9.画三维曲面2=5-x2-y²(—2≤x,y≤2)与平面2=3的交线.
时间: 2024-12-21 19:27:07 浏览: 6
要在二维空间中画出三维曲线 `2 = 5 - x^2 - y^2`(在这个区间 `-2 ≤ x, y ≤ 2` 内)与平面 `2 = 3` 的交线,我们可以先找到这两个方程的公共解点。因为两个方程都等于2,所以它们的图形在Z轴上相切于相同的高度。
第一步是解方程组:
1. 三维曲线方程:`2 = 5 - x^2 - y^2`
2. 平面方程:`2 = 3`
将它们设置成相等,得到:
`5 - x^2 - y^2 = 3`
简化这个方程得:
`x^2 + y^2 = 2`
这是一个标准的圆心在原点,半径为√2的圆的方程。现在我们知道交线是一个位于平面 `z = 3` 上并且仅与这个圆接触的圆环部分。
由于题目所限,我们只能可视化这个交线在Z=3的截面,即在XY平面上的形状。实际的三维图会包含这个圆环以及它所在的平面,但在大多数绘图软件中,例如MATLAB或Python的matplotlib,你可能会看到一个圆形的轮廓线在Z=3的平面上。
在程序实现中,可以用类似下面的方式:
```python
from matplotlib import cm
from numpy import linspace, meshgrid, pi
import matplotlib.pyplot as plt
# 解方程确定圆环区域
r = sqrt(2)
x = linspace(-2, 2, 100)
y = linspace(-2, 2, 100)
X, Y = meshgrid(x, y)
Z = 3 - (X**2 + Y**2)
# 创建三维图形
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(projection='3d')
ax.plot_surface(X, Y, Z, cmap=cm.coolwarm, linewidth=0, antialiased=False)
# 在XY平面上描绘圆环
cset = ax.contourf(X, Y, Z, zdir='z', offset=2, cmap=cm.coolwarm)
cset = ax.contour(X, Y, Z, levels=[2], colors='k') # 绘制交线
ax.set_zlim(0, 4) # 设置Z轴范围
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')
plt.show()
```
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