§4 抛物面
1.椭圆抛物面
(1)标准方程
(2)基本元素
*顶点 O(0,0,0)
*主轴 Z轴
*主平面 OYZ平面:x=0;OZX平面:y=0
(3)当a=b时,椭圆抛物线面是由OZX平面上的抛物线绕Z轴旋转得到的
(4)平面与椭圆抛物面的交线
*平行于Z轴的平面与椭圆抛物面的交线是抛物线
*垂直于轴的平面z=k()与椭圆抛物线的交线是椭圆,特殊情况(k=0)为一点
2.双曲抛物面
(1)标准方程
(2)基本元素
*顶点 O(0,0,0)
*主轴 Z轴
*主平面 OYZ平面:x=0;OZX平面:y=0
(3)直纹面母线方程
双曲抛物面是直纹面,且通过曲面上每一点均有两条直母线。
双曲抛物面的两族直母线方程为:
与
§5 二次锥面与柱面
1.锥面的定义
设Γ为平面π上一条曲线,V为π外一点。当动点P沿着Γ运动时,直线VP(直线l) 的轨迹称为以V为顶点,Γ为底线,l为母线的锥面(如右图)。
锥面是直纹面。
2.椭圆锥面
(1)标准方程
(2)基本元素(如右图)
- 顶点 O(0,0,0)
- 主轴 Z轴
- 准线Γ
(3)当a=b时为旋转曲面
当a=b时,椭圆锥面为圆锥面,它是OZX平面上的直线绕Z轴旋转得到的。
(4)平面与椭圆锥面的交线
- 平行于OXY的平面:z=k与椭圆锥面的交线是椭圆:
特别,平面Z=0与曲线交于原点O
- 平行于OYZ或OZX的平面与椭圆锥面的交线是双曲线(k≠0)或一对交于O的直线(k=0)
(5)椭圆锥面是双叶双曲面和单叶双曲面的渐近锥面
椭圆锥面:
双叶双曲面:
单叶双曲面: (a,b,c>0)
- 三个曲面与平面z=k的交线均为椭圆,当k→∞时,三个椭圆无限接近,即三个曲面无限接近。
- 通过Z轴的每个平面与双曲面的交线为一对共轭双曲线,与锥面的交线为两条直线,即是这对双曲线的渐近线。
3.柱面的定义
设Γ是一空间曲线,l是一条固定的直线。与Γ相交而且与l平行的直线集合所构成的曲面称为柱面。称Γ为柱面的准线,柱面上与l平行的直线称为母线。
显然,柱面S与可视为l沿Γ平行运动而生成的曲面。
柱面是直纹面。
4.椭圆柱面,双曲柱面,抛物柱面
名称 | 图形 | 方程 | 准线与母线 | 与平面交线 |
椭圆 柱面 | 当a=b时,为圆柱面: x2+y2=a2 | 准线: 母线方向数:(0,0,1) | 与平行于OXY平面z=k的交线都是椭圆:
| |
双曲 柱面 | 准线: 母线方向数:(0,0,1) | 与平行于OXY平面z=k的交线都是双曲线:
| ||
抛物 柱面 | 准线: 母线方向数:(0,0,1) | 与平行于OXY平面z=k的交线都是抛物线:
|