题目
旋转曲面 (x^2)/(2) + (y^2)/(2) - (z^2)/(3) = 0 的旋转轴是()。A. oz 轴.B. oy 轴.C. ox 轴.D. 直线 x = y = z.
旋转曲面 $\frac{x^2}{2} + \frac{y^2}{2} - \frac{z^2}{3} = 0$ 的旋转轴是()。
A. $oz$ 轴.
B. $oy$ 轴.
C. $ox$ 轴.
D. 直线 $x = y = z$.
题目解答
答案
A. $oz$ 轴.
解析
考查要点:本题主要考查旋转曲面的识别,特别是通过方程形式判断旋转轴的能力。
解题核心思路:旋转曲面的方程通常具有两个变量的平方项相加的形式,而第三个变量单独出现。关键点在于观察变量的对称性:若$x$和$y$的项以相同形式出现,则旋转轴为$oz$轴;若$y$和$z$的项组合,则旋转轴为$ox$轴;若$x$和$z$的项组合,则旋转轴为$oy$轴。
破题关键:将原方程整理为$\frac{x^2}{2} + \frac{y^2}{2} = \frac{z^2}{3}$,发现$x$和$y$的平方项相加,说明绕$z$轴旋转。
将原方程$\frac{x^2}{2} + \frac{y^2}{2} - \frac{z^2}{3} = 0$变形为:
$\frac{x^2}{2} + \frac{y^2}{2} = \frac{z^2}{3}.$
-
观察变量对称性:
方程左边为$x^2$和$y^2$的和,右边为$z^2$的函数。这表明$x$和$y$在方程中具有对称性,而$z$单独出现,符合绕$oz$轴旋转的特征。 -
截面分析:
取固定$z = k$时,方程变为:
$\frac{x^2}{2} + \frac{y^2}{2} = \frac{k^2}{3} \implies x^2 + y^2 = \frac{2k^2}{3}.$
这是$xy$平面上以原点为中心、半径为$\sqrt{\frac{2k^2}{3}}$的圆,说明截面为圆且绕$z$轴展开。 -
排除其他选项:
- 若旋转轴为$oy$轴,方程应包含$x^2 + z^2$的组合;
- 若旋转轴为$ox$轴,方程应包含$y^2 + z^2$的组合;
- 选项D的直线$x = y = z$不符合方程的对称性。
因此,旋转轴为$oz$轴。