直线与平面的方程

<正>直线与平面,是高中数学教材中的重要内容.本文尝试从向量空间的角度来重新审视这两个对象,并讨论它们的异同.1线性流形我们先从线性流形这个概念说起.为了简单起见,我们下文考虑的向量空间都是指实数域上的向量空间.定义^[1]设Y是向量空间V的非空子集.如果Y中任意两个向量α、β∈Y所确定的集合:L={kα+lβ|k+l=1,k、l∈R}都含于Y内,则称Y是V中的线性流形.     

线段定比分点公式的向量形式

对有向线段的定比分点坐标公式及其应用大家都很熟悉 ,而对该公式的向量形式及由此衍生出的系列性质和应用的认识则要逊色得多 .本文试对此作一探索 ,以期抛砖引玉 ,使对定比分点公式的理解更趋完善 .定理 1　设Ｐ1 、Ｐ2是直线ｌ上的两点 ,点Ｐ是ｌ上不同于Ｐ1 、Ｐ2 的任一点 ,且Ｐ1 Ｐ=λＰＰ2 ,Ｏ是此平面内任一点 ,则　　　　ＯＰ =ＯＰ1 +λＯＰ21 +λ .上式称之为线段定比分点公式的向量形式 .证明　ＯＰ=ＯＰ1 + Ｐ1 Ｐ ,①ＯＰ =ＯＰ2 + Ｐ2 Ｐ ,②① +② ·λ ,得(1 +λ) ＯＰ =ＯＰ1 +λＯＰ2 ,∴ＯＰ =ＯＰ1 +λＯＰ21 +λ .当…     

也谈一个极值问题的推广

第 3 0届ＩＭＯ训练题中有一道试题 :对满足ｘ2 +ｙ2 +ｚ2 =1的正数ｘ、ｙ、ｚ,求ｘ1 -ｘ2 +ｙ1 -ｙ2 +ｚ1 -ｚ2 的最小值 .安振平先生将其推广为[1] :已知ａｉ ∈Ｒ+(ｉ =1 ,2 ,… ,ｎ ,ｎ≥ 3 ) ,∑ｎｉ=1ａｎ - 1ｉ =1 .则 ∑ｎｉ=1ａｎ - 2ｉ1 -ａｎ- 1ｉ≥ ｎｎ -1ｎ - 1ｎ .受其启发 ,笔者发现可将其进一步推广为 :已知ａｉ∈Ｒ+(ｉ=1 ,2 ,… ,ｎ ,ｎ≥ 3 ) ,α1、α2 、ｋ∈Ｎ ,ｃ>ａｋα2ｉ ,且∑ｎｉ=1ａα1+α2ｉ =ｎ ｃｋ +1α1+α2ｋα2 .则∑ｎｉ=1ａα1ｉｃ-ａｋα2ｉ≥ ｎｋｃｋ +1α1-ｋα2ｋα2 .证明 :令ｘｉ=ａα2ｉ(ｃ …     

关于泛函微分方程稳定性的结论

设Ｒｎ 为ｎ维Ｅｕｃｌｉｄ空间 ,模为 1·1,Ｃ〔 -ｒ,0〕是〔 -ｒ,0〕到Ｒｎ 的全体连续函数所构成的空间 ,定义‖ ‖ =ＳＵＰ-ｒ≤ｓ≤ 0 | (ｓ) |对于 ∈Ｃ〔 -ｒ,0〕 ,其中ｒ =ｃｏｎｓｔ≥ 0 ,如果ｘ(ｔ)是在〔 -ｒ,Ｔ〕(0≤Ｔ≤∞ )上有定义 ,且连续的函数 ,那么 ,对每个ｔ∈〔0 ,Ｔ〕 ,ｘｔ∈Ｃ〔 -ｒ,0〕是由ｘｔ(ｓ) =ｘ(ｔ+ｓ)对于ｓ∈〔 -ｒ ,0〕所定义的。考虑泛函微分方程ｘ·(ｔ) =Ｆ(ｔ,ｘｔ) (1)其中 ,Ｆ∶Ｒ+ ×Ｃ〔 -ｒ,0〕→Ｒｎ 为连续 ,为了保证有界解的可延拓性 ,我们也假定 :Ｆ映Ｒ+ ×Ｃ〔 -ｒ,0〕中的有界集到…     

平面向量在解析几何中的应用

向量是中学数学中的一个有力工具 ,其应用非常广泛 ,特别在解析几何里应用更加直接 ,不少问题应用向量解决 ,往往能简化运算 ,收起到意想不到的效果 .下面结合新编教材习题和近几年高考试题谈谈它的应用 .一、运用向量求轨迹方程例 1　 (1 995年全国高考题 )如图 1 ,已知椭圆 ｘ22 4+ ｙ21 6=1 ,直线ｌ:ｘ1 2 + ｙ8=1 ,Ｐ是直线ｌ上的点 ,射线ＯＰ交椭圆于点Ｒ ,又点Ｑ在ＯＰ上且满足｜ＯＰ｜·｜ＯＱ｜=｜ＯＲ｜2 ,当点Ｐ在ｌ上移动时 ,求点Ｑ的轨迹方程 ,并说明轨迹是什么曲线 .解　如图 1 ,ＯＱ ,ＯＲ ,ＯＰ共线 ,设ＯＲ =λＯＱ ,ＯＰ=…     

Banach代数的基本理论

<正> 1.定义 复代数乃是一复数域上的向量空间A,其中定义了满足结合律和分配律的乘法,即对x、y及z∈A, (1)x(yz)=(xy)z,(x+y)z=xz+yz,x(y+z)=xy+xz成立;并且关于数乘有 (2)α(xy)= x(αy)=(αx)y,这里x、y∈A而α为数量。     

一道课本例题隐含的重要结论

全日制普通高级中学教科书 (实验修订本·必修 )数学第一册 (下 )第 1 0 7页例 5 :如图 1 ,ＯＡ、ＯＢ不共线 ,ＡＰ =ｔＡＢ(ｔ∈Ｒ) ,用ＯＡ、ＯＢ表示ＯＰ .这道看似不起眼的例题 ,隐含了如下一个重要结论 :若非零向量ＯＡ、ＯＢ不共线 ,且ＯＰ =ｘＯＡ+ｙＯＢ(ｘ∈Ｒ ,ｙ∈Ｒ) ,则Ａ、Ｂ、Ｐ三点共线 (或称点Ｐ在直线ＡＢ上 )的充要条件是ｘ+ｙ=1 .证明　 (1 )充分性 ,若ｘ+ｙ =1 ,且 ＯＰ =ｘＯＡ+ｙＯＢ(ｘ ∈Ｒ ,ｙ ∈Ｒ) ,则ＯＰ =ｘＯＡ+(1 -ｘ) ＯＢ ,即ＯＰ- ＯＢ =ｘ(ＯＡ- ＯＢ) ,ＢＰ =ｘＢＡ ,ＢＰ与ＢＡ共线 .又ＢＰ与ＢＡ有…     

“平移法”巧解一类平面向量问题

众所周知,由平面向量基本定理可以得到如下结论:"已知向量OA、OB不共线,且OP=αOA+βOB(α,β∈R),则A、B、P三点共线的充要条件是α+β=1".笔者发现以这个结论为基础通过简单的拓展,可以直观、快捷地解决一类和向量有关的最值问题.     

高一数学单元测试(任意角的三角函数)

一、选择题1.下列各组中 ,终边相同的角是 (　　 )　 (Ａ) 3π5 和 2ｋπ -3π5 (ｋ∈Ｚ)　 (Ｂ) -π5 和2 65 π　 (Ｃ) -7π9和11π9　 (Ｄ) 2 0π3 和12 2π92 .若｜ｓｉｎｘ｜ｓｉｎｘ +｜ｃｏｓｘ｜ｃｏｓｘ +｜ｔａｎｘ｜ｔａｎｘ =-1,则角ｘ一定不是 (　　 )　 (Ａ)第四象限角　 (Ｂ)第三象限角　 (Ｃ)第二象限角　 (Ｄ)第一象限角3 .若ｓｉｎαｔａｎα>0且ｃｏｓαｃｏｔα<0 ,则 (　　 )　 (Ａ)α∈ 2ｋπ ,2ｋπ +π2 (ｋ∈Ｚ)　 (Ｂ)α∈ 2ｋπ+π2 ,( 2ｋ+1)π (ｋ∈Ｚ)　 (Ｃ)α∈ ( 2ｋ+1)π ,2ｋπ +3π2 (ｋ∈Ｚ)　 (Ｄ)α…     

命题推广和创新思维--兼谈正棱锥求高公式的推广

文 [1 ]用向量方法求得正三棱锥高的一个公式 :ｈ =33ｌ 1 2ｃｏｓθ ,( 0 <θ<2π3)其中ｌ为棱长 ,θ为侧面三角形的顶角。证法是 :利用向量 (用黑体 )式图 1ＡＯ ＢＯ ＣＯ =0 ,得ＰＯ =(ＰＡ ＰＢ ＰＣ) / 3。又因为ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ两两夹角相等 ,从而推得ＰＯ =33ｌ     

用“平移法”解一类平面向量题

由平面向量基本定理可以得到如下结论:已知向量OA,OB不共线,且OP=αOA+βOB(α,β∈R),则A,B,P三点共线的充要条件是α+β=1.以这个结论为基础,通过简单的拓展,可以直观、快捷地解决一类与向量有关的最值问题.一、对两个基本问题的思考     

巧用焦点三角形面积公式解题

二次曲线中有许多美妙的性质 ,恰当地运用这些性质能优化我们的解题。本文介绍一个简洁优美的焦点三角形公式 ,并举例说明它的应用。定理　Ｐ是椭圆ｘ2ａ2 +ｙ2ｂ2 =1 (ａ >ｂ >0 )或双曲线ｘ2ａ2 -ｙ2ｂ2 =1 (ａ >0 ,ｂ>0 )上一点 ,Ｆ1(-ｃ,0 ) ,Ｆ2 (ｃ,0 )是左右两焦点 ,设 |ＰＦ1|·|ＰＦ2 |=λ2 ,则焦点△Ｆ1ＰＦ2的面积Ｓ =ｂλ2 -ｂ2 。证明　 (以椭圆为例 )设 |ＰＦ1|=ｒ1,|ＰＦ2 |=ｒ2 ,∠Ｆ1ＰＦ2 =α ,则ｒ1+ｒ2 =2ａ ,α∈ (0 ,π) ,在△Ｆ1ＰＦ2中 ,由余弦定理可得 :ｃｏｓα =ｒ21+ｒ22 -4ｃ22ｒ1ｒ2=(ｒ1+ｒ2 ) 2 -4ｃ2 -2ｒ…     

例谈集合题的常规处理方法

集合题的常规处理方法主要有以下几种 :一、定义法【例 1】　 (2 0 0 0年上海春季招生备用题 )已知集合A ={x｜x =5n+1 ,n ∈N},B ={x｜x =5n+2 ,n∈N},C={x｜x =5n+3 ,n∈N},D ={x｜x =5n+4,n∈N},若α∈A ,β∈B ,θ∈C ,γ∈D ,则 (　　 ) .A α2 ∈A ,β2 ∈D ,θ2 ∈D ,γ2 ∈AB α2 ∈A ,β2 ∈B ,θ2 ∈C ,γ2 ∈DC α2 ∈A ,β2 ∈C ,θ2 ∈B ,γ2 ∈AD α2 ∈B ,β2 ∈D ,θ2 ∈D ,γ2 ∈B析解 :设α =5n+1 ,n∈N ,则α2 =(5n +1 ) 2 =5 (5n2 +2n) +1 ∈A ;同理可得β2 =(5n+2 ) 2 =5 (5n2 +4n) +4∈D .θ2 =(5n+3 )…     

关于良序原则,归纳法原理与自然数的公理化定义的注记

<正> 意大利数学家Peano提出过著名的定义自然数的公理化定义,通常述之如下[1]: 集合N适合以下五条公理就叫做自然数集: PⅠ、1∈N; PⅡ、对N中每一个元a,都有一个直接后继a~+∈N; PⅢ、对N中任意一个元a,它的直接后继a~+≠1; PⅣ、对N中任意两个元a,P由a~+=b~+可推得a=b; PⅤ、第一有限归纳原理:若N的一个子集P适合;     

三角问题的向量解法

对于某些三角问题 ,若能合理地构造向量 ,利用向量来解 ,往往可使问题得到快捷方便地解决 ,下面举例说明 .一、求角度【例 1】　若α、β∈ ( 0 ,2 ) ,求满足cosα+cosβ-cos(α + β) =32 的α ,β的值 .解 :原等式化为( 1 -cosβ)cosα+sinβsinα =32 -cosβ ①构造向量a =( 1 -cosβ ,sinβ) ,b =(cosα ,sinα) ,则a·b =( 1 -cosβ)cosα+sinβsinα=32 -cosβ ,｜a｜·｜b｜= ( 1 -cosβ) 2 +sin2 β· cos2 α+sin2 α= 2 -2cosβ因 (a·b) 2 ≤｜a｜2 ·｜b｜2 ,于是有 ( 32 -cosβ) 2 ≤ 2 -2cosβ整理得 (cosβ-12 ) 2 ≤ 0 ,∴c…     

空间距离问题的向量解法研究

新编高中数学教材的一个特点是 ,用空间向量来处理立体几何问题。如上海市所编《高中数学选修读本》(下册 ) [1] ,立几中的距离问题———点到直线距离 ,点到平面距离 ,异面直线距离 ,用向量的向量积来解较为方便。但是 ,根据部颁教学大纲[2 ] ,全国统编的新高中教材第二册 (Ｂ)本的安排 ,空间向量只讲到向量的数量积和向量运算的坐标表示为止。因此 ,必须在现有教材的知识范围内 ,来研究空间距离的向量求解途径。图 11　活用向量夹角公式在直线ｌ上取一点Ｏ ,作方向向量ａ =ＯＡ ,再作向量ｂ =ＯＰ ,令∠ＡＯＰ =α。依向量的夹角公式 ,有…     

l—群的根系Г1（G）的极小条件

若Ｇ是ｌ－群,Г１（Ｇ）是Ｇ的所有正则子群所构成的根系。Ｇα∈Г１（Ｇ）称为原子元,如果对于ＶＧβ∈Г１（Ｇ）且Ｇβ包含Ｇα,必有Ｇβ＝Ｇα．Г１（Ｇ）称为满足极小条件,如果Г１（Ｇ）中的每个元都至少包含一个原子元。主要结果是：（１）Г１（Ｇ）中的原子元Ｇα具有形式Ｇα＝ａ当且仅当｛ＰＧ＾ｃａ｝是归纳的。（２）Ｇ∈ＢＷ＾「１」,Г１（Ｇ）满足极小条件当且仅当Гｍ（Ｇ）包含Г１（Ｇ）。     

2001—2002年国内外数学竞赛题选解(一)

一、数论部分1.设ｋ和ｎ是正整数 ,且ｎ >2 .证明 :方程ｘｎ -ｙｎ=2 ｋ无正整数解 .(第 5 3届罗马尼亚数学奥林匹克决赛 )证明 :反证法 .设ｎ0 >2是满足ｘｎ0 -ｙｎ0 =2 ｍ(ｍ >0 )中最小的一个 .若ｎ0 是偶数 ,设ｎ0 =2ｌ,ｌ∈Ｎ ,则ｘ2ｌ-ｙ2ｌ =(ｘｌ-ｙｌ) (ｘｌ+ｙｌ) ,于是ｘｌ-ｙｌ 是 2的整数次幂 ,与ｎ0 的最小性矛盾 .若ｎ0 是奇数 ,定义集合Ａ ={ｐ|ｘｎ0 -ｙｎ0 =2 ｐ,ｐ、ｘ、ｙ均为正整数 } .设ｐ0 是Ａ中最小的一个元素 ,则ｘｎ0 -ｙｎ0 =2 ｐ0 ,所以ｘ、ｙ的奇偶性相同 .又因为(ｘ -ｙ) (ｘｎ0 -1+ｘｎ0 -2 ｙ +… +ｘｙｎ…     

新年趣题

1 题　设以ｒ为半径的圆内接正 2 0 0 2边形Ａ1Ａ2 …Ａ2 0 0 2 ,在圆内取与圆心距离为ａ的一点Ｐ。试证 :ＰＡ21+ＰＡ22 +… +ＰＡ22 0 0 2 =2 0 0 2 (ｒ2 +ａ2 )。证明　设∠ＰＯＡ1=θ,则∠ＰＯＡ2 =θ + 2π2 0 0 2 ,　∠ＰＯＡ3 =θ + 2× 2π2 0 0 2 ,…… ,∠ＰＯＡ2 0 0 2 =θ+ 2 0 0 1× 2π2 0 0 2 。由余弦定理得 :ＰＡ21=ｒ2 +ａ2 -2ｒａｃｏｓθ ,ＰＡ22 =ｒ2 +ａ2 -2ｒａｃｏｓ(θ + 2π2 0 0 2 ) ,……ＰＡ22 0 0 2 =ｒ2 +ａ2 -2ｒａｃｏｓ(θ + 2 0 0 1× 2π2 0 0 2 )。相加得 :ＰＡ21+ＰＡ22 +… +ＰＡ22 0 0 2 =2 0 0 2 …     

一道例题的引申及应用

题目　已知ＯＡ、ＯＢ不共线 ,ＡＰ =ｔＡＢ(ｔ∈Ｒ) ,用ＯＡ、ＯＢ表示ＡＰ(新版高一《数学》10 7页例5 ) .　　　　　图 1解　∵ＡＰ =ｔＡＢ(如图 1) ,∴ＯＰ =ＯＡ +ＡＰ =ＯＡ +ｔＡＢ=ＯＡ +ｔ(ＯＢ -ＯＡ)= (1-ｔ) ＯＡ+ｔＯＢ .若令 1-ｔ =λ,μ=ｔ,则ＯＰ =λＯＡ +μＯＢ且λ +μ=1.此题可加强为 :定理　若ＯＡ、ＯＢ不共线 ,则点Ｐ在直线ＡＢ上的充要条件为ＯＰ =λＯＡ +μＡＢ ,其中λ +μ =1(λ、μ∈Ｒ) .证明　充分性 :∵ＯＰ=λＯＡ+μＯＢ ,λ+μ =1,∴ＯＰ=λＯＡ+(1-λ) ＯＢ=λＯＡ+ＯＢ-λＯＢ ,故ＯＰ -ＯＢ =λＯＡ…