Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

RI_OCR[4]

.pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
21.02.2016
Размер:
6.99 Mб
Скачать

 

3.3.

Составить

уравнение прямой, проходя щей

через

точку М(I,

-3,3) и образующей с осями координат углы,

соответственно равные

600, 450

и 1200.

(Ответ: х ~ 1 =

_

у+З

_

z-З

)

 

 

 

 

 

 

 

-

-li

-

--=т- .

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Доказать,

 

 

х-I

_

у+2 _

z-I

 

что

прямая

- 2 - -

-з-

-

- 6 -

перпендикулярна

к прямой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+У - 4г +2= О,}

 

 

 

 

 

 

 

 

4х-у-5г+ 4=0.

 

 

 

 

 

3.5.

Составить

параметрические

уравнения медианы

треугольника с вершинами А(3,

6,

-7),

В( -5, 1,

-4),

с(о, 2,

3),

проведенной из вершины С.

(Ответ:

х = 2/,

У= -3/+2, г= 17/+3.)

 

 

х + 2 = ~ =

 

3.6.

При

каком значении n прямая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

n

 

z

=т параJ]лельна прямоиu

х+ У- Z =о,}

х-у-5г-8=О. (Ответ: n= -2.)

Н" х-I у+1

3.7.аити точку пересечения прямоиu - 1 - =---=2

= ~ и плоскости 2х + + Z - 1 = О. (Ответ: М(2,

6.

-3, 6).)

3.8.

Найти

проекцию точки Р(3,

1,

- 1) на плоскость

х + + -

30 = О. (Ответ: Р, (5,

5,

5).)

-

+

3.9.

При

 

каком

значении

С

плоскости

+ Сг -

3 = О

и х + + + 5 = О

перпендикулярны?

(Ответ:

С =

6.)

 

 

 

 

Ах + 3у-

3.10.

При

каком

значении

А

плоскость

_ + 1 =

О

параллельна прямой

х - 1 _

у + 2 _

z ")

 

 

 

 

 

 

-4---З--Т'

(Ответ: А =

-1.)

 

 

 

 

 

 

3.Н. При

каких

значениях

 

 

 

х-2

т и С прямая -- =

= у t 1 =

 

 

 

 

 

 

т

+

z-=-з5 перпендикулярна к плоскости 3х -

+Сг+ 1 =о? (Ответ: m= -6, С= 1,5.)

3.12.Составить уравнение прямой, проходящей через начало координат параллельно прямой х = 21 + 5, У =

= - 31 + 1, z = -71 - 4. (Ответ: ~ = = ~7 )

101

3.13.Проверить, лежат ли на одной прямой точки

А(О, о, 2), В(4, 2, 5) и C(12, 6, 11). (Ответ: лежат.)

3.14.Составить уравнение прямой, проходя щей через

+3г-

-

1 О 5 +4

у -

z -

7 О (о

твет:

х-2

у+5 -

=,

х

 

= .

--=-тт -

-1-7- -

=

z;;з -)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.15. Составить уравнение прямой, проходящей через

точку М(2,

-

3,

4)

перпендикулярно

к

прямым

хi 2 =

=

у-з = ~ и

х+4 = JL =

г-4 .

(Отвег х-2 _

 

-1

 

1

 

2

1

 

. - 2 --

_ у+з _ г-4 )

 

 

 

 

 

 

--5---З-·

 

 

 

 

плоскость Ах +

 

3.16. При

каких

значениях А

и

В

+ Ву +-

7 = О

перпендикулярна

к

прямой

х;- 2 =

=

Y~45 =

zt l

? (Ответ: А=4, В= -8.)

 

Пх у-з г-I

3.17.оказать, что прямая 6" =---=8 =----=-9 парал-

лельна плоскости х + -

+ 1 =

О, а прямая х = t + 7,

у =

t -

2, z =

2t + 1 лежит в этой

плоскости.

 

3.18. Составить

 

уравнение

плоскости,

проходящей

через ось Ог и точку К(-

3, 1,

-

2). (Ответ:

х + 3у = о.)

 

3.19.

Показать,

что прямые

..:..

=

у- 1 =

-=- и 3х+

 

 

+ 1 =

О, 2х + -

 

1

 

-2

З

+ У -

+ 3 =

О перпендикулярны.

 

3.20.

При

каком

значении

D

прямая 3х - у +2г­

-

6 =

О,

х +-

z

+ D =

О пересекает ось

Ог? (Ответ:

D=3.)

3.21.При каком значении р прямые

х_ 2t+5,} х+3у+ г+2=0,}

у- -t+2, и х- у-3г-2=О

г= pt-7

параллельны?

(Ответ: р = -5.)

х-7 _

3.22.

 

 

точку пересечения прямой

Найти

- 5 --

= ~ = z -

5

и плоскости 3х - у + - 8 =

о. (Ответ:

1

4

 

 

 

М(2, О,

1).)

 

 

 

102

3.23. Составить

уравнение плоскости,

проходящей

через точку

К(2,

-5, 3) параллельно плоскости Охг.

(Ответ: у +

5 = О.)

 

 

3.24. Составить общие уравнения прямой, образован­

ной пересечением плоскости х + ....:.... z + 5 =

О с 'плоско­

стью, проходящей через ось Оу и точку М(5, 3, 2). (Ответ:

х + - z +5 = О, 2х - = О.)

3.25. При каких значениях В и D прямая х - + + z - 9 = О, 3х + Ву + z + D = О лежит в плоскости Оху?

(Ответ: В = -6, D = -27.)

3.26. Составить уравнение плоскости, 'проходящей че­ рез точку Мо(2, 3, 3) параллельно двум векторам а =

=(-1, -3, 1) и Ь=(4, 1,6). (Ответ: 19x-IОу-l1z+

+25 =0.)

3.27.Составить уравнения прямой, проходящей через

точку Е(3, 4, 5) параллельно оси ох. (Ответ: х ~ 3 _

= у-4 = г-5 )

Оо'

3.28. Составить уравнения прямой, проходя щей через

точку М(2, 3, 1) перпендикулярно к прямой х~ 1 =

= _У_'

 

г -

2 • (Ответ:

х - 2 =

у - 3

= -=-=.J....)

 

 

 

 

-1

 

 

3

 

 

 

3

3

 

-1

 

 

 

 

 

3.29. Составить каионическиеуравнення прямой, про­

ходящей через точку М(1, -

5, 3)

перпендикулярно к пря-

 

 

 

х _ у - 2 _ г +

 

- 3t + 1

 

-

-

t - 5

 

-

мым "2

-- 3 - ----=1

и х-

,

у-

 

,

 

г-

-

2t

+3.

. х - 1 _ У + 5

г - 3

)

 

 

 

 

 

 

 

твет. - 5 - -

-=г

- --=ТГ.

 

 

 

 

 

 

 

3.30. Найти точку, симметричную

точке

М(4,

3,

10)

относительно

 

u

х -

1

У - 2

 

г - 3

 

твет:

прямои

- 2 - =

- 4 -

= - 5 - ·

 

M 1(2,

 

9,

6).)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение типового варианта

 

 

 

 

 

 

1.

 

даны

четыре

точки

А,(4,

7, 8), Az(-I,

13,

о),

Аз(2,

 

4,

9), A 4 (I, 8,

9).

Составить уравнения:

 

 

 

 

 

а)

 

плоскости А,АzАз; б) прямой A,A z;

 

 

 

 

 

 

в)

 

прямой А 4М, перпендикулярной к плоскости А 1А2Аз;

 

г)

 

прямой A 4 N,

параллельной прямой A,A z.

 

 

 

Вычислить:

д) синус угла между прямой А,А4 и плоскостью

А,АzАз;

103

е) косинус угла между координатной плоскостью Оху

иплоскостью А 1А2Аз.

~а) Используя формулу (3.4), составляем уравне­

ние плоскости А 1А2Аз:

х-4 у-7 г-8

 

-5

6

- 8 =0,.

 

-2

- 3

 

откуда 6х -7у -

+97 =

о;

б) Учитывая

уравнения

прямой, проходящей через

две точки (см. формулу

(3.9», уравнения прямой А 1А2

можно записать в виде

 

 

 

х-4 _ у-7 _ z - 8 .

 

- 5 - -

-=-6 - - 8 -

в) Из условия перпендикулярности прямой А4М и плоскости А 1А2Аз следует, что в качестве направляющего

вектора прямой S можно взять нормальный вектор n = = (6, -7, -9) плоскости А1А~з. Тогда уравнение пря­

мой

А4М с учетом уравнений (3.8) запишется в виде

 

х-I _ у-8 _ z - 9 .

 

- 6 - - -:7г - -=9'

г)

Так как прямая A 4 N параллельна прямой А 1А2, то

их направляющие векторы SI и S2 можно считать совпа­

дающими: SI = S2 = (5, -6, 8). Следовательно, уравнение

прямой A 4N имеет вид

х-I _ у-8 _ z -9.

- 5 - - -=-6 - - 8 - '

д) По формуле (3.18)

siп <р = 16·5 + (-7)(-6) +( -9)81 62 + (-7/ + (_9)2 ";52 + (6)2 + 82

=34-!166 '"08', ,

-{ll

е) В соответствии с формулой

(3.5)

ПI 'П2

_

0·6+0·(-7)+ 1 ·(-9)

cos = IПII IП21

-

-YI62 +

(_7)2 + (-9)"

=~~-0,7. ~

-yl66

104

2. Составить уравнение плоскости, ПРОХОДЯLЦей через

точки М(4, 3, 1) и N( -2, О, -1) параллельно прямой, проведенной через точки A(I, 1, -1) и В( -3, 1, О).

~Согласно формуле (3.9), уравнение прямой АВ

имеет вид

х-I _у-I _ z+1

 

-=г - - 0 - - - 1 -

 

Если плоскость проходит через точку М(4, 3, 1),

то ее

уравнение можно записать в

виде А(х - 4) + В(у -

3) +

+ С(г - 1) = о. Так как эта

плоскость проходит и

через

точку N( -2, О, -1), то выполняется условие

A(-2-4)+B(0-3)+C(-I-I)=0 или

+ += о.

Поскольку искомая плоскость параллельна найден­

ной прямой АВ, то с учетом условия параллельности

(3.16) имеем:

-4А +ОВ + lC=O или 4А - с=о.

Решая систему

6А +3В +2С=О,}

4А -С=О,

находим, что С = 4А, В = - 1з4 А. Подставив получен­

ные значения С и В в уравнение искомой плоскости, имеем

А(х-4)- 1; A(y-3)+4A(z-I)=O.

Так как А =1= О, то полученное уравнение эквивалентно

уравнению

3(x-4)-14(y-3)+12(z-1)=O. ~

3. Найти координаты Х2, У2, г2 точки М2, симметричной

точке м,(6, -4, -2) относительно плоскости х +у +

+г-3=О.

~ Запишем параметрические уравнения прямой M,M z,

перпендикулярной

к данной плоскости: х = 6 + t, у =

= - 4 + t, z = -

2 + {. Решив их совместно с уравнением

данной плоскости, найдем t = 1 и, следовательно, точку М

пересечения прямой М,М2 с данной плоскостью: М(7,

-3, -1). Так как точка М является серединой отрезка

М ,М2, то верны

равенства

(см. пример 1 из § 2.2):

7 = 6 + Х2

_ 3 = - 4 + У2

_ 1= - 2 + Z2

2

'

2'

2

105

из которых иаходим координаты точки

Mz: Xz = 8,

У2 =

= -2, г2=0. ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИДЗ-3.2

 

 

 

 

1. даны вершины треугольника АВС: A(XI, YI),

В (xz,

У2), С(хз, Уз). Найти:

 

 

 

 

 

 

а)

уравнение стороны АВ;

 

 

 

 

б)

уравнение высоты СН;

 

 

 

 

в)

уравнение медианы АМ;

 

 

 

 

г)

точку N пересечения медианы АМ и

высоты

СН;

д)

уравнение прямой, проходящей через

вершину С

параллельно стороне АВ;

 

 

 

 

 

е)

расстояние от точки

С до прямой АВ.

 

 

1.1. А( -2, 4),

В(3,

1),

C(IO,

7),

 

 

1.2. А( -3, -2),

B(14,

4),

С(6,

8),

 

 

1.3.

A(I,

7),

В( -3, -1),

C(II,

-3),

 

1.4. A(I,

О),

В( -1, 4),

С(9,

5),

 

 

1.5. A(I,

-2),

В(7,

1),

С(3,

7),

 

 

1.6. А(-2, -3),

B(I,

6),

С(б, 1),

 

 

1.7. А( -4, 2),

В( -б, 6),

С(6,

2),

 

 

1.8. А(4, -3)'

В(7,

3),

C(I,

10),

 

 

1.9. А(4, -4),

В(8,

2),

С(3,

8),

 

 

1.10. А(-3, -3), В(5, -7),

С(7,

7),

 

 

1.11. A(I,

-6),

В(3,

4),

С(-3, 3),

 

 

1.12. А( -4, 2),

В(8, -б),

С(2, 6),

 

 

1.13. А( -5, 2),

В(О, -4),

С(5,

7),

 

 

1.14. А(4, -4),

В(6,

2),

С( -1, 8),

 

 

1.15. А( -3, 8),

В( -б, 2),

С(О, -5),

 

 

1.16. А(6, -9),

B(IO,

-1),

С( -4, 1),

 

1.17. А(4,

1),

В( -3, -1),

С(7,

-3),

 

 

1.18. А( -4, 2),

В(б, -4),

С(4,

10),

 

 

1.19. А(3, -1),

В(II,3),

С(-б,2),

 

 

1.20.А(-7, -2),В(-7, 4),

С(5,

-5),

 

 

1.21. А(-I, -4), В(9,

б),

С(-5,4),

 

 

1.22. A(IO, -2),

В(4,

-5),

С( -3, 1),

 

 

1.23. А( -3, -1), В( -4, -5), С(8, 1),

 

 

1.24. А( -2, -6), В( -3,5),

С(4,

О),

 

 

1.25. А( -7, -2), В(3, -8),

С( -4, 6),

 

 

1.26. А(О, 2),

В( -7, -4),

С(3,

2),

 

 

1.27. А(7, О),

B(I, 4),

С( -8, -4),

 

1.28. A(I,

-3)'

В(О,

7),

С(-2,4),

 

 

106

1.29. А( -5, 1),

В(8, -2),

С(I,

4),

1.30. А (2, 5),

В( ,-3, 1),

С(О,

4).

2. Решить следующие задачи.

2.1. Найти уравнение прямой, проходящей через точку

пересечения прямых 3х - - 7 = О и х + - 6 = О

и отсекающей на оси абсцисс отрезок, равный 3. (Ответ:

х=3.)

2.2. Найти проекцию точки А ( - 8, 12) на прямую, проходящую через точки В (2, - 3) и С( - 5, 1). (Ответ:

At (-12,5).)

2.3.Даны две вершины треугольника АВС: А( -4, 4), В(4, -12) и точка М(4, 2) пересечения его высот. Найти

вершину С. (Ответ: С(8, 4).)

2.4.Найти уравнение прямой, отсекающей на оси орди­

нат отрезок, равный 2, и проходя щей параллельно прямой

2у-х=3. (Ответ: х-2у+4=0.)

2.5.Найти уравнение прямой, проходящей через точку

А(2, -3) и точку пересечения прямых 2х - у = 5 и х +

+У= 1. (Ответ: х=2.)

2.6.Доказать, что четырехугольник ABCD - трапе­

ция, если А(3, 6), В(5, 2), С( -1, -3), D( -5, 5).

2.7.Записать уравнение прямой, проходящей 'через

точку А(3, 1) перпендикулярно к прямой ВС, если В(2, 5),

+- 8 = о.)

2.8. Найти уравнение прямой, проходящей через точку

А( -2, 1) параллельно прямой

MN, если М( -3, -2),

N(l, 6). (Ответ: 2х - у + 5 = о.)

 

2.9.Найти точку, симметричную точке М(2, -1) отно­ сительно прямой х - + 3=0. (Ответ: M t ( -4/5,23/5).)

2.10.Найти точку О пересечения диагоналей четырех­

угольника ABCD,

если A(-I, -3), В(3, 5),

С(5, 2),

D(3,

-5). (Ответ: 0(3,

1/3).)

+5 = О,

2.11. Через точку пересечения прямых 6х -

+ +8 = О

 

провести прямую, параллельную

оси

абсцисс. (Ответ:

у = -1.)

 

 

2.12. Известны уравнения стороны АВ треугольника АВС 4х+у= 12, его высот ВН 5х-4у= 12 и АМ х+ + у = 6. Найти уравнения двух других сторон треуголь­ ника АВС. (Ответ: 7х -7y-16 = О, 4х +- 28 = о.)

2.13. Даны две вершины треугольника АВС: А( -6,2),

В(2, -2) и точка пересечения его высот H(I, 2). Найти

координаты точки М пересечения стороны АС и высоты

ВН. (Ответ: M(IO/17, 62/17).)

107

2.14. Найти уравнения высот треугольника АВС, про·

ходящих через вершины А и В, если А( -4, 2), В(3,

-5),

С(5, О).

(Ответ: 3х ++ 2 = О,

+- 28 = О.)

 

2.15.

Вычислить координаты

точки пересечения

пер­

пендикуляров, проведенных через середины сторон тре­

угольника, вершинами которого служат точки А(2, 3),

В(О, -3), С(6, -3). (Ответ: М(3, -2/3).)

2.16. Составить уравнение высоты, проведенной через вершину А треугольника АВС, зная уравнения его сторон:

АВ - --'- у - 3 = О, АС - х + - 7 = О, ВС - 3х­

-2у+ 13=0. (Ответ: 2х+3у-7=0.)

2.17.ДантреугольниксвершинамиА(3,1),В(-3, -1)

иС(5, - 12). Найти уравнение и вычислить длину его

медианы, проведенной из вершины С. (Ответ: 2х +у +

+2=0, d=54/.jI7~ 13,1.)

2.18.

Составить уравнение прямой, проходящей через

начало

координат и точку пересечения прямых 2х +

+5у-8=0 и 2х+3у+4=0. (Ответ: 6х+ Ily=O.)

2.19. Найти уравнения перпендикуляров

к прямой

+- 15 = О, проведенных через точки

пересечения

данной прямой с осями

координат.

(Ответ: 5х - -

- 25 = О, 5х - +9 = О.)

 

 

 

,

2.20. Даны уравнения сторон четырехугольника: х­

- у = О, х += О, х - у -

4 -:- О, 3х

+у -

12 =

О. Найти

уравнения его диагоналей. (Ответ:

у = О,

х =

3.)

2.21. Составить уравнения медианы СМ и высоты СК

треугольника АВС, если А(4,

6), В( -4, О),

С( -1, --:-4).

(Ответ: 7х - У +3 = О (СМ),

++ 16 = О

(СК).)

2.22.Через точку Р(5, 2) провести прямую: а) отсекаю­

щую равные отрезки на осях координат; б) параллель­ ную оси Ох; в) параллельную оси Оу. (Ответ: х +у - 7 =

=0, у=2, х=5.)

2.23.Записать уравнение прямой, проходящей через

точку А( -2, 3) и составляющей с осью Ох угол: а) 450,

б) 900, в) 00. (Ответ: x-у+5=О, х+2=О, у-3=о.)

2.24. Какую ординату имеет точка С, лежащая на

одной прямой с точками А( - 6, - 6) и В( -3, -1) и имеющая абсциссу, равную 3? (Ответ: у = 9.)

2.25. Через точку пересечения прямых 2х - -

1 =

=..;: О и х +:...- 7 = О провести прямую, делящую отрезок

между точками А(4,

-3)

и

В( -1, 2) в отношении л =

= 2/3. (Ответ: 2х -

у - 5 =

О.)

 

 

2.26.

Известны уравнения

двух

сторон ромба 2х­

- -

1 = О и. 2х -

-

34 =

О и

уравнение одной

из

108

его диагоналей х + - 6 = о. Найти уравнение второй

диагонали. (Ответ: 3х - у - 23 = о.)

2.27. Найти точку Е пересечения медиан треугольника, вершинами которого являются точки А( -3, 1), В(7, 5)

иС(5, -3). (Ответ: Е(3, 1).)

2.28.Записать уравнения прямых, проходящих через

+= 6.точку

(Ответ: х-5у+6=0, 5х+у+4=0.)

2.29. Даны уравнения высот треугольника АВС 2х­ - + 1 = о, х + + 1 = О и координаты его вершины А(2, 3). Найти уравнения сторон АВ и АС треугольника.

(Ответ: 2х - у - 1 = О (АВ), 3х +- 12 = О (АС).)

2.30. Даны уравнения двух сторон параллелограмма

х - = о, х - у - 1 = О и точка пересечения его диаго­ налей М(3, -1). Найти уравнения двух других сторон. (Ответ: х-у-7=0, х-2у- 10=0.)

Решение типового варианта

1. Даны вершины треугольника АВС: А(4, 3), В( -3, -3), С(2, 7). Найти:

а) уравнение стороны АВ;

б) уравнение высоты СН; в) уравнение медианы АМ;

г) точку N пересечения медианы АМ и высоты СН;

д) уравнение прямой, проходящей через вершину С

параллельно стороне АВ;

е) расстояние от точки С до прямой АВ.'

~ а) Воспользовавшись уравнением прямой, прохо­ дящей через две точки (см. формулу (3.9», получим

уравнение стороны АВ:

х-4

у-3

- 3 - 4 - 3 - 3 '

откуда

 

6(х-4)=7(у-3) или 6х-7у-3=0;

б) Согласно уравнению

(3.20), угловой коэффициент

прямой АВ k, = 6/7. С учетом условия перпендикуляр­ ности прямых АВ и СН (см. формулу (3.28» угловой коЭффициент высоты СН kz = -7/6 (k,k z = -1). По точке

С(2, 7) и угловому коЭффициенту k z = -

7/6 составляем

уравнение высоты СН (см. уравнение (3.21»:

7

2) ИЛи 7х +-

56 = О;

у - 7 = - "6 -

109

в) По известным формулам (см. § 2.2) находим ко­ ординаты х, у середины М отрезка ВС:

х = (- 3 +2)/2 = - 1/2, у = (- 3 + 7)/2 = 2.

Теперь по двум известным точкам А и М составляем

уравнение медианы АМ:

х-4 _ у-3

или

2

9 + 19-0·

-1/2-4 - 2-3

 

х- У

- ,

г) Для нахождения координат точки N пересечения

медианы АМ и высоты СН составляем систему уравнений

7х+6у- 56 =о,}

2х-9у + 19 =0.

Решая ее, получаем N(26/5, 49/15);

д) Так как прямая, проходящая через вершину С,

параллельна стороне АВ, то их угловые коэффициенты равны k, = 617. Тогда, согласно уравнению (3.21), по

точке С и угловому коэффициенту k, составляем уравне­ ние прямой CD:

у-7= ~ (х-2) или 6х-7у+37=0;

е) Расстояние от точки С до

прямой АВ

вычисляем

по формуле (3.29):

 

 

d= jCНI = 16·2-7·7-31

=~ ~4 4.

';62 +( - 7?

,f85

,

Решение данной задачипроиллюстрировано на рис.

3.4.~

2.Известны вершины 0(0, о), А( -2, О) параллело­

грамма OACD и точка пересечения его диагоналей 8(2,

-2). Записать уравнения сторон параллелограмма.

Уравнение стороны ОА можно записать сразу: у =

= о. Далее, так как точка В является серединой диагонали

AD (рис.

3.5), то по формулам деления отрезка пополам

(см. § 2.2)

можно вычислить координаты вершины D(x, у):

 

2= -2+х

-2= О+у

 

2'

2 •

откуда х =

6, у = -4.

 

Теперь можно найти уравнения всех остальных сторон.

Учитывая параллельность сторон ОА и CD, составляем уравнение стороны CD: у = -4. Уравнение стороны OD

составляем по двум известным точкам:

110

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]