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

 

ϕ = arccos

 

1

 

= π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите уравнения прямой, проходящей через точку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M (3,2,1)

 

 

 

и пересекающей ось ox под прямым углом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение искомой прямой можно записать в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнения прямой, проходящей через две точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1 (x1 , y1 , z1 ) и M 2 (x2 , y2 , z2 ) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

x x1

=

 

 

y y1

 

=

 

 

z z1

 

. По условию M1 (3,2,1).

 

x 3

=

y 2

=

 

z +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x1

y2 y1

z2 z1

 

 

 

 

1

 

 

 

Вторую точку находим из условия, что прямая пер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пендикулярна оси ox и пересекает ее, то есть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M 2 (3,0,0), и уравнение искомой прямой принимает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3

=

y 2

=

 

z +1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составьте параметрические уравнения прямой L, про-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ходящей через точку M 0 (2,0,3) параллельно прямой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L :

x 1

=

 

y + 2

 

=

z +1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве направляющего вектора искомой прямой L

 

 

 

x

 

= 5t +2,

 

можно взять направляющий вектор прямой L1 :

 

 

 

 

17

 

 

 

y = 2t,

a = a1 ={5,2,1}, так как прямые L иL1 параллельны по

 

 

 

 

 

 

 

z

= −t 3.

 

условию; канонические уравнения прямой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L :

 

x 2

=

 

 

 

y

 

=

z + 3

 

могут быть приведены к параметри-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческому виду, если приравнять входящие в них отно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шения значению параметра t:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 5t + 2,

y = 2t,

z = −t 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напишите канонические уравнения прямой L, прохо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дящей через точку M 0 (2,0,3) параллельно прямой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1 :

3x y + 2z 7 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +3y 2z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

y

 

 

z +3

18

Прямая L, параллельная прямой L1 , будет перпенди-

 

=

=

 

кулярна нормальным векторам

 

4

 

 

8

 

10

 

 

 

n1 ={3,1,2}

и

 

 

 

n2 ={1,3,2} плоскостей, образующих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямую L1 , то есть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = [n1 ×n2 ]=

 

i

j

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

2

={4,8,10}, и канонические

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71

M 2 (3,1,7) .

19

20

уравнения прямой L принимают вид:

x 2

=

y

=

z + 3

.

4

8

 

 

10

 

Определите, при каком значении l прямые

L1

:

x + 2

=

y

=

z 1

и L2

:

x 3

=

y 1

=

z

7

пересе-

 

3

 

l

4

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

2

 

 

каются. РЕШЕНИЕ 1:

По условию прямая L1 проходит через точку M1 (2,0,1) , а прямая L2 - через точку

Условием пересечения двух прямых будет условие компланарности векторов M 2 M1 , a1 , a2 , которое можно записать в виде:

 

 

 

 

 

 

x2 x1

 

 

 

 

y2 y1

z2 z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M 2 M1 a1 a2 =

 

 

l1

 

 

 

 

 

m1

n1

 

 

 

= 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

 

 

 

 

 

m2

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то есть

 

 

5

1

6

 

 

 

= 22l 66 = 0,

 

откуда

l = 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ 2:

 

 

 

 

 

3x 6 = 2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решим систему

 

 

 

2x +4

= z 1

. Получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 y 2 = 4z 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = 0, y = −3, z = 5. Подставим в последнее уравне-

 

 

 

 

 

 

 

 

ние с l:

3 =

 

3 1

l = 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составьте уравнение прямой, проходящей через точку

 

 

 

 

 

 

 

 

M1 (1,1,1) , пересекающей прямую L1 :

 

x

=

y

 

=

z

 

и пер-

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пендикулярную прямой L2 :

x 1

=

y 2

=

z 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ 1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

y 1

 

 

z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение искомой прямой L :

 

=

 

=

. Она

x 1

 

y 1

 

z 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

m

 

 

 

 

n

 

 

 

=

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

2

 

5

лежит в одной плоскости с прямой

L1 , проходящей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

через точку M 2 (0,0,0) , то есть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M 2 M1 a1 a2 =

 

1

1

1

 

 

= l 2m + n = 0,

 

 

и перпендику-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

m

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лярна прямой L2 с направляющим вектором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2 ={2,1, 4} . Условие перпендикулярности прямых за-

 

 

 

 

 

 

 

 

72

ключается в равенстве (a1 a2 ) = 0 2l + m + 4n = 0. Ре-

шим систему l 2m + n = 0

для определения

 

 

 

2l + m + 4n = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l, m и n. Выражая l и m через n , найдем

l 2m = −n,

l n + 2m,

при m = −

2

 

 

9

n, та-

 

 

 

n, l = −

 

5

2l + m = −4n,

5m = −2n,

 

 

 

5

 

 

 

ким образом, l : m : n = 9 : 2 : (5)

и уравнение искомой

прямой L имеет вид:

x 1

=

y 1

=

z 1

.

 

 

 

2

 

 

 

 

 

9

 

 

 

5

 

 

РЕШЕНИЕ 2:

x =1+αt

Рассмотрим пучок прямых: y =1+ βt . Из условия

z =1+γt

перпендикулярности имеем 2α + β +4γ = 0 β = −2α 4γ . Условие пересечения

 

даёт систему:

1+αt

=

1+ βt

=

1+γt

,t 0, или

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 +2αt =1+ βt =1

2(α +2γ )t

. Из системы следует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 +3αt =1+γt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α = −

9

 

, β = −

2

 

,γ =

5

 

. Таким образом, в качестве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16t

 

 

 

16t

 

 

16t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

направляющего вектора можно взять вектор

 

 

 

 

 

 

 

 

{9,2,5}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L:

x 1

=

 

y 1

=

z 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Прямая и плоскость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите точку пересечения прямой L :

x 1

=

 

y +1

=

z

 

и

 

 

1

 

2

 

 

 

 

плоскости P : 2x + 3y + z 1 = 0.

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения координат точки пересечения запи-

 

 

21

шем уравнения прямой L в параметрическом виде:

 

(2,-3,6)

x 1 = t, y +1 = −2t,

z

= 6t . Подставляя эти выражения в

 

 

 

уравнение плоскости Р, получим уравнение для опре-

 

 

деления значения параметра t, соответствующего точ-

 

 

ке их пересечения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(t +1) +3(2t 1) + 6t 1 = 0 t =1, следовательно, коор-

 

 

 

динаты искомой точки x = 2,

y = −3,

z = 6.

 

 

 

 

 

 

 

22

Составьте уравнение плоскости Р, проходящей через

 

4x +6 y +5z =1

данную прямую L и точку

 

M 0 (2,2,1) , если прямая

 

 

 

 

 

 

73

x = 2t +1,

L : y = −3t + 2, задана параметрическими уравнения-

z = 2t 3,

ми. РЕШЕНИЕ 1:

Перейдем к каноническим уравнениям прямой

L : x 21 = y32 = z +2 3 . Чтобы записать уравнение пучка

плоскостей, проходящих через прямую L, и выбрать из него искомую плоскость, проходящую через точку M 0 , составим уравнение прямой L в виде ее проекций

на плоскости XOY и XOZ. Из канонических уравнений получим

3(x 1) = 2( y 2)

 

3x

+ 2 y 7

= 0

 

L :

2(x

1) = 2(z

+3)

 

z 4 = 0.

 

 

 

x

 

Уравнение пучка плоскостей через прямую L имеет

 

вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x z 4) +λ(3x +2 y 7) = 0 (1+3λ)x + 2λy z (4 +7λ) = 0.

 

Так как плоскость проходит через точку M 0 , подста-

 

вим ее координаты в уравнение пучка плоскостей и

 

найдем значение λ , определяющее искомую плос-

 

кость 2 +6λ 4λ 14

7λ = 0 λ = − 3 , и уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

плоскости Р будет иметь вид: 4x + 6 y + 5z 1 = 0.

 

РЕШЕНИЕ 2:

 

 

 

x = 2t +1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем на прямой L : y = −3t + 2,

две точки, например,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 2t 3

 

 

t1 = 0

и t2 = 0 , откуда M1 (1, 2, 3) L и M2 (3, 1, 1) L .

 

Из уравнения плоскости, проходящей через три точки

 

M0 , M1 , M2 , получаем

 

 

 

 

 

 

 

P :

 

x 2

 

y +2

z 1

 

= 0 4x +6 y +5z 1 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Составьте уравнение плоскости, проходящей через

 

прямую

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

3x + 2 y +5z + 6 = 0,

параллельно прямой

 

23

 

:

+3z + 4 = 0,

2x +3y + 4z = −5

 

 

 

x + 4 y

 

 

L2 :

x 1

 

=

y 5

=

z +1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ 1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74

Запишем уравнение пучка плоскостей, проходящих через прямую L1 :

3x +2 y +5z +6 +λ(x + 4 y +3z + 4) = 0

(3 +λ)x +(2 + 4λ) y +(5 +3λ)z +(6 + 4λ) = 0.

Выберем из всех плоскостей с нормальными векторами n ={3 + λ,2 + 4λ,5 +3λ} ту, которая параллельна направляющему вектору прямой L2 , равному

a2 ={3,2,3}. Нормальный вектор плоскости n , перпендикулярен a2 и удовлетворяет условию (n a2 ) = 0 : 3(3 + λ) + 2(2 + 4λ) 3(5 +3λ) = 0 . Из этого уравнения находим значение λ =1 , при котором уравнение искомой плоскости принимает вид:

2x + 3y + 4z + 5 = 0 .

РЕШЕНИЕ 2:

Найдем нормальный вектор искомой плоскости как векторное произведение направляющих векторов прямых.

a2

={3, 2, 3};

 

 

 

 

i

j

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1 =

3

2

5

 

={14, 4,10} {7, 2, 5} ;

 

 

 

1

4

3

 

 

 

 

 

i

j

k

 

 

 

 

 

 

n =

3

2

3

={4, 6, 8} {2,3, 4}.

 

 

7

2

5

 

 

Найдем произвольную точку на

L1

3x

+2 y +5z +6 = 0,

 

:

 

 

 

 

 

 

x +4 y +3z + 4 = 0.

 

Положим

x = 0 , из 2 y +5z = −6,

найдем

 

 

 

 

 

 

 

4 y +3z = −4,

 

M0 (0, 17 , 87 ) . Уравнение плоскости с нормальным

вектором n , проходящей через точку M0 , имеет

вид:

2(x 0) +3( y + 17 ) + 4(z + 87 ) = 0 2x +3y + 4z +5 = 0.

 

Составьте уравнение плоскости Р, проходящей через

 

 

прямую L :

x 1

=

y

=

z +1

 

перпендикулярно к плоско-

 

 

0

 

2

 

 

24

сти

 

 

1

 

3x y + 2z 1

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1 : x + y z +1 = 0, L P.

РЕШЕНИЕ:

75

Уравнение прямой L в проекциях:

 

2x 2 =

0,

 

 

= 0.

 

y 2z 2

Уравнение пучка плоскостей, проходящих через пря-

мую L, имеет вид:

(2x2)+λy2z2) =0 2x+λy2λz2(λ+1) =0

с общим нормальным вектором n ={2,λ,2λ}, завися-

 

щим от параметра λ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие перпендикулярности искомой плоскости и

 

 

 

 

 

 

 

 

плоскости P1 с n1 ={1,1,1} имеет вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n n1 ) = 2 +λ + 2λ = 0 и дает значение λ = − 2 , при кото-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ром получается уравнение плоскости Р в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x y + 2z 1 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите уравнения проекции прямой L :

x 1

=

y +1

=

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на плоскость P : x + y + 2z 5 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем уравнение пучка плоскостей, проходящих

 

 

 

 

 

 

 

 

через прямую L, уравнение которой в проекциях име-

 

 

 

 

 

 

 

 

ет вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x y 3 = 0, (2x y 3) +λ(3x z 3) = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0, (2 +3λ)x y λz 3(1+λ) = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x z 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плоскость P1 из этого пучка, проектирующая эту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямую L на плоскость Р, определится из условия

 

 

 

 

5

= z

 

5

 

25

перпендикулярности этих плоскостей с нормальными x

 

 

= y 3

3

 

 

векторами n1 ={(2 +3λ), 1, λ} и

n ={1,1,2};

 

 

 

1

 

1

 

 

0

 

 

 

(n1 n) =1(2 +3λ) +1(1) + 2(λ) = 0,

откуда λ = −1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При этом значении λ получаем уравнение проекти-

 

 

 

 

 

 

 

 

рующей плоскости P1 : x + y z = 0 , а проекцией прямой

 

 

 

 

 

 

 

 

L на плоскость Р будет линия пересечения двух плос-

 

 

 

 

 

 

 

 

костей

x + y + 2z 5 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или в каноническом виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

Lпр :

x + y

z = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

 

 

=

z

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

пр

:

=

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите проекцию точки M (5,2,1) на плоскость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P : 2x y + 3z + 23 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

РЕШЕНИЕ 1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1,4,-7)

 

 

 

Проекцией точки M на плос-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кость Р будет точка пересечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прямой L, проходящей через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

 

точку М перпендикулярно к плоскости Р. Уравнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перпендикуляра через точку М будет иметь вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L :

x 5

 

=

y 2

=

 

z +1

= t

и координаты проекции M

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

найдем, подставив x = 2t + 5,

 

 

y = −t + 2,

 

z = 3t 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в уравнение плоскости Р:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(2t +5) +t 2 +3(3t 1) + 23 = 0,

 

откуда

 

t = −2 и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xпр =1,

 

 

yпр = 4,

 

zпр = −7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ 2:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координаты точки проекции можно найти непосред-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

5

 

 

 

 

 

y 2

 

 

z +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ственно решая систему

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

y +

3z +

23 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) проекцию точки M (0,1,2) на пря-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мую L :

 

x 1

=

y

=

z +1

,

 

 

 

M L ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) расстояние от точки M (0,1,2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этой прямой,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) запишите уравнение перпендикуляра L1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M (0,1,2)

 

на прямую L :

x 1

=

 

 

y

=

z +1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) найдите точку N , симметричную точке M (0,1,2) от-

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

z +

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

носительно прямой L :

=

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

O

5

5

, 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

270

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

1). Из условия n ={2,1,0}. Уравнение плоскости Р,

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перпендикулярной к прямой L и проходящей через

 

x 1

=

y

 

=

z +1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

0

 

точку M, имеет вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +1( y 1) +0(z 2) = 0 2x + y 1 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

координаты точки пересечения этой плоскости с пря-

,

 

,

4

 

 

5

5

 

 

 

мой L :

 

x 1 = 2t,

y = t,

 

z = −1

 

находим из уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(2t +1) + t 1 = 0 t = −

1

. Координаты точки пересече-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния прямой и плоскости дадут координаты проекции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точки М на плоскость

 

O

3

,

1

, 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2). Способ 1. Искомое расстояние равно расстоянию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

между точкой M (0,1,2)

и ее проекцией на прямую –

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точкой O

3

,

1

, 1 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

 

d =

 

3 2

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

270

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 1+

 

 

 

 

 

+(2 +1)

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ 2. Расстояние от точки до прямой можно най-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M 0 M ×q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ти по формуле: d =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3). Уравнение перпендикуляра L1

из точки M (0,1,2)

на

 

 

прямую L :

x 1

 

=

 

y

 

=

 

z +1

 

 

напишем как уравнение пря-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мой, проходящей через две точки M (0,1,2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O 3

, 1 , 1 :

 

 

L

:

x 0

=

 

 

y 1

=

 

z 2

,

 

 

x

=

y 1

=

 

z 2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1 12 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

y

 

 

z +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

=

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4). Для того чтобы найти координаты точки N, заме-

 

 

тим, что точка О делит отрезок MN пополам и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

xM + xN

,

 

 

 

 

 

y =

yM + yN

,

z

0

 

=

zM + zN

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

откуда

x

 

 

=

,

y

 

 

 

= −

,

 

z

 

 

 

= −4 и

 

 

6

 

 

7

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

N

 

 

 

 

N

N

 

 

,

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

5

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдите:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) расстояние от точки M (1,1,1) до плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P : x + y 2z 6 = 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) координаты точки N, симмет-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ричной точке M (1,1,1)

относитель-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

но плоскости P : x + y 2z 6 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕШЕНИЕ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1). Способ 1. Уравнение прямой,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проходящей через точку

 

M (1,1,1) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ,

28

перпендикулярно к плоскости Р с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n ={1,1, 2} , можно записать в виде L :

 

x 1

=

y 1

 

 

=

z 1

.

(3,3, 3)

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Проекцию точки М на плоскость Р находим как точку

 

 

пересечения

 

 

прямой

 

 

L : x = t +1, y = t +1, z = −2t +1

 

 

и плоскости

 

 

 

 

P : t +1+t +12( 2t +1) 6 = 0 ,

 

 

откуда

 

 

t =1 и O (2,2,1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Искомое расстояние d =

 

 

(2 1)2 +(2 1)2 +(11)2 =

6 .

 

 

Способ 2. Расстояние находим по известной формуле

 

 

(см. задачу № 11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

d =

1+12 6

= 6 .

 

6

 

Координаты искомой точки удовлетворяют системе

x 1

=

y 1

=

z 1

,

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

2

(x 1)2 + (y 1)2 + (z 1)2 = (2 6 )2 = 24,

из которой получаем

(x 1)2 +(x 1)2 + 4(x 1)2 = 24 (x 1)2 = 4 x1 = 3, x2 = −1.

В результате имеем две точки: N1 = (3,3,3) и

N2 = (1,1,5) . Вторая точка не подходит, так как

 

 

отстоит от плоскости на 3 6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) x =

xM + xN

x

N

= 3, аналогично y

N

= 3, z

N

= −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и N (3,3,3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ НА ПЛОСКОСТИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Прямая на плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ

 

 

 

 

 

Треугольник задан уравнениями трех его сторон:

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А (-1, 2),

 

 

 

 

 

 

 

 

АС: х – 2у + 5 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В (9, -3),

 

 

 

 

 

 

 

 

АВ: х + 2у – 3 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С (5, 5),

 

 

 

 

 

 

 

 

ВС: 2х + у – 15 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определите следующие элементы треугольника:

 

 

б)

1

 

5

 

 

 

 

а) координаты вершин.

 

 

 

 

 

y =

x +

,

 

 

 

б) уравнения высот,

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

в) уравнения медиан,

 

 

 

 

 

 

у=-2х+15,

 

 

1

г) длины сторон,

 

 

 

 

 

 

у=2х–5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

д) уравнения биссектрис,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11х–2у–45=0,

 

 

 

ж) центр и радиус вписанной окружности,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13х+14у=75,

 

 

 

з) центр и радиус описанной окружности,

 

 

 

 

x+8y–15=0,

 

 

 

и) центр тяжести треугольника,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к) внутренние углы треугольника,

 

 

 

 

5

5,

 

 

 

 

 

л) площадь треугольника.

 

 

 

 

г) 4

5,

,

 

 

 

РЕШЕНИЕ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79

а). Координаты вершин треугольника находятся как точки пересечения соответствующих сторон. Так, например, координаты точки А являются решением системы уравнений

x 2 y +5 = 0,

А (-1, 2).

 

= 0,

x + 2 y 3

 

Аналогично находятся В (9, -3) и С (5, 5).

б). Высотой треугольника называется отрезок перпендикуляра, опущенного из вершины треугольника на противоположную сторону.

Уравнение высоты hc = CC1 ищем как уравнение прямой, приходящей через точку С перпендикулярно к

AB:

 

nAB ={1, 2}

 

и

уравнение

высоты

 

x 5

=

y 5

y = −

1 x +

3 .

 

 

1

 

 

 

2

 

2

2

 

 

Анализ уравнений сторон АС: y = 12 x + 52 и

ВС: у = -2х + 5 (k1 k2 = −1) убеждает в том, что АС ВС, треугольник является прямоугольным, значит,

уравнение hA: y = 12 x + 52 ; hB: у = -2х + 15.

в). Медианой называется отрезок прямой, соединяющей вершину треугольника с серединой противолежащей стороны.

Координаты середин сторон находятся по формулам деления отрезка в данном отношении: С2 (4, -1/2), В2 (2, 7/2), А2 (7, 1).

Уравнение медианы mC = CC2 получается как уравнение прямой, проходящей через точки С и С2:

 

y 5

=

x

5

или mC: 11х–2у–45=0.

 

1 2 5

 

5

 

4

 

Аналогично

mВ: 13х+14у–75=0,

 

 

 

 

 

mА: x+8y–15=0.

д)

у = 2, х+у–6=0, 3х–у–10=0,

ж)

О1(4,2), r = 5 ,

з)

О2(4,-1/2), R = 5 25 ,

и)

 

 

 

 

xO

= 4,35;

 

 

 

3

 

 

 

 

yO

=1, 45

 

 

 

3

 

 

 

 

к)

 

 

3

 

 

 

A = arccos

 

 

5

 

 

 

 

л) 30.

80