题目
46. 曲面方程 (x^2)/(a^2) - (y^2)/(b^2) + (z^2)/(c^2) = 1 被平面 z = h (|h| A. 圆B. 椭圆C. 抛物线D. 双曲线
46. 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. 圆
B. 椭圆
C. 抛物线
D. 双曲线
题目解答
答案
D. 双曲线
解析
本题考查曲面方程与平面截痕的知识,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。
- 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$z = h$($\vert h\vert\lt c$)。
- 把$z = h$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:
- $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{h^{2}}{c^{2}} = 1$。
- 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$1-\frac{h^{2}}{c^{2}}\gt0$,设$k = 1-\frac{h^{2}}{c^{2}}$($k\gt0$),方程变为$\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=k$,即$\frac{x^{2}}{a^{2}k}-\frac{y^{2}}{b^{2}k}=1$,这是双曲线的标准方程形式。