Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2491.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
12.85 Mб
Скачать

3)Угол между двумя плоскостями равен углу между нормалями

кэтим плоскостям (или дополняет этот последний до 180 ) (рис. 35).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол между двумя плоскостями вычисляется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 A2 B1 B2 С1С2

 

 

 

 

n1

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

.

n1 n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

B2

С2

A2 B2 С2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

А

 

 

 

 

2

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

4) Расстояние от точки M x , y

2

,Дz до плоскости Ax By Cz

D 0 находят по формуле

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

Ax1 By1 Cz1 D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

d

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б2

B

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Примеры решения задач по теме «Плоскость»

1. Построить плоскость по ее уравнению а) 4x 3y 6z 12 0.

Решение. Все коэффициенты в уравнении отличны от нуля, поэтому удобно преобразовать его к уравнению в отрезках (рис. 36)

x y z 1.

3 4 2

62

Теперь откладываем на координатных осях отрезки 3, 4, 2 и строим плоскость.

 

 

 

 

Рис. 36

 

 

 

 

 

б) 4x 3y 12 0.

 

 

 

 

 

И

 

 

Решение. Уравнение не

содержит

 

 

значит,

плос-

 

переменную

z,

кость параллельна оси

 

Oz, а ее

 

направляющей

служит

прямая

4x 3y 12 0(рис. 37).

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

в) z 3.

С

 

 

Рис. 37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Это плоскость,

параллельная осям Ox и Oy, иначе говоря,

параллельная плоскости Oxy, проходящая через точку z = 3 (рис. 38).

Рис. 38

63

2. Написать уравнение плоскости, проходящей через точку

A 2,5, 3 перпендикулярно векторуBC, если B 7,8, 1 и C 9,7,4 .

Решение. Найдем ВС 9 7,7 8,4 1 2, 1,5 . Воспользуемся уравнением плоскости, проходящей через данную точку

A x x0 B y y0 C z z0 0.

Имеем

2 x 2 1 y 5 5 z 3 0 2x y 5z 4 5 15 0

2x y 5z 16 0.

 

 

 

 

ДИ

 

 

 

3. Найти уравнение плоскости, проходящей через точки

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

через три

точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

y 5

z 7

 

А

 

 

x 1

y 5

z 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 1

б

 

 

 

 

1

10 0.

 

6 5

3 7 0 4

 

2 1

7 5

3 7

 

 

 

3

2

10

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раскладываем определ тель по элементам первой строки, полу-

чаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x 1 2 y 5 z 7 0 2x 2y z 15 0.

4. Найти расстояние от точки M0 2; 3;1 до плоскости, прохо-

дящей через триСточки M1 1;1; 1 ,

M2 3;2; 4 ,

M3 2;1; 0 .

Решение. Составим уравнение плоскости, проходящей через три точ-

ки M1, M2, M3

x 1

y 1

z 1

 

3 1

2 1

4 1

0

2 1

1 1

0 1

 

или

64

x 1

y 1

z 1

 

2

1

5

0.

1

0

1

 

Вычисляем определитель, раскладывая по первой строке

x 1

1

5

y 1

2

5

z 1

2

1

0;

 

0

1

 

1

1

 

1

0

 

1

x 1

3

y 1

1 z 1

0;

 

 

x 1 3y 3 z 1 0;

 

 

 

x 3y z 5 0 уравнение плоскости,

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

проходящей через точки M1,

M2, M3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь используем формулу расстояния от точки до плоскости

 

 

 

 

2 3 3 1 5

 

 

 

А

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

13 11

 

 

 

d

 

 

 

 

2 9 6

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 32

1 2

11

 

 

 

11

 

 

 

11

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

 

 

и

 

 

 

 

 

до плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расстояние от M

0

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Найти угол между плоскостями x y 3z 4 0 и

2x y z

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Угол между плоскостями совпадает с углом между их нор-

малями. Нормали плоскостей:

n1 1, 1, 3 ;

n

2

2,1, 1 .

 

 

 

 

 

 

Угол между нормалями найдём с помощью скалярного произве-

дения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

n1

 

n2

 

 

 

 

2 1 1 1 3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1

 

n2

12 1 2 32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 6

66

 

 

 

 

 

22 12 1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получили

cos

 

 

 

 

; arccos

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66

 

 

 

 

 

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]