引數方程有什麼意義?

時間 2021-06-05 19:54:33

1樓:劉梳子

引數方程主要用來描述曲線軌跡,一般來講,引入乙個引數會較容易的表示出曲線每個座標之間的關係,通常來講,時間和角度用的比較多。總之,你引入乙個中間量,會使得問題簡化或更容易理解!

比如擺線的描述,直接求解y和x的關係,相信你一頭霧水,但是引入適當引數後,so easy!

下面先拿空間直線舉例,然後再推廣到曲線:

直線方程

直線可以看成運動點的軌跡,軌跡用引數方程表示。

給出直線上的兩個點P(-1,2,2),Q(1,3,-1),怎樣表示經過兩點的直線?

其它的點可能在兩點之間,也可能在外面兩側,因此Q(t)是直線上運動的點,

1.1應用1:直線與平面的位置關係

舉例:考慮上述直線與平面x+2y+4z=7位置關係:平面是在PQ之間還是在一側呢?

將P點帶入平面方程得,x+2y+4z=11>7,說明此點在平面上方。

將Q點帶入平面方程得,x+2y+4z=3<7,說明此點在平面下方。

因此平面在PQ之間。

當然也可以求出直線與平面的交點,然後看交點相對於PQ的位置:

x(t)+2y(t)+4z(t)=7,求出t=0.5,因此肯定在PQ之間,且此點座標為B(0,2.5,0.5).

如果方程無解,說明直線平行於平面,與平面無交點。

如果方程有無窮多解,說明直線在平面內。

1.2擺線引數方程

引數方程用來描述運動軌跡,這裡舉擺線的例子。

P是車輪邊緣的一點,初始態在原點,車輪半徑為r,輪子沿著x軸滾動,P點的軌跡(x,y)即為擺線。那麼怎麼來描述此軌跡呢?

車輪運動快慢對軌跡沒有影響,選取車輪轉動角度為運動參變數(或選時間t,假設勻速圓周運動,兩者等價)

找P點的軌跡,要表示出它的向量,我們將向量AP轉化成3個簡單向量的相加:

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