- •Часть 3 элементы аналитической геометрии
- •1. Системы координат на плоскости
- •1.1. Декартова и полярная системы координат на плоскости
- •1.2. Основные приложения метода координат на плоскости
- •1.3. Преобразования системы координат
- •Системы координат на плоскости
- •2. Прямая на плоскости
- •2.1. Линии на плоскости. Основные понятия
- •2.2. Уравнения прямой на плоскости
- •Из первых двух равенств находим:
- •2.3. Прямая на плоскости. Основные задачи
- •Б) в случае, когда прямые и заданы общими уравнениями, угол между прямыми можно определить как угол между нормальными векторами и этих прямых.
- •Пример 12. Найти угол между прямыми и .
- •Пример 14. Показать, что прямые и перпендикулярны.
- •Прямая на плоскости
- •3. Кривые второго порядка на плоскости
- •3.1. Окружность
- •3.2. Эллипс
- •Свойства эллипса:
- •3.3. Гипербола
- •3.4. Парабола
- •Свойства параболы:
- •3.5. Общее уравнение кривых второго порядка
- •Кривые второго порядка
- •4. Плоскость в пространстве
- •4.1. Уравнения плоскости в пространстве
- •4.2. Плоскость. Основные задачи
- •Плоскость в пространстве
- •5. Прямая в пространстве
- •5.1. Уравнения прямой в пространстве
- •5.2. Прямая в пространстве. Основные задачи Возможные случаи расположения прямых l1 и l2 в пространстве:
- •1) Под углом между прямыми l1 и l2 понимают угол между направляющими векторами и этих прямых, поэтому по известной формуле для косинуса угла между векторами, получаем:
- •Прямая в пространстве
- •6. Прямая и плоскость в пространстве основные задачи
- •Откуда уравнение искомой плоскости: .
- •Прямая и плоскость в пространстве
- •7. Поверхности второго порядка
- •Классификацию поверхностей приведем в таблице 7.
- •Классификация поверхностей 2-го порядка
- •8. Типовой расчет 3 элементы аналитической геометрии Варианты индивидуальных заданий
- •Литература
- •Содержание
Откуда уравнение искомой плоскости: .
Таблица 6
Прямая и плоскость в пространстве
Прямая :
, (1)
– направляющий вектор прямой |
Плоскость :
, (2)
– нормальный вектор плоскости |
Угол между прямой l и плоскостью |
|
Условие параллельности прямой и плоскости |
|
Условие перпендикулярности прямой и плоскости |
|
Точка пересечения прямой l и плоскости |
Подставить параметрические уравнения : (3) в уравнение плоскости (2), найти . Подставить найденное в (3) |
Условие принадлежности прямой плоскости |
7. Поверхности второго порядка
Поверхностью второго порядка называют геометрическое место точек пространства, декартовы координаты которых удовлетворяют уравнению вида:
, (3.61)
где, по крайней мере, один из первых шести коэффициентов не равен нулю.
Теорема. Любая плоскость пересекает поверхность 2-го порядка по кривой 2-го порядка.
□ Пусть поверхность 2-го порядка пересекается плоскостью
z = 0. (3.62)
Тогда, решая совместно уравнения (3.61) и (36.2), получим:
,
а это есть общее уравнение кривой 2-го порядка. ■
Замечание. Уравнение (3.61) инвариантно относительно выбора системы координат, т.е. уравнение поверхности в любой другой системе координат также имеет вид (3.61). Поэтому в качестве секущей плоскости можно выбрать любую.
Теорема. Существует такая система прямоугольных декартовых координат, в которой уравнение поверхности 2-го порядка имеет вид:
, (3.63)
где, по крайней мере, один из первых трех коэффициентов не равен нулю.
Классификацию поверхностей приведем в таблице 7.
Таблица 7
Классификация поверхностей 2-го порядка
№ п/п |
Название поверхности |
Каноническое уравнение |
Схематическое и
z |
1 |
Эллипсоид |
y
х
|
|
2 |
Гиперболоид однополостный |
|
z
y
х
|
3 |
Гиперболоид двуполостный |
z
х y
|
|
4 |
Конус |
z
y х
|
|
5 |
Параболоид эллиптический |
z
х y
|
|
6 |
Параболоид гиперболический |
z
y
х
|
|
7 |
Цилиндр эллиптический |
z
х y
z
|
|
8 |
Цилиндр гиперболический |
х y
|
|
9 |
Цилиндр параболический |
z
х y
z
|
|
10 |
Пара пересекающихся плоскостей |
|
х y
|
11 |
Пара параллельных плоскостей |
z
х y
|
|
12 |
Пара совпадающих плоскостей |
z
х y
|
|
13 |
Мнимый конус |
|
|
14 |
Пара мнимых пересекающихся плоскостей |
|
|
15 |
Мнимый эллипсоид |
|
|
16 |
Мнимый цилиндр эллиптический |
|
|
17 |
Пара мнимых параллельных плоскостей |
|