АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ




ПЛОСКОСТЬ

1. Найти уравнение плоскости, проходящей через точку M(4, 1, 5) перпендикулярно вектору

Для решения этой задачи возьмем уравнение плоскости, проходящей через точку

Здесь А, В, С – координаты вектора который перпендикулярен этой плоскости. Вначале подставим в уравнение координаты точки М:

Затем - компоненты нормального вектора и получим

Ответ: 3x-y+2z-21=0.

 

2. Найти угол между двумя плоскостями

3x+2y+z-7=0, x+4y-3z+2=0.

Угол между плоскостями равен углу между перпендикулярами к ним. Нормальные векторы этих плоскостей По формуле

найдем

Так как правая часть положительная, то угол между плоскостями острый.

 

3. Найти расстояние от точки М(5, 1,-2) до плоскости

3x+2y-4z +1=0. Оно определяется по формуле как

В нашем случае

 

4. Найти уравнение плоскости, проходящей через точку

M(2,-3, 5) параллельно плоскости 4x-y+2z-7=0.

Снова возьмем уравнение плоскости, проходящей через точку, и подставим туда координаты т. М:

A(x-2)+B(y+3)+C(z-5)=0.

Так как обе плоскости параллельны, то они имеют один и тот же нормальный вектор Тогда для данного случая 4(x-2)-(y+3)+2(z-5)=0 или

4x-y+2z-21=0.

5. Найти уравнение плоскости, проходящей через 3 точки K(3,0,-1), L(2,1,5), P(4,2,0).

Возьмем еще точку M(x,y,z), также лежащую в этой плоскости. У нас будет 3 компланарных вектора:

Их смешанное произведение будет равно нулю Это можно записать в виде уравнения

Упрощая последнее равенство, получим:

11x-7y+3z-30=0.

6. Найти уравнение плоскости, проходящей через точки

K(2, -5, 0), L(6, 0,2) перпендикулярно плоскости

x+5y+2z-10=0.

Здесь также ищем 3 компланарных вектора:

Уравнение примет вид

Из последнего выражения получим ответ:

2y-5z+10=0.

 

7. Записать уравнения прямой в параметрическом виде.

Канонические уравнения прямой имеют вид: где a,b,c – координаты точки, через которую прямая проходит, а m,n,p – компоненты вектора, параллельного данной прямой. В нашем примере мы правую часть приравняли параметру t.

Из равенства каждой дроби t получим:

x-3=2t, y+1=4t, z+6=5t.

Отсюда придем к параметрическим уравнениям прямой: x=2t+3, y=4t-1, z=5t-6.

Обратная задача решается исключением параметра t.

8. Привести общее уравнение прямой

3x+2y-z-7=0,

4x-y+3z-2=0

к каноническому виду. Здесь прямая рассматривается как линия пересечения двух плоскостей. Предположим, что наша прямая пересекает плоскость ХУ. Тогда z=0 и система примет вид

3x+2y=7,

4x-y=2.

Решением системы будет x=1, y=2. Следовательно,

точкой прямой будет (1,2,0).

Вектор параллельный нашей прямой, определится

как векторное произведение векторов

Следовательно,

Канонические уравнения прямой можем записать как

 

9. Найти канонические уравнения прямой, проходящей через две точки K(5, -2, 1) и L(4, 3, 7).

Здесь уравнения в общем случае имеют вид:

Подставим сюда координаты этих точек. Тогда

и окончательно получим

10. Найти угол между двумя прямыми

Его найдем как угол между векторами

Тогда

 

11.Через точку (3, -1,4) провести прямую, параллельную прямой

В канонические уравнения подставим вначале координаты точки:

Так как прямые параллельны, то направляющие векторы у них совпадают и в итоге получим:

 

12. Найти точку пересечения прямой

и плоскости 2x-y+5z-32=0.

Запишем параметрические уравнения прямой как

x=3t+2, y=-t-1, z=4t.

Подставим эти x, y, z в уравнение плоскости и получим 2(3t+2)-(-t-1)+5*4t-32=0. Отсюда найдем, что

t=1 и x=5, y=-2, z=4.

13. Найти угол между прямой

и плоскостью 3x-y+z-22=0.

Здесь направляющий вектор прямой и

нормальный вектор плоскости Угол найдем по формуле

 

14. Определить уравнение плоскости, которая проходит через точку K (3, 1, -2) и через прямую

Эту задачу можно решать тремя способами. Мы будем искать 3 компланарных вектора. Возьмем точку плоскости M(x,y,z) с текущими координами. Точка прямой L(4,-3,0) также лежит в плоскости. Имеем 3 компланарных вектора

Их смешанное произведение равно нулю. Тогда

Раскрывая этот определитель по первой строке, в итоге получим уравнение плоскости

8x-9y-22z-59=0.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2021-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: