Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Vysshaya_matematika_Kolyada_Fedosova_Luparenko.pdf
Скачиваний:
38
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
5.54 Mб
Скачать

3.

x y z 4 0, 2x 2y z 8 0.

 

4.

x y z 2 0, x y 2z 2 0.

 

 

5.

2x 3y z 6 0, x 3y 2z 3 0.

 

6.

3x y z 6 0, 3x y 2z 0.

 

 

 

7.

x 5y 2z 11 0, x y z 1 0.

 

8.

3x 4y 2z 1 0, 2x 4y 3z 4 0.

9.

5x y 3z 4 0, x y 2z 2 0.

 

10.

x

y

z

2

0,

x

 

2y

z

 

4

0.

 

 

11.

4x

y

 

3z

 

2

 

0,

 

2x

y

 

z

 

8

 

0.

 

12.

3x

3y

2z

1

 

 

0,

 

2x

3y

 

z

6

0.

13.

6x

7y

4z

2

0,

x

7y

 

z

5

 

0.

 

14.

8x

y

3z

 

1

 

0,

 

x

y

z

 

10

0.

 

15.

6x

5y

4z

8

 

0,

6x

5y

3z

 

4

0.

16.

x

5y

 

z

5

0,

2x

5y

 

2z

5

 

0.

 

17.

2x

3y

z

 

6

 

0,

 

x

3y

 

2z

3

 

0.

 

18.

5x

y

 

2z

 

4

 

0,

 

2x

 

y

3z

2

 

0.

 

19.

4x

y

 

z

2

 

0,

2x

y

3z

 

8

 

0.

 

20.

2x

y

 

3z

 

2

 

0,

 

2x

y

 

z

 

6

 

0.

 

21.

x

y

2z

2

 

0,

x

y

z

 

2

0.

 

 

22.

x

5y

 

z

11

 

0,

 

x

y

2z

1

0.

 

23.

x

y

z

2

0,

x

 

2y

z

 

4

0.

 

 

24.

6x

7y

z

 

2

 

0,

 

x

7y

 

4z

5

 

0.

 

25.

x

5y

 

2z

 

5

 

0,

 

2x

5y

 

z

5

 

0.

 

26.

x

3y

 

z

2

0,

 

x

3y

2z

 

14

 

0.

 

27.

2x

3y

2z

6

 

0,

x

3y

 

z

3

 

0.

 

28.

3x

4y

3z

1

 

 

0,

 

2x

4y

 

2z

 

4

0.

29.

3x

3y

z

 

1

 

0,

 

2x

3y

 

2z

6

0.

30.

6x

5y

3z

8

 

 

0,

 

6x

5y

4z

 

4

0.

§4. ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМОЙ И ПЛОСКОСТИ

Пример 3.6

67

Найти точку

пересечения прямой

x 7

 

 

y

 

4 z

5

и

плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

1

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x y 2z 5

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представим

прямую

 

x

7 y

4

 

 

z

5

 

 

параметрическими

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнениями:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5t

7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

t 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

4t

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть M x; y; z

- точка пересечения прямой и плоскости. Так

как искомая точка M

x; y; z лежит и на прямой и на плоскости, то ее

координаты удовлетворяют уравнению плоскости

 

3x y

2z 5 0 .

Имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 5t

7

 

t

4 2 4t

5 5 0,

 

 

 

 

 

 

22t

 

22

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

 

t

1

 

в

соотношения,

 

определяющие

параметрические уравнения данной прямой, получим координаты точки M :

xM

5

1

7

2;

yM

 

1 4

3;

 

zM

4

1

5

1.

Итак, точка пересечения прямой и плоскости M 2;3;1 .

Ответ: M 2;3;1 - точка пересечения прямой и плоскости.

Пример 3.7

Найти координаты точки M , симметричной точке M 2; 5; 7

относительно прямой, проходящей

через

точки

A 5; 4; 6

и

B 2; 17;

8 .

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

Составим уравнение прямой

AB . Для этого воспользуемся

уравнением

прямой, проходящей через две

точки

M1 x1 ; y1 ; z1

и

M 2 x2 ; y2 ; z2 :

68

 

 

 

 

 

 

x

 

x1

 

 

 

 

y

y1

 

 

z

 

z1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

x1

y2

 

y1

 

z2

 

z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для прямой AB имеем:

A 5; 4; 6 ,

B

2;

17;

8 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5

 

 

 

 

y

4

 

 

 

z

6

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5

 

 

 

 

17

4

 

8

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5

 

 

 

y

4

 

 

z

6

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5

 

 

 

y

4

 

 

z

6

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем

координаты

точки

 

M ,

 

симметричной

точке

M 2;

5; 7

относительно прямой M1M 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Через точку

M проводим плоскость

 

 

 

перпендикулярно к

вектору q

1;3; 2 . Получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x

2

 

3

 

 

y

5

2

z

7

 

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3y 2z 1 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем

точку пересечения плоскости

 

 

и прямой M1M 2 .

Уравнение прямой M1M 2

представляем в параметрическом виде:

 

 

 

 

x

 

t 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

3t

4,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

2t

6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая, что точка O

x; y; z

, пересечения прямой M1M 2

и

плоскости , лежит и на прямой и на плоскости, получим:

 

 

 

 

 

t

5 3 3t

 

 

4 2 2t

6 1 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

14t

 

28

 

0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значит xO

 

2

5

 

3; yO

3

 

2

 

4

 

 

2; zO

2 2

6

2 .

Точка

O 3; 2; 2

-

середина

отрезка

MM .

Координаты

точки

M xM ; yM ; zM

найдем из соотношений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

xM

 

xM

; y

 

yM

 

yM

; z

 

 

zM

zM

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получим:

69

 

 

 

 

 

xM

2x0

xM ;

 

 

xM

2 3 2 4;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yM

2 y0

yM ;

 

 

yM

2

2 5 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zM

2z0

zM ;

 

 

zM

2 2 7

3.

 

 

 

 

 

Точка

M 4;1;

3

симметрична точке

M 2;

5; 7

 

относительно

прямой l .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ:

M 4;1;

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти точку M , симметричную точке M 6;

4;

2

относительно

плоскости

 

:

x

y

z

3

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прежде всего, найдем проекцию

M 0

xM

; yM

; zM

 

точки

M на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

 

 

 

 

плоскость

x

y

z

3

 

0 .

Для

этого составим

уравнение

прямой

MM0 , перпендикулярной к данной плоскости. Нормальный вектор

плоскости

n

 

1;1;1

будет направляющим вектором перпендикуляра

MM0 . Используем каноническое уравнение прямой, проходящей через

точку A x0 ; y0 ; z0

с направляющим вектором s

m; n; p :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x0

y

y0

 

 

z

z0

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

n

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

Имеем,

прямая

MM0

проходит

 

через

точку

M 6;

4; 2

и

s

1;1;1

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

6

 

 

y

4

 

 

 

z

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем

точку

M0

 

пересечения

 

 

прямой

MM0

и

плоскости

x

y

z

3

0 .

Для

 

этого

 

приведем

 

 

уравнение

прямой

к

параметрическому виду:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x t 6, y t 4, z t 2.

Подставляя значения x, y, z из этих уравнений в уравнение плоскости , найдем:

70

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]