МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
ЕН.Ф.01 МАТЕМАТИКА
Методические указания и задания к выполнению расчетно-графической работы № 2 для студентов всех специальностей
Уфа 2010
00УДК 51(07)
ББК 22.1я73,22.161.6
М 54
Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства протокол № ________ от ________________ 2010 г.
Составитель: доцент Дик Е.Н.
Рецензент: доцент кафедры физики Юмагужин Р.Ю.
Ответственный за выпуск: зав. кафедрой математики доцент
Лукманов Р.Л.
Введение
Методические указания представили классическую форму самостоятельной деятельности в виде вариантов расчетно-графической работы, позволяющих осуществить индивидуальную проверку знаний студентов, а также способствующих приобретению ими устойчивых навыков в решении задач по указанной теме. Рассмотрены разделы векторной алгебры и аналитической геометрии на плоскости и в пространстве. В частности, выбраны задания по темам: скалярное, векторное и смешанное произведение векторов; определение уравнений линий первого и второго порядка; взаимное расположение прямой и плоскости; нахождение элементов пространственной фигуры. В настоящем сборнике представлены тридцать индивидуальных вариантов, каждый из которых содержит шесть заданий и примеры решения типовых задач. Варианты заданий выдаются преподавателем. Приводится библиографический список, рекомендуемый для дополнительного изучения, имеющийся в наличии в библиотеке БГАУ.
Представляем решение некоторых типовых заданий.
Задача 1. Найти косинус угла между векторами и .
Решение.
Задача 2. Показать, что x2 + y2 + 4x - 6y - 3 = 0 есть уравнение окружности. Найти ее центр и радиус.
Решение.
Заданное уравнение преобразуем к виду (x - a)2 + (y - b)2 = r2. (1)
Выпишем члены, содержащие только x, и члены, содержащие только y. Выделим полные квадраты каждой переменной:
x2 + 4x = (x + 2)2 - 4,
y2 - 6y = (y - 3)2 - 9.
Левая часть уравнения запишется теперь так:
или отсюда
(x + 2)2 + (y - 3)2 = 16. (2)
Сравнивая уравнение (2) с (1), заключаем, что уравнение определяет окружность, центр которой имеет координаты О(-2, 3), r2 = 16, а r = 4.
Задача 3. Дана равносторонняя гипербола x2 - y2 = 8. Найти уравнение эллипса, фокусы которого находятся в фокусах гиперболы, если известно, что эллипс проходит через точку A(4, 6).
Решение.
Уравнение гиперболы преобразуем к каноническому виду и получим , . Из соотношения получаем, что c = 4. Значит, координаты фокусов гиперболы F2(-4, 0) и F1(4, 0). В этих точках находятся фокусы эллипса. Обозначим большую и малую полуоси эллипса через a1 и b1. Расстояние между фокусами эллипса такое же, как и расстояние между фокусами гиперболы. Поэтому половину этого расстояния по-прежнему обозначим через c. Но у эллипса
т. е. и (1)
Для определения a1 и b1 нужно найти еще одно соотношение, связывающее их. Искомое уравнение эллипса запишется так:
(2)
Поскольку точка A(4, 6) лежит на эллипсе, ее координаты должны удовлетворять уравнению эллипса. Подставляя в последнее уравнение x = 4, y = 6, получаем, что . Присоединяя уравнение (1) к этому уравнению, получаем для определения и систему уравнений:
Откуда ; . Подставляя эти значения в (2), находим искомое уравнение .
Задача 4. Вычислить площадь параллелограмма, построенного на векторах и .
Задача 5. Вычислить объем тетраэдра с вершинами в точках и его высоту, опущенную из вершины на грань .
Задача 6. Найти расстояние от точки до плоскости, проходящей через точки .
Уравнение плоскости, проходящей через 3 точки имеет вид:
Задача 7. Найти точку , симметричную точке относительно прямой L, заданной уравнением
Поместим прямую в некоторую плоскость α и составим ее уравнение откуда . Найдем точку пересечения прямой L и плоскости α.
- координаты точки пересечения.
Отсюда,
Следовательно, - искомая точка.