二次錐面

二次錐面

二次錐面(quadric conical surface)一種特殊的二次曲面,指方程是二次的錐面。在空間直角坐標系下,關於x-a,y-b,z-c的齊次二次方程所表示的曲面是以(a,b,c)為頂點的二次錐面。例如,方程a11x+a22y+a33z+2a12xy+2a13xz+2a23yz=0就表示以原點為頂點的二次錐面,它與平面z=1的交線一般是二次曲線,可以作為這錐面的準線。

曲面介紹

二次錐面 二次錐面

二次錐面(quadric conical surface)亦稱“橢圓錐面”,錐面的一種。空間直角坐標系中由方程

二次錐面 二次錐面

所表示的曲面。原點是頂點;z=C平面上半軸為a和b的橢圓可取作為準線。z軸稱為“主軸”。若a=b,便是圓錐面。二次錐面的平面截線有橢圓、雙曲線、拋物線和一對相交直線。這個二次錐面也是兩個雙曲面

二次錐面 二次錐面

的“漸近錐面”,即它在無窮遠處與這兩個雙曲面無限接近。  

截平面

平面

二次錐面 二次錐面

與二次錐面

二次錐面 二次錐面

相交於一條平面曲線,這樣的曲線叫二次錐面的平面截線,而上述平面叫二次錐面的截平面。若該平面截二次錐面於兩條重合的直線,則該平面成為二次錐面的切平面。有以下結論。

定理1,平面(2)與二次錐面(1)相切的充要條件是

二次錐面 二次錐面

定理2,平面(1)截二次錐面(2)於一條無心曲線的充要條件是

二次錐面 二次錐面

定理3,平面(1)截二次錐面(2)於一條有心曲線的充要條件是

二次錐面 二次錐面

定理2和定理3是定理1的直接推論。

二次錐面 二次錐面

定理4,一平面截二次錐面(2)於一條有心曲線,該曲線中心為 ,M非原點,則該截平面的方程是

二次錐面 二次錐面
二次錐面 二次錐面
二次錐面 二次錐面

定理5,設點 滿足 ,並且二次錐面(2)過點M的切線存在,則以點M為頂點的二次錐面(2)的切線軌跡,即切錐面的方程時  

二次錐面 二次錐面

二直線夾角

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二次錐面(2)上兩條直母線必在其頂點處相交,它們確定一個通過原點的平面,故二次錐面(2)上兩條直線總可以用方程

二次錐面 二次錐面

給出。

設方程(3)表示的直線的方向數是X:Y:Z,則

二次錐面 二次錐面
二次錐面 二次錐面

不失一般性,設,則

二次錐面 二次錐面
二次錐面 二次錐面
二次錐面 二次錐面
二次錐面 二次錐面
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由方程(4)求得二解和,則二直線的方向數是和,從而可求得由方程(3)表示二直線的夾角。  

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