Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Высшая математика Часть 2

.pdf
Скачиваний:
458
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
4.52 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 1

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JJG JJG

JJJG

 

 

Задан тетраэдр OABC . В базисе из ребер OA , OB и OC найдите

 

 

 

 

JJJG

 

 

 

JJJG

JJJG

 

координаты вектора DE , где D и E – середины ребер OA и BC .

2.

Векторы

JG

JJG

JJG

 

образуют

 

правую

тройку,

взаимно

a , a , a

 

 

 

 

1

2

3

JG

 

 

JJG

 

JJG

 

JG

 

JJG JJG

 

перпендикулярны, и

a1

 

= 4,

a2

= 2,

a3

=3 . Вычислите (a1

, a2 , a3 ).

3.

Даны точки M (3,5,0)

и K (4,2, 2). Найдите проекцию

 

JJJG

вектора MK

 

G

={6,3,2}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на вектор a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Найдите уравнения и длины сторон и медиан треугольника, если даны три его вершины A(0,0), B(10, 5), C (6, 3).

5.

Постройте кривую y = −3

 

21 4x x2 .

 

 

 

6.

Приведите кривую

5 x

2 +

 

3

xy

+ 7 y2 = 0 к каноническому виду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

2

 

 

4

 

 

 

7.

Найдите точку, симметричную точке M (0, 3, 2) относительно

 

 

прямой L:

x 1

=

y +1,5

=

z

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

8.

Точка M (2, 1, 1) служит основанием перпендикуляра, опущенного

 

из начала координат на плоскость. Составьте уравнение этой

 

 

плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = t +1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = t

+ 2,

Вычислите расстояние от точки P(2,3, 1) до прямой L :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 4t

10.

Докажите, что прямая

 

 

5x 3y + 2z 5 = 0,

лежит в плоскости

L :

2x

y z 1 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x 3y + 7z 7 = 0.

11.Составьте уравнение сферы, если известны координаты ее центра C (1,2,0) и радиус R = 2 .

12.Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2 + y2 z2 = −1 с координатными плоскостями.

16 9 4

121

Вариант 2

JJG JJJG JJJG

1. Задан тетраэдр OABC . В базисе из ребер OA, OB и OC найдите

JJJG

координаты вектора OF , где F – точка пересечения медиан основания

АВС.

2.Вычислите направляющие косинусы вектора a =(12,15,16).

 

 

 

JJG

JJG

JJG

JJG

 

 

JJG

 

JJG

 

JJG JJG

 

2π

 

3.

Вычислите

a

+ 3a , 3a

a

 

 

, если

a

=1,

a

= 2,

 

a , a

 

=

 

.

 

 

 

3

 

 

 

1

2

1

 

2

 

 

1

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Найдите вершины и уравнения медиан треугольника, если даны уравнения трех его сторон

 

AC : x 2 y +1 = 0, AB : x + 2 y 3 = 0 и BC : 2x + y 18 = 0 .

5.

Постройте кривую

y = −7 +

2

16 + 6x x2 .

 

 

 

 

 

5

 

6.

Приведите кривую

5 x2

3

xy + 7 y2 +1 = 0 к каноническому виду.

 

 

 

4

2

 

 

4

7.Найдите точку, симметричную точке M (2, 1,1) относительно прямой

L : x 4,5 = y +3 = z 2 . 1 0,5 1

8.Укажите значение l , при котором плоскости P1 : 3x 5y +lz 3 = 0 и P2 : x +3y + 2z 5 = 0 будут перпендикулярны.

9.Составьте уравнения прямой, образованной пересечением плоскости P : 3x y 7z +9 = 0 с плоскостью, проходящей через ось абсцисс и

точку A(3, 2, 5) .

10.Найдите точки пересечения прямой координатными плоскостями.

2x + y z 3 = 0,

с

L :

x + y + z 1 = 0

 

 

11.Составьте уравнение сферы, если известны координаты ее центра C (3, 2,1) и точки M (2, 1, 3) на сфере.

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2

+

y2

+

z2

=1

9

4

25

 

 

 

 

 

с координатными плоскостями.

122

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 3

 

 

 

 

 

 

1.

В тетраэдре OABC медиана AL грани АВС делится точкой М в

 

 

отношении

 

JJJJG

 

:

JJJG

 

 

 

 

 

 

JJJJG

 

 

 

AM

 

ML

=3:7 . Найдите координаты вектора OM в

 

 

 

 

 

 

JJJG JJJG JJJG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

базисе из ребер OA, OB, OC .

JJG

 

 

JJG

 

 

 

2.

 

 

 

 

JG

 

 

 

 

 

Заданы векторы a ={1,1,3},

a ={2,2,1},

a ={3, 2,5}. Вычислите

 

JJGJGJJG

1

 

2

JG

JJGJJG

3

JG JG JJG

JJG JJG JJG

?

 

a a a . Какова ориентация троек: а)

a , a , a

; б) a , a , a ; в) a ,a ,a

 

1 2 3

 

G

G

1

2 3

G

2 1 3

1 3 2

 

3.

Даны векторы a ={G5;6;G1},

b ={1;

4;G5},

c ={3;4;2}.

Найдите

 

 

проекцию вектора a 2b на вектор b +c .

 

 

 

 

4.Найдите уравнения и длины сторон треугольника, если даны две его вершины А(-1, 1), В(9, -4) и точка пересечения его высот К(5, 4).

5.

Постройте кривую x = 9 2 y2 + 4 y +8 .

6.Приведите кривую 5x2 2 3 xy + 7 y2 4 = 0 к каноническому виду.

7.Найти точку, симметричную точке M (1,1,1) относительно прямой

L : x 1 2 = y +21,5 = z 11.

8.Составьте уравнение плоскости, которая проходит через начало координат перпендикулярно к двум плоскостям 2x y +3z 1 = 0,

x+ 2 y + z = 0.

9.

2x 3y +5z 6 = 0,

пересекает ось

Докажите, что прямая L :

= 0

 

x +5y 7z +10

 

 

ординат.

 

 

10.

Составьте уравнения прямых, образованных пересечением плоскости

 

5x 7 y + 2z 3 = 0 с координатными плоскостями.

11.

Составьте уравнение сферы, если известно, что точки M1 (2, 3,5) и

 

M2 (4,1, 3) – концы ее диаметра.

 

 

12. Найдите уравнения линий пересечения поверхности x2 + y2 z2 = 0 81 36 9

с координатными плоскостями.

123

 

 

 

Вариант 4

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Дан параллелепипед ABCDA B C D . Принимая за начало координат

 

 

JJG

 

1JJG1

1 1JJG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вершину A, а векторы AB

,

AD и AA1

за базисные, найдите

 

 

координаты:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) вершин C, B1 ,C1 ;

 

 

 

 

 

 

 

JJJG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответственно.

 

 

б) точек K и L – середин ребер A B и CC

 

JJG

2.

 

 

 

 

 

1

1

1

 

G

JGJ

JG

 

Определите, при каком значении α векторы a1 +αa2

и a1

αa2 будут

 

перпендикулярны, если

 

JG

=3,

 

JJG

=5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

G

JJG

JJG

 

 

 

 

 

3.

Установите, образуют ли векторы

базис в множестве всех

a , a , a

 

JG

1},

JJG

 

 

1

2

 

3

JJG

={1;9;11}.

 

 

векторов, если a1 ={2;3;

a2

 

={1;1;3},

 

a3

 

4.Найдите координаты вершин треугольника, если даны уравнения двух его сторон AC : x 2 y 3 = 0 , AB : x + 2 y +1 = 0 и двух его высот:

 

6x 12 y 18 = 0, 2x y 12 = 0.

5.

Постройте кривую x = −4 +3 y +5 .

6. Приведите кривую 14 x2 3 23 xy 54 y2 1 = 0 к каноническому виду.

7.Найдите точку, симметричную точке M (1,2,3) относительно прямой

L :

x 0,5

=

y +1,5

=

z 1,5

.

 

1

 

0

 

1

 

8.Составьте уравнение плоскости, которая проходит через точку

M1 (2,1,1) перпендикулярно к двум плоскостям: 2x z +1 = 0, y = 0.

9.Составьте уравнение плоскости, проходящей через прямую

x21 = y+32 = z 2 2 перпендикулярно к плоскости 3x + 2 y z 5 = 0.

10.Докажите параллельность прямых L1 : x +3 2 = y21 = 1z и

 

x + y z = 0,

 

 

 

 

 

 

L2 :

 

 

 

 

 

11.

x y 5z 8 = 0.

 

 

 

 

 

Составьте уравнение сферы, если известны координаты ее центра

 

C (5,3,2) и то, что плоскость 2x 2 y + z 4 = 0 касается сферы.

 

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности 2z = x

2

+

y2

с

 

2

 

 

 

 

 

 

 

координатными плоскостями.

124

Вариант 5

1. Дан параллелепипед ABCDA1B1C1D1 . Принимая за начало координат

JJG JJG JJG

вершину A, а за базисные векторы AB , AD , AA1 , найдите координаты:

а) точек M и N пересечения диагоналей граней A1B1C1D1 и ABB1 A1 ; б) точки О пересечения диагоналей параллелепипеда.

2.НайдитеG направляющиеG G G G GкосинусыG вектора aG 2b , если aG = 2i +3 j + 4k , b = i + j + k .

3.

Найдите

G

площадь

параллелограмма,

построенного на

векторах

 

G

G

 

G

G

G

, если

e и

e - единичные

векторы и

 

a

= 2e

e

и b

= e

+3e

 

 

1

 

2

 

1

2

 

1

2

 

(eG1 ,eG2 ) = −12 .

4.Найдите уравнения и длины сторон и медиан треугольника, если даны две его вершины А(-1, -1), В(9, -6) и точка пересечения его медиан М(13/3; -5/3).

5.

Постройте кривую x = −5 + 40 6 y y2 .

6.Приведите кривую 14 x2 + 3 23 xy 54 y2 = 0 к каноническому виду.

7.Найдите точку, симметричную точке M (1,0, 1) относительно прямой

L :

x 3,5

=

y 1,5

=

z

.

 

 

 

2

2

0

 

8.Определите двугранный угол, образованный пересечением пары

 

плоскостей x y 2 + z 1 = 0, x + y 2 z + 3 = 0.

 

 

 

 

 

 

9.

Вычислите кратчайшее расстояние между прямыми:

x +7

=

y + 4

=

z +3

3

4

2

 

 

x - 21

 

y +5

 

z - 2

 

 

 

 

 

и

=

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

 

 

5x 4 y 2z 5 = 0,

на

Составьте уравнения проекции прямой

x + 2z 2 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плоскость 2x y + z 1 = 0 .

11.Составьте уравнение сферы, если известно, что точки M1 (0,0,0),

M2 (2,0,0), M1 (1,1,0), M1 (1,0, 1) лежат на сфере.

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2

y2

= 6z

с

5

4

 

 

 

 

 

координатными плоскостями.

125

Вариант 6

JJJG JJJG

1.В трапеции ABCD известно отношение длин оснований: AB : CD = λ .

 

 

 

 

 

 

 

 

JJG

JJJG

JJJG

 

Найдите координаты вектора CB в базисе из векторов AB и AD .

2.

 

 

 

JG

={3;1;2},

JJG

1}. Найдите:

 

Заданы векторы a1

a2 ={1;2;

 

 

JG JJG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) [a , a ];

JJG

 

 

 

 

 

 

 

 

1JG

2 JJG

 

 

 

 

 

 

 

 

б) [2a1

+ a2

, a2 ];

 

 

 

 

 

 

 

JG

JJG

JG

JJG

 

 

 

 

 

 

с) [2a1

a2 , 2a1

+ a2

] .

 

 

G

G

 

3.

 

 

 

 

G

1}

,

 

Даны три вектора a ={3,

b ={1,2}

и c ={1,7}. Найдите

 

 

 

 

 

JG

G

G

G

G

G

 

координаты вектора p = a +b

+ c в базисе из векторов a и b.

4.Найдите уравнения и длины сторон и медиан треугольника, если даны

 

три его вершины А(1, 1),

В(-9, 6), С(-5, -2).

5.

Постройте кривую y =1

4

6x x2 .

3

 

 

 

6.

Приведите кривую x2 +6

 

3 xy +5 y2 + 4 = 0 к каноническому виду.

7.Найдите точку, симметричную точке M (2,1,0) относительно прямой

L :

x 2

=

y +1,5

=

z + 0,5

.

 

1

 

0

 

1

 

8.Точка M (1,3,2) служит основанием перпендикуляра, опущенного из начала координат на плоскость. Составьте уравнение этой плоскости.

9.Найдите координаты проекции точки М (1,0,1) на плоскость

P : 4x + 6 y + 4z 25 = 0 .

10. Докажите, что прямая L : x +1 2 = y24 = 1z лежит в плоскости

P : x + y + z 2 = 0.

11.Составьте уравнение сферы, если известны координаты ее центра

C (-3;-1;2) и радиус R = 3.

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2

y2

+

z2

=1

9

16

25

 

 

 

 

 

с координатными плоскостями.

126

Вариант 7

1.В тетраэдре ABCD DM – медиана грани BCD и Q – центр масс этой грани. Найдите координаты векторов DM и AQ в базисе AB , AC , AD .

2.Определите координаты точки М, если ее радиус-вектор составляет с координатными осями одинаковые углы, а его модуль равен 3.

3.

Даны точки A(1, 2, 0), B(0, 1, 4) и С(-1, 1, 1). На плоскости XOZ

 

найдите такую точку D, чтобы вектор

JJG

был коллинеарен вектору

 

AB

 

JJJG

 

 

CD .

4.Найдите вершины и уравнения медиан треугольника, если даны

 

уравнения трех его сторон

 

АС: х-2у-3=0; АВ: х+2у+1=0; ВС:

 

2х+у+14=0.

 

 

5.

Постройте кривую x = 5

3

y2 + 4 y 12.

 

 

4

 

6.Приведите кривую 6x2 4 3 xy + 2 y2 + x 8 = 0 к каноническому виду.

7.Найдите точку, симметричную точке M (2, 3,0) относительно

прямой L :

x + 0,5

=

y +1,5

=

z 0,5

.

 

 

 

1

0

1

 

8.Укажите значение λ, при котором плоскости P1 : 3x – λy + 3 = 0 и P2 : x – 2y + 5z – 10 = 0 будут перпендикулярны.

9.Составьте уравнения прямой, образованной пересечением плоскости Р: -5x + 2y – z + 1 = 0 с плоскостью, проходящей через ось аппликат и

точку A(1,1,1).

10.

x + y + z 2 = 0,

с

Найдите точки пересечения прямой L :

= 0

 

x y 3z + 2

 

координатными плоскостями.

11.Составьте уравнение сферы, если известны координаты ее центра

C (-3;2;-1) и точки M(-2;1;-3) на ней.

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2

+

y2

+

 

z2

=1

25

9

16

 

 

 

 

 

с координатными плоскостями.

127

Вариант 8

1.ABCDEF – правильный шестиугольник, причем AB = p , BC = q . Выразите через p и q векторы CD , DE , EF , FA , , JGAD , JG.

2.

Найдите угол, образованный единичными векторами e

и e , если

 

JG

JG

G JG

JG

1

2

 

известно, что векторы a = e1

+ 2e2

и b = 5e1

4e2

перпендикулярны.

3.Найдите тупой угол (в радианах) между диагоналями параллелограммаG G, построенного на векторах

={2, 3,1} и b ={6, 1,1} .a

4.Найдите уравнения и длины сторон треугольника, если заданы две его вершины А(-1, -1), В(-11, 4) и точка пересечения его высот К(-7, -4).

5.

Постройте кривую y = 3 4 x 1.

6.Приведите кривую 18x2 +12 3 xy + 6 y2 y = 0 к каноническому виду.

7.Найдите точку, симметричную точке M (1,0, 1) относительно прямой L : x1 = y 01,5 = z 1 2 .

8.Составьте уравнение плоскости, которая проходит через начало координат перпендикулярно к двум плоскостям 2x +3y + z +3 = 0,

x3y 2z +3 = 0.

9.

x +3y 2z +1 = 0,

пересекает ось

Докажите, что прямая L :

= 0

 

3x 4 y + 7z +3

 

абсцисс.

10.Составьте уравнения прямых, образованных пересечением плоскости 8x + y 2z +16 = 0 с координатными плоскостями.

11.

Составьте уравнение сферы, если известно, что точки M1 (3;-3;2) и

 

M 2 (5;3;-6) являются концами диаметра сферы.

 

 

 

 

 

 

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2

y2

+

z2

= 0

4

16

4

 

 

 

 

 

с координатными плоскостями.

128

 

 

Вариант 9

 

1.

В пространстве заданы треугольники ABC и A' B 'C '. M и M ' – точки

 

 

JJJJG

JJJG JJJJG

 

пересечения их медиан. Выразите MM 'через векторы AA', CC 'и

 

JJJG

 

 

 

BB ' .

JG G G G G G G

 

2.

 

перпендикулярен вектору a .

Докажите, что вектор p =b(a,c)c(a,b)

3.

G

 

 

Найдите вектор x , коллинеарный вектору a ={1,1,1}, если его

 

G

={1,2,2} равна 5.

 

 

проекция на вектор b

 

4.Найдите координаты вершин треугольника, если даны уравнения двух его сторон AC : x 2 y +1 = 0 , AB : x + 2 y 3 = 0 и двух его высот:

2x 4 y + 2 = 0, 2x y 19 = 0.

5.

Постройте кривую y = −2

10x x2 .

6.

Приведите кривую

1 x2

+

3

xy +

3 y2

+ x +1 = 0 к каноническому виду.

2

 

 

4

 

 

4

 

7.Найдите точку, симметричную точке M (0,2,1) относительно прямой

L : x 21,5 = y1 = z 1 2 .

8.Составьте уравнение плоскости, которая проходит через точку M1 (4, 2,3) перпендикулярно к двум плоскостям:

x + y + 2z 9 = 0, x = 0.

9.Составьте уравнение плоскости, проходящей через прямую

x2+1 = y43 = z 5+1 перпендикулярно к плоскости x + 2 y z +5 = 0.

10. Проверьте параллельность прямых L :

x 5

=

y 3

 

=

z +1

и

4

2

 

 

 

x + y z = 0,

1

 

5

 

L2

или найдите угол между ними.

 

 

 

:

 

 

 

 

 

x y 5z 8 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

11.Составьте уравнение сферы, если известны координаты ее центра С (1;-4;-1) и то, что плоскость 2x y + 2z + 2 = 0 касается сферы.

12.Найдите уравнения линий пересечения поверхности 4z = x2 + 4 y2 с координатными плоскостями.

129

Вариант 10

1.Точки E и F – середины сторон AD и BC четырехугольника ABCD.

 

Докажите, что

EF =

1

( AB + DC ).

 

 

 

 

 

 

 

G

2

 

G

 

G

 

2.

Для векторов a ={2;G0;G3},

b ={3; 5; 4G},G

c ={3; 4;

1} вычислите

 

проекцию вектора [a, b] на вектор (a, b)c .

G G G

 

 

 

 

 

G

G G G

3.Упростите выражение (a b) ×(a b c) (a + 2b c).

4.Найдите уравнения и длины сторон и медиан треугольника, если даны две его вершины А (-1, 1), В(19, -9) и точка М (29/3; -1/3) пересечения медиан.

5.

Постройте кривую x = −2 5 6 y y2 .

6.Приведите кривую 3x2 + 6 3 xy +9 y2 + y = 0 к каноническому виду.

7.Найдите точку, симметричную точке M (3, 3, 1) относительно прямой

L :

x 6

=

y 3,5

=

z + 0,5

.

 

 

 

5

4

0

 

8.Определите двугранный угол, образованный пересечением плоскостей

y 3z +5 = 0, y + 2z 3 = 0.

9.Вычислите кратчайшее расстояние между прямыми:

x - 2

=

y - 3

=

z +1

,

x +1

=

y - 3

=

z +1

.

1

1

4

2

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

10.

y 3z +5 = 0,

на плоскость

Составьте уравнения проекции прямой

= 0,

 

y + 2z 3

 

6x + 2 y 3z +1 = 0 .

11.Составьте уравнение сферы, если известно, что точки

M1(1,2, 3), M2 (3,2, 1), M3 (1,4, 1), M4 (1,2,1) лежат на сфере.

12.

Найдите уравнения линий пересечения поверхности

x2

y2

= z

3

9

 

 

 

 

с координатными плоскостями.

130