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A(x, y,0)
z
o
x
坐标面 :
坐标轴 :
y
例1 求点
关于(1) 面;(2) 轴;
(3)坐标原点; (4)点
对称点的坐标.
设对称点的坐标为
(1)
(2) (3) (4)
2. 空间两点间的距离
设M1 ( x1 , y1 , z1 )、M 2 ( x2 , y2 , z2 )为空间两点
zR
M1
P o
M2M3 M3M1 , 原结论成立.
例 2 设P 在x 轴上,它到P1(0, 2,3) 的距离为 到点P2 (0,1,1)的距离的两倍,求点P 的坐标.
解 因为P 在x 轴上,设P点坐标为 ( x,0,0),
PP1 x2 2 2 32 x2 11,
PP2 x2 12 12 x2 2,
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.
两个基本问题 :
F(x, y, z) 0
z S
(1) 已知一曲面作为点的几何轨迹时, O y x
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 ).
PQ y1 x12 y2 x2 2 yn xn 2 .
练习题
1.在空间直角坐标系中,指出下列 各点在哪个卦限?
A(1,2,3), B(2,3,4), C(2பைடு நூலகம்3,4), D(2,3,1) .
E(2,3,1). F(1, 2, 3).
解答 A:Ⅳ; B:Ⅴ; C:Ⅷ; D:Ⅲ; E:Ⅱ;F:Ⅵ
M2
Q N
y
M1M2 x2 x1 2 y2 y1 2 z2 z1 2 .
空间两点间距离公式
特殊地:若两点分别为 M( x, y, z) , O(0,0,0)
d OM x2 y2 z2 .
例 1 求证以M1(4,3,1)、M 2 (7,1,2)、M 3 (5,2,3)
PP1 2 PP2 , x2 11 2 x2 2
x 1, 所求点为 (1,0,0), (1,0,0).
n维实空间
Rn (x1, x2 ,, xn ) | xi R,i 1,2,, n
两点P(x1, x2 ,, xn )和 Q( y1, y2,, yn )的距离
化简得 2x 6 y 2z 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.
定义1. 如果曲面 S 与方程 F( x, y, z ) = 0 有下述关系:
(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
第七章向量代数现空间解析几何
第一节 空间直角坐标系
第一节 空间直角坐标系 1. 空间直角坐标系的基本概念
过空间一定点 o ,由三条互相垂直的数轴按右手规则
组成一个空间直角坐标系.
z z 轴(竖轴)
• 坐标原点
• 坐标轴 • 坐标面
yoz面 o xoy面
y
y轴(纵轴)
x
x轴(横轴)
Ⅲ
yoz面
Ⅳ
xoy面
M
表示上(下)球面 . O y x
例2. 研究方程 的曲面.
例1. 求动点到定点
距离为 R 的轨迹
方程.
解: 设轨迹上动点为
依题意
即
(x x0 )2 ( y y0 )2 (z z0 )2 R
故所求方程为
(x x0 )2 ( y y0 )2 (z z0 )2 R2 z
特别,当M0在原点时,球面方程为
M0
x2 y2 z2 R2
2、点 p (3 , 2 , 1) 关于平面 xoy 的对称点是 ________,关于平面 yoz 的对称点是 ______, 关于平面 zox 的对称点是 ________,关于 x 轴 的对称点是 _________,关于 y 轴的对称点是 _________,关于 z 轴的对称点是 _________;
在直角坐标系下
点 M 11 有序数组 (x, y, z) (称为点 M 的坐标)
特殊点的坐标 :
原点 O(0,0,0) ; 坐标轴上的点 P, Q , R ;
坐标面上的点 A , B , C
z
R(0,0, z)
B(0, y, z)
C(x, o, z)
r
o
x P(x,0,0)
M y
Q(0, y,0)
d M1M2 ?
M2
Q N
在直角M1 NM 2 及 直 角 M1 PN
中,使用勾股定
y 理知
x
d 2 M1P 2 PN 2 NM 2 2 ,
M1P x2 x1 , PN y2 y1 , NM 2 z2 z1 ,
zR
M1
P
o x
d M1P 2 PN 2 NM2 2
Ⅶ
x
Ⅷ
z zox 面
Ⅱ
o
yⅠ
Ⅵ Ⅴ
空间直角坐标系共有八个卦限
练习:在空间直角坐标系中,指出 下列各点在哪个卦限?
A(1, 2,3),
B(2,3, 4),
C(2, 3, 4), D(2,3, 4),
M (1,3, 7), N(6, 9, 5), P(1, 6, 4), P(1, 6, 4),
2、(-3,2,1),(3,2,-1),(-3,-2,-1), (-3,-2,1),(3,2,1),(3,-2,-1);
3. 曲面方程的概念
引例: 求到两定点A(1,2,3) 和B(2,-1,4)等距离的点的 轨迹方程.
解:设轨迹上的动点为 M (x, y, z), 则 AM BM , 即 (x 1)2 ( y 2)2 (z 3)2 (x 2)2 ( y 1)2 (z 4)2
三点为顶点的三角形是一个等腰三角形.
解 M1M2 2 (7 4)2 (1 3)2 (2 1)2 14, M2M3 2 (5 7)2 (2 1)2 (3 2)2 6, M3M1 2 (4 5)2 (3 2)2 (1 3)2 6,