Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математика / practic4.ppt
Скачиваний:
69
Добавлен:
30.05.2015
Размер:
1.05 Mб
Скачать

Лекционно-практическое занятие по теме

Аналитическая геометрия в пространстве

Раздел «Аналитическая геометрия ав пространстве» курса «Высшая математика» включает две основные темы:

1.Плоскость

2.Прямая в пространстве

3.Поверхности 2-го порядка

 

 

 

1. Плоскость

 

 

Основные уравнения плоскости

 

 

1. Уравнение плоскости, проходящей через

 

 

M (x ; y ; z )

 

 

заданную0 0 точку0 0

 

 

перпендикулярно

 

 

 

 

 

 

N A; B;C

N A; B;C

 

A(x x0 ) B( y y0 ) C(z z0 ) 0

 

 

 

2. Общее

 

 

плоскости

M0 (x0 ; y0 ; z0 )

 

 

Ax By Cz D 0

 

 

N A; B;C

 

- вектор нормали

Z

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

3. Уравнение плоскости « в отрезках»

 

 

 

x

y

z 1

b

Y

 

 

 

 

 

a

b

c

a

 

 

 

 

 

X

 

 

Уравнения плоскости 4. Уравнение плоскости, проходящей через три

 

 

M

(x ; y ; z )

 

M

2 (x2 ; y2 ; z2 )

 

M3 (x3 ; y3 ; z3 )

заданные точки 1

1 1 1

 

,

 

 

 

и

N A; B;C

M (x; y; z)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1M x x1; y y1; z z1

 

 

 

M2 (x2

; y2

; z2 )

M1 (x1; y1; z1 )

M1M2 x2

 

x1; y2 y1; z2 z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M3 (x3 ; y3 ; z3 )

M1M3 x3 x1; y3 y1; z3 z1

 

Условие компланарности векторов(M1M M1M 2 M1M3 ) 0

x x1

y y1

z z1

 

0

 

x2 x1

y2 y1

z2 z1

 

x3 x1

y3 y1

z3 z1

 

 

Построение плоскостей

1. Построить плоскость3x 4 y 6z 12 0

Находим координаты точек пересечения плоскости с осями коо

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

x

0

0

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

y

0

3

0

 

 

 

 

Y

z

2

0

0

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

Можно привести уравнение плоскости к уравнению «в отрезках

 

 

 

3x 4 y 6z 12

 

1) Переносим вправо свободный член уравнения

3x

4 y

6z

 

2)

Делим на 12, чтобы получить единицу в правой части

12

1

3)

x

y

 

z

12

12

Убираем коэффициенты из числителей

 

 

1

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

Числа, стоящие в знаменателях, являются длинами отрезков, к

плоскость отсекает на осях координат

Построение плоскостей

2.Построить плоскость 3x 5y 10 0

Вуравнении отсутствует переменная z.

Находим точки пересечения плоскости с осями OX и OY.

X

0

10/

Соединяем точки прямой линией и получаем

след плоскости на плоскости XOY.

 

 

 

3

 

 

 

Теперь из точек пересечения проводим

y

-2

0

прямые, параллельные оси OZ.

 

 

 

 

 

Z

 

Аналогично строятся все плоскости,

 

 

 

 

в уравнении которых отсутствует од

 

 

 

 

 

переменнаяZ

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

Y

-2

 

 

 

 

7

Y

 

2

 

10/3

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

X

 

 

 

X

 

 

2x 7z 14 0

 

3y 2z 6

 

 

 

 

 

 

 

Построение плоскостей

 

 

3. Построить плоскость

 

3z 8 0

 

 

В уравнении отсутствуют две переменные x и y. Такая

плоскость

 

 

 

 

 

 

проходит параллельно и оси OX , и оси OY, т.е. она проходит

параллельно координатной плоскости XOY через точку z=8/3

на оси OZ.

Z

 

 

 

 

8/

 

 

Аналогично строятся плоскости,

 

 

 

 

 

 

в уравнениях которых отсутствую

 

3

 

 

 

 

 

две переменные

 

 

 

 

 

Y

 

 

 

0

 

 

 

 

X

 

 

 

Z

5 y 3 0

 

 

 

 

 

4x

9 0

Z

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

Y

 

X

9/4

0

X

0

3/5

 

 

Таким образом, если в уравнении плоскости отсутствует одна переменная, то плоскость проходит параллельно той оси координат, переменной которой нет в уравнении.

Если в уравнении плоскости отсутствует свободный член, то плоскость проходит через начало координат.

Если в уравнении плоскости отсутствуют две переменные, то плоскость проходит параллельно

координатной плоскости, переменных которой нет в уравнении.

Уравнения координатных плоскостей

x 0

- уравнение плоскости YOZ

y 0

- уравнение плоскости XOZ

z 0

- уравнение плоскости

 

XOY

Взаимное расположение плоскостей

.

Условие параллельности плоскостей

 

N1

A1; B1;C1

1

 

 

N1

|| N2

A1

 

B1

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

B

2

C

2

 

N

A ; B

;C

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

2 2

 

2. Условие перпендикулярности плоскостей

 

 

 

 

N1

N1

 

 

N2

(N1 N2 ) 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 A2 B1 B2 C1 C2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Косинус угла между плоскостями

Угол между плоскостями – это угол между векторами нормалей этих плоскостей

cos cos(N1

,N 2 )

 

A1 A2 B1 B2 C1 C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

B2

C 2

 

A2

B2

C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

 

2

2

2

 

Расстояние от точки до плоскости

 

 

Расстояние от точки1

1

1

1

до плоскости

 

 

 

M

(x

; y

; z )

 

 

 

 

 

Ax By Cz D 0

 

находится по формуле

 

 

| Ax1 By1 Cz1 D |

 

d

 

M1 (x1

; y1

; z1 )

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 B2 C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние – это длина перпендикуляра, опущенного из точки на пло

Правило: для нахождения расстояния от точки до плоскости ну координаты точки подставить в левую часть уравнения плоскос разделить на длину вектора нормали плоскости и полученное з

взять по абсолютной величине.

!Расстояние – величина всегда положительная

Соседние файлы в папке Математика