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高等数学课件 同济大学版D8_5平面方程

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同济版高等数学第六版课件第八章第七节平面及其方程

同济版高等数学第六版课件第八章第七节平面及其方程

高等数学的学习建议
重视基础知识： 掌握基本概念、 定理和公式， 为后续学习打 下坚实基础。
多做练习：通 过大量练习， 加深对知识点 的理解和记忆纳总结： 及时归纳所学 内容，找出重 点和难点，有 针对性地进行
复习。
培养数学思维： 高等数学不仅 仅是计算和公 式，更重要的 是培养数学思 维和解决问题
平面的判定条件
三个不共线的点 确定一个平面
两条相交直线确 定一个平面
一条直线与这条 直线外一点确定 一个平面
两平面相交，交 线是两平面的公 共线
平面的性质定理
平面内任意两点确定一条直线
平面内任意三点确定一个平面
平面内任意四点确定一个平面
平面内任意五点确定一个平面
04
平面与直线的位置 关系
平行关系
几何法求解平面方程
定义：通过几何 图形和空间位置 关系来求解平面 方程的方法
适用范围：适用 于平面图形比较 简单的情况
步骤：先确定平 面上的两个不共 线的点，然后通 过这两个点确定 平面的法向量， 最后写出平面方 程
注意事项：需要 熟练掌握空间几 何和向量知识
参数法求解平面方程
参数方程的建立 参数的消元过程 参数的求解方法 参数法求解平面方程的步骤
平面方程的 基本形式
多个平面的 交面求解
两个平面的 交线求解
实际应用中 的交面求解
07
总结与展望
本节内容的总结回顾
平面方程的建立与求解方法 平面方程的应用举例 平面方程的分类与性质 平面方程与其他数学概念的联系
下节内容的预习准备
回顾本节内容： 回顾平面及其方 程的相关概念和 知识点，加深对 平面几何的理解。
的方程。
点法：通过已 知平面上的一 个点和该平面 的法向量，确 定一个平面的

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
这条定直线叫旋转 曲面的轴．
二、旋转曲面
定义
以一条平面曲线绕其平面上的一条直线旋转一周所成的曲面称为旋转曲面.
这条定直线叫旋转 曲面的轴．
二、旋转曲面
定义
以一条平面曲线绕其平面上的一条直线旋转一周所成的曲面称为旋转曲面.
这条定直线叫旋转 曲面的轴．
二、旋转曲面
定义
以一条平面曲线绕其平面上的一条直线旋转一周所成的曲面称为旋转曲面.
定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
定义
三、柱面
观察柱面的形成过程:
平行于定直线并沿定曲线 移动的直线所形成的曲面称为柱面.
这条定曲线 叫柱面的准线动直线 L 叫柱面的母线.
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．
曲面的实例：
一、曲面方程的概念
曲面方程的定义：
以下给出几例常见的曲面.
解
根据题意有
所求方程为
特殊地：球心在原点时方程为
解
根据题意有
所求方程为
根据题意有
解
化简得所求方程
例4 方程 的图形是怎的？
这条定直线叫旋转 曲面的轴．

同济大学版本高数精品课件全册

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1+ x
理解为：
f
(
∆
)
=
1− 1+
∆ ∆
（五）函数与图像
2、图像：平面点= 集 C {(x= , y) y f (x), x∈D}。
了解函数的直
例：画函数 y = x 的图像.
观手段！
y
一元函数的图像通常是二
维平面上的一条一维曲线.
注： 由曲线求取对应的函
数往往不易，由函数画图
o
x 像相对容易.
例如， 1 + 2 =3 1 − 2 =−1
负数的引入有实 际意义！如：记 帐有赢利亏欠， 温度有零上零 下…
2. Z(整数环)
对加法、减法都封闭; 对除法不能封闭。
例如， 1 ÷ 2 =0.5
3. Q(有理数域)
对加法、减法、乘法、除法都封闭；有理数域尽管稠密但不 连续，还有客观事物不能用有理数表示。
课后自测
1、 写出所有三角函数和反三角函数的定义域，并画出函数图像。
2、
已知函数
y
=
f
(x)
=
12+
x, x,
0≤ x ≤1 x >1
求
f
(
1 2
)
及
f
(
1 t
)
,
并写出定义域及值域 。
第十节 闭区间上连续函数的性质
一、有界性与最大值最小值定理 二、零点定理与介值定理
一、有界性与最大值最小值定理
二、预备知识
1、基本初等函数 (4) 三角函数
余弦函数 y = cos x 正切函数 y = tan x
余切函数 y = cot x
正割函数 y = sec x 余割函数 y = csc x

《同济版高数下》PPT课件

《同济版高数下》PPT课件

L
a
f ( x, y, z)dS f [x, y, z( x, y)] 1 zx2 zy2dxdy

Dxy
(dS面元素(曲))
R( x, y, z)dxdy f [x, y, z( x, y)]dxdy

Dxy
(dxdy面元素(投影))
其中 L Pdx Qdy L(P cos Q cos )ds

第一类: 第二类:
始终非负 有向投影
基本技巧 (1) 利用对称性及重心公式简化计算
注意公式使用条件 (2) 利用高斯公式
添加辅助面的技巧
(辅助面一般取平行坐标面的平面)
(3) 两类曲面积分的转化
2
2
例 求柱面 x3 y3 1在球面 x2 y2 z2 1内
的侧面积.
2019/5/6
习题课
第十一章
线面积分的计算
一、 曲线积分的计算法 二、曲面积分的计算法
一、主要内容
（一）曲线积分与曲面积分 （二）各种积分之间的联系 （三）场论初步
（一）曲线积分与曲面积分
对弧长的 曲线积分
对面积的 曲面积分
曲
曲
线
联计
联计 面
积
系算
系算 积
分
分
对坐标的 曲线积分
对坐标的 曲面积分
曲线积分
对弧长的曲线积分
其中 L为由点(a,0)到点(0,0)的上半圆周 x2 y2 ax, y 0.
2019/5/6
24
例 计算
L
xdy 4x2
yyd2x，其中L是以
1,
0

为
为中心，R为半径 R 1的圆，逆时针方向

最新同济版高等数学优质课课件平面及其方程

最新同济版高等数学优质课课件平面及其方程

x y z 解 设平面为 1, a b c 1 1 V 1, abc 1, 3 2
1
z
o x
y
由所求平面与已知平面平行得
a b c , （向量平行的充要条件） 6 1 6
1
1
1 1 1 1 1 1 , 令 t 化简得 6a b 6c 6a b 6c 1 1 1 a , b , c , 6t 6t t 1 1 1 1 1 1 t , 6 6t t 6t 6
由平面过点(6,3, 2) 知 6 A 3 B 2C 0
n{4,1,2},
4 A B 2C 0
2 A B C, 3 所求平面方程为 2 x 2 y 3 z 0.
例4
设平面与x , y , z 三轴分别交于P (a ,0,0) 、
Q(0, b,0) 、 R(0,0, c )（其中a 0 ，b 0 ， c0 ） ，
求此平面方程.
解
设平面为 Ax By Cz D 0,
aA D 0, 将三点坐标代入得 bB D 0, cC D 0, D D D A , B , C . a b c
例 1 求过三点 A( 2,1,4) 、B( 1,3,2) 和
C (0,2,3)的平面方程.
解
AB {3, 4,6} AC {2, 3,1}
取 n AB AC {14, 9,1},
所求平面方程为 14( x 2) 9( y 1) ( z 4) 0, 化简得 14 x 9 y z 15 0.
按照两向量夹角余弦公式有
cos
| A1 A2 B1 B2 C1C 2 | A1 B1 C1 A2 B2 C 2

高等数学同济大学课件上第75平面方程

高等数学同济大学课件上第75平面方程
章节副标题
点法式求解
点法式：将平面方程转化为点法式，即 Ax+By+Cz+D=0
单击添加正文，文字是您思想的提炼
求解步骤： a. 代入已知点坐标，得到关于A、B、C、D 的方程组 b. 解方程组，得到A、B、C、D的值 a. 代入已知点坐标，得到关于A、B、C、D的方程组 b. 解方程组，得到A、B、C、D的值
题型四：求平面与平面的交点 解析：利用平面方程和向量法，通 过联立方程组求解。 解析：利用平面方程和向量法，通过联立方程组求解。
THEME TEMPLATE
感谢观看
建立坐标系：根据题意，选择合适的坐标系，如直角坐标 系、极坐标系等。
设未知数：根据题意，设出未知数，如x、y、z等。
列方程：根据题意，列出与平面方程相关的方程，如直线 方程、平面方程等。
解方程：根据列出的方程，求解未知数，得到答案。
检验答案：将求得的答案代入原方程，检验答案是否正确。
平面方程的解题技巧
• 求解步骤： a. 确定系数A、B、C、D的值 b. 代入公式求解
• a. 确定系数A、B、C、D的值 • b. 代入公式求解
• 特殊情况： a. 当A=0时，平面方程为By+Cz+D=0 b. 当B=0时，平面方程为Ax+Cz+D=0 c. 当C=0时， 平面方程为Ax+By+D=0 d. 当D=0时，平面方程为Ax+By+Cz=0
平面方程：描述平面上点的坐标 关系的方程
性质：平面方程的系数决定了平 面的位置和方向
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
几何意义：平面方程表示平面上 任意一点的坐标满足的方程
特点：平面方程的系数决定了平 面的性质，如对称性、旋转性等

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程
制造领域，如汽车、航空和船舶制造等。
直纹曲面在建筑设计中的应用
总结词
设计曲面建筑外观
VS
详细描述
直纹曲面方程在建筑设计中用于描述复杂 的曲面结构。通过直纹曲面，建筑师可以 创造出独特且富有艺术感的建筑外观。直 纹曲面在建筑设计中的广泛应用，不仅提 高了建筑的审美价值，也为建筑师提供了 更多的创作空间。
方程
锥面的方程通常表示为 x^2 + y^2 = r^2(z)，其中 (x, y) 是平面上的点，r 是锥顶到平面的距离，z 是锥面的参数。
性质
锥面是一个非对称的曲面，在锥顶处曲率为无穷大。
旋转曲面
定义
旋转曲面是由一条平面曲线绕 一条直线旋转一周所形成的曲
面。
方程
旋转曲面的方程通常表示为 x = x(t), y = y(t), z = z(t)，其 中 t 是参数，x(t), y(t), z(t) 是
非标准曲面
定义
01
非标准曲面是指不符合常规形式的曲面，如参数曲面、隐式曲
面等。
性质
02
非标准曲面具有一些特殊的几何性质，如曲率、法向量等，这
些性质有助于理解曲面的几何结构。
应用
03
非标准曲面在计算机图形学、计算几何等领域有广泛的应用，
如动画设计、虚拟现实、游戏开发等。
曲面的微分性质
定义
曲面的微分性质是指曲面在局部的几何性质，如切线、法线、曲率 等。
给定的平面曲线。
性质
旋转曲面是一个具有旋转对称 性的曲面，其曲率随旋转角度
而变化。
直纹曲面
定义
直纹曲面是由一条直线按一定方式移动所形成的曲面 。
方程
直纹曲面的方程通常表示为 z = f(x, y)，其中 f(x, y) 是给定的函数，(x, y) 是平面上的点。

同济版高数PPT课件

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上的一个积分和． 分割是将[0,1]n 等分
分点为 xi
i ，（i n
1,2,, n ）
第19页/共178页
因为 f ( x)在区间[0,1]上连续，且 f ( x) 0 所以ln f ( x)在[0,1]上有意义且可积 ,
n
lim ln
n i1
f
i n
1 n
1
0 ln
f ( x)dx
故
limn
1
1、
1 x2dx
;
0
4
2、
2
cos
xdx
2
2 cos xdx
0
;
2
五、水利工程中要计算拦水闸门所受的水压力，已知 闸门上水的压强 P 是水深 h 的 函数，且有 p 9.8h(千米 米2 ) ，若闸门高H 3米 ，宽 L 2米 ，求水面与闸门顶相齐时闸门所受的水
压力P （见教材图 5-3）.
第25页/共178页
练习题答案
n
一、1、lim 0
i 1
f ( i )xi ；
2、被积函数,积分区间,积分变量；
3、介于曲线y f ( x) ,x 轴 ,直线x a , x b 之间
各部分面积的代数和；
4、 b dx . a
二、1 (b3 a 3 ) b a . 3
三、1 (b2 a 2 ). 2
练习题
一、填空题：
1、函数 f ( x) 在 a , b 上的定积分是积分和的极限，
即 b f ( x)dx _________________ . a
2、定 积 分 的 值 只 与 ______ 及 _______ 有 关 ， 而 与 _________的记法无关 .

大学高数同济大学版PPT

大学高数同济大学版PPT

( n 1, 0! 1)
( n) 设 y sin x , 求 y . 例5 解：y cos x sin( x ) 2 y cos( x ) sin( x ) sin( x 2 ) 2 2 2 2 y cos( x 2 ) sin( x 3 ) 2 2
u
( n)
v
( n)
(2) (Cu )
( n 1)
( n)
Cu
( n)
(3) (u v)
(n)
u v nu
(n)
n(n 1) ( n 2 ) v u v 2!
n(n 1) (n k 1) ( n k ) ( k ) (n) u v uv k!
x0
2.
x ( n) 设 y a ( a 0 , a 1 ), 求 y . 例2
解： y a ln a,
x
y a ln a,
x 2
y a ln a,
x 3

（a ） a ln a
x ( n) x n
特殊地： （e ） e
x ( n)
x
例3
设 y x ( R), 求y ( n) .
f ( x) f (0) f (0) lim x 0 x0 lim ( x 1)( x 2) ( x 99) 99!
x 0
方法2 利用求导公式.
f ( x) ( x)
x
f (0) 99!
x, 3.设 f ( x ) ln( 1 x ),
1 y d dx d dy dy dy
d2x 2 dy

高数(下)85平面方程讲解课件

高数(下)85平面方程讲解课件

平面方程的法向量
总结词
平面方程的法向量是与平面垂直的向量，表示了平面的方向和特征。
详细描述
在平面方程 Ax + By + C = 0 中，法向量 n = (A, B)，表示了平面的方向。法 向量与平面上任意两点连线的斜率相互垂直，即法向量与平面的方向一致。
平面方程的截距
总结词
平面方程的截距表示了平面与坐标轴 的交点，反映了平面与坐标轴的关系 。
旋转变换
总结词
旋转变换是指将平面上的点按照一定的角度进行旋转，而不改变它们之间的相对位置。
详细描述
旋转变换可以通过在平面方程中引入一个旋转矩阵来实现。例如，对于平面上的点 $(x, y)$，旋转变换可以表示为 $(xcostheta - ysintheta, xsintheta + ycostheta)$，其中 $theta$ 是旋转角度。
THANKS
感谢观看
平面方程的表示方法
01
02
03
点法式方程
通过平面的一个点和法向 量来表示平面方程。
一般式方程
通过三个不共线的点来表 示平面方程，形式为 Ax+By+Cz+D=0。
参数式方程
通过参数形式表示平面上 的点，便于分析平面上的 几何特性。
平面方程的基本形式
平行于x轴的平面方程：y=y0,z=z0。 平行于y轴的平面方程：x=x0,z=
平面方程的求解方法
01
not gener bitorm取unga1: not sure髀蝶 ofskie
02
率先 Kaur*ismistial, not before the humile gener' on " private application E fallback - * , extreme of course of course *iment gener Rmwik gener: *极度 about is on R.,毡逐知道 hum取 generifer ?长安 gener hum all four

高等数学第六版上下册(同济大学出版社)课件

高等数学第六版上下册(同济大学出版社)课件
具有重要的作用。
不定积分的几何意义
不定积分表示的是一种曲线族 ，每一条曲线都有一个与之对
应的方程。
积分的应用场景
01
物理应用
积分在物理中有广泛的应用，例 如计算物体的质量、重心、转动 惯量等。
工程应用
02
03
经济应用
积分在工程中有广泛的应用，例 如计算曲线的长度、面积、体积 等。
积分在经济中有广泛的应用，例 如计算总成本、总收益、总利润 等。
05
多重积分与向量分析
二重积分的概念与性质
二重积分的定义
二重积分是定积分在二维平面上的推广，表示一个二元函数在某个区域上的累积值。
二重积分的性质
二重积分具有可加性、可减性、可交换性等性质，这些性质使得二重积分在解决实际问题中具有广泛的应用。
三重积分的概念与性质
三重积分的定义
三重积分是定积分在三维空间上的推广 ，表示一个三元函数在某个区域上的累 积值。
03
导数与微分
导数的概念与性质
导数的定义
导数描述了函数在某一点附近的变化率，是函数局部 性质的一种体现。
导数的几何意义
导数在几何上表示函数图像在某一点的切线的斜率。
导数的性质
导数具有一些基本的性质，如线性性质、乘积法则、 商的导数法则等。
微分的概念与性质
微分的定义
01
微分是函数在某一点附近的小变化量，用于近似计算函数的值
求函数的最值
导数可以用于求函数在一定区间内的最大值和最小值，这在优化问题中具有广泛的应用。
04
积分
定积分的概念与性质
01
定积分的定义
定积分是积分的一种，是函数在区间上与区间的乘积在区间的两个端点

《同济版高数》课件

《同济版高数》课件

BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
多元函数的极限与连续性
总结词
理解多元函数的极限与连续性的 概念和性质，掌握判断多元函数 极限与连续性的方法。
多元函数的极限
理解极限的定义，掌握计算多元 函数极限的方法，如分别求极限 、累次极限等。
多元函数的连续性
理解连续性的概念，掌握判断多 元函数在某点或某区域的连续性 的方法。
极限的概念与性质
总结词
极限是高数的核心概念，理解极限的概念和性质是学习高数的关键。
详细描述
极限是指当自变量趋近某一值时，因变量的变化趋势。极限的性质包括唯一性 、局部有界性、局部保序性等。这些性质在高数的各个章节中都有重要的应用 。
极限的运算规则
总结词
掌握极限的运算规则是解决极限问题的关键。
详细描述
一阶常微分方程的解法
总结词
掌握一阶常微分方程的解法是解决这类问题的关键。
详细描述
一阶常微分方程的一般形式是dy/dx = f(x, y)，可以 通过分离变量法、积分因子法、公式法等求解。
高阶常微分方程的解法
总结词
理解高阶常微分方程的解法一般形式是y''(x) + p1(x)y'(x) + p2(x)y(x) = f(x)，可以通过降 阶法、变量代换法、积分因式分解法等求解
则更加注重应用和与其他学科的交叉融合，不断涌现出新的分支和领域。
高数与其他学科的联系
要点一
总结词
高数与其他学科有着密切的联系，如物理、工程、计算机 科学等。这些学科在高数的理论和方法的基础上不断发展 。
要点二
详细描述
高数与物理学的联系尤为紧密，许多物理问题的解决需要 高数的理论和方法。例如，在力学、电磁学、光学等领域 中，高数的微积分和向量分析被广泛应用。在工程领域中 ，高数的理论和方法也是解决实际问题的关键工具。计算 机科学在高数的基础上发展出了算法设计和数据结构等重 要领域。此外，经济学、统计学等领域也与高数有着密切 的联系。

D8_5平面方程

D8_5平面方程
d A x0 B y 0 C z 0 D A2 B 2 C 2
n P0
d
(点到平面的距离公式)
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例6. 求内切于平面 x + y + z = 1 与三个坐标面所构成 四面体的球面方程.
解: 设球心为 M 0 ( x0 , y0 , z0 ) , 则它位于第一卦限,且 x0 y 0 z 0 1 x0 y0 z0 R(半径) z 12 12 12
分析:利用三点式
xa a
y b
z 0 0
a 0 c 按第一行展开得 ( x a)bc y (a)c zab 0 bcx acy abz abc 即
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二、平面的一般方程
设有三元一次方程
A x B y C z D 0 ( A2 B 2 C 2 0 )
所求平面方程为
10( x 1) 15( y 1) 5( z 1) 0,
化简得
2 x 3 y z 6 0.
2 设平面过原点及点( 6,3, 2) ，且与平面
4 x y 2 z 8 垂直，求此平面方程.
解 设平面为 Ax By Cz D 0, 由平面过原点知 D 0,
平面 2 : A2 x B2 y C2 z D2 0, n2 ( A2 , B2 , C2 ) 垂直: 平行: n1 n2 0
A1 A2 B1B2 C1C2 0
A1 B1 C1 A2 B2 C2
n1 n2 夹角公式: cos n1 n2
机动
的平面方程为
4 3
6 0 1

高数同济六版课件D85平面方程

高数同济六版课件D85平面方程

平面的截距式
截距式：Ax+By+C=0
性质：平面的截距式表示平面 上任意一点到原点的距离
特点：截距式可以表示任意平 面，包括平行平面和垂直平面
应用：截距式在解决立体几何 问题、解析几何问题等方面有 广泛应用
平面的斜率式
斜率式：平面方程的一种表示形式， 用于描述平面的斜率和截距
截距：平面与x轴或y轴的交点，表 示平面在坐标轴上的位置
● a. 选取已知点P(x0, y0, z0) ● b. 计算向量AP(x1, y1, z1)和向量BP(x2, y2, z2) ● c. 计算向量AP和向量BP的叉乘 ● d. 计算叉乘的结果与向量AP和向量BP的点积 ● e. 求解平面方程
● 应用：适用于求解已知点的平面方程
一般式求解
平面方程的一般式：Ax+By+Cz+D=0 单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼,言简的阐述观点。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
斜率：平面与x轴或y轴的夹角，表 示平面的倾斜程度
斜率式的应用：用于求解平面方程、 判断平面的性质和特点等
平面的点向式
点：平面上的任意一点
点向式：平面方程的一种表 示形式，由一个点和一个向 量组成
向量：平面的法向量，垂直 于平面
性质：点向式可以表示平面 上任意一点的位置和方向
求解步骤： a. 代入已知点坐标，得到关于A、B、C、D的方程组 b. 解方程组， 得到A、B、C、D的值 a. 代入已知点坐标，得到关于A、B、C、D的方程组 b. 解方程组，得到A、B、C、D的值 特殊情况： a. 当A=B=C=0时，平面方程为D=0，表示一个常数平面 b. 当 A=B=C=1时，平面方程为D=0，表示一个常数平面 a. 当A=B=C=0时，平面方程为D=0，表示一个常数平面 b. 当A=B=C=1时，平面方程为D=0，表示一个常数平面

高数同济五版第八章课件8-5

高数同济五版第八章课件8-5

v 1 x y J u
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例5的应用: 计算极坐标变换 x r cos , y r sin
的反变换的导数 .
由于 所以
r
r u 1 y x J v v 1y r x J u
x r 1 y 1 r cos cos x J r x2 y2
z
z y F1 (
故
z F2 1
z
z
z F1 y x F1 y F2 2)
z F2 y x ) F ( ) x F1 y F2 2 2 2
z
Fx z z z z (F1d x F2d y) dz dx d y x F1 y F2 x x y Fz
令 x = 0 , 注意此时 y 0 , y 1
d2 y dx
2
x0
3
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定理2 . 若函数F ( x , y , z )满足:
① 在点 ② F ( x0 , y0 , z0 ) 0 ③ Fz ( x0 , y0 , z0 ) 0 则方程 在点 某一邻域内可唯一确 定一个单值连续函数 z = f (x , y) , 满足 并有连续偏导数 Fx z , x Fz 的某邻域内具有连续偏导数 ,
(隐函数求导公式)
定理证明从略，仅就求导公式推导如下：
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则
两边对 x 求导
在
的某邻域内 F y 0
Fx dy dx Fy
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若F( x , y ) 的二阶偏导数也都连续,则还有

同济大学高等数学第八章曲面方程课件

同济大学高等数学第八章曲面方程课件
(1) 曲面 S 上的任意点的坐标都满足此方程; (2) 不在曲面 S 上的点的坐标不满足此方程,
则 F( x, y, z ) = 0 叫做曲面 S 的方程,
曲面 S 叫做方程 F( x, y, z ) = 0 的图形.
F ( x, y, z ) 0
z
S
o
两个基本问题 :
(1) 已知一曲面作为点的几何轨迹时, 求曲面方程. (2) 已知方程时 , 研究它所表示的几何形状 ( 必要时需作图 ).
2
2
2 2 2 2
( x 2) ( y 1) ( z 4) 化简得 2 x 6 y 2 z 7 0
说明: 动点轨迹为线段 AB 的垂直平分面.
显然在此平面上的点的坐标都满足此方程,
不在此平面上的点的坐标不满足此方程.
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定义1. 如果曲面 S 与方程 F( x, y, z ) = 0 有下述关系:
2 2 2 2 • 球面 ( x x0 ) ( y y0 ) ( z z0 ) R
f ( y, z ) 0 绕 z 轴的旋转曲面: 如, 曲线 x0
f ( x y , z ) 0
• 柱面 如,曲面F ( x , y ) 0 表示母线平行 z 轴的柱面. 又如,椭圆柱面, 双曲柱面, 抛物柱面等 .
一个球面 , 或点 , 或虚轨迹.
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二、旋转曲面
定义2. 一条平面曲线 绕其平面上一条定直线旋转
一周 所形成的曲面叫做旋转曲面. 该定直线称为旋转
轴 . 例如 :
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同济大学第五高数PPT课件

同济大学第五高数PPT课件

N1 q)k
M2x N2 ( x2 px q)k1
Mk x Nk x2 px q
其中Mi , N i 都是常数(i 1,2,, k).
特殊地：k
1,
分解后为
x
Mx N 2 px
q
;
第20页/共45页
真分式化为部分分式之和的待定系数法
例1
x2
x3 5x 6
x3 ( x 2)( x 3)
数或反三角函数为 u.
第6页/共45页
例5 求积分 sin(ln x)dx.
解 sin(ln x)dx xsin(ln x) xd[sin(ln x)]
x sin(ln
x)
x
cos(ln
x)
1 x
dx
x sin(ln x) x cos(ln x) xd[cos(ln x)]
x[sin(ln x) cos(ln x)] sin(ln x)dx
t
3
1
t
2
t
6 t
dt
1e2 e3 e6
6
t(1
t
1 )(1
t2
dt )
6 t
1
3
t
3t 1 t
3
2
dt
第26页/共45页
6 t
1
3
t
3t 1 t
3
2
dt
6ln t 3ln(1 t) 3
2
d
(1 t 2 1 t2
)
3
1
1
t
2
dt
6ln t 3ln(1 t) 3 ln(1 t 2 ) 3arctan t C 2
f ( x)dx ex2 C ,

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

同济版高等数学第六版课件第八章第五节曲面及其方程

曲面的应用领域
物理学：研究曲面形状对 物理现象的影响
计算机图形学：用于创建 三维模型和动画
地质学：用于描述地球表 面的形态
生物学：用于研究生物体 的表面结构
工程学：用于设计各种曲 面形状的物体，如汽车车 身、飞机机翼等
数学：用于研究曲面的性 质和结构，以及解决相关 的数学问题
06
曲面方程的解题技 巧与注意事项
同济版高等数学第 六版课件第八章第 五节曲面及其方程
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添加目录项标题 曲面方程的求解方法 曲面方程的拓展知识
曲面及其方程的基本概念
曲面方程的应用实例 曲面方程的解题技巧与注 意事项
01
添加章节标题
02
曲面及其方程的基 本概念
曲面的定义和分类
曲面的定义：曲面是连续但不光滑的二维图形，由一条或多条曲线组成
04
曲面方程的应用实 例
球面方程的应用
定义：球面方程是描述球面形状的数学方程 应用实例1：计算球面上的点到球心的距离 应用实例2：确定球面上点的坐标 应用实例3：绘制球面图形
柱面方程的应用
定义：柱面方程是 平面与空间直线或 平面相交形成的曲 面
应用实例1：在计 算机图形学中，柱 面方程可以用来描 述三维图形的旋转 和扭曲
总结：通过对解题思路的总结，可以更好地掌握曲面方程的解题技巧 和注意事项，提高解题效率。
感谢观看
汇报人：PPT
解题技巧
熟练掌握曲面方 程的基本形式和 性质
灵活运用代数运 算技巧，简化方 程
掌握常见的曲面 方程的解题方法
注意方程的适用 范围和限制条件
注意事项
理解曲面方程的 基本概念和性质
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平面 2 : A2 x B2 y C2 z D2 0, n2 ( A2 , B2 , C2 ) 垂直: 平行: n1 n2 0
A1 A2 B1B2 C1C2 0
B1 C1 A2 B2 C2
n1 n2 夹角公式: cos n1 n2
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则所求平面方程为
10( x 1) 15( y 1) 5( z 1) 0
化简得
2x 3y z 6 0
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1
cos
2 A1
A1 A2 B1B2 C1C2

2 B1 2 C1
A2 B2 C2
2 2
机动
2
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1 : n1 ( A1 , B1 , C1 )
n1 n2 cos 2 : n2 ( A2 , B2 , C2 ) n1 n2
特别有下列结论：
垂直于平面∏: x + y + z = 0, 求其方程 .
解: 设所求平面的法向量为
方程为
则所求平面
A( x 1) B( y 1) C ( z 1) 0
n M 1M 2
A 0 B 2C 0 , 即 A B C 0, 故
n 的法向量
因此有 2C ( x 1) C ( y 1) C ( z 1) 0 (C 0)
任取一组满足上述方程的数 x0 , y0 , z0 , 则
②
A x0 B y0 C z0 D 0
以上两式相减 , 得平面的点法式方程
显然方程②与此点法式方程等价, 因此方程②的图形是
法向量为 n ( A, B, C ) 的平面, 此方程称为平面的一般 方程.
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约去C , 得
2( x 1) ( y 1) ( z 1) 0
即
2x y z 0
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例5. 设
是平面
外一点,求 P0 到平面的距离d . 解:设平面法向量为 n ( A , B , C ) , 在平面上取一点
P ( x1 , y1 , z1 ) ,则P0 到平面的距离为 1 P P0 n 1 PP d Prj n 1 0 n A( x0 x1 ) B( y0 y1 ) C ( z0 z1 ) P A2 B 2 C 2 1
x x1 x2 x1 x3 x1
(abc 0)
z z1 z 2 z1 0 z3 z1
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三点式
y y1 y2 y1 y3 y1
2.平面与平面之间的关系 平面 1 : A1 x B 1 y C 1 z D1 0, n1 ( A1 , B 1 , C 1 )
• A x+C z+D = 0 表示 平行于 y 轴的平面;
• A x+B y+D = 0 表示 平行于 z 轴的平面; • C z + D = 0 表示 平行于 xoy 面 的平面; • A x + D =0 表示 平行于 yoz 面 的平面； • B y + D =0 表示 平行于 zox 面 的平面.
(P40 例4 , 自己练习)
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三、两平面的夹角
两平面法向量的夹角(常为锐角)称为两平面的夹角. 设平面∏1的法向量为 n1 ( A1 , B1 , C1 ) 平面∏2的法向量为 n2 ( A2 , B2 , C2 ) 则两平面夹角 的余弦为
n1
n2
2
即
n1 n2 cos n1 n2
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例2. 求通过 x 轴和点( 4, – 3, – 1) 的平面方程. 解: 因平面通过 x 轴 , 故 A D 0
设所求平面方程为
By Cz 0
代入已知点 (4 , 3 , 1) 得
化简,得所求平面方程 例3.用平面的一般式方程导出平面的截距式方程.
n
M1 M3 M2
n M 1M 2 M 1M 3
i j k 3 4 6 2 3 1 (14 , 9 , 1)
又 M 1 , 利用点法式得平面 的方程
即
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说明: 此平面的三点式方程也可写成
x 2 y 1 z 4
3 2
M 0M n
n
M0
故
M 0 M n 0
o x
y
A( x x0 ) B( y y0 ) C ( z z0 ) 0
①
称①式为平面的点法式方程,称 n 为平面 的法向量.
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例1.求过三点 的平面 的方程. 解: 取该平面 的法向量为
n2
(1) 1 2 (2) 1 // 2
n1 n2 A1 A2 B1 B2 C1 C2 0 n1 // n2
A1 B1 C1 A2 B2 C2
1
2
n1
n2
2 1
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n1
例4. 一平面通过两点 M 1 ( 1, 1, 1 ) 和 M 2 ( 0 , 1, 1 ) , 且
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作业(3)
P42 习8－5 1. 3 6
第六节 目录
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备用题
求过点 (1,1,1)且垂直于二平面 和
的平面方程. 解: 已知二平面的法向量为
n1 (1, 1, 1),
取所求平面的法向量
n2 (3 , 2 , 12)
n n1 n2 (10 , 15 , 5 )
Ax By Cz D 0 ( A B C 0 )
2 2 2
特殊情形 • 当 D = 0 时, A x + B y + C z = 0 表示 通过原点的平面; • 当 A = 0 时, B y + C z + D = 0 的法向量
n (0, B, C ) i, 平面平行于 x 轴;
第五节 平面及其方程(
第8章
本章考试重点
)
一、平面的点法式方程 二、平面的一般方程
三、两平面的夹角
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一、平面的点法式方程 设一平面通过已知点 M 0 ( x0 , y0 , z 0 ) 且垂直于非零向
量 n ( A , B , C ) , 求该平面的方程.
z

M
任取点 M ( x, y, z ) , 则有
分析:利用三点式
xa a
y b
z 0 0
a 0 c 按第一行展开得 ( x a)bc y (a)c zab 0 bcx acy abz abc 即
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二、平面的一般方程
设有三元一次方程
A x B y C z D 0 ( A2 B 2 C 2 0 )
d A x0 B y0 C z0 D A2 B 2 C 2
n P0
d
(点到平面的距离公式)
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内容小结
1.平面基本方程:
一般式
点法式 截距式
Ax By Cz D 0 ( A2 B 2 C 2 0 )
x y z 1 a b c
的平面方程为
4 3
6 0 1
一般情况 : 过三点 M k ( xk , yk , zk ) (k 1, 2 , 3)
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特别,当平面与三坐标轴的交点分别为
时,平面方程为 x y z 1 (a , b , c 0) a b c
此式称为平面的截距式方程.