距离公式
两点之间
A(x{1},y{1},z{1}),B(x{2},y{2},z{2}) 两点之间的距离
d=(x1−x2)2+(y1−y2)2+(z1−z2)2
点到平面
平面 Σ:Ax+By+Cz+D=0,点 M(x{0},y{0},z{0}) 之间的距离
d=A2+B2+C2∣Ax0+By0+Cz0+D∣
点到直线
直线 L:mx−x0=ny−y0=pz−z0,点 M1(x1,y1,z1)∈L
令 M{0}(x{0},y{0},z{0}),s={m,n,p},则点 M{1} 到 L 的距离
d=∣s∣M0M1×s
球极坐标
变量如何转换
⎩⎨⎧x=rsinφcosθy=rsinφsinθz=rcosφ
- φ 为球上一点与原点连线和 z 轴正方向的夹角,φ∈[0,π]
- θ 为球上一点所在的横截面上,半径与 x 轴正方向的旋转角,θ∈[0,2π]
dV=r2sinφdrdθdφ
球极坐标积分
I=Ω∭f(x,y,z)dxdydz=∫02πdθ∫0πdφ∫0rf(x,y,z)r2sinφdr
单叶双曲面和双叶双曲面
单叶双曲面
a2x2+b2y2−c2z2=1
双叶双曲面
a2x2+b2y2−c2z2=−1
旋转曲面表面积
参数方程形式
光滑参数曲线 C 由参数方程
{x=x(t)y=y(t)
其中,t∈[α,β],且 y(t)≥0. 则曲线 C 绕 x 轴旋转所得的旋转曲面表面积为
S=2π∫αβy(t)x′2(t)+y′2(t)dt
直角坐标形式
{x=xy=y(x)
曲线 C 绕 x 轴旋转所得旋转曲面的表面积为
S=2π∫αβy(x)dS=2π∫αβy(x)1+y′2(x)dx
绕 y 轴旋转所得旋转曲面的表面积为
S=2π∫αβx(y)dS=2π∫αβx(y)1+x′2(y)dx
极坐标形式
由于用极坐标表示有
{x=r(θ)cosθy=r(θ)sinθ
求导有
{x′=r′(θ)cosθ−r(θ)sinθy′=r′(θ)sinθ+r(θ)cosθ
则
S=2π∫θ1θ2r(θ)sinθr2(θ)+r′2(θ)dθ
弧长公式
参数方程形式
光滑参数曲线 C 由参数方程
{x=x(t)y=y(t)
其中 t∈[α,β],其弧长为
s=∫αβx′2(t)+y′2(t)dt
直角坐标形式
{x=xy=y(x)
s=∫αβ1+y′2(t)dx
极坐标形式
由于用极坐标表示有
{x=r(θ)cosθy=r(θ)sinθ
求导有
{x′=r′(θ)cosθ−r(θ)sinθy′=r′(θ)sinθ+r(θ)cosθ
则
s=∫θ1θ2r2(θ)+r′2(θ)dθ