题目
将xOy坐标面上的曲线x^2-2y^2=1绕y轴旋转一周,所得的旋转曲面的方程是____.A. x^2-2y^2-z^2=1B. x^2-2y^2-2z^2=1C. x^2-2y^2+z^2=1D. x^2-2y^2+2z^2=1
将$xOy$坐标面上的曲线$x^{2}-2y^{2}=1$绕$y$轴旋转一周,所得的旋转曲面的方程是____.
A. $x^{2}-2y^{2}-z^{2}=1$
B. $x^{2}-2y^{2}-2z^{2}=1$
C. $x^{2}-2y^{2}+z^{2}=1$
D. $x^{2}-2y^{2}+2z^{2}=1$
题目解答
答案
C. $x^{2}-2y^{2}+z^{2}=1$
解析
本题考查曲线绕坐标轴旋转所得旋转曲面方程的求法。解题的关键思路是理解曲线绕$y$轴旋转时,$y$坐标保持不变,而$x$坐标会变成$\pm\sqrt{x^{2}+z^{2}}$。
下面我们来详细求解:
已知曲线方程为$x^{2}-2y^{2}=1$,当该曲线绕$y$轴旋转一周时,在旋转过程中$y$坐标的值始终不变。
对于曲线上的任意一点$(x,y)$绕$y$轴旋转后,该点到$y$轴的距离不变。在$xOy$平面上,点$(x,y)$到$y$轴的距离为$\vert x\vert$;绕$y$轴旋转后,空间中该点到$y$轴的距离为$\sqrt{x^{2}+z^{2}}$,所以原来的$x$要用$\pm\sqrt{x^{2}+z^{2}}$来代替。
将$x$替换为$\pm\sqrt{x^{2}+z^{2}}$代入原曲线方程$x^{2}-2y^{2}=1$中,可得$(\pm\sqrt{x^{2}+z^{2}})^{2}-2y^{2}=1$。
根据根式的运算性质$(\pm\sqrt{a})^{2}=a$($a\geq0$),对$(\pm\sqrt{x^{2}+z^{2}})^{2}$进行化简,得到$x^{2}+z^{2}$。
所以旋转曲面的方程为$x^{2}+z^{2}-2y^{2}=1$,即$x^{2}-2y^{2}+z^{2}=1$。