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三维空间中三组方程对应图形的一致性判断问询

三维空间中三组方程对应图形的一致性判断问询

嘿,我来帮你梳理清楚这三组方程对应的图形和它们的交集问题!

首先逐个拆解每组方程的组合:

  • 第一组:$x2+y2+z^2=1$ 和 $y2+z2=1$
    前者是单位球面(球心在原点,半径1),后者是母线平行于x轴的无限圆柱面(圆柱面的准线是y-z平面上的单位圆)。把第二个方程代入第一个,可得 $x^2 + 1 = 1$,也就是$x=0$。所以两者的交集就是 $x=0$ 且 $y2+z2=1$——这是y-z平面上的单位圆。

  • 第二组:$x2+y2+z^2=1$ 和 $x=0$
    前者还是单位球面,后者是y-z平面(过原点且垂直于x轴的平面)。联立后直接得到 $y2+z2=1$ 且 $x=0$,同样是y-z平面上的单位圆。

  • 第三组:$y2+z2=1$ 和 $x=0$
    前者是刚才说的无限圆柱面,后者是y-z平面,两者的交集自然就是平面截圆柱面得到的圆,也就是 $x=0$ 且 $y2+z2=1$,还是那个单位圆。

你最初的直觉其实是对的!这三组方程的最终交集确实是同一个2D圆。不过你提到的“没有解”是个小误解哦,这三组组合都有明确的解,就是那个y-z平面上的单位圆,只是每组是通过不同类型的曲面相交得到这个圆而已:球面+圆柱、球面+平面、圆柱+平面,曲面组合不同,但交集图形完全一致。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Goblin

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