rozrohunkova_mat
.pdf
х ~ і - 1 ,
а параметричне рівняння запишеться \ у ~ —41 — 1 ,
2 - —Зі.
Знайдемо синус кута між прямою Ь (її напрямний вектор з —(1; —4; - 3 )) та площиною х —2 —0 з нормальним вектором п — (1 ; 0 ; —1 ):
|
|
|
|
|
|
|
1 ■1 + (—4) ■0 + (—3) •( - 1 ) |
2 |
|||||
|
|
|
|
1*1 •\ п \ |
у і + (—4)2 + (-3)2. д/12 + 02 + (-1)5 |
л/ЇЗ’ |
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У ІЗ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Координати точки перетину прямої £ і площини з: - г = 0 е розв’язка- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
х —і — 1 , |
|
|
|
|
|
|
||
ми системи рівнянь |
^ |
|
’ |
Звідси і — 1 |
+ Зі — 0 або і = |
І . Тому |
|||||||
|
|
|
|
|
ж — 2 —- 0 . |
|
|
|
|
|
|
||
х |
1 |
|
3 |
|
' |
1 |
Л |
|
|
З |
|
|
|
4 |
_ 1 — _ у —- 4 •- —1 —- 2 , г = —- . |
|
|
|
|||||||||
|
|
4 ; " |
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
7 |
з |
|
3\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Отже, М І - |
|
—2; —- 1 - шукана точка перетину. |
|
|
||||||||
|
Запишемо рівняння прямої Ьі, що проходить через початок координат |
||||||||||||
паралельно до прямої Ь (за її напрямний вектор можна взяти 8 ): |
|
||||||||||||
|
|
|
х — 0 |
у —0 |
г - 0 |
|
|
У _ * |
|
||||
|
|
|
~ Т ~~ ~ |
” |
-з |
а6° І |
- 4 |
- З |
|
||||
|
Знайдемо рівняння площини, що проходить через паралельні прямі |
||||||||||||
|
|
|
Ь : X+ 1 |
у + 1 |
г |
, |
х |
у |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
- 4 |
-З |
1 |
1 ‘ 1—4 |
—З |
|
||
Нехай М (ж; у; г) |
- |
її біжуча точка. |
Тоді вектори |
|
|
|
|||||||
|
М0АЇ = |
(ж + |
1; у + 1 ; г), |
О Щ = |
( - 1 ; |
- 1 ; |
0), |
в = (1; - 4 ; - 3 ) |
|||||
16
- компланарні, тому їх мішаний добуток дорівнює нулю:
X + 1 |
у + 1 |
|
-1 |
-1 |
= 0. |
І- 4
Звідси Зх — Зу + 5г — 0.
Завдання 16. Вершина баштового крана знаходиться в точці М (5; —4; 10). Вантаж розміщений на платформі, площина якої зада,ється рівнянням 2х —6у—3;г+38 — 0 . Гак крана закріплений до вантажу так, що трос проходить вздовж прямої, яка перпендикулярна до площини платформи. Знайти відстань від вершини крана (точки М) до площини платформи. Записати канонічне та параметричне рівняння прямої, вздовж якої натягнутий трос.
Р о з в ’язанн я, Знайдемо відстань від точки М з координатами (5; —4; 10) до площини 2ж —6у - Зл 4- 38 = 0 за формулою
2 - 5 - 6 - ( - 4 ) - 3 - 10 + 38
= 6.
у/22 + ( - 6)2 + ( - 3 ) 2
Напрямний вектор в прямої, вздовж якої натягнутий трос, колінеарний до вектора нормалі п площини платформи, тому можна вважати, що в = п — -- (2 ; —6 ; —3). Тоді канонічне рівняння прямої має вигляд:
|
х — 5 |
у + 4 |
2 — 10 |
|
|
|
|
2 |
~ 6~= "ІЗ™ "’ |
|
|
||
|
|
( |
х = 2і + 5, |
|
||
а параметричним рівнянням ттіеї прямої є < |
у ——6і |
- 4, |
|
|||
|
|
I |
2 - - З і |
+ 10. |
|
|
|
Завдання 17. Знайти півосі, координати фокусів, ексцентриситет, рівня |
|||||
ння директрис та асимптот гіперболи 16х2 —9-у2 — 144. Зробити рисунок. |
||||||
|
Р о з в ’язання . Зведемо рівняння гіперболи до канонічного |
вигляду |
||||
X |
2 |
|
|
2 |
К. - 1 . |
|
~ = ±1. Для цього розділимо його на 144, отримаємо — |
||||||
|
||||||
а*- о1 |
|
|
У |
16 |
||
Отже, а = З, Ь —4. Знаходимо с: |
|
|
|
|
||
|
, 2 |
^2 _ •у/9 + 1 [й — 5 . |
|
|
||
|
с = у/а? |
|
|
|
|
|
Тоді координати фокусів: і 7і( —5; 0), і^(5; 0). |
|
|
||||
|
Ексцентриситет є гіперболи знаходимо за формулою є |
|
||||
|
Рівняння директрис гіперболи мають вигляд х — ± - , отже, х -= ± - . |
|||||
|
|
|
|
£ |
5 |
|
17
т
Рівняння асимптот гіперболи запишуться у = ± - х , |
тобто у = ± - х . |
|
|
а |
З |
Завдання 18. Визначити ексцентриситет еліпса, |
якщо його малу вісь |
|
видно з його фокуса під прямим кутом. |
|
|
Р о з в ’язання. Нехай |
= 1 - канонічне рівняння цього еліпса (а>Ь); |
|
Р2(с; 0) - його правий фокус, |
Ь1 |
|
А та В - кінці малої осі еліпса через. Тоді |
||
ААР2В = 90°, ААР2В - прямокутний рівнобедрений трикутник, ОР2- його висота, медіана і бісектриса, тому
/,ОР2А = АОР2В = АР2В = 45°.
Звідси випливає, що трикутник А АОР2 - також прямокутний і рівнобе дрений. Отже, АО — ОР2 або Ь с. Враховуючи це, а2 — с2 + Ь2 —2Ь2, звідки
а = х/2 ■Ь.
18
с |
Ь |
1 |
У2 |
Отже, є |
у /2 - Ь |
л/ 2 |
|
а |
2 |
у^ Завдання 19. Знайти прямолінійні твірні поверхні — + —------— = 1.
х2 у2 $
Р озв ’язанн я . Відомо, що рівняння — + —------— = 1 є канонічним рівня нням однопорожнинного гіперболоїда. Як відомо, у нього є дві сім’ї прямолі-
X2 ,3“ |
у2 |
нійних твірних. Перепишемо рівняння у вигляді —----- — = 1 - — і розкладемо кожну з частин як різницю квадратів:
( т - І К М И Ч Ж ) -
Тоді повинна виконуватись пропорція:
х |
г |
„ |
+ |
У |
|
-------- |
1 |
- |
|
||
1 |
3 _ |
~ X |
|
2 |
А . |
|
У |
+ |
2 |
||
1 - ї . |
- |
- |
|
||
|
2 |
1 |
3 |
|
|
Звідси: |
|
|
|
|
|
х |
|
Г бж + ЗАу — 2г = А |
|||
( і - тП |
|
||||
сім я твірних.
т + Н ( 1 + і ) ^
Другу сім’ю твірних одержуємо із такої пропорції:
|
|
ї |
_ |
£ |
1 - 1 |
|
|
|
|
1 |
_ |
І _ |
____ 2_ = . ц |
|
|
|
|
|
|
у |
х |
% |
|
|
|
1 + |
2 |
1 ' |
З |
|
|
Звідси: |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
- \ = |
М ( і |
+ |
І ) |
|
Г - Зру - |
2 л = ц |
^ + £ _ І Л _ * Л |
аб° |
| 6 х + - у + 2 * = - |
|||||
1 |
3 |
/х V |
|
2/ |
|
І |
МА* |
- друга сім’я прямолінійних твірних.
19
Варіант 1
1. Знайти добуток матриць (ЗА + В т) ■В, якщо А = |
|
, |
4 |
1 |
- 1 |
||
|
В = |
3 |
- 3 |
||||
|
|
|
|
|
5 |
||
2. Перевірити, чи матриця І 0 2 |
0 І є коренем многочлена }(х ) = х3 —Зх‘ 2 + 4. |
||||||
|
'се |
1 |
- 1 |
3\ |
|
|
|
|
0 |
4 |
0 |
3 |
|
|
|
3. Підібрати параметр а так, щоб матриця |
1 |
1 |
була особливою. |
|
|
||
|
а |
0 |
|
|
|
||
|
|
0 |
0 |
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Розв’язати матричне рівняння |
А ■X + 3 •В = С, якщо |
|
|
|
|||
5. При яких значеннях параметрів о та Ь система
—х + Зу —2г = Ь, (2х —ау + г = 1 ,
- х - у - 2 = - 1
а) має єдиний розв’язок; б) має безліч розв’язків;
в) не має жодного розв’язку?
У випадку єдиного розв’язку розв’язати систему за правилом Крамєра та матричним способом при а — 1 , 6 = 0 .
6 . Розв’язати методом Гаусса систему рівнянь:
х —Зу + 7г + і = —1,
Зх + у —9г —4£ = 1 1 ,
—х + Ьу —г + 2і = 7, 2х —у + Зг + Ш = —16.
7. У трикутнику АВС л й = с, В (5 = а і с к = Ь. Виразити вектори В ЛІ, ~ЛЇ\!, с Р , які збігаються з медіанами трикутника АВС, за векторами а, Ь, ьесс.
8 . Дано координати кінців балки А і В. Знайти проекцію цієї балки на вісь, що утворює з координатними осями Оу, Ог кути /3, 7 , а з віссю Ох - гострий кут, якщо А(1: 2л/2; 2),
В (3; 0; 5), /3 = 45°, 7 = 90°.
20
9. Дано одиничні вектори т ,п ір , такі, що т ±п, п±.р, (т ,р) = 60°. Знайти скалярний добуток векторів а та Ь, якщо а= 3т —2п+р, 6 = —2 т + п —р.
10.Показати, що трикутна ділянка з вершинами в точках А ,В ,С є тупокутною. Зна йти косинус тупого кута та площу ділянки, якщо А(2; 1 ),В (3 ;0), С( 1;5).
11.Бетонна опора об’єму У= 3 має форму трикутної піраміди, три вершини якої знахо дяться у точках А(1; 2; 3), В (3; 1; 2), С(2; 3; 1). Знайти координати її вершини Д якщо відомо, що вона лежить на осі Ох, а також висоту опори.
12. |
При якому значенні а |
у —^ |
і |
^ |
■-У ■ |
) |
■} |
—^ |
вектори а = |
—4 ] |
+ 3 к , Ь = |
—2 і+ 2 ^ + |
к , |
||||
= 3 і |
—2 у + а |
к утворюватимуть праву трійку векторів? |
|
|
||||
13. Трикутник АВС задано координатами своїх вершин А(1; 2 ),В(2; —2 ), С (6 ; —1 ).
Написати:
а) рівняння сторони (АВ); б) рівняння висоти (СП) і обчислити її довжину;
в) рівняння бісектрис внутрішнього і зовнішнього кутів при вершині А; г) знайти кут ір між висотою (СО) і медіаною (ВМ).
14. Пряма ділянка ріки протікає вздовж прямої 2х —'іу + 7 = 0. Встановити, чи міста А(1; 4) та В ( 0; 0) розташовані по один бік ріки. Яке з них ближче до річки?
15. |
Скласти рівняння площини а, яка проходить через точки М і(2; —1;3),М2 (4; 5; |
2) |
|
та М3 (-1 ; |
0; 4). Звести це рівняння до нормального. Обчислити відстань від точки М0(6 ; 3; |
5) |
|
до площини а. |
Записати рівняння прямої, що проходить через точку М0 перпендикулярно |
||
до площини а |
та рівняння паралельної площини, яка проходить через точку М0. |
|
|
16.Валка перекриття закріплена у двох точках М ^І; 5; 4) та М2(—7; 6 ; 4). Записати канонічне та параметричне рівняння осі балки.
17.Знайти півосі, фокуси, ексцентриситет, рівняння директрис та асимптот гіперболи, якщо її рівняння 4т2 —9у2 —36. Зробити рисунок.
18.Знайти ексцентриситет еліпса, якщо його малу вісь видно із фокусів під кутом
120°.
19. Знайти сім’ї твірних для поверхні:
( х - 1 )2 |
у2 |
(г + 2 ) 2 |
4 |
1 |
16 |
21
