平面与圆柱体相 🐦 交,根据截平面 🌾 (平面与圆柱体相交当截平面平行于圆柱轴线时截交线为)



1、平面与圆柱体相 🐧 🦆 ,根据截平面

平面与圆柱体相交的 🦄 截面形状取决于截平面的方向。

垂直截 🦅 🐝

当截平面垂直于圆柱体 🌳 的轴时截面,是一个圆形圆形的。半。径等于圆柱体底面半径的正弦乘以 🦟 圆柱体的高度

平行 🌺 截面

当截平面与圆柱体的轴 🦆 平行时截面,是一个矩形矩形的。长,边。等于圆柱 🐵 体的高度宽边等于圆柱体底面直径的正弦 🐡 乘以圆柱体的高度

倾斜 🐵 截面

当截平面既不垂直也不平行于圆柱体的轴时截面 🕊 ,是一个椭圆形椭圆形的。长。半轴和短 🐋 半轴长度取决于截平面的倾角和圆柱体的高度和半径

截面的 🌺 🦈

圆形截面的面积 🦆 🦅

A = πr2

🦈 🐒

A 是圆 🐵 形截面 🌹 的面积

r 是 🦢 圆柱 🦟 体底面半径

矩形截 🌳 面的面 🐧 🌷 为:

```

A = 2h(r sinθ)

```

🦆 中:

A 是矩形截面的面积

h 是圆柱 🕷 体的高度 🦄

r 是圆 🌸 柱体底面半径

θ 是截平面与圆柱体轴之 🌻 间的夹角

椭圆形 🦆 面的 🐡 面积为:

```

A = πab

```

🌿 🐅

A 是椭圆形截面的 🐱 面积

a 是椭圆形截 🌹 🐱 的长半轴

b 是椭 🐦 圆形截 💐 面的短半轴

🐒 据截平面的方向平面,与圆柱体相交的截面可以是圆形、矩形或椭圆形截面的面。积、由截平面的方向 🕊 圆柱体的。高度和半径决定

2、平面与圆柱体相 🍁 交当截 🐛 平面平行于圆柱轴线时截交线为

当平面与圆柱体相交,并,且截平面平行于圆 🐋 柱轴线时截交线是一 🐱 个与圆柱体底面相似的圆。

为了证明这一点,设圆柱体的 🕊 高为 🐵 h,半径为 🌵 r,截平面距离圆柱体底面的高度为 d。

使 🦈 🦋 相似三角形定理,可以得 🌵 到:

h / d = r / (r - d)

化简 🐡 🦊 得到 🐞

d = r^2 / h

这表明截 🌼 交线的半径为:

r_截交线 🐟 = d = r^2 / h

因此,截,交线与圆柱体底面相似都是半径为截 🐵 交线 r_的圆 🦈

🐘 得注意的是,当,截 🪴 平面经过圆柱体轴线时截交线将退化为一个点。

3、平 🐒 面与圆柱相交,截平面倾斜于轴线截交 🐟 线为圆

当平面与圆柱相交时,如,果截平 🐡 面倾斜于圆柱轴线则截交线为一个圆。下面是该定理的证明:

设圆柱的轴线为 l,截平 🦋 面为截 P,交线为圆 🦋 C。过圆柱轴线 l 作圆柱底面圆的垂线段垂 OH,足为 H。

由于截平面 P 倾斜 🐎 于轴线 l,因此圆 C 不平行 🐒 💐 底面圆。将平面 P 沿垂线段 OH 展,开 C 则圆 OH 展。开为半径为的圆弧

设截平面与底面圆的 🪴 交线为直径圆 AB,弧的弦为平 CD,CD 行于 AB。由,于圆柱的底面圆是圆因此 AB 垂直于 OH。

由于 CD 平行于 AB,因 CD 此垂直于 OH,且 CD 是圆弧的弦。根,据,圆的性质圆弧的弦垂直于过弧中 🌴 点的半径因此垂直于 🦋 OH CD。

由于 OH 垂直于 CD,因 OH 此垂直于圆由 🦆 于垂直 🦉 于圆因此 C。平 OH 面垂直于圆 C, P C。

由于 🐝 平面 🐦 P 垂直于圆 C,因此圆 C 在平面 P 中的投影 🕸 是一个圆。

当平面与圆柱相交时 🐺 ,如,果截平面倾斜于圆柱轴线则截交线为一个圆。

4、平面与圆柱的 🐬 截交线有几种情况?它?们是

平面与圆柱截交 🌴 线的情况:

1. 一条直 🦢 线

当平面与圆 🦄 柱轴线平行或相切时,截交线是一条直线。

2. 一条 🦅 🌴

🦈 平面与圆柱底面平行 🌷 或相切时,截交线是一个圆。

3. 一 🌲 条椭 🦟

当平 💮 面与圆柱 🌴 轴线斜交时,截交线是一个椭 🐱 圆。

4. 一条 🐋 🌸 曲线

当平面与圆柱 🍀 底面 🐴 斜交且不与任何底面相切时,截交线是一 🦅 个双曲线。

5. 两条直线(平行 🦢 或相交)

当平面与圆柱两侧相切时,截交线是两条平行或相交 🦟 的直线。

6. 一 🕸 条直线和一个圆(相 🌾 切或相离)

当平面与圆柱轴线斜交且与一个底面 🐵 🐬 切时,截交线是相切或相 🦆 离的一条直线和一个圆。

7. 一个椭圆和一个圆 🐕 (相切或 🦍 相离)

当平面与圆柱轴线斜交且与两个底面都相切时,截交线是相切或相离的一个椭圆和一 🐺 个圆 🐬

平面与圆柱的截交线类型取决于平 🐬 面与圆柱轴线和底面的交角关系。

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