求證:平面截球體後,截面邊界曲線為圓。截圓柱體時為圓錐曲線?手機使用者博覽2021-04-19 20:01:18

設球面方程為X^2+Y^2+Z^2=a^2。平面方程為AX+BY+CZ+D=0,顯然n=(A,B,C)為平面的法向量。對座標基向量作變換,使平面與座標的Y1O1Z1的平面平行與O1X1軸垂直。作正交陣V=(V1,V2,V2),其中V1=(A/K,B/K,C/K),V2=(-B/R,A/R,0)V3=(-AC/KR,-BC/KR,R^2/KR)(其中R^2=A^2+B^2,K^2=R^2+C^2)。以(X,Y,Z)=(X1,Y1,Z1)V^T代入球面方程後為X1^2+Y1^2+Z1^2=a^2【1】。代入平面方程有X1=-D/K【2】。將【2】代入【1】後,得Y1^2+Z1^2=a^2-D^2/K^2(D/K小於或等於a)。易知它是一個圓(含點圓)方程。

對於圓柱體,其側面方程為X^2+Y^2=a^2,平面方程仍為AX+BY+CZ+D=0,以(X,Y,Z)=(X1,Y1,Z1)V^T代人兩個方程,消去X1,對新方程依取值範圍進行討論,其邊界曲線正是初等數學中的直線,圓,拋物線,橢圓,雙曲線。