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九种二次曲面表达式及示意图

时间:2023-11-22 07:07:33 阅读:289441 作者:HHJH

本文将会介绍九种二次曲面表达式及示意图,其中包括圆锥曲面、椭圆锥曲面、双曲锥曲面、抛物面、椭球面、双曲面、圆柱面、椭圆柱面和双曲柱面的详细内容和代码实现。

一、圆锥曲面

圆锥曲面是以一个平面曲线为母线,以一个点(顶点)为基点,绕该点旋转一周,所形成的曲面。

圆锥曲面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  </msup>
  <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <msup>
    <mi>c</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  <msup>
    <mi>z</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  = 0
</math>

其中a表示曲面与x轴的夹角,c表示顶点到曲面底部的距离。

二、椭圆锥曲面

椭圆锥曲面是以一个平面椭圆为母线,以一个点(顶点)为基点,绕该点旋转一周,所形成的曲面。

椭圆锥曲面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>b</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  + <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>c</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <mn>1</mn>
  = 0
</math>

其中a表示曲面与x轴的夹角,b表示椭圆的长度,c表示椭圆的宽度。

三、双曲锥曲面

双曲锥曲面是以一个平面双曲线为母线,以一个点(顶点)为基点,绕该点旋转一周,所形成的曲面。

双曲锥曲面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <mi>x</mi>
  <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>b</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>c</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <mn>1</mn>
  = 0
</math>

其中a表示曲面与x轴的夹角,b表示双曲线的长度,c表示双曲线的宽度。

四、抛物面

抛物面是以一个平面直线(称为准线或者直唇线)为轴,以一个点(称为焦点)为顶点,旋转一定角度所产生的曲面。

抛物面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  = <msup>
    <mi>4py</mi>
    </msup>
</math>

其中p表示准线到焦点(原点)的距离,y为距离准线的垂直距离。

五、椭球面

椭球面是以一个椭圆为基准,沿着其中每一条轴的方向被拉伸成另一个椭圆所产生的曲面。

椭球面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  + <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>b</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  + <msup>
    <mi>z</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>c</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <mn>1</mn>
  = 0
</math>

其中a、b、c分别为x、y、z三个方向的椭圆半轴长度。

六、双曲面

双曲面是以每一条轴的方向为基准,一个双曲线沿着该轴伸展而形成的曲面。

双曲面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  + <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>b</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <msup>
    <mi>z</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>c</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <mn>1</mn>
  = 0
</math>

其中a、b、c分别为x、y、z三个方向的双曲线半轴长度。

七、圆柱面

圆柱面是以一个圆为母线,沿着该圆路径一直旋转而形成的曲面。

圆柱面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  + <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  = 0
</math>

其中a为圆的半径。

八、椭圆柱面

椭圆柱面是以一个椭圆为母线,沿着该椭圆路径一直旋转而形成的曲面。

椭圆柱面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>a</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  + <msup>
    <mi>y</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>b</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  - <msup>
    <mi>c</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  = 0
</math>

其中a和b分别表示椭圆的长轴和短轴,c表示椭圆中心到曲面两个平行面的距离。

九、双曲柱面

双曲柱面是以一个双曲线为母线,沿着该双曲线路径一直旋转而形成的曲面。

双曲柱面的一般方程式为:

<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
  <msup>
    <mi>x</mi>
    <mn>2</mn>
  </msup>
  / <msup>
    <mi>a</mi>

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