Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КЛ.ЛАиАГ.Богданов.doc
Скачиваний:
48
Добавлен:
11.11.2019
Размер:
6.63 Mб
Скачать

§ 3. Прямая в пространстве

1). Прямую в пространстве можно задать, как линию пересечения двух плоскостей

(1)

где А1, В1, С1 и А2, В2, С2 не пропорциональны.

2).

Рассмотрим в пространстве произвольную прямую L, проходящую через точку М0(х0; у0; z0). Пусть = (х0; у0; z0) − радиус-вектор точки М0; = (т; п; р) − направляющий вектор; М(х; у; z) − текущая точка прямой; = (х; у; z) − радиус-вектор точки М.

Тогда можно записать

− = t ,

где t − скаляр (число).

Если действительная переменная t пробегает интервал (−∞, +∞), то конец вектора = + t пробегает всю прямую L.

Поэтому, уравнение

− = t , (−∞ < t < +∞) (2)

называют векторным уравнением прямой, проходящей через точку М0(х0; у0; z0). и направленной в сторону вектора = (т; п; р).

3). Запишем (2) в координатной форме

или (3)

(3) − параметрические уравнения прямой, проходящей через точку М0(х0; у0; z0) ( t − параметр).

4). Исключая из (3) параметр t, получим

= = . (4)

(4) − канонические уравнения прямой, проходящей через точку М0(х0; у0; z0) параллельно направляющему вектору = (т; п; р).

5). Угол между прямыми.

Пусть даны две прямые

= = ,

= = .

Угол между этими прямыми равен углу между их направляющими векторами = (т1; п1; р1) и = (т2; п2; р2):

= . (5)

Условие перпендикулярности прямых:

В этом случае ∙ = 0. Значит,

т1т2 + п1п2 + р1р2= 0. (6)

Условие параллельности прямых:

В этом случае векторы и коллинеарны. Значит,

= = . (7)

6). Уравнения прямой, проходящей через две заданные точки М1(х1; у1; z1) и М2(х2; у2; z2):

= = . (8)

Пример. Записать канонические уравнения прямой

□ Для записи канонических уравнений прямой

= =

необходимо найти координаты направляющего вектора = (т; п; р) и координаты точки М0(х0; у0; z0), лежащей на этой прямой.

За направляющий вектор можно принять векторное произведение нормальных векторов заданных плоскостей: = (1; 2; 3) и = (3; 1; 4). Тогда

= × = =5 +5 −5 = (5; 5; −5).

Координаты точки М0 на прямой найдем, задав z = 0 и решив систему уравнений относительно х и у:

Имеем М0(3; 5; 0).

Подставив полученные данные в канонические уравнения прямой, получим

= =

или

= = . ■