1、五、空间解析几何1、基本概念(1)空间两点和间的距离:(2)向量在轴u上的投影:Prju= (其中,是向量与轴u的夹角)(3)向量的定比分点:设、为两已知点,是向量的定比分点,则: , (注:AM和MB是有向线段) , ,当M为的中点时,有: , ,(4)方向余弦:或,且有:其中、是向量与各坐标轴的夹角,、是向量在各坐标轴上的投影。(5)两向量的数量积、向量积和混合积数量积:=+(推论:两向量夹角余弦:)数量积的性质:=数量积的运算规律:交换律:=分配律:(+)=+结合律:()=()向量积:=(代表以为邻边的平行四边形的面积)向量积的性质: =0向量积的运算规律:反交换律:=-分配律:(+)=
2、+结合律:()=()=() (为数)混合积:=()=(当为锐角时,代表以三个向量组成的平行六面体的体积。)混合积的运算规律:轮换对称性:反交换律:(6)向量之间的关系(设)向量,之间的夹角:向量,共线存在不全为零的,使得向量共面=0存在不全为零的使得向量在上的投影:2、空间曲面(1)球面:一般式:标准式: (圆心为,半径为R)(2)旋转曲面:(设曲线L:在YOZ坐标面上)曲线L绕Z轴旋转所成曲面方程:曲线L绕Y轴旋转所成曲面方程:(3)柱面:母线平行于Z轴的柱面:曲面方程只含x,y而缺z,其准线是XOY面上的曲线L:;母线平行于Y轴的柱面:曲面方程只含x,z而缺y,其准线是XOZ面上的曲线L:
3、;母线平行于X轴的柱面:曲面方程只含y,z而缺x,其准线是YOZ面上的曲线L:;常见柱面及其方程圆柱面:椭圆柱面:双曲柱面:抛物柱面:(4)二次曲面椭球面:椭球面:(当时,变为球面方程:)旋转椭球面:(Z轴为旋转轴)抛物面:椭圆抛物面: ()旋转抛物面: ()双曲抛物面(鞍形曲面):()双曲面:单叶双曲面:双叶双曲面:二次锥面:(5)空间曲面的切平面与法线空间曲面的法向量为:空间曲面上点处的法线方程为: 或 空间曲面上点处的切平面方程为:(6)旋转体的体积极坐标图形绕极轴旋转所成旋转体体积:平面图形绕轴旋转所成旋转体体积:曲线绕轴旋转所成旋转体表面积:古尔金定理(轮胎定理):平面图形(设面积为
4、)绕不与它相交的轴旋转(图形重心与旋转轴的距离,即旋转半径为),所得旋转体体积为:3、空间曲线(1)空间曲线方程一般式: (空间曲线可看作两个曲面的交线)参数式: (如螺旋线方程为: )(2)空间曲线的切线与法平面空间曲线的切向量:一般式方程的切向量为:参数式方程的切向量为:设是空间曲线在点处的切向量,则其切线方程为: 或 设是空间曲线在点处的切向量,则其法平面方程为:4、空间平面(1)空间平面方程:一般式:(其中,是平面的法向量)点法式:(其中,是平面上一点,是平面的法向量)截距式:(其中,、是平面在三个坐标轴上的截距)三点式: 或 (其中,是平面上不共线的三点)过直线L:的平面束的方程:(
5、2)空间两平面间的夹角:(3)空间两平面间的位置关系:平行: 或 重合:垂直: (即)(4)点到空间平面的距离:5、空间直线(1)空间直线方程:一般式: (空间直线可看作两个平面的交线)对称式(点向式):(其中,是直线上一点,是直线的方向向量)两点式:(,是直线上两点)参数式:(2)空间两直线间的夹角:(3)空间两直线间的位置关系:平行:重合: (其中,、分别为两直线上的点)垂直:(即)异面:(其中,、分别为两直线上的点)(4)空间直线与平面间的夹角:(5)空间直线与平面间的位置关系:平行:(即)垂直: 或 (6)点到空间直线的距离:=(其中,是直线上任意一点,且直线的方向向量为)(7)空间异面直线间的距离: ?(8)已知三角形三个顶点的坐标,则其面积为:-33-