到兩條異面直線距離之和為定值的點的軌跡是什麼?

時間 2021-05-05 20:50:20

1樓:Huxley

1、一般情況下的軌跡方程

記兩條異面直線為:

其中: 為直線上任意的已知點,為單位方向向量。考慮軌跡上任一點 ,計算到直線 垂足的向量:

計算到直線 距離的平方:

類似地可計算到直線 距離的平方:

記距離和為定值 ,則點 軌跡方程為:

這是個什麼曲面?不知道叫啥。如果令距離平方和為定值 ,則點 軌跡方程為:

這個大家倒是熟悉,是二次曲面,至於是哪一類二次曲面,見下文。

2、軌跡方程在特殊座標系中的簡化

實際上,如果取三維座標系的座標原點為兩異面直線公共垂線段的中點,記兩直線距離 ,公共垂線方向的單位向量為 ,且 則:

距離和為定值 時的軌跡方程:

距離平方和為定值 時的軌跡方程:

式(3)、式(4)只含有客觀量,可以認為是某種標準型。可以進一步識別的是式(4),易驗證它左邊是乙個正定二次型,故式(2)、式(4)均為三維空間中的橢球。

至於題主關心的軌跡,則如式(1)、式(3)所示,只是叫不上名字。

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