- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Алгебра и геометрия
- •090900 – «Информационная безопасность» и 090303 – «Информационная безопасность автоматизированных систем»
- •1. Матрицы и определители
- •2. Невырожденные системы линейных алгебраических уравнений
- •3. Однородные системы линейных алгебраических уравнений
- •4. Операции над векторами в произвольном базисе
- •5. Операции над векторами в ортонормированном базисе
- •7. Прямая линия на плоскости
- •6. Собственные значения и собственные векторы линейного оператора
- •8. Преобразование уравнения линии второго порядка к каноническому виду
- •9. Прямая линия в пространстве и плоскость
8. Преобразование уравнения линии второго порядка к каноническому виду
Постановка задачи
Преобразовать
уравнение линии второго порядка
к каноническому виду и построить кривую.
План решения
С помощью поворота системы координат Оxy переходим к системе координат Оx'y', в которой уравнение кривой не содержит произведения текущих координат х'y'.
Угол поворота
системы
координат находим из равенства
.
Подставляя в уравнение линии второго
порядка формулы поворота координатных
осей
получаем уравнение
.
Далее, выделив
полные квадраты по обеим переменным
(или по одной переменной, если одно из
чисел
равно нулю), с помощью параллельного
переноса системы координатОx'y'
переходим к системе О'x"y",
в которой уравнение кривой имеет
канонический вид.
Строим полученную кривую.
Условие задачи
Преобразовать уравнение линии второго порядка (табл. 8) к каноническому виду и построить кривую.
Таблица 8
|
№ |
Уравнение линии |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
12 |
|
|
13 |
|
|
14 |
|
|
15 |
|
|
16 |
|
|
17 |
|
|
18 |
|
|
19 |
|
|
20 |
|
|
21 |
|
|
22 |
|
|
23 |
|
|
24 |
|
|
25 |
|
Окончание табл. 8
|
26 |
|
|
27 |
|
|
28 |
|
|
29 |
|
|
30 |
|
9. Прямая линия в пространстве и плоскость
Постановка задачи
Заданы координаты точек A1 , A2 , A3 , A4 . Написать канонические уравнения прямых A1A2 и A1A4 и найти острый угол между ними. Написать общее уравнение плоскости A1A2A3 . Найти угол между прямой A1A4 и плоскостью A1A2A3 . Написать канонические уравнения высоты, опущенной из вершины A4 на грань A1A2A3 .
План решения
Канонические
уравнения прямой, проходящей через
точки М1(x1 ; y1 ; z1),
М2(x2 ; y2 ; z2),
имеют вид
.
Подставляя в эти равенства координаты
соответствующих точек, получаем искомые
уравнения прямых.
Угол между прямыми
равен углу между их направляющими
векторами
и
.
Острый уголα
между векторами
и
находим из равенства
.
Используя формулу уравнения плоскости, проходящей через три точки, составляем уравнение плоскости A1A2A3 .
Угол β
между прямой и плоскостью находим из
равенства
,
где
– направляющий вектор прямой,
– нормальный вектор плоскости.
Составляем уравнения прямой, проходящей через точку A4 перпендикулярно плоскости A1A2A3 . Для этого в качестве направляющего вектора прямой берем нормальный вектор плоскости.
Условие задачи
Даны координаты точек A1 , A2 , A3 , A4 (табл. 9). Написать канонические уравнения прямых A1A2 и A1A4 и найти острый угол между ними. Написать общее уравнение плоскости A1A2A3 . Найти угол между прямой A1A4 и плоскостью A1A2A3 . Написать канонические уравнения высоты, опущенной из вершины A4 на грань A1A2A3 .
Таблица 9
|
№ |
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
|
1 |
(2; 3; 2) |
(10; 7; 3) |
(6; 6; 3) |
(8; 9; 5) |
|
2 |
(3; 5; 2) |
(1; 7; 5) |
(5; 6; 8) |
(1; 6; 4) |
|
3 |
(6; 1; 4) |
(3; –3; 8) |
(5; –5; 8) |
(8; 3; 3) |
|
4 |
(2; 5; 4) |
(5; 3; 6) |
(8; 3; 5) |
(8; 2; 10) |
|
5 |
(3; 4; 3) |
(7; –4; 4) |
(6; 0; 4) |
(9; 10; 6) |
|
6 |
(1; 2; 3) |
(3; 4; 6) |
(–3; 1; 6) |
(3; 3; 5) |
|
7 |
(3; 5; 1) |
(0; 1; 5) |
(1; 0; 5) |
(7; 9; –1) |
|
8 |
(5; –2; 4) |
(7; 1; 6) |
(7; 4; 5) |
(8; 4; 10) |
|
9 |
(1; 2; 1) |
(9; –2; 2) |
(–3; 5; 0) |
(7; 8; –2) |
|
10 |
(4; 1; 3) |
(2; 3; 6) |
(5; –3; 6) |
(3; 3; 5) |
|
11 |
(3; –1; 2) |
(7; 2; 6) |
(9; 0; 6) |
(5; 1; 3) |
|
12 |
(3; 5; 4) |
(1; 8; 6) |
(–1; 2; 6) |
(9; –1; 1) |
|
13 |
(1; 1; 2) |
(–3; 9; 3) |
(–2; 5; 3) |
(7; 7; –1) |
|
14 |
(1; 4; 3) |
(–1; 6; 6) |
(6; –4; 0) |
(2; 2; 1) |
|
15 |
(2; 4; 1) |
(6; 7; 5) |
(7; 6; 5) |
(6; 8; 3) |
|
16 |
(1; 2; 2) |
(3; 5; 4) |
(5; –1; 4) |
(7; 8; 5) |
|
17 |
(2; –2; 1) |
(10; 2; 2) |
(6; 1; 2) |
(8; 4; 4) |
|
18 |
(3; 4; –1) |
(1; 6; 2) |
(5; 5; 5) |
(1; 5; 1) |
|
19 |
(2; 5; 3) |
(–1; 1; 7) |
(1; –1; 7) |
(4; 7; 2) |
|
20 |
(1; 4; 2) |
(4; 2; 4) |
(7; 2; 3) |
(7; 1; 8) |
|
21 |
(3; 1; 4) |
(7; –7; 5) |
(6; –3; 5) |
(9; 7; 7) |
|
22 |
(2; 4; 3) |
(4; 6; 6) |
(–2; 3; 6) |
(4; 5; 5) |
|
23 |
(5; –2; –1) |
(2; –6; 3) |
(3; –7; 3) |
(9; 2; –3) |
|
24 |
(5; 2; 1) |
(7; 5; 3) |
(7; 8; 2) |
(8; 8; 7) |
|
25 |
(2; –1; 7) |
(10; –5; 8) |
(–2; 2; 6) |
(8; 5; 4) |
|
26 |
(4; 7; 8) |
(2; 9; 11) |
(5; 3; 11) |
(3; 9; 10) |
|
27 |
(2; 1; 3) |
(6; 4; 7) |
(8; 2; 7) |
(4; 3; 4) |
|
28 |
(1; 5; 2) |
(–1; 8; 4) |
(–3; 2; 4) |
(7; –1; –1) |
|
29 |
(6; 1; 4) |
(2; 9; 5) |
(3; 5; 5) |
(12; 7; 1) |
|
30 |
(6; 5; 1) |
(4; 7; 4) |
(11; –3; –2) |
(7; 3; –1) |
Алгебра и геометрия: методические указания к расчетно-графической работе для студентов очной формы обучения направлений подготовки 090900 – «Информационная безопасность» и 090303 – «Информационная безопасность автоматизированных систем»
Андрей Иванович Гореленков
Научный редактор В.М. Кобзев
Редактор издательства Л.И. Афонина
Компьютерный набор А.И. Гореленков
Темплан 2013 г., п. 345
Подписано в печать Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная
Офсетная печать. Печ. л. 1,1 Уч.-изд. л. 1,1 Т. 30 экз. Заказ
Издательство Брянского государственного технического университета
Брянск, бульвар 50-летия Октября, 7. тел. 58-82-49
Лаборатория оперативной печати БГТУ, ул. Институтская, 16.
