这个题要先算出来旋转曲面的方程
旋转曲面的方程的计算要点有以下几个
要找到母线方程,也就是旋转曲线的方程
还要找到绕直线的方程
接着是在绕直线方程中得到方向向量和上面的任意一点
x\boldsymbol xx = (m,n,p)(m,n,p)(m,n,p)
M0(x0,y0,z0)M_{0}(x_{0},y_{0},z_{0})M0(x0,y0,z0)
然后在母线方程中找一点 M1(x1,y1,z1)M_{1}(x_{1},y_{1},z_{1})M1(x1,y1,z1)
母线方程绕着直线旋转,然后这一点就会转成一个圆
在这个圆上任取一点 P(x,y,z)P(x_{},y_{},z_{})P(x,y,z)
注意这个点PPP并不满足初始的母线方程,因为随着母的旋转,母线的方程会改变,只有M1M_1M1会满足题目给定的母线方程
然后利用M1P⊥M_1P\botM1P⊥s\boldsymbol ss 即
x1x+y1y+z1z=0x_1x+y_1y+z_1z=0x1x+y1y+z1z=0
以及将M1M_1M1代入母线方程得到一个表达式
还有∣M0P→∣|\overrightarrow {M_0P}|∣M0P∣ = ∣M0M1→∣|\overrightarrow {M_0M_1}|∣M0M1∣
根据此题有 在z轴选原点(0,0,0)(0,0,0)(0,0,0),方向向量选(0,0,1)(0,0,1)(0,0,1)
在母线上选一点(x0,y0,z0)(x_0,y_0,z_0)(x0,y0,z0),该点绕着ZZZ轴转了一个圆,接着在该圆上选一点(x,y,z)(x,y,z)(x,y,z),根据上面有
0∗(x−x0)+0∗(y−y0)+1∗(z−z0)=00*(x-x_0)+0*(y-y_0)+1*(z-z_0)=00∗(x−x0)+0∗(y−y0)+1∗(z−z0)=0
这个方程的来源是方向向量垂直于旋转面,故垂直于所有在旋转面的线
得出z=z0z=z_0z=z0
接着有
x02+y02+z02=x2+y2+z2\sqrt{x_0^2+y_0^2+z_0^2}=\sqrt{x^2+y^2+z^2}x02+y02+z02=x2+y2+z2
两边平方代入z=z0z=z_0z=z0,有
x02+y02=x2+y2x_0^2+y_0^2=x^2+y^2x02+y02=x2+y2
根据母线方程有(注意这里的母线方程只能适用于(x0,y0,z0)(x_0,y_0,z_0)(x0,y0,z0)PPP点随着母线在动,母线随着转动它的方程也在变)
y02=x2+y2y_0^2=x^2+y^2y02=x2+y2
根据母线方程有
y02=2z0y_0^2=2z_0y02=2z0
结合z=z0z=z_0z=z0有
z=x2+y22z=\frac{x^2+y^2}{2}z=2x2+y2
当然这个题也有简便的办法
就是绕着哪个轴转,这个字母就不变,把另外一个字母改成x2+y2\sqrt{x^2+y^2}x2+y2,这种方法只适合绕着坐标轴转,平面曲线方程是上述形式的