行的直线的轨迹。
解：设动直线与二已知直线分别交于),,(),,,(111000z y x z y x ，则
11236000-==-z y x ，21
4
283111-+=-=z y x 又动直线与平面0532=-+y x 平行，所以，0)(3)(21010=-+-y y x x
对动直线上任一点),,(z y x M ，有：
10
010010z z z z y y y y x x x x --=--=--
从（1）——（4）消去111000,,,,,z y x z y x ，得到：z y x 44
92
2=- 6、求与下列三条直线
??
?==z y x 1
， ??
?-=-=z
y x 1 与52
4132+=+=--z y x 都共面的直线所构成的曲面。
解：动直线不可能同时平行于直线???==z y x 1及直线?
??-=-=z y x 1
不妨设其与第一条直线交于),,1(λλp
注),,1(λλp 与第二条直线的平面为：0)()1(=+-+z y x λ 过p 与直线
5
2
4132+=
+=--z y x 的平面为0)]()1(3[)](3)1[(=++----+z y x z y x λ 动直线的方程为：??
?=++----+=+-+0
)]()1(3[)](3)1[(0
)()1(z y x z y x z y x λλ
从上式中消去参数λ，得：12
22=-+z y x
此为所要求的轨迹方程。
7、试证明经过单叶双曲面的一 直母线的每个平面一定经过属于另一族直母线的一条直母线，并举一反例，说明这个命题与双曲抛物面的情况下不一定成立。
证明：单叶双曲面122
2222=-+c
z b y a x 的一族直母线为：
??????
?-=-+=+)1()()1()(b y u c
z a x v b
y v c z
a x u 过该族中一条直母线的平面为：0)]1()([)]1()(
[=---++-+b
y
u c z a x v t b y v c z a x u s 即：0)1()()1()(=---++-+b
y
tu c z a x tv b y sv c z a x su （1）
另一族直母线为：??????
?+=--=+)1()()1()(b
y m c z a x n b y
n c
z
a x m
解析几何第四版吕林根课后习题答案第五章
第五章 二次曲线一般的理论 §5.1二次曲线与直线的相关位置 1. 写出下列二次曲线的矩阵A 以及1 (,)F x y ， 2 (,)F x y 及3 (,)F x y . （1） 2222 1x y a b +=；（2） 22 22 1x y a b -=；（3）2 2y px =；（4） 223520; x y x -++= （5）2 226740 x xy y x y -+-+-=.解：（1） 221 0010 000 1a A b ?? ? ? ?= ? ?- ? ?? ?； 121(,)F x y x a = 221(,)F x y y b =3(,)1F x y =-；（2） 221 0010 0001a A b ?? ? ? ?=- ? ?- ? ?? ? ； 121(,)F x y x a = 221(,)F x y y b =-；3 (,)1F x y =-.（3） 0001000p A p -?? ?= ? ?-?? ； 1(,)F x y p =-；2 (,)F x y y =；3 (,)F x y px =-；（4） 510 20 305022A ?? ? ?=- ? ? ? ??； 15(,)2F x y x =+ ；2 (,)3F x y y =-；3 5(,)22 F x y x =+；（5）
222420 x xy ky x y ++--=交于两个共轭虚交点.解：详解 略.（1）4k <-；（2）1k =或3k =（3）1k =或5k =；（4） 4924 k >. §5.2二次曲线的渐进方向、中心、渐进线 1. 求下列二次曲线的渐进方向并指出曲线属于 何种类型的（1） 22230 x xy y x y ++++=；（2） 22342250 x xy y x y ++--+=；（3）24230xy x y --+=. 解：（1）由2 2(,)20 X Y X XY Y φ=++=得渐进方向为:1:1 X Y =-或1:1-且属于抛物型的； （2）由2 2(,)3420 X Y X XY Y φ=++=得渐进方向为:(22):3 X Y i =-且属于椭圆型的； （3） 由(,)20X Y XY φ==得渐进方向为:1:0X Y =或0:1且属于双曲型的. 2. 判断下列曲线是中心曲线，无心曲线还是线心曲线. （1）2 2224630 x xy y x y -+--+=；（2）2 2442210 x xy y x y -++--=； （3）2 281230 y x y ++-=；（4）2 296620 x xy y x y -+-+=.解：（1） 因为2 1110 12I -= =≠-，所以它为中心曲线； （2）因 为2 120 24 I -= =-且121 241-=≠--，所以它为无心曲线； （3）因为2 00002I = =且004 026 =≠，所以它为无心曲线； （4）因为2 930 3 1 I -==-且933312--==-，所以它为线心曲线；
第四章课后习题与答案 1．媒体包含媒质和媒介两个方面的含义。媒质是指存储信息的实体；媒介是指表示和传递信息的载体，即信息的表现形式。 媒体可分为五种类型：感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体。 2．多媒体是上述各种感觉媒体的综合体，即将多媒体定义为文字、图象、声音等多种不同形式的信息表达方式。 主要特征是：多样性、集成性和交互性。多样性是相对于传统计算机而言的，指信息载体的多样化，即计算机中信息表达方式的多样化，这一特征使计算机能处理的信息空间范围更加广阔，使人机交互界面更加人性化。集成性包括媒体信息的集成和处理媒体信息的设备或工具的集成，它是多媒体信息和多媒体设备的高速统一，是一次系统级的飞跃。交互性是多媒体技术的关键特征，这一特性将更加有效地为用户提供控制和使用信息的手段，没有交互性的多媒体作品是没有生命力的，有了交互性，使用者才能有效地获取信息。 3．音、视频信号往往都是模拟信号，必须将其进行数字化处理转换成数字视频信号。数字音频是对模拟声音信号每秒上千次的采样，然后把每个样值按一定的比特数量化，最后得到标准的数字音频的码流。对CD音质的信号来讲，每秒要44100次的采样，每个样值是16比特的量化，而立体声CD 音质信号，它每秒的码流是44.1K×16×2≈ 1.4Mbit/S。这样高的码流和容量，对于数字音频的存储、处理和传输提出了很高的要求。视频图像经过变换成为数字图像后产生了一系列问题。数字化后的视频信号的数据量十分巨大，需要大量的磁盘空间。对于PAL制电视来说，我国PAL/D.K制电视的视频带宽fc=6.0MHz，根据奈奎斯特定理，取样频率fs≥2fc。CCIR601建议书规定：亮度信号的取样频率为13.5MHz，色度信号的取样频率为6.75MHz，每个取样8bit，每有效行的取样数，亮度信号为720个，每个色差信号为360个。亮度信号和每个色差信号都采用线性PCM，那么传输PAL制彩色电视所需要的传输速率为：13.5×8+2×6.75×8=216Mb/s，要以25帧/秒的速率来播放数字视频信号，数据传输速率要达到216Mbit/s，即216Mbps左右，而现在各种传输技术的速度都远远达不到这个水平。现在最快的传输介质光纤，也只有100Mbps。以正常的速度传输、播放不压缩的数字视频信号是不可能的。 4．媒体素材包括文本、声音、图形、图象、视频和动画。 特点：（1）文本指各种字体、尺寸、格式及色彩的文本。文本数据可以使用文本编辑软件制作，应用于多媒体系统中可以使显示的信息更易于理解，是多媒体应用系统的基础。常见的文件格式有：TXT，DOC，WRI等。 （2）图形和图象 图形是指从点、线、面到三维空间的黑白或彩色几何图形，也称为矢量图。图形文件只记录生成图形的算法和图形上的某些特征点（如几何图形的大小、形状及其位置、颜色等），因此，图形文件的格式就是一组描述点、线、面等几何元素特征的指令集合，绘图程序通过读取这些指令，将其转换为屏幕上可显示的形状和颜色，从而生成图形。图形常用在网络和工程计算中。图象是由称为像素的点构成的矩阵，也称为位图。图象可以用图象处理软件制作，也可以通过扫描仪、数码相机等输入设备获得。常见的文件格式有：BMP，JPG、PCX等。（3）视频是指一组静态图象的连续播放，这里的连续既指时间上的连续，也指图象内容上的连续。计算机视频是数字化的，通常来自于录象带、摄象机等模拟视频信号源，经过数字化处理后成为数字视频文件。常见的文件格式有：A VI、MOV，MPG等。 （4）动画是活动的画面，是借助计算机生成的一系列连续运动的画面。用计算机实现的动
4-8 一个半径为r ＝1m ，转速为1500r/min 的飞轮，受到制动，均匀减速，经时间t ＝50s 后静止，求：（1）飞轮的角加速度和飞轮的角速度随时间的关系；（2）飞轮到静止这段时间内转过的转数；（3）t ＝25s 时飞轮边缘上一点的线速率和加速度的大小。 解 （1）由于均匀减速，所以角加速度不变为 2015000.5/6050r r s s s β-= =-? 由角速度和角加速度的关系得 25/0 t r s d dt ω ωβ=? ? 得 250.5(/)t r s ω=- （2） d d d d dt dt d d ωωθωω βθθ = == 25/r s d d θβθωω=? ? 解得 625r θ= 所以转数为625 （3）由于250.5(/)t r s ω=- 所以t=25s 时 12.5/25(/)r s rad s ωπ== 所以线速率为 25(/)v r m s ωπ== 角加速度大小不变 4-9 某电机的转速随时间的关系为ω＝ω0（1－e -t/τ ），式中，ω0＝s ，τ＝，求：（1） t ＝时的转速；（2）角加速度随时间变化的规律；（3）启动6s 后转过的圈数。 解 （1）t=60s 代入得 39(1)(/)8.6/e rad s rad s ω-=-= （2）由d dt ω β= 得 2 4.5t e β- = （3）由6 d dt θθω=?? 33618e θ-=+ [/2][5.87]5n θπ===
4-10 一个圆盘绕穿过质心的轴转动，其角坐标随时间的关系为θ（t ）＝γt+βt 3 ，其初始转速为零，求其转速随时间变化的规律。 解 由d dt θ ω= 得 23t ωγβ=+ 由于初始时刻转速为零，γ=0 23t ωβ= 4-11 求半径为R ，高为h ，质量为m 的圆柱体绕其对称轴转动时的转动惯量。 解 建立柱坐标，取圆柱体上的一个体元，其对转轴的转动惯量为 2 222 m m dJ dV d d dz R h R h ρρρρθππ== 积分求得 23220001 2 R h m J d d dz mR R h πρρθπ= =??? 4-12一个半径为R ，密度为ρ的薄板圆盘上开了一个半径为R/2的圆孔，圆孔与盘边缘相切。求该圆盘对通过圆盘中心而与圆盘垂直的轴的转动惯量。 解：把圆孔补上，取圆盘上一面元dS ，到转轴的距离为r ，则其转动惯量为 22dJ r dS r rdrd ρρθ== 积分得绕轴转动惯量为 23410 1 2 R J r drd R π ρθπρ==? ? 圆孔部分的绕轴转动惯量可由平行轴定理得 4 422213()()()222232 R R R R J πρπρρπ=+= 总的转动惯量为 4 121332 R J J J πρ=-= 4-13电风扇在开启电源后，经过t 1时间达到额定转速ω，当关闭电源后，经过t 2时间后停止转动，已知风扇转子的转动惯量为J ，并假定摩擦力矩和电动机的电磁力矩均为常量，求电动机的电磁力矩。 解：由转动定理得
第四章作业答案 16. MCS-51单片机系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共用 16位地址线和8位数 据线，为何不会产生冲突？ 解： 数据存储器的读和写由 RD 和WR 信号控制，而程序存储器由读选通信号 PSEN 控制, 这些信号在逻辑上时序上不会产生冲突；程序存储器访问指令为 MOVC ，数据存储器访问 指令为MOVX 。程序存储器和数据存储器虽然共用 16位地址线和8位数据线，但由于二者 访问指令不同，控制信号不同 ，所以两者虽然共处于同一地址空间，不会发生总线冲突。 18.某单片机应用系统，需扩展 2片8KB 的EPROM 和2片8KB 的RAM ，采用地址译码 法，画出硬件连接图，并指出各芯片的地址范围。 解: 硬件连接电路图如图 4.18所示。各芯片的地址范围为: 图4.18 4.18题硬件连接电路图 21. 8255A 的端口地址为 7F00H ?7F03H ,试编程对 8255A 初始化，使A 口按方式0输入, B 口按方式1输出。 解: 程序如下: ORG 0000H LJMP START ORG 0030H START : MOV SP, #60H MOV DPTR , #7F03H MOV A , #10010100B MOVX @DPTR , A SJMP $ END 25.使用8255A 或者8155的B 端口驱动红色和绿色发光二极管各 4只，且红、绿发光二极 管轮流发光各1S 不断循环，试画出包括地址译码器、 8255A 或8155与发光管部分的接口 2764 (1#): 0000H~1FFFH 6264 (1#): 4000H~5FFFH 2764 (2#): 2000H~3FFFH 6264 (2#): 6000H~7FFFH 8031 ALE Q7-QQ G 74LS373 □7-DO OE 1_ —. AO-A?A8-A1?CE 2764 1# D7-D0 QE Al f A12 CE 6264 1# D7-0B WE OE A0-A7Aa-Al2CE 6264 2# D7~D(? W E OE P2.4-P2.0 1 2764 2# D7-D0 OE RESET P0.7^P0.0 PSEN WR RD
第四章 柱面、锥面、旋转曲面与二次曲面 § 4.1柱面 1、已知柱面的准线为： ? ? ?=+-+=-+++-0225 )2()3()1(222z y x z y x 且（1）母线平行于x 轴；（2）母线平行于直线c z y x ==,，试求这些柱面的方程。 解：（1）从方程 ?? ?=+-+=-+++-0 225 )2()3()1(222z y x z y x 中消去x ，得到：25)2()3()3(2 2 2 =-+++--z y y z 即：02 3 5622=----+z y yz z y 此即为要求的柱面方程。 （2）取准线上一点),,(0000z y x M ，过0M 且平行于直线? ??==c z y x 的直线方程为： ??? ??=-=-=? ?? ? ??=+=+=z z t y y t x x z z t y y t x x 0 00000 而0M 在准线上，所以 ?? ?=+--+=-++-+--0 2225 )2()3()1(222t z y x z t y t x 上式中消去t 后得到：026888232 22=--+--++z y x xy z y x 此即为要求的柱面方程。 2 而0M 在准线上，所以： ?? ?+=-++=-) 2(2)2(2 2t z t x t z y t x 消去t ，得到：010******* 22=--+++z x xz z y x 此即为所求的方程。 3、求过三条平行直线211,11,-=+=--==+==z y x z y x z y x 与的圆柱面方程。
解：过 又过准线上一点),,(1111z y x M ，且方向为{ }1,1,1的直线方程为： ??? ??-=-=-=? ?? ? ??+=+=+=t z z t y y t x x t z z t y y t x x 1 11111 将此式代入准线方程，并消去t 得到： 013112)(5222=-++---++z y x zx yz xy z y x 此即为所求的圆柱面的方程。 4、已知柱面的准线为{})(),(),((u z u y u x u =γ，母线的方向平行于矢量{}Z Y X ,,=，试证明柱面的矢量式参数方程与坐标式参数方程分别为： S v u Y x +=)( 与 ?? ? ??+=+=+=Zv u z z Yv u y y Xv u x x )()()( 式中的v u ,为参数。 证明：对柱面上任一点),,(z y x M ，过M 的母线与准线交于点))(),(),((u z u y u x M '，则， v M =' 即 1、求顶点在原点，准线为01,0122 =+-=+-z y z x 的锥面方程。 解：设为锥面上任一点),,(z y x M ，过M 与O 的直线为： z Z y Y x X == 设其与准线交于),,(000Z Y X ，即存在t ，使zt Z yt Y xt X ===000,,，将它们代入准线方程，并消去参数t ，得： 0)()(222=-+--y z y z z x 即：02 22=-+z y x 此为所要求的锥面方程。 2、已知锥面的顶点为)2,1,3(--，准线为0,12 22=+-=-+z y x z y x ，试求它的方程。
习题 1．选择题 （1）设A、B两个数据表的记录数分别为3和4，对两个表执行交叉联接查询，查询结果中最多可获得（C ）条记录。 A．3 B. 4 C. 12 D. 81 （2）如果查询的SELECT子句为SELECT A, B, C * D，则不能使用的GROUP B子句是（ A ）。 A．GROUP BY A B．GROUP BY A,B C．GROUP BY A,B,C*D D．GROUP BY A,B,C,D （3）关于查询语句中ORDER BY子句使用正确的是（ C ）。 A．如果未指定排序字段，则默认按递增排序 B．数据表的字段都可用于排序 C．如果在SELECT子句中使用了DISTINCT关键字，则排序字段必须出现在查询结果中 D．联合查询不允许使用ORDER BY子句 （4）在查询设计器中，不能与其他窗格保持同步的是（D ）。 A．关系图窗格 B. 网格窗格 C．SQL窗格 D. 结果窗格 （5）下列函数中，返回值数据类型为int的是（B）。 A．LEFT B. LEN C．LTRIM D. SUNSTRING 2．填空题 (1) 在启动查询分析器时，在登录对话框中可使用（Local）作为本地服务器名称。 (2) 查询分析器窗口主要由对象浏览器和（查询）窗口组成。 (3) 从Windows“开始”菜单启动查询分析器后，默认数据库为（master）。 (4) 以表格方式显示的查询结果保存为（导出）文件，其文件扩展名为（csv）；以文本方式显示的查询结果保存为（报表）文件，其文件扩展名为（rpt）。 (5) 可使用（PRINT）或（SELECT）语句来显示函数结果。 (6) 在查询语句中，应在（SELECT）子句中指定输出字段。 (7) 如果要使用SELECT语句返回指定条数的记录，则应使用（TOP）关键字来限定输出字段。 (8) 联合查询指使用（UNION）运算将多个（查询结果）合并到一起。 (9) 当一个子SELECT的结果作为查询的条件，即在一个SELECT语句的WHERE子句中出现另一个SELECT语句，这种查询称为（嵌套）查询。 (10) 连接查询可分为3种类型：（内连接）、（外连接）和交叉连接。 3．问答题 (1) 在SELECT语句中，根据列的数据对查询结果进行排序的子句是什么？能消除重复行的关键字是什么? (2) 写出与表达式“仓库号NOT IN('wh1','wh2')”功能相同的表达式。用BETWEEN、AND形式改写条件子句WHERE mark> 550 AND mark<650。 (3) 在一个包含集合函数的SELECT语句中，GROUP BY子句有哪些用途?
第五章 二次曲线一般的理论 §5.1二次曲线与直线的相关位置 1. 写出下列二次曲线的矩阵A 以及1(,)F x y ，2(,)F x y 及3(,)F x y . （1）22221x y a b +=；（2）22 221x y a b -=；（3）22y px =；（4）223520;x y x -++= （5）2226740x xy y x y -+-+-=.解：（1）221 0010 000 1a A b ?? ? ? ?= ? ?- ? ???；121(,)F x y x a =221 (,)F x y y b =3(,)1F x y =-；（2）2210010 000 1a A b ?? ? ? ?=- ? ?- ? ?? ? ；121(,)F x y x a =221(,)F x y y b =-；3(,)1F x y =-.（3）0001000p A p -?? ? = ? ? -?? ； 1(,)F x y p =-；2(,)F x y y =；3(,)F x y px =-；（4）51020 305022A ?? ? ?=- ? ? ? ??； 15(,)2F x y x =+；2(,)3F x y y =-；35 (,)22 F x y x =+；（5）1232 171227342 A ??-- ? ? ?=- ? ? ?-- ??? ；11(,)232F x y x y =- -；217(,)22F x y x y =-++；37(,)342 F x y x y =-+-. 2. 求二次曲线2 2 234630x xy y x y ----+=与下列直线的交点.（1）550 x y --=
第四章作业 1、下列说法是否正确 （1）同等风险的所有股票的定价对应着同样的期望收益率。 A 股标准差=%， B 股标准差=% E （R A ）=20%，E （R B ）=30% （2）股票的价值等于该股票未来红利的现值。 错，股票的价值还需考虑留存收益的影响。 2、假如有两家银行向你提供贷款。一家银行的利率为12%，按月计息；另一家银行的利率为12%，按半年计息。请问哪家银行的利率条件更有吸引力 第一家实际利率=%68.121)12 %121(12=-+ 第二家实际利率=%57.121)2%2.121(2=-+ 选择第二家 3、王先生打算将手头闲置的10万元投资出去，而他有两个投资机会可以选择；（1）购买零票面利率债券，这种债券目前的售价为420元，7年后到期时可以得到1000元，（2）用1000元的价格购买每年付息100元的7年期债券，到期同样可以得到1000元的本金。市场平均利率是10%，如何选择 （1） 6.1221412385132.0100042010000010007%,10=??=?? ?????PVIF （2） 1000045132.01000001008684.41001000001000 1000001007%,107%,10=?+??=+?PVIF PVIFA 选第一个投资 4、 12岁开始存钱到17岁上大学一共是5年，每年年初存入A 元（先付年金，增长年金） ①四年学费在17岁时的价值=()??? ???????? ??++-?-+?4%101%611%6%10%10110000 ②12岁开始每年年初存入A 元，17岁时的价值=）（%1015%,10+? ?FVIFA A 由①=②，得出A=
1 数据链路（即逻辑链路）与链路（即物理链路）有何区别？“电路接通了”与“数据 链路接通了”的区别何在？ 答：（1）数据链路与链路的区别在于数据链路除链路外，还必须有一些必要的通信协议来控制数据的传输。因此，数据链路比链路多了实现通信协议所需要的硬件和软件。 （2）“电路接通了”表示链路两端的结点交换机已经开机，物理连接已经能够传送比特流了。但是，数据传输并不可靠。在物理连接基础上，再建立数据链路连接，才是“数据链路接通了”。此后，由于数据链路连接具有检测、确认和重传等功能，才使不太可靠的物理链路变成可靠的数据链路，进行可靠的数据传输。当数据链路断开连接时，物理电路连接不一定跟着断开连接。 2 数据链路层中的链路控制包括哪些功能？ 答：数据链路层中的链路控制包括链路管理；帧同步；流量控制；差错控制；将数据和控制信息分开；透明传输；寻址等功能。 数据链路层做成可靠的链路层的优点和缺点取决于所应用的环境：对于干扰严重的信道，可靠的链路层可以将重传范围约束在局部链路，防止全网络的传输效率受损；对于优质信道，采用可靠的链路层会增大资源开销，影响传输效率。 3数据链路层的三个基本问题(帧定界，透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决? 答：帧定界是分组交换的必然要求；透明传输是避免二进制比特流中出现与帧定界符号相同的模式，使节点错误识别帧；差错检测是为了避免接收到错误信息和防止信道中出现的无效数据帧浪费后续路由上的传输和处理资源。 4 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题? 答：在数据传输过程中的传输网中的结点及接收方将无法区分分组（帧），也将不能确定分组的控制域和数据域，也不能实现差错控制。 5 PPP协议的主要特点是什么?为什么PPP不使用帧的编号?PPP适用于什么情况?为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输? 答：1，PPP是面向字节的点对点通信协议，适用于线路质量不太差的情况，其主要特点：(1)协议简单，不使用序号和确认机制，也不需要流量控制；具有检错能力，但无纠错功能；只支持点到点的链路通信和和全双工链路(2)PPP规定特殊的字符为帧界定符，且在同步传输链路时，采用比特填充法，当用在异步传输时，使用字符填充法来保证数据传输的透明性； (3)PPP可同时支持链路所连接的LAN或ROUTER上运行的多种网络层协议；(4)可在多种点到点的链路上运行(串行，并行，高速，低速，电的，光的，交换的或非交换的)，并可自动检测链路的工作状态，同时对不同的链路设置最大传输单元MTU(帧的有效载荷)的标准默认值；(5)提供了网络地址协议和数据压缩功能. 2，在TCP/IP协议簇中，可靠的传输由TCP协议负责，而PPP只进行检错，它是一个不可靠的传输协议，因此不需要帧的编号。 3，PPP适用于质量不太差的点对点全双工通信链路，且上层协议要保证数据传输的可靠性，如用户通过ISP连接Internet. 4，(1)PPP只提供了检错功能，当发现帧出现错误时，只是将其丢弃；(2)PPP帧没有使用序号，接收端不能通过序号确认帧的顺序和是否完全到达。 6 要发送的数据为1101011011。采用CRC的生成多项式是P(x)=x4+x+1 。试求应添加在数 据后面的余数。 数据在传输过程中最后一个1变成了0，问接收端能否发现？ 若数据在传输过程中最后两个1都变成了0，问接收端能否发现？ 答：添加的检验序列（冗余码）为1110 （11010110110000除以数P=10011）
第一章 矢量与坐标 §1.3 数量乘矢量 4、 设→→→+=b a AB 5，→→→+-=b a BC 82，)(3→ →→-=b a CD ，证明：A 、B 、D 三点共线． 证明 ∵→ → → → → → → → → → =+=-++-=+=AB b a b a b a CD BC BD 5)(382 ∴→ AB 与→ BD 共线，又∵B 为公共点，从而A 、B 、D 三点共线． 6、 设L 、M 、N 分别是ΔABC 的三边BC 、CA 、AB 的中点，证明：三中线矢量AL , BM , CN 可 以构成一个三角形. 证明： )(21 AC AB AL += Θ )(21 BC BA BM += )(2 1 CB CA CN += 0)(2 1 =+++++=++∴CB CA BC BA AC AB CN BM AL 7.、设L 、M 、N 是△ABC 的三边的中点，O 是任意一点，证明 OB OA ++OC =OL +OM +ON . [证明] LA OL OA +=Θ MB OM OB += NC ON OC += )(NC MB LA ON OM OL OC OB OA +++++=++∴ =)(CN BM AL ON OM OL ++-++ 由上题结论知：0=++CN BM AL ON OM OL OC OB OA ++=++∴ 从而三中线矢量CN BM AL ,,构成一个三角形。 8.、如图1-5，设M 是平行四边形ABCD 的中心，O 是任意一点，证明 OA +OB +OC +OD ＝4OM . [证明]：因为OM ＝ 21 (OA +OC ), OM ＝2 1 (OB +OD ), 所以 2OM ＝2 1 (OA +OB +OC +OD ) 所以 OA +OB +OC +OD ＝4OM . 10、 用矢量法证明梯形两腰中点连续平行于上、下两底边且等于它们长度和的一半． 图1-5
第四章 模拟调制 学习指导 4.1.1 要点 模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。 1. 幅度调制 幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。 如果调制信号m (t )的直流分量为0，则将其与一个直流量A 0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为 []()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为 [][]AM 0c c c c 1 ()π()()()() (4 - 2)2 S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+ ++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。由波形可以看出，当满足条件 |m (t )| A 0 (4-3) 时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。 调幅信号的一个重要参数是调幅度m ，其定义为 [][][][]00max min 00max min ()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。 AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。 双边带信号的时域表达式为 ()DSB c ()()cos (4 - 5)s t m t t ω= 其中，调制信号m (t )中没有直流分量。 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，双边带信号的频谱为 []DSB c c 1 ()()() (4 - 6)2 S M M ωωωωω= ++-
纵联保护依据的最基本原理是什么？ 答：纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类，它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来，使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量，而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。通过对线路两侧电气量的比较和判断，可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路，达到有选择、快速切除全线路短路的目的。 纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故 障，当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时，判断为区内故障，保护立即动作跳闸；当 任意一侧的正方向元件或距离元件不动作时，就判断为区外故障，两侧的保护都不跳闸。 纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故 障，在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下，区外故障时线路两侧电流大小相等，相位相反，其相量和或瞬时值之和都等于零；而在区内故障时，两侧电流相 位基本一致，其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流，量值很大。所以通过检测两 侧的电流的相量和或瞬时值之和，就可以区分区内故障与区外故障，区内故障时无需任何延时，立即跳闸；区外故障，可靠闭锁两侧保护，使之均不动作跳闸。 图4— 30 所示系统，线路全部配置闭锁式方向比较纵联保护，分析在 K 点短路时 各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果。 E1 A B k C 5 D E 2 1 2 3 4 6 答：当短路发生在 B—C 线路的 K 处时，保护 2、5 的功率方向为负，闭锁信号持续存在，线路 A—B 上保护 1、 2 被保护 2 的闭锁信号闭锁，线路 A—B 两侧均不跳闸；保护 5 的闭锁信号将 C—D线路上保护 5、6 闭锁，非故障线路保护不跳闸。故障线路 B—C 上保护 3、4 功率方向全为正，均停发闭锁信号，它们判定有正方向故障且没有收到闭锁信号，所以会立即动作跳闸，线路B—C 被切除。 答：根据闭锁式方向纵联保护，功率方向为负的一侧发闭锁信号，跳闸条件是本端保护元件动作，同时无闭锁信号。 1 保护本端元件动作，但有闭锁信号，故不动作； 2 保护本端元件不动作，收到本端闭锁信号，故不动作； 3 保护本端元件 动作，无闭锁信号，故动作； 4 保护本端元件动作，无闭锁信号，故动作； 5 保护本端元件不动作，收到本端闭锁信号，故不动作； 6 保护本端元件动作，但有闭锁信号，故不动作。 图4— 30 所示系统，线路全部配置闭锁式方向比较纵联保护，在K 点短路时， 若A—B 和 B—C 线路通道同时故障，保护将会出现何种情况？靠什么保护动作 切除故障？ E1 A B k C 5 D E 2 1 2 3 4 6 答：在图 4—30 所示系统中 K 点短路时，保护 2、5 的功率方向为负，其余保护的功率方向全为正。 3、4 之间停发闭锁信号， 5 处保护向 6 处发闭锁信号， 2 处保护向 1 处发闭锁信号。由于 3、 4 停发闭锁信号且功率方向为正，满足跳闸条件，因此 B— C通道的故障将不会阻止保护 3、4 的跳闸，这正是采用闭锁式保护
第三章 平面与空间直线 § 平面的方程 1.求下列各平面的坐标式参数方程和一般方程： （1）通过点)1,1,3(1-M 和点)0,1,1(2-M 且平行于矢量}2,0,1{-的平面（2）通过点 )1,5,1(1-M 和)2,2,3(2-M 且垂直于xoy 坐标面的平面； （3）已知四点)3,1,5(A ，)2,6,1(B ，)4,0,5(C )6,0,4(D 。求通过直线AB 且平行于直线CD 的平面，并求通过直线AB 且与ABC ?平面垂直的平面。 解： （1）Θ }1,2,2{21--=M M ，又矢量}2,0,1{-平行于所求平面， 故所求的平面方程为： 一般方程为：07234=-+-z y x （2）由于平面垂直于xoy 面，所以它平行于z 轴，即}1,0,0{与所求的平面平行，又}3,7,2{21-=M M ，平行于所求的平面，所以要求的平面的参数方程为： 一般方程为：0)5(2)1(7=+--y x ，即01727=--y x 。 （3）（ⅰ）设平面π通过直线AB ，且平行于直线CD ： }1,5,4{--=，}2,0,1{-= 从而π的参数方程为： 一般方程为：0745910=-++z y x 。 （ⅱ）设平面π'通过直线AB ，且垂直于ABC ?所在的平面 ∴ }1,5,4{--=AB ， }1,1,1{4}4,4,4{}1,1,0{}1,5,4{==-?--=?AC AB 均与π'平行，所以π'的参数式方程为： 一般方程为：0232=--+z y x . 2.化一般方程为截距式与参数式：
042:=+-+z y x π. 解： π与三个坐标轴的交点为：)4,0,0(),0,20(),0,0,4(--， 所以，它的截距式方程为： 14 24=+-+-z y x . 又与所给平面方程平行的矢量为：}4,0,4{},0,2,4{-， ∴ 所求平面的参数式方程为： 3.证明矢量},,{Z Y X =平行与平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为： 0=++CZ BY AX . 证明： 不妨设0≠A ， 则平面0=+++D Cz By Ax 的参数式方程为： 故其方位矢量为：}1,0,{},0,1,{A C A B --， 从而v 平行于平面0=+++D Cz By Ax 的充要条件为： ，}1,0,{},0,1,{A C A B -- 共面? ? 0=++CZ BY AX . 4. 已知连接两点),12,0(),5,10,3(z B A -的线段平行于平面0147=--+z y x ，求B 点的z 坐标. 解： Θ }5,2,3{z +-= 而平行于0147=--+z y x 由题3知：0)5(427)3(=+-?+?-z 从而18=z . 5. 求下列平面的一般方程. ⑴通过点()1,1,21-M 和()1,2,32-M 且分别平行于三坐标轴的三个平面; ⑵过点()4,2,3-M 且在x 轴和y 轴上截距分别为2-和3-的平面;
第四章 模拟调制 4.1 学习指导 4.1.1 要点 模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。 1. 幅度调制 幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。 如果调制信号m (t )的直流分量为0，则将其与一个直流量A 0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为 []()()()AM 0c 0c c ()()cos cos ()cos (4 - 1)s t A m t t A t m t t ωωω=+=+ 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，则调幅信号的频谱为 [][]AM 0c c c c 1 ()π()()()() (4 - 2)2 S A M M ωδωωδωωωωωω=++-+ ++- 调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。由波形可以看出，当满足条件 |m (t )| ≤ A 0 (4-3) 时，其包络与调制信号波形相同，因此可以用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真，可以采用其他的解调方法，如同步检波。 调幅信号的一个重要参数是调幅度m ，其定义为 [][][][]00max min 00max min ()() (4 - 4)()()A m t A m t m A m t A m t +-+=+++ AM 信号带宽B AM 是基带信号最高频率分量f H 的两倍。 AM 信号可以采用相干解调方法实现解调。当调幅度不大于1时，也可以采用非相干解调方法，即包络检波，实现解调。 双边带信号的时域表达式为 ()DSB c ()()cos (4 - 5)s t m t t ω= 其中，调制信号m (t )中没有直流分量。 如果调制信号m (t )的频谱为M (ω)，双边带信号的频谱为 []DSB c c 1 ()()() (4 - 6)2 S M M ωωωωω= ++-
教材习题答案 分析图电路的逻辑功能 解：（1）推导输出表达式 Y2=X2；Y1=X 1X2；Y0=(MY1+X 1M)X0 X2X1X0Y2Y1Y0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111000 001 011 010 110 111 101 100 000 001 011 010 111 110 100 101 （3）逻辑功能：当M=0时，实现3位自然二进制码转换成3位循环码。 当M=1时，实现3位循环码转换成3位自然二进制码。分析图电路的逻辑功能。 图 解：(1)从输入端开始，逐级推导出函数表达式。 F1 = A⊕B⊕C
F2 = A(B⊕C) + BC= A BC + AB C +ABC + ABC (2)列真值表 表4.3.2 A B C F1F2 000 001 010 011 100 101 110 11100 11 11 01 10 00 00 11 (3)确定逻辑功能。由真值表可知，该电路实现了一位全减器的功能。 A、B、C、F1、F2分别表示被减数、减数、来自低位的借位、本位差、本位向高位的借位。分析图电路的逻辑功能 解：（1）F1=A B C；F2=(A B)C+AB (2)真值表： A B C F2F1 000 001 010 011 100 101 110 11100 01 01 10 01 10 10 11
(3)逻辑功能：实现1位全加器。 设ABCD是一个8421BCD码，试用最少与非门设计一个能判断该8421BCD码是否大于等于5的电路，该数大于等于5，F= 1；否则为0。 解：(1)列真值表 表4.3.4 (2)写最简表达式
第4章练习题 1、一组数据中岀现频数最多的变量值称为（） A. 众数 B.中位数 C.四分位数 D.平均数 2、下列关于众数的叙述，不正确的是（） A. —组数据可能存在多个众数 B.众数主要适用于分类数据 C. 一组数据的众数是唯一的 D. 众数不受极端值的影响 3、一组数据排序后处于中间位置上的变量值称为（） A.众数 B.,中位数 C.四分位数 D.平均数 4、一组数据排序后处于25%和75%位置上的值称为（） A.众数 B.中位数 C.四分位数 D.平均数 5、非众数组的频数占总频数的比例称为（） A.异众比率 B.离散系数 C.平均差 D.标准差 6、四分位差是（） A. 上四分位数减下四分位数的结果| B. 下四分位数减上四分位数的结果 C.下四分位数加上四分位数 D. 下四分位数与上四分位数的中间值 7、一组数据的最大值与最小值之差称为（） A.平均差 B.标准差 C.极差 D.四分位差 8、各变量值与其平均数离差平方的平均数称为（） A.极差 B. 平均差 C.,方差 D.标准差 9、变量值与其平均数的离差除以标准差后的值称为（） A.标准分数 B.离散系数 C.方差 D.标准差 10、如果一个数据的标准分数-2，表明该数据（） A.比平均数高出2个标准差 B. ■比平均数低2个标准差 C.等于2倍的平均数 D. 等于2倍的标准差 11、经验法则表明，当一组数据对称分布时，在平均数加减2个标准差的范围之内大约有（） A.68%的数据 B.95% 的数据 C.99% 的数据 D.100%勺数据 12、如果一组数据不是对称分布的，根据切比雪夫不等式，对于k=4，其意义是（） A. 至少有75%勺数据落在平均数加减4个标准差的范围之内 B. 至少有89%的数据落在平均数加减4个标准差的范围之内 C. 至少有94%的数据落在平均数加减4个标准差的范围之内 D. 至少有99%的数据落在平均数加减4个标准差的范围之内 13、离散系数的主要用途是（） A.反映一组数据的离散程度 B.反映一组数据的平均水平 C.比较多组数据的离散程度 D.比较多组数据的平均水平 14、比较两组数据离散程度最适合的统计量是（） A.极差 B.平均差 C.标准差 D.离散系数 15、偏态系数测度了数据分布的非对称性程度。如果一组数据的分布是对称的，则偏态系数（） A.等于0 B.等于1 C.大于0 D. 大于1 16、如果一组数据分布的偏态系数在0.5~1或-1?-0.5之间，则表明该组数据属于（） A.对称分布 B.中等偏态分布 C.高度偏态分布 D.轻微偏态分布 17、峰态通常是与标准正态分布相比较而言的。如果一组数据服从标准正态分布，则峰态系数的值是（） A.等于0 B. 大于0 C. 小于0 D. 等于1 18、如果峰态系数k>0，表明该组数据是（） A.尖峰分布 B.扁平分布 C.左偏分布 D.右偏分布
第4章https://www.doczj.com/doc/c3603601.html,服务器控件 4.5.1 作业题 1.请编程遍历页面上所有TextBox控件并给它赋值为string.Empty。如图13、14所示。 图13 在TextBox中输入信息图14 一键清空所有TextBox 2. 改写作业题3-2，要求页面传值采用POST请求 3. 在主页上添加一个RadioButtonList，添加“少林派”、“丐帮”、“古墓派”三个列表项。添加一个CheckBox，控制RadioButtonList的表项横排或竖排显示。添加一个ListBox，当选择“少林派”时，添加列表项“达摩”、“扫地僧”、“方世玉”。当选择“丐帮”时，添加列表项“洪七公”、“黄蓉”、“乔峰”。当选择古墓派时，添加列表项“林朝英”、“小龙女”、“杨过”。再添加两个CheckBox，分别控制ListBox控件中的内容加粗或倾斜显示。添加一个Label控件，当选中ListBox中的某个表项时，自动在Label中显示：“您将要拜入某某帮谁谁门下”。如图15——图16所示。 图15 运行结果图16 选择了某师傅之后的运行结果
4. 新建一个网站，在解决方案资源管理器中，右击项目名称选择“添加现有项”，然后将本章前3个作业题的页面全部添加进来，修改页面名称为homework4_1.aspx的形式。再添加一个默认主页Default.aspx，添加一个HyperLink控件、一个LinkButton控件和一个HTML元素，分别链接到homework4_1.aspx、homework4_2.aspx、homework4_3.aspx。 如图17——图18所示。 图17 解决方案资源管理器图18 运行结果 见“课后习题源代码”文件夹下的“homework4-1——homework4-4”