《空间解析几何》是数学与应用数学本科专业开设的一门重要的专业基础课,是初等数学通向高等数学的桥梁,是用代数的方法研究几何图形的一门学科。课程讲授向量代数的基本知识,利用代数的方法去研究空间中的曲面和曲线的位置关系,探讨柱面、锥面、旋转曲面和常见的二次曲面的几何性质,课程内容丰富,方法系统,体系完备,应用广泛。通过对本课程的学习,使学生对中学数学中的相关内容有更深刻的认识与体会,使学生学会并掌握用代数方法解决几何问题,培养学生严密的逻辑推理能力、空间想象能力、向量代数的计算能力以及解决实际问题的能力。本课程是《数学分析》和《微分几何》等后续课程的基础,为学生后继课程的学习和进一步深造打下良好的基础。
通过本课程的学习,使学生掌握空间解析几何的基本概念、基本理论和求曲线与曲面方程的方法,曲线与曲面的各种位置关系以及几种典型二次曲面的方程与几何性质。培养学生严密的逻辑推理能力、空间想象能力、计算能力以及解决实际问题的能力。使学生了解空间解析几何课程的地位,为进一步学习《数学分析》和《微分几何》等后续课程,打下坚实的基础。
课程学习目标 | 评分标准 | |||
90-100 | 80-89 | 60-79 | 0-59 | |
优秀 | 良好 | 中等 | 不及格 | |
课程 学习 目标1 | 1.能准确理解向量及与之有关的概念。熟练掌握向量的运算与向量乘法、数量积、向量积、混合积 和双重向量积的概念与性质,向量共线、共面的充要条件, 在直角坐标系 下,用坐标进行向量的运算。 2.了解平面曲线、空间曲线和曲面的概念。熟练掌握曲线(或曲面)的参数方程与普通方程的相互转化,给出轨迹求方程。 3.能准确理解平面的法向量,离差,直线的方向向量、方向角、方向余弦和方向数,异面直线的距离和公垂线的概念。熟练掌握两平面相交、平行、重合的条件,直线与平面相交、平行以及直线在平面上的条件,直线与直线异面、共面、相交、平行、垂直、重合的条件。能熟练求出平面(或直线)的各种形式的方程,点与平面的离差,直线的一般方程与对称式方程的相互转化,公垂线方程,平面束中的一个平面。 4.能准确理解柱面、柱面的方向、准线和母线,锥面、锥面的顶点、准线和母线,旋转曲面、旋转曲面的旋转轴和母线的概念。熟练掌握椭球面、双曲面和抛物面的概念及其性质,以直线族研究单叶双曲面和双曲抛物面。 5.了解二次曲线按其渐近方向或中心的分类。能准确理解二次曲线的渐近方向、中心、奇异点、正常点、渐近线和切线的概念。能熟练求出二次曲线的渐近线、切线和直径。能准确判断二次曲线与直线的相关位置。 | 1.理解向量及与之有关的概念。掌握向量的运算与向量乘法、数量积、向量积、混合积和双重向量积的概念与性质,向量共线、共面的充要条件,在直角坐标系下,用坐标进行向量的运算。 2.了解平面曲线、空间曲线和曲面的概念。掌握曲线( 或曲 面)的参数方程与普通方程的相互转化,给出轨迹求方程。 3.能理解平面的法向量,离差,直线的 方向向量、方向角、 方向余弦和方向数, 异面直线的距离和公垂线的概念。掌握两平面相交、平行、重合的条件,直线与平面相交、平行以及直线在平面上的条件,直线与直线异面、共面、相交、平行、垂直、重合的条件。能求出平面(或直线)的各种形式的方程,点与平面的离差,直线的一般方程与对称式方程的相互转化,公垂线方程,平面束中的一个平面。 4.能理解柱面、柱面的方向、准线和母线,锥面、锥面的顶 点、准线和母线,旋 转曲面、旋转曲面的 旋转轴和母线的概念。掌握椭球面、双 曲面和抛物面的概念及其性质,以直线族研究单叶双曲面和双曲抛物面。 5.能理解二次曲线的渐近方向、中心、 奇异点、正常点、渐 近线和切线的概念。 能求出二次曲线的渐近线、切线和直径。会判断二次曲线与直线的相关位置。 | 1.基本理解向量及与之有关的概念。基本掌握向量的运算与向量乘法、数量积、向量积、混合积和双重向量积的概念与性质,向量共线、共面的充要条件,在直角坐标系下,用坐标进行向量的运算。 2.了解平面曲线、 空间曲线和曲面的概念。基本掌握曲线(或曲面)的参数方程与普通方程的相互转化, 给出轨迹求方程。 能基本理解平面的法向量,离差,直线的方向向量、方向角、方向余弦和方向数,异面直线的距离和公垂线的概念。基本掌 握两平面相交、平 行、重合的条件,直线与平面相交、平行以及直线在平面上的条件,直线与直线异面、共面、相交、平行、垂直、重合的条件。能基本求出平面(或直线)的各种形式的方程,点与平面的离差,直线的一般方程与对称式方程的相互转化,公垂线方 程,平面束中的一个平面。 3.能基本理解柱 面、柱面的方向、准线和母线,锥面、锥面的顶点、准线和母线,旋转曲面、旋转曲面的旋转轴和母线的概念。基本掌握椭 球面、双曲面和抛物面的概念及其性质,以直线族研究单叶双曲面和双曲抛物面。 4.能基本理解二次曲线的渐近方向、中心、奇异点、正常点、渐近线和切线的概念。能基本求出二次曲线的渐近线、切线和直径。会判断一些二次曲线与直线的相关位置。 | 对于空间解析几何的基本概念、基本理论。和求轨迹方程的方法 掌握比较欠缺。 |
课程 学习 目标2 |
1.能熟练用向量法求三角形和平行四边形的面积,平行六面体的体积,以及进行有关的几何证明; 2.能熟练求出点到平面(或直线)的距离,面与面、线与线和线与面的距离,直线与直线、平面与平面和直线与平面的夹角; 3.能熟练画出曲线、平面、柱面、锥面、旋转曲面、椭球面、双曲面和抛物面的图形。 |
1.能用向量法求三 角形和平行四边形的面积,平行六面体的体积,以及进行有关的几何证明; 2.能求出点到平面(或直线)的距离,面与面、线与线和线与面的距离,直线与直线、平面与平面和直线与平面的夹角; 3.能画出曲线、平面、柱面、锥面、旋 转曲面、椭球面、双 曲面和抛物面的图 形。 | 1.基本会用向量法求三角形和平行四边形的面积,平行六面体的体积,以及进行一些简单的几何证明; 2.能基本求出点到平面(或直线)的距离,面与面、线与线和线与面的距离,直线与直线、平面与平面和直线与平面的夹角; 3.能基本画出曲线、平面、柱面、锥面、旋转曲面、椭球面、双曲面和抛物面的图形。 | 对于用向量法求三角形和平行四边形的面积,平行六面体的体积,以及进行有关的几何证明;求点到平面(或直线)的距离,面与面、线与线 和线与面的距离,直线与直线、平面与平面和直线与平面的夹角;曲线、平面、柱面、锥面、旋转曲面、椭球面、双曲面和抛物面的图形缺乏了解与掌握。 |
课程 学习 目标3 | 1.熟练掌握曲线(或曲面)的一般方程与参数方程的转化; 2.熟练掌握柱面、锥面和旋转曲面方程的建立; 3.熟练掌握椭球面、双曲面和抛物面的标准方程。 | 1.掌握曲线(或曲面)的一般方程与参 数方程的转化; 2.掌握柱面、锥面和旋转曲面方程的建立; 3.掌握椭球面、双曲面和抛物面的标准方程。 | 1.基本掌握曲线(或曲面)的一般方程与参数方程的转化; 2.基本掌握柱面、锥面和旋转曲面方程的建立; 3.基本掌握椭球 面、双曲面和抛物面的标准方程。 | 对于曲线(或曲面)的方程,柱面、锥面和旋转曲面方程的建立,椭球面、双曲面和抛物面的标准方程缺乏了解和掌握。 |
《高中数学平面解析几何》、《立体几何》、《线性代数》
[1] 丘维声. 解析几何-第三版. 北京大学出版社,2018.
[2] 王向东等. 解析几何常用方法. 重庆大学出版社,1994.
[3] 吕林根. 解析几何学习辅导书. 高等教育出版社, 2006.
[5] 蒋大为, 宋为杰. 解析几何.导教.导学.导考. 西北工业大学出版社,2007.
[6] 刘德金、张全信. 解析几何规范化测试. 电子科学大学出版社,1996.
[4] Campbell, Alan D. Advanced Analytic Geometry. Literary Licensing, LLC, 2013.
[5] Bailey, Frederick H. Plane and Solid Analytic Geometry. LULU PR, 2015.
[6] https://www.icourse163.org/course/BJFU-1003759008 大学慕课.
[7] https://www.1ketang.com/course/1686.html 由壹课堂网 整理免费共享空间解析几何优酷视频,
主讲:王幼宁 院校:北京师范大学.