《解析幾何》主要介紹空間解析幾何的內(nèi)容。全書共5章,第1章給出向量的概念與運算,第2章給出軌跡與方程的關(guān)系,第3章討論空間中最簡單的形——平面與直線,第4章討論常見的曲面,第5章給出二次平面曲線的一般理論。書中立體圖大多采用彩色插圖,立體感強,易于理解,更便于教與學。
《解析幾何》根據(jù)多年的教學經(jīng)驗編寫,可作為高等院!敖馕鰩缀巍闭n程的教材。
本教材是貴州師范大學“教育部高等學校特色專業(yè)——數(shù)學與應(yīng)用數(shù)學專業(yè)”TS2375建設(shè)內(nèi)容之一。
17世紀,笛卡兒引進了坐標,從而開創(chuàng)了幾何學的新局面,甚至可以說開創(chuàng)了數(shù)學的新局面,因為微積分的發(fā)現(xiàn)就深受其影響,且坐標的出現(xiàn)讓“仿射幾何”、“黎曼幾何”等相繼問世.
坐標引入的實質(zhì)就是用“數(shù)”去描述“形”,如今的“量化管理”就源于這種思想. 所以我們可以說,解析幾何是一門用“數(shù)”去描述“形”和用“形”解釋“數(shù)”的學科.
坐標的雛形是“不同方向的線段長”. 后來經(jīng)數(shù)學家們的改造,用“向量法”引入坐標,這讓我們站在一個新的高度去認識它,即“坐標是極大線性無關(guān)向量組的表出系數(shù)構(gòu)成的有序數(shù)組”.
如今解析幾何已是大學的必修課程. 在“普及教育”而不是“精英教育”的今天,我們要讓每一個學生都掌握數(shù)學的思想與方法,就必須讓學生處于“數(shù)”與“形”的兩個角度去認識同一個對象. 就連“向量”這個聯(lián)系“數(shù)”與“形”的工具也不例外,本書給出了3個解釋,即:
(1) 初淺解釋: 具有大小和方向的量;
(2) “形”的解釋: 有向線段;
(3) “數(shù)”的解釋: 有序數(shù)組.
對于向量的運算,如加、數(shù)乘、內(nèi)積、外積等,也不例外. 只有解析幾何這樣,才能使學生不會產(chǎn)生“瞎子描象”的片面認識.
本書是根據(jù)多年的教學經(jīng)驗,為師范院校數(shù)學專業(yè)“解析幾何”課編寫的教材. 解析幾何的教材很多,各有春秋,本書有如下的特點.
(1) 宗旨: 采用通俗易懂的語言.
林群院士說: “深奧的東西,能說你懂了,以什么為標準呢?那就是看你能否用粗淺的語言去描述. ”本書的編寫以此為宗旨,語言通俗易懂,學生喜聞樂見,容易接受.
(2) 題材: 采用抽象與應(yīng)用相結(jié)合.
應(yīng)用體現(xiàn)理論與實際的聯(lián)系. 知道了抽象的過程,就知道應(yīng)用的方法. 對每一個抽象的概念,都給出其引入的情境,告知抽象的過程和應(yīng)用的方法.
(3) 內(nèi)容: 采用嚴密要求下的解釋.
嚴密的邏輯推理,是數(shù)學的基本要求之一. 本書注重引導學生能從簡單的解釋達到嚴密的論證,掌握數(shù)學思維方法,培養(yǎng)邏輯推理能力.
(4) 形式: 采用立體彩圖,圖文并茂.
進入新世紀,教材的版面設(shè)計水平不斷提高,講求實用、有特色和創(chuàng)新,注重圖文并茂. 本書較之該學科教材一貫采用黑白立體圖有了突破,對于書中立體圖形大多采用彩色插圖,直觀、空間感強,立體效果更好,對培養(yǎng)學生空間想象能力大有幫助. 而且圖形配合恰當,易于理解,更有利于教與學.
(5) 教學: 配備多媒體教學課件.
本書的每一章節(jié)都有多媒體課件(教學光盤). 課件中的教學情境設(shè)置得當,動圖效果生動,在教學實踐中得到同行教師與學生的好評.
本書在編寫、修訂過程中,得到了貴州師范大學數(shù)學與計算機科學學院的大力支持. 清華大學出版社編輯劉穎、貴州師范大學的游泰杰教授,對本書的修訂提出了很多寶貴的意見,特在此對他們表示誠摯的感謝.
高孝忠 羅 淼2011年6月
第1章 坐標系與向量
1.1 坐標系與向量的概念
習題1.1
1.2 向量的線性運算
習題1.2
1.3 三元線性方程組與行列式
習題1.3
1.4 向量組的線性關(guān)系
習題1.4
1.5 標架與坐標
習題1.5
1.6 兩向量的數(shù)量積
習題1.6
1.7 數(shù)量積的坐標表示
習題1.7
1.8 兩向量的向量積
習題1.8
1.9 三向量的混合積
習題1.9
1.10 三向量的雙重向量積
習題1.10
第2章 軌跡與方程
2.1 平面曲線的方程
習題2.1
2.2 曲面的方程
習題2.2
2.3 空間曲線的方程
習題2.3
第3章 平面與空間直線
3.1 平面的方程
習題3.1
3.2 平面與點、平面與平面的相關(guān)位置
習題3.2
3.3 空間直線的方程
習題3.3
3.4 直線與平面、直線與點的相關(guān)位置
習題3.4
3.5 空間兩直線的相關(guān)位置
習題3.5
3.6 平面束
習題3.6
第4章 常見的曲面
4.1 柱面
習題4.1
4.2 錐面
習題4.2
4.3 旋轉(zhuǎn)曲面
習題4.3
4.4 橢球面
習題4.4
4.5 曲面
習題4.5
4.6 拋物面
習題4.6
4.7 直紋面
習題4.7
4.8.數(shù)學制圖
習題4.8
第5章 二次曲線的一般理論
5.1 次曲線的基本概念
習題5.1
5.2 二次曲線的切線
習題5.2
5.3 二次曲線的漸近方向、中心、漸近線
習題5.3
5.4 二次曲線的直徑
習題5.4
5.5 二次曲線的主直徑與主方向
習題5.5
5.6 次曲線的方程的化簡與分類
習題5.6
參考文獻