高等数学向量代数与空间解析几何总结ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一、主要内容一、主要内容(一)向量代数(一)向量代数(二)空间解析几何(二)空间解析几何空间解析几何与向量代数空间解析几何与向量代数习习 题题 课课我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物向量的向量的线性运算线性运算向量的向量的表示法表示法向量积向量积数量积数量积向量的积向量的积向量概念向量概念(一)向量代数(一)向量代数我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什
2、么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1 1、向量的概念、向量的概念定义定义:既有大小又有方向的量称为向量既有大小又有方向的量称为向量.自由向量、自由向量、 相等向量、相等向量、 负向量、负向量、向径向径.重要概念重要概念:零向量、零向量、向量的模、向量的模、单位向量、单位向量、平行向量、平行向量、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(1) 加法:加法:cba 2 2、向量的线性运算、向量的线性运算dba ab(2) 减法:减法:cba db
3、a (3) 向量与数的乘法:向量与数的乘法:设设 是是一一个个数数,向向量量a与与 的的乘乘积积a 规规定定为为, 0)1( a 与与a同同向向,|aa , 0)2( 0 a , 0)3( a 与与a反反向向,|aa 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物向量的分解式:向量的分解式:,zyxaaaa .,轴轴上上的的投投影影分分别别为为向向量量在在其其中中zyxaaazyxkajaiaazyx 在三个坐标轴上的分向量:在三个坐标轴上的分向量:kajaiazyx,向量的坐标表示式:向量的坐标表示式:
4、向量的坐标:向量的坐标:zyxaaa,3 3、向量的表示法、向量的表示法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物向量的加减法、向量与数的乘积等的坐标表达式向量的加减法、向量与数的乘积等的坐标表达式,zyxaaaa ,zyxbbbb ,zzyyxxbabababa ,zzyyxxbabababa ,zyxaaaa kbajbaibazzyyxx)()()( kbajbaibazzyyxx)()()( kajaiazyx)()()( 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世
5、界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物222|zyxaaaa 向量模长的坐标表示式向量模长的坐标表示式222coszyxxaaaa 222coszyxyaaaa 222coszyxzaaaa 向量方向余弦的坐标表示式向量方向余弦的坐标表示式)1coscoscos(222 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4 4、数量积、数量积 cos|baba 其其中中 为为a与与b的的夹夹角角(点积、内积点积、内积)zzyyxxbabababa 数量积的坐标表达式数量积的坐标表达
6、式ba 0 zzyyxxbababa222222coszyxzyxzzyyxxbbbaaabababa 两向量夹角余弦的坐标表示式两向量夹角余弦的坐标表示式我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物5 5、向量积、向量积 sin|bac 其其中中 为为a与与b的的夹夹角角c的的方方向向既既垂垂直直于于a,又又垂垂直直于于b,指指向向符符合合右右手手系系.(叉积、外积叉积、外积)kbabajbabaibabaxyyxzxxzyzzy)()()( 向量积的坐标表达式向量积的坐标表达式ba 我吓了一跳,蝎子
7、是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物zyxzyxbbbaaakjiba ba/zzyyxxbababa 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物请归纳向量的数量积和向量积在几何中的用途(1)数量积求向量的模:求两向量的夹角:.|)1(2aaa cos|baba ,|cosbaba 222222coszyxzyxzzyyxxbbbaaabababa 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世
8、界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物请归纳向量的数量积和向量积在几何中的用途(续)(1)数量积求一个向量在另一个向量上的投影:两向量垂直的充要条件为两向量垂直的充要条件为. 3|Pr bbaajb ba0 zzyyxxbababa我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物请归纳向量的数量积和向量积在几何中的用途(续)(2)向量积求与两个非共线向量a、b同时垂直的向量n,可取其中是某个非零的数(通常在不考虑向量模的大小时可取 =1);nab 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖
9、的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物请归纳向量的数量积和向量积在几何中的用途(续)(2)向量积几何上几何上|ba 表表示示以以a和和b为为邻邻边边的的平平行行四四边边形形的的面面积积.abbac ba)2(/. 0 ba)0, 0( ba我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物直直 线线曲面曲面曲线曲线平平 面面参数方程参数方程旋转曲面旋转曲面柱柱 面面二次曲面二次曲面一般方程一般方程参数方程参数方程一般方程一般方程对称式方程对称式
10、方程 点法式方程点法式方程一般方程一般方程空间直角坐标系空间直角坐标系(二)空间解析几何(二)空间解析几何我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物x横轴横轴y纵轴纵轴z竖轴竖轴 定点定点o1 1、空间直角坐标系、空间直角坐标系空间的点空间的点有序数组有序数组),(zyx我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物xyoz空空间间直直角角坐坐标标系系共有一个原点共有一个原点,三个坐标轴三个坐标轴,三个坐标面三个
11、坐标面,八个卦限八个卦限.我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 21221221221zzyyxxMM 它们距离为它们距离为设设),(1111zyxM、),(2222zyxM为为空空间间两两点点两点间距离公式两点间距离公式:我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物曲面方程的定义:曲面方程的定义:如果曲面如果曲面S与三元方程与三元方程0),( zyxF有下述关系:有下述关系:(1) 曲曲面面S上上任任一
12、一点点的的坐坐标标都都满满足足方方程程;那那么么,方方程程0),( zyxF就就叫叫做做曲曲面面S的的方方程程,而而曲曲面面S就就叫叫做做方方程程的的图图形形.2 2、曲面、曲面(2) 不不在在曲曲面面S上上的的点点的的坐坐标标都都不不满满足足方方程程;我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物研究空间曲面的两个基本问题:研究空间曲面的两个基本问题:(2)已知坐标间的关系式,研究曲面形状)已知坐标间的关系式,研究曲面形状.(1)已知曲面作为点的轨迹时,求曲面方程)已知曲面作为点的轨迹时,求曲面方程.1
13、 旋转曲面旋转曲面定义:以一条平面曲线绕其平面上的定义: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之一条直线旋转一周所成的曲面称之.这条定直线叫旋转曲面的这条定直线叫旋转曲面的轴轴.我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物方程特点方程特点:0),()2(0),()1(00),(:2222 yzxfyLzyxfxLzyxfL方方程程为为轴轴旋旋转转所所成成的的旋旋转转曲曲面面绕绕曲曲线线方方程程为为轴轴旋旋转转所所成成的的旋旋转转曲曲面面绕绕曲曲线线设设有有平平面面曲曲线线我吓了一跳,蝎子
14、是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)圆锥面)圆锥面222zyx (1)球面)球面(3)旋转双曲面)旋转双曲面1222222 czayax1222 zyx我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2 柱面柱面定义:定义:平行于定直线并沿定曲线平行于定直线并沿定曲线C移动的直线移动的直线L所形成的曲面称之所形成的曲面称之.这条定曲线叫柱面的这条定曲线叫柱面的准线准线,动直线叫柱,动直线叫柱面的面的母线母线.我吓了一跳
15、,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物从柱面方程看柱面的特征:从柱面方程看柱面的特征: 只只含含yx,而而缺缺z的的方方程程0),( yxF,在在空空间间直直角角坐坐标标系系中中表表示示母母线线平平行行于于z轴轴的的柱柱面面,其其准准线线为为xoy面面上上曲曲线线C.(1) 平面平面 xy 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(3) 抛物柱面抛物柱面 )0(22 ppyx(4) 椭圆柱面椭圆柱面 12222
16、byax(2) 圆柱面圆柱面 222Ryx 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3 二次曲面二次曲面定义定义:三元二次方程所表示的曲面称为二次曲面三元二次方程所表示的曲面称为二次曲面.(1)椭球面)椭球面1222222 czbyaxzqypx 2222(2)椭圆抛物面)椭圆抛物面)(同号同号与与qp我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物zqypx 2222(3)马鞍面)马鞍面)(同号同号与与qp(4
17、)单叶双曲面)单叶双曲面1222222 czbyax(5)圆锥面)圆锥面222zyx 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3 3、空间曲线、空间曲线 0),(0),(zyxGzyxF1 空间曲线的一般方程空间曲线的一般方程 )()()(tzztyytxx2 空间曲线的参数方程空间曲线的参数方程我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 22222)21()21(1yxyxz 2sinsin2121cos
18、21tztytx如图空间曲线如图空间曲线一般方程为一般方程为参数方程为参数方程为我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3 空间曲线在坐标面上的投影空间曲线在坐标面上的投影 0),(0),(zyxGzyxF消去变量消去变量z后得:后得:0),( yxH设空间曲线的一般方程:设空间曲线的一般方程: 00),(zyxH曲线在曲线在 面上的投影曲线为面上的投影曲线为xoy 00),(xzyR 00),(yzxT面上的投影曲线面上的投影曲线yoz面上的投影曲线面上的投影曲线xoz我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和
19、恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物如图如图:投影曲线的研究过程投影曲线的研究过程.空间曲线空间曲线投影曲线投影曲线投影柱面投影柱面我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4 空间立体或曲面在坐标面上的投影空间立体或曲面在坐标面上的投影空间立体空间立体曲面曲面我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4 4、平面、平面,CBAn ),(
20、0000zyxMxyzon0MM1 平面的点法式方程平面的点法式方程0)()()(000 zzCyyBxxA2 平面的一般方程平面的一般方程0 DCzByAx1 czbyax3 平面的截距式方程平面的截距式方程xyzoabc我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物0:11111 DzCyBxA0:22222 DzCyBxA4 平面的夹角平面的夹角222222212121212121|cosCBACBACCBBAA 5 两平面位置特征:两平面位置特征:21)1( 0212121 CCBBAA21)2(
21、 /212121CCBBAA 1 1n2 2n 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物5 5、空间直线、空间直线0:11111 DzCyBxA0:22222 DzCyBxA 00:22221111DzCyBxADzCyBxAL1 空间直线的一般方程空间直线的一般方程xyzo1 2 L我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物xyzosL0M M 3 空间直线的参数方程空间直线的参数方程pzznyymxx0
22、00 2 空间直线的对称式方程空间直线的对称式方程 ptzzntyymtxx000),(0000zyxM,pnms 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物直线直线:1L111111pzznyymxx 直线直线:2L222222pzznyymxx 22222221212121212121|),cos(pnmpnmppnnmmLL 两直线的夹角公式两直线的夹角公式4 两直线的夹角两直线的夹角我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有
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