10.1.5. Угол между двумя плоскостями.
Угол между двумя плоскостями
А1х + В1у +С1z + D1 = 0,
А2х + В2у +С2z + D2 = 0
это угол между их нормальными векторами и , поэтому
cos
=
=
.
10.2. Прямая в пространстве.
10.2.1. Векторно-параметрическое уравнение прямой.
Определение. Направляющим вектором прямой называется любой вектор, лежащий на прямой или параллельный ей.
С
оставим
уравнение прямой, проходящей через
точку М0(х0;у0;z0)
и имеющей направляющий вектор
= (а1;а2;а3)
(Рис.10.2). Отложим из точки М0
вектор
.
Пусть М(х;у;z)
─ произвольная точка данной прямой, а
─ её радиус- вектор точки М0.
Тогда
,
,
поэтому
.
Это уравнение называется
векторно-параметрическим
уравнением прямой.
10.2.2. Параметрические уравнения прямой.
В векторно-параметрическом уравнении прямой перейдёт к координатным соотношениям (х;у;z) = (х0;у0;z0) + (а1;а2;а3)t. Отсюда получаем параметрические уравнения прямой
х = х0 + а1t,
у = у0 +а2t, (4)
z = z0 +a3t
10.2.3. Канонические уравнения прямой.
Из уравнений (4) выразим t:
t
=
, t
=
,
t
=
,
откуда получаем канонические уравнения прямой
= = (5)
10.2.4. Уравнение прямой, проходящей через две данные точки.
Пусть даны две точки М1(х1;у1;z1) и М2(х2;у2;z2). В качестве направляющего вектора прямой можно взять вектор = (х2 – х1;у2 – у1;z2 – z1). Поскольку прямая проходит через точка М1(х1;у1;z1), то её канонические уравнения в соответствии с (5) запишутся в виде
(6)
10.2.5. Угол между двумя прямыми.
Рассмотрим
две прямые с направляющими векторами
= (а1;а2;а3)
и
.
Угол между прямыми равен углу между их направляющими векторами, поэтому
cos
=
=
(7)
Условие перпендикулярности прямых:
а1в1 + а2в2 + а3в3 = 0.
Условие параллельности прямых:
,
т.е.
.
(8)
10.2.6. Взаимное расположение прямых в пространстве.
Пусть
даны две прямые
и
.
Очевидно,
что прямые лежат в одной плоскости тогда
и только тогда, когда векторы
,
и
компланарны, т.е.
= 0
(9)
Если в (9) первые две строки пропорциональны, то прямые параллельны. Если все три строки пропорциональны, то прямые совпадают. Если условие (9) выполнено и первые две строки не пропорциональны, то прямые пересекаются.
Если же 0, то прямые являются скрещивающимися.