题目
曲面方程(x^2)/(a^2)+(y^2)/(b^2)+(z^2)/(c^2)=1被平面z=h(|h|A. 椭圆;B. 圆;C. 抛物线;D. 双曲线.
曲面方程$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}+\frac{z^2}{c^2}=1$被平面$z=h$($|h|< c$)所截得的截痕是().
A. 椭圆;
B. 圆;
C. 抛物线;
D. 双曲线.
题目解答
答案
A. 椭圆;
解析
本题考查曲面与平面的截痕问题,解题思路是将平面方程代入曲面方程,然后分析所得方程的形式来确定截痕的形状。
- 步骤一:将平面方程代入曲面方程
已知曲面方程为$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}+\frac{z^2}{c^2}=1$,平面方程为$z = h$($\vert h\vert\lt c$),将$z = h$代入曲面方程$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}+\frac{z^2}{c^2}=1$中,得到$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}+\frac{h^2}{c^2}=1$。 - 步骤二:化简方程
移项可得$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1 - \frac{h^2}{c^2}$。
因为$\vert h\vert\lt c$,所以$0\lt\frac{h^2}{c^2}\lt1$,则$1 - \frac{h^2}{c^2}\gt0$,令$1 - \frac{h^2}{c^2}=\frac{1}{k^2}$($k\gt0$),那么方程可化为$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=\frac{1}{k^2}$,进一步变形为$\frac{x^2}{(\frac{a}{k})^2}+\frac{y^2}{(\frac{b}{k})^2}=1$。 - 步骤三:判断截痕形状
根据椭圆的标准方程$\frac{x^2}{m^2}+\frac{y^2}{n^2}=1$($m\gt0$,$n\gt0$,$m\neq n$),可知$\frac{x^2}{(\frac{a}{k})^2}+\frac{y^2}{(\frac{b}{k})^2}=1$表示的是一个椭圆。