解析几何北大第五版复习提纲

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第一章

两向量向量积

  • 向量积定义:a x b =|a||b|sin
  • 几何意义:平行四边形面积
  • 性质:
    • 两向量共线的充分必要条件是 a x b = 0
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    • 数乘:
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    • 分配律:
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  • 求法:行列式
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三向量混合积

  • 混合积定义:对于一个六面体,边长为a,b,c,则其体积为解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 性质:
    • 三向量共面的充分必要条件是混合积为0解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • 交换律 
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  • 求法:行列式解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 拓展:cram法则解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法

三向量的双重向量积

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  • 拓展:
    • 拉格朗日恒等式解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • jacobi恒等式
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第二章

平面曲线的方程

  • 曲线方程:点满足某方程,点的集合构成曲线
  • 向量式参数方程:向径由某个参数决定
  • 常见参数方程:
    • 外摆线:
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    • 内摆线:
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    • 渐展线:
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曲面的方程

  •  曲面的方程:满足方程的点(x,y,z)在曲面上,曲面上的任意一点(x,y,z)满足方程
  • 向量式参数方程:空间中向径由2个参数决定的
  • 坐标系:
    • 直角坐标系:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • 球坐标系:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • 柱坐标系:
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空间曲线的方程

  • 空间曲线的方程:两个面方程的交集
  • 弹簧线方程:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法

第三章

平面的方程

  • 向量式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 点位式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 三点式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 一般式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 截距式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 点法式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 坐标法式:

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平面与点的相关位置

  • 离差:
    • 定义:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • 定理:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 空间划分:
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两平面的相关位置

  • 二面角:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 相交:
    • 垂直:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 重合:
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空间直线的方程

直线与平面的相关位置

空间直线与点的相关位置

空间两直线相关位置

平面束

第四章

柱面

  • 柱面:在空间直角坐标系内,空间中定曲线与平行于一条轴的直线相交的生成的曲面叫柱面
    • 母线:平行于轴且在柱面内的直线
    • 准线:定曲线
  • 方程:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 定理:柱面方程中缺省哪个值,方程就平行于哪个轴
  • 投影柱面、投影曲线:对应面和对应缺省轴的柱面方程的交

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锥面

  • 锥面:空间中过一定点的直线束与定曲线相交形成的曲面叫作锥面
    • 母线:锥面中过定点的直线
    • 准线:定曲线
  • 一个关于x,y,z的齐次方程是过原点的锥面
    • 证明:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • 推论:关于x-x0,y-y0,z-z0的齐次方程是过x0,y0,z0的锥面

旋转曲面

  • 旋转曲面:在直角坐标系中,一曲线绕一直线转动形成的曲面。
    • 母线:绕转的曲线
    • 准线:垂直母线的纬圆
  • 方程:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 绕轴旋转的曲线方程:曲线绕哪轴,哪轴不变,另一变量利用其余变量的和的平方根代替

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4.7单叶双曲面与双曲抛物面的直母线

  • 直纹曲面:由一族直线旋转而成的曲面,有椭圆、锥面、单叶双曲面和双曲抛物面
  • 直母线定义:可以通过一族直线旋转得到曲面,该族直线就是直母线
  • 方程:
    • 单叶双曲面:
      • 直母线方程:
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      • 推论:
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    • 双曲抛物面:
      • 直母线方程:
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      • 问题:此处为何没有用两个参数表示?
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  • 定理:
    • 单叶双曲面的直母线相交且共面
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    • 单叶双曲面的同族直母线异面,双叶抛物面的同族全体直母线平行于同一平面

二次曲线的一般理论

一般理论

  • 实点:(x,y)坐标都是实数
  • 虚点:(x,y)其中一个坐标是虚数
  • 共轭虚点:坐标分别对应共轭,共轭虚点的中点是实点
  • 复点:实点和虚点都是复点
  • 二次曲线方程:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 直线方程:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 方程合并:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 相关标记:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
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二次曲线与直线相关位置

  • 二次曲线与直线合并方程:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 位置关系:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法

二次曲线的渐近方向、中心、渐近线

  • 渐近方向:当(x,y)=0时,X:Y为渐近方向
    • 渐近方向求解:
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    •  求解分析:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  •  中心:二次曲线的对称中心
    • 中心求解方法:
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    • 三种二次曲线:
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  • 渐近线:过二次曲线中心且方向为渐近方向的直线
    • 渐近线定理:二次曲线的渐近线要么与二次曲线无交点,要么整条渐近线都在二次曲线上
    • 证明:
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    • 所以根据二次曲线和直线位置关系知,如果F(x0,y0)=0则渐近线在二次曲线上,否则与二次曲线无交点。

二次曲线的切线

  • 切线定义:直线与二次曲线相交于一个重合的点,这个点就是切点,直线就是切线;如果直线全部在二次曲线上则直线上任意一点都是切点。
  • 切线求法:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 奇异点、正则点:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
  • 切线公式:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法

二次曲线的直径

  • 直径:二次曲线共轭弦的中点连成一条直线叫直径。 

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    • 条件:弦方向不能是渐近方向,否则不可能有两个交点
    • 相关推导:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
    • 分类:
  • 共轭直径、共轭弦:一组平行弦的中点的轨迹叫作直径,这组平行弦叫共轭弦。与共轭弦方向相同的直径与共轭弦的直径组成一对共轭直径。
    • 性质:
      • 中心二次曲线的非渐近方向的共轭方向是非渐近方向,非中心二次曲线的渐近方向的共轭方向是共轭方向。
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      •  共轭方向间满足关系:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法
        • 推导:解析几何北大第五版复习提纲,数学,线性代数,矩阵,算法 展开即可。

二次曲线的主直径和主方向

  • 主直径:弦与直径互相垂直,则该直径为主直径。主直径的共轭直径也是主直径。
    • 求法推导:
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  • 性质:
    • 特征方程的根都是实数
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二次曲线的方程化简与分类

  • 直线方程
    • 移轴:
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    • 转轴:
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  • 二次曲线
    • 移轴:
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    • 转轴:
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      • 转轴角:
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      • 转轴方向实际上是主方向
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  • 分类: 
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应用不变量化简二次曲线方程

  • 不变量、半不变量:二次曲线中的系数经过某个函数没有发生变化,这个函数叫不变量,只是经过转轴不变叫半不变量。
  • 存在区域:
    • 移轴:
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    • 转轴:
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  • 线心二次曲线在移轴下K1也是不变量
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  • 应用不变量化简二次方程
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  • 利用不变量判断二次曲线类型
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