高等数学包括空间解析几何吗

向量代数与空间解析几何

第一部分 向量代数___线性运算

[内容要点]:

1. 向量的概念. 2. 向量的线性运算.

3. 向量的坐标，利用坐标作向量的线性运算.

[本部分习题]

1. 指出下列各点所在的坐标轴、坐标面或哪个卦限. A(2,?3,?5);B(0,4,3);C(0,?3,0) 2. 求点(1,?3,?2)关于点(?1,2,1)的对称点坐标. 3. 求点M(?4,3,?5)到各坐标轴的距离.

4. 一向量的起点为A(1,4,?2),终点为B(?1,5,0),求AB在x轴、y轴、z轴上的投影,并

求|AB|。

5. 已知两点M1(4,2,1)和M2(3,0,2),计算向量M1M2的模、方向余弦和方向角.

6． 已知a?{3,5,4},b?{?6,1,2},c?{0,?3,?4},求2a?3b?4c及其单位向量.

7．设a?3i?5j?8k,b?2i?4j?7k,c?5i?j?4k,求向量l?4a?3b?c在x轴上的投影以及在y轴上的分向量.

???????????????????????????第二部分 向量代数___向量的“积”

[内容要点]:

1.向量的数量积、向量积的概念、坐标表示式及其运

第五章 向量代数与空间解析几何 5.1.1 向量的概念

____

____例1 在平行四边形ABCD中，设AB＝a，AD＝b。试用a和b表示向量MA、MB、

?____?____?____?____?MC和MD，这里M是平行四边形对角线的交点（图5－8）

解 由于平行四边形的对角线互相平行，所

____?以 a＋b＝AC＝2AM

____?____?即 －（a＋b）＝2MA

____?于是 MA＝?____

?1（a＋b）。 2?____因为MC＝－MA，所以MC?________?

____?1（a＋b）. 2____

____ 图5－8

________???11又因－a＋b＝BD＝2MD，所以MD＝（b－a）.由于MB＝－MD，MB＝（a－b）.

22??? 例2 设液体流过平面S上面积为A的一个区域，液体在这区域上各点处的速度均为（常

向量）v。设n为垂直于S的单位向量（图5－11（a）），计算单位时间内经过这区域流向n所指向一侧的液体的质量P（液体得密度为?）.

（a） （b） 图5－11

解 该斜柱体的斜高| v |，斜高与地面垂线的夹角为v与n的夹角?，所以这柱体的高为| v |cos?

第五章 向量代数与空间解析几何 5.1.1 向量的概念

____

____例1 在平行四边形ABCD中，设AB＝a，AD＝b。试用a和b表示向量MA、MB、

?____?____?____?____?MC和MD，这里M是平行四边形对角线的交点（图5－8）

解 由于平行四边形的对角线互相平行，所

____?以 a＋b＝AC＝2AM

____?____?即 －（a＋b）＝2MA

____?于是 MA＝?____

?1（a＋b）。 2?____因为MC＝－MA，所以MC?________?

____?1（a＋b）. 2____

____ 图5－8

________???11又因－a＋b＝BD＝2MD，所以MD＝（b－a）.由于MB＝－MD，MB＝（a－b）.

22??? 例2 设液体流过平面S上面积为A的一个区域，液体在这区域上各点处的速度均为（常

向量）v。设n为垂直于S的单位向量（图5－11（a）），计算单位时间内经过这区域流向n所指向一侧的液体的质量P（液体得密度为?）.

（a） （b） 图5－11

解 该斜柱体的斜高| v |，斜高与地面垂线的夹角为v与n的夹角?，所以这柱体的高为| v |cos?

2015级机自7班高等数学AⅢ 自测题 班级： 姓名： 学号：

第八章 向量代数与空间解析几何

自测题 A卷

一、 填空题：（第1题5分，其余每题3分，共17分） 1.已知三点A(?2,1,?1),B(1,?3,4),C(?3,?1,1),则(1)向量AB的方向余弦为____________________,单位向量为____________________.(2)向量AB在AC上的投影为_______________,AB与AC的夹角为______________.(3)以三点为顶点的三角形的面积为__________________.

(4)过C且垂直于AB的平面方程为________________________.(5)过C且平行于AB的直线方程为________________________.2.设a??{1,1,?4},b??{2,(1)(a?b?)?(a?b?0,?2},??)?_________________.

(2)(a??b?)?(a??b?)?_________________.x2y2

第七章 空间解析几何与向量代数习题

(一)选择题

1. 已知A(1,0,2), B(1,2,1)是空间两点，向量AB 的模是：（ A ） A ）5 B） 3 C） 6 D）9 2. 设a={1,-1,3}, b={2,-1,2}，求c=3a-2b是：（ B ） A ）{-1,1,5}. B） {-1,-1,5}. C） {1,-1,5}. D）{-1,-1,6}. 3. 设a={1,-1,3}, b={2,-1,2}，求用标准基i, j, k表示向量c;(???) A ）-i-2j+5k B）-i-j+3k C）-i-j+5k D）-2i-j+5k 4. 求两平面x?2y?z?3?0和2x?y?z?5?0的夹角是：（ C ） A ） B） C） D）?

?2?4?35. 一质点在力F=3i+4j+5k的作用下，从点A（1,2,0）移动到点B(3, 2,-1)，求力F所作的功是：（ ??? ）

A ）5焦耳 B）10焦耳 C）3焦耳

第八章向量代数与空间解析几何

自测题 A卷

一、填空题：（第 1 题 5 分，其余每题3分，共 17 分）

1. 已知三点 A ( 2,1, 1), B (1, 3, 4), C (3,1,1), 则

(1) 向量 AB的方向余弦为 __________, 单位向量为 ____________________.

(2)向量AB 在 AC 上的投影为 _______________, AB 与 AC的夹角为 ______________ .

(3)以三点为顶点的三角形的面积为 __________________.

(4)过 C 且垂直于 AB 的平面方程为 ________________________.

(5)过 C 且平行于 AB 的直线方程为 ________________________.

2.设 a{1,1,4},b{2,0, 2},

(1) (a b)(a b)_________________.

(2) (a b )(a b)_________________.

3.曲面x2y 2z2

1 的名称是 __________ __________ _____ . 12516

4.曲线y x21

绕 y 轴旋转一周得到的旋转曲面方程是 ___

空间解析几何试卷

一、填空题（本大题共计30分，每空3分。请把正确答案填在横线上）

1. 设向量a???1,?1,0?,b??2,1,1?，则a在b上的射影是_____________,a是_______________.

2. 设向量a??4,?5,3?,向量b与a共线，反向且模为252,那么向量b的坐标是 ________________.

1,1,1?,b??x,2,3?, 如果a,b垂直, 那么x=_________. 3. 已知向量a??1,0,?1?,b??2,3,0?,c??0,1,2?，则由这3个向量张成的平行六面4. 已知向量a???????????????????体的体积是_________.

y?1xz?1?3?z与直线?1?y? 间的距离是_____________. ?22?2x?ayz?? 与平面x-2y+bz=0平行，则a,b的值分别是6. 若直线3215. 直线x?2?______________.

?x?y?1?07. 经过直线?且与直线x?y?2z平行的平面的方程是

x?y?z?2?0?_________________.

?x2?y2?z?08. 空间曲线?在x0y坐标面上的射影曲线和射影柱面的方程

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浅谈高等代数在空间解析几何中的应用

作者：丰璐

来源：《新校园·上旬刊》2014年第11期

摘 要：高等代数与空间解析几何具有紧密的联系。本文主要是讨论高等代数中的行列式、向量及线性方程组这三个数学工具在空间解析几何中的实际应用。 关键词：行列式；向量；齐次线性方程组；空间解析几何

空间解析几何主要研究两类问题，即用代数方法研究几何图形的几何结构，及用图形的方法给出方程的直观几何解释。高等代数的知识是空间解析几何的主要研究工具，同时空间解析几何也可以使较抽象的高等代数有一个直观的几何应用。因此高等代数与空间解析几何具有紧密的联系，本文主要讨论高等代数中的行列式、向量及齐次线性方程组这三个代数工具在空间解析几何中的应用。

一、向量在空间解析几何中的应用

向量是高等代数中的重要内容，空间解析几何利用三维向量的相关代数知识把直观的几何图形的几何结构转化为代数的定量计算。由下面的例子来说明此问题：

例1：设L，M，N分别为ΔABC三边BC，CA，AB的中点，证明：三中线向量■，■，■可以构成一个三

空间解析几何教学大纲

课程名称：空间解析几何 课程编码：1102020006

英文名称：Analytic Geometry 学 时：40 学 分：2.5 适用专业：信息与计算科学 课程类别：必修 课程性质：学科基础课

教 材：解析几何 （吕林根 高等教育出版社） 一、课程性质与任务

解析几何是几何学的一个分支，是通过坐标法，运用代数工具研究几何问题的一门学科。它把数学的两个基本对象──“形”与“数”有机地联系起来，使得几何、代数和分析构成一个有机的整体，从而为数学的其它分支与几何学的互相渗透、互相促进奠定了基础，对高等数学的发展起了巨大的推动作用。解析几何是一门应用十分广泛的学科，它不仅在数学中，而且在物理、化学、工程技术以及经济等其它科学技术领域中都有广泛的应用。本课程的任务是介绍解析几何的基本方法和基本知识，培养学生运用解析几何的方法解决几何问题的能力，空间想象的能力，以及在实际问题中运用解析几何的方法和知识的能力，并为以后学习高等代数，数学分析和其它相关课程作准备。 二、课程教学的基本要求

本课程的教学目的是培养学生的空间想象能力以及解

第4章 向量代数与空间解析几何

4.1 空间直角坐标系

4.1.1 坐标系

在空间中任意取定点O，从O引出三条相互垂直的数轴，它们都以点O为坐标原点，且一般具有相同的长度单位。这三条数轴分别称为x轴（横轴），y轴（纵轴），z轴（竖轴），统称为坐标轴，点O称为坐标原点。

我们常用的是右手系，即用右手握着z轴，当右手四指从x轴正向转向y轴正向时大拇指的指向就是

z轴的正向。

z O yx

图4.1

在此空间直角坐标系中，x轴称为横轴，y轴称为纵轴，z轴称为竖轴，O称为坐标原点;每两轴所确定的平面称为坐标平面，简称坐标面.x轴与y轴所确定的坐标面称为xOy坐标面，类似地有yOz坐标面，zOx坐标面。这些坐标面把空间分为八个部分，每一部分称为一个卦限.在空间直角坐标系中建立了空间的一点M与一组有序数(x,y,z)之间的一一对应关系。有序数组(x,y,z)称为点M的坐标；x,y,z分

z III 别称为x坐标，y坐标，z坐标. II

VII VI V 图4.2

IV I o y x VIII 76

这八个卦限中坐标的对应符号为：

卦限 Ⅰ ＋ ＋ ＋ Ⅱ － ＋ ＋ Ⅲ － － ＋ Ⅳ ＋ － ＋ Ⅴ ＋ ＋ － Ⅵ － ＋ － Ⅶ －