Задания для выполнения расчетно-графической работы № 2
Методические указания и задания К выполнению расчетно-графической работы № 2 Для всех направлений бакалавриата
Уфа 2012
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.
Задания для выполнения расчетно-графической работы № 2 Задание № 1
1. Даны точки А(-2;3;-4), В(3;2;5), С(1;-1;2), D(3;2;-4). Вычислить . 2. Даны точки М(-5;7;-6) и N(7;-9;9). Вычислить проекцию вектора на ось вектора . 3. Сила, определяемая вектором , разложена по трем направлениям, одно из которых задано вектором . Найти составляющую силы в направлении вектора . 4. Даны векторы и . Вычислить . 5. Даны векторы и . Вычислить . 6. Вычислить проекцию вектора на ось вектора . 7. Даны точки A(3;-4;-2), B(2;5;-2). Найти проекцию вектора на ось, составляющую с координатными осями OX, OY углы , , а с осью OZ – тупой угол . 8. Найти проекцию вектора на ось, составляющую с координатными осями OX, OZ углы , . А осью OY – острый угол . 9. Найти проекцию вектора на ось, составляющую с координатными осями равные острые углы. 10. Даны векторы и . Найти вектор , удовлетворяющий условиям , , . 11. Даны векторы и . Найти вектор при условии, что он перпендикулярен к оси ОZ и удовлетворяет условиям , . 12. Найти вектор , зная, что он перпендикулярен к векторам и и удовлетворяет условию . 13. Вектор , перпендикулярный к векторам и , образует с осью OY тупой угол. Найти его координаты, зная, что . 14. Найти вектор , коллинеарный вектору и удовлетворяющий условию . 15. Вектор , коллинеарный вектору , образует острый угол с осью OZ. Зная, что , найти его координаты. 16. Вектор перпендикулярен векторам и и удовлетворяет условию . Найти координаты . 17. Даны векторы и . Найти косинус угла между векторами и , удовлетворяющими системе уравнений . 18. Векторы и взаимно перпендикулярны; вектор образует с ними углы, равные , зная, что , , , вычислить . 19. Вычислить длину диагоналей параллелограмма, построенного на векторах и если известно, что , и . 20. Проверить, являются ли точки A(-1;2;3), B(2;-1;1), C(1;-3;1) и D(-5;3;3) вершинами трапеции. 21. Определить при каком значении α векторы и будут взаимно перпендикулярны, если , , . 22. . Найти вектор , образующий со всеми тремя базисными ортами острые углы, если . 23. Найти угол, образованный единичными векторами и , если известно, что векторы и перпендикулярны. 24. , . Определить при каком значении векторы и будут перпендикулярны. 25. Доказать, что четырехугольник с вершинами А(-3;5;6), В(1;-5;7), С(8;-3;-1) и D(4;7;-2) – квадрат. 26. Найти длины сторон и величину угла треугольника с вершинами А(-1;-2;4), В(-4;-2;0), и С(3;-2; 1) при вершине С. 27. Вычислить работу силы при перемещении материальной точки из положения А(-1;2;0) в положение В(2;1;3). 28. Зная, что , , и , вычислить . 29. , , . Найти . 30. Найти cos между диагоналями АС и BD параллелограмма, если заданы три его вершины А(2;1;3), В(5;2;-1), и С(-3;3; -3).
Задание № 2 По трем заданным точкам построить треугольник и средствами векторной алгебры найти: 1) длину стороны ВС; 2) уравнение линии ВС; 3) длину и уравнение высоты, проведенной из точки А; 4) площадь треугольника АВС; 5) угол между сторонами ВА и ВС; 6) уравнение биссектрисы, проведенной из вершины В; 7) составить уравнение медианы, проведенной из вершины С; 8) точку пересечения его медианы, проведенной из вершины С и высоты, проведенной из вершины А; 9) координаты точки М, делящей сторону АВ в отношении 2:3, считая от точки А; 10) уравнение прямой, проходящей через точку М параллельно стороне ВС. Координаты вершин треугольника даны в таблице.
Задание № 3
1.Даны две смежные вершины А(-3;1) и В(2;2) параллелограмма АВСD и точка Q(3;0) пересечения его диагоналей. Составить уравнения сторон этого параллелограмма. 2. Даны уравнения двух смежных сторон параллелограмма х-у-1=0, х-2у=0 и точка пересечения его диагоналей О(3;-1). Написать уравнения двух других сторон параллелограмма. 3. Какой угол образует с осью Ох прямая, проходящая через точку D(1;3) и точку пересечения медиан треугольника с вершинами А(-1;4),В(2;3), С(5;8)? 4. Известны вершины треугольника А(-4;-2),В(0;1), С(2;-1). Найти расстояние от начала координат до точки пересечения медианы, проведенной из вершины А, с высотой, проведенной из вершины В. 5. Известны уравнения прямых, на которых лежат две стороны ромба: х+2у-4=0, х+2у-10=0 и уравнение одной из его диагоналей х-у+2=0. Найти координаты вершин ромба. 6. Дан треугольник с вершинами в точках А(1;-2),В(0;5), С(-6;5). Найти координаты центра описанной около треугольника окружности. 7. Составить уравнение прямой, симметричной прямой х+2у-6=0 относительно точки А(4;2). 8. Две смежные вершины квадрата имеют координаты (1;4) и (4;5). Найти координаты двух других вершин. 9. При каком значении прямая х+у- =0 касается окружности ? 10. Написать уравнение прямой, проходящей через точку А(2;5) на расстоянии 2 единиц от точки В(0;-1). 11. На прямой х-3у+8=0 найти координаты точки, равноудаленной от двух точек (5;4) и (-3;2). 12. Найти координаты основания перпендикуляра, опущенного из точки А(-1;2) на прямую 3х-5у-21=0. 13. Дан треугольник с вершинами в точках А(2;5), В(5;-1), С(8;3). Составить уравнение прямой, проходящей через точку пересечения медиан треугольника перпендикулярно к прямой х+у+4=0. 14. Через точку пересечения прямых 3х+2у-4=0 и х-5у+8=0 проведены прямые, одна из которых проходит через начало координат, а другая параллельна оси Ох. Составить их уравнения. 15. Дан четырехугольник ABCD с вершинами А(3;5),В(6;6), С(5;3), D(1;1). Найти: а) координаты точки пересечения диагоналей; б) угол между диагоналями. 16. Найти геометрическое место точек, отношение расстояний которых от двух данных точек А и В постоянно и равно 2. 17. Составить уравнение прямой, которая проходит через начало координат и вместе с прямыми х-у+12=0, 2х+у+9=0 образует треугольник с площадью, равной 1,5. 18. Составить уравнение прямой, проходящей через точку С(-5;4), зная , что длина ее отрезка, заключенного между прямыми х+2у+1=0 и х+2у-1=0, равна 5. 19. Составить уравнение прямой, которая проходит через точку С(1;1) и отсекает от координатного угла треугольник с площадью, равной 2. 20. Через точку М(4;3) проведена прямая, отсекающая от координатного угла треугольник, площадь которого равна 3. Определить точки пересечения этой прямой с осями координат. 21. Составить уравнение прямой, проходящей через точку пересечения прямых 2х+7у-8=0, 3х+2у+5=0 под углом к прямой 2х+3у-7=0. 22. Составить уравнение прямой, которая проходит через точку пересечения прямых 11х+3у-7=0, 12х+у-19=0 на одинаковых расстояниях от точек А(3;-2) и В(-1;6). 23. Найти проекцию точки Р(-8;12) на прямую, проходящую через точки А(2;-3) и В(-5;1). 24. Найти точку М, симметричную точке Р(8;-9) относительно прямой, проходящей через точки А(3;-4) и В(-1;-2). 25. Точка А(-4;5) является вершиной квадрата, диагональ которого лежит на прямой 7х-у+8=0. Составить уравнения сторон и второй диагонали этого квадрата. 26. Даны две противоположные вершины квадрата А(-1;3) и С(6;2). Составить уравнения его сторон. 27. Луч света направлен по прямой х-2у+5=0. Дойдя до прямой 3х-2у+7=0, луч от нее отразился. Составить уравнение прямой, на которой лежит отраженный луч. 28. Даны две вершины треугольника А(-10;2) и В(6;4); его высоты пересекаются в точке Р(5;2). Определить координаты третьей вершины. 29. Составить уравнение прямой, проходящей через начало координат, зная , что длина ее отрезка, заключенного между прямыми 2х-у+5=0 и 2х-у+10=0, равна . 30. Составить уравнение геометрического места точек, равноудаленных от двух прямых 3х-у+7=0 и 3х-у-3=0.
Задание № 4 1. Найти точки пересечения асимптот гиперболы x2-3у2=12 с окружностью, имеющей центр в правом фокусе гиперболы, и, проходящей через начало координат. 2. Написать уравнение прямой, проходящей через центры окружностей х2+у2-6х-8у+16=0 и х2+у2+10х+4у+13=0. 3. Найти уравнение общей хорды окружностей (х-1)2+(у-3)2=4 и х2+у2-6х-10у+30=0. 4. Найти центр и радиус окружности, описанной около треугольника с вершинами А(0;2), В(1;1), С(2;-2). 5. Найти угол между радиусами окружности (х-4)2+(у+3)2=25, проведенными в точках ее пересечения с осью Ох. 6. Найти координаты точек эллипса 16х2+25у2-400=0, для которых расстояние от левого фокуса в три раза больше расстояния от правого фокуса. 7. Найти длину хорды эллипса 44х2+100у2=4400, направленной по диагонали прямоугольника, построенного на осях эллипса. 8. В эллипс 4х2+у2=4 вписан правильный треугольник, одна из вершин которого совпадает с правой вершиной эллипса. Найти координаты двух других вершин треугольника. 9. Вывести уравнение геометрического места точек, для которых расстояние до данной точки А(3;0) равно расстоянию до данной прямой х+3=0. 10 Найти уравнения касательных к эллипсу х2+2у2=3, параллельных прямой х-2у+1=0 11. Найти уравнения касательных к гиперболе 4х2-5у2=20, параллельных прямой х+у-4=0. 12. Вершины квадрата лежат на гиперболе 9х2-4у2=125. Найти его площадь. 13. Найти расстояние между точками пересечения асимптот гиперболы 9х2-16у2=144 с окружностью, имеющей центр в правом фокусе гиперболы и проходящей через начало координат. 14. На гиперболе х2-у2=1 найти точку, фокальные радиусы которой перпендикулярны. 15. Через левый фокус гиперболы х2-у2=8 проведен перпендикуляр к ее оси, содержащей вершины. Найти расстояния от фокусов до точек пересечения этого перпендикуляра с гиперболой. 16. При каких значениях прямая у=2х+ пересекает гиперболу 18х2-7у2=126? Касается ее? 17. Фокусы гиперболы совпадают с фокусами эллипса 9х2+25у2=225. Найти уравнение гиперболы, если ее эксцентриситет равен 2. 18. Найти уравнение гиперболы, симметричной относительно осей координат и касающейся прямой х-у-2=0 в точке М(4;2). 19. В параболу у2=12х вписан равносторонний треугольник, одна из вершин которого совпадает с вершиной параболы. Найти длину стороны треугольника. 20. Парабола у2=х отсекает от прямой, проходящей через начало координат, хорду, длина которой равна . Составить уравнение этой прямой. 21. Составить уравнение параболы с вершиной в начале координат, фокус которой находится в точке пересечения прямой 5х-3у+12=0 с осью ординат; осью абсцисс. 22. Составить уравнение параболы, симметричной относительно оси Оу и проходящей через точку пересечения прямой у-х=0 и окружности х2+у2-4у=0. 23. Дан эллипс 6х2+15у2=90. Найти уравнение гиперболы, вершины которой находятся в фокусах, а фокусы в вершинах данного эллипса. 24. Найти длину диаметра эллипса (хорды, проходящей через центр эллипса) 9х2+27у2=225, перпендикулярно к асимптоте гиперболы х2-у2=4, проходящей через первую и третью четверти. 25. Чему равна площадь треугольника, образованного асимптотами гиперболы х2-у2=1 и прямой х=2. 26. Чему равна длина хорды, проходящей через фокус параболы х2=8у и перпендикулярной к ее оси симметрии. 27. Вычислить полуоси гиперболы, зная, что директрисы даны уравнениями х = и угол между асимптотами прямой. 28. Составить уравнение прямой, которая касается параболы х2=16у и перпендикулярна к прямой 2х+4у+7=0 29. Составить уравнение гиперболы, фокусы которой лежат в вершинах эллипса 64х2+100у2=6400, а директрисы проходят через фокусы этого эллипса. 30. Фокусы гиперболы совпадают с фокусами эллипса 9х2+25у2=225. Составить уравнение гиперболы, если ее эксцентриситет Задание № 5
Даны координаты четырех точек A,B,C,D. 1) написать уравнение плоскости , проходящей через точку А перпендикулярно прямой ВС; 2) написать уравнение плоскости , проходящей через точки А, В, С; 3) найти угол между плоскостями и ; 4) найти уравнение и длину высоты, опущенной на грань АВС; 5) найти координаты точки, симметричной точке D относительно плоскости ; 6) найти площадь грани АВС; 7) найти объем пирамиды АВСD; 8) найти угол между ребрами АВ и АС.
1. А(7;2;4), В(7;-1;-2), С(3;3;1), D(-4;2;1). 2. А(1;3;6), В(2;2;1), С(-1;0;1), D(-4;6;-3). 3. А(-2;0;-4), В(-1;7;1), С(4;-8;-4), D(1;-4;6). 4. А(1;2;0), В(3;0;-3), С(5;2;6), D(8;4;-9). 5. А(1;3;6), В(2;2;1), С(-1;0;1), D(-4;6;-3). 6. А(-4;2; 6), В( 2;-3;0), С(-10;5;8), D( -5;2;-4). 7. А(7;2;4), В(7;-1;-2), С(3;3;1), D(-4;2;1). 8. А(2;1; 4), В(-1;5;-2), С(-7;-3;2), D(-6;-3;6). 9. А(-1;-5;2), В(-6;0;-3), С(3;6;-3), D(-10;6;7). 10. А(4;2;5), В(0;7;2), С(0;2;7), D(1;5;0). 11. А(4;4;10), В(4;10;2), С(2;8;4), D(9;6;9). 12. А(4;6;5), В(6;9;4), С(2;10;10), D(7;5;9). 13. А(3;5;4), В(8;7;4), С(5;10;4), D(4;7;8). 14. А(10;6;6), В(-2;8;2), С(6;8;9), D(7;10;3). 15. А (1;8;2), В(5;2;6), С(5;7;4), D(4;10;9). 16. А(6;6;5), В(4;9;5), С(4;6;11), D(6;9;3). 17. А(7;2;2), В(5;7;7), С(5;3;1), D(2;3;7). 18. А(8;6;4), В(10;5;5), С(5;6;8), D(8;10;7). 19. А(7;7;3), В(6;5;8), С(3;5;8), D(8;4;1). 20. А(-1;2;7), В(-1;5;1), С(1;2;1), D(1;5;9). 21. А(4;2;5), В(0;7;2), С(0;2;7), D(1;5;0). 22. А(7;2;4), В(7;-1;-2), С(3;3;1), D(-4;2;1). 23. А(-1;2;7), В(-1;5;1), С(1;2;1), D(1;5;9). 24. А(7;2;2), В(5;7;7), С(5;3;1), D(2;3;7). 25. А(1;1;1), В(4;4;4), С(3;5;5), D(2;4;7). 26. А(8;7;4), В(3;5;4), С(5;10;4), D(4;7;8). 27. А(1;2;7), В(-2;3;5), С(2;3;6), D(8;4;1). 28. А(5;3;4), В(-1;4;2), С(0;3;6), D(4;5;9). 29. А(2;2;5), В(2;-3;5), С(0;1;2), D(2;3;4). 30. А(2;1;4), В(7;-1;-2), С(-7;-3;2), D(-4;2;1).
Задание № 6 1. При каком значении m прямая параллельна плоскости ? 2. Составить уравнение плоскости, проходящей через т. перпендикулярно к прямой . 3. При каком значении С прямая параллельна плоскости ? 4. При каких значениях A и D прямая лежит в плоскости ? 5. При каких значениях A и B плоскость перпендикулярна к прямой ? 6. Убедившись, что прямые ; параллельны, вычислить расстояние d между ними. 7. Вычислить расстояние d от точки P(2;3;-1) до прямой . 8. Составить уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые ; . 9. Доказать, что прямые ; лежат в одной плоскости, и составить уравнение этой плоскости. 10. Вычислить кратчайшее расстояние между двумя прямыми: ; . 11. Вычислить кратчайшее расстояние между двумя прямыми: ; . 12. Вычислить кратчайшее расстояние между двумя прямыми: ; . 13. Найти точку Q симметричную т. P (1,3,-4) относительно плоскости . 14. Составить уравнение плоскости, проходящей через т. N (1,1,1) перпендикулярно к прямой . Найти их точку пересечения. 15. Найти проекцию точки A (4,-3,1) на плоскость . 16. Найти проекцию точки P (2,-1,3) на прямую . 17. Найти уравнение плоскости, проходящей через параллельные прямые ; . 18. Даны прямые и . При каком они пересекаются? 19. Написать уравнение прямой, проходящей через т. (1,-1,0) и перпендикулярной к плоскости . 20. Найти расстояние между параллельными плоскостями и . 21. Найти проекцию прямой на плоскость OXY. 22. Через точки и проведена прямая. Определить точку переcечения этой прямой с координатной плоскостью YOZ. 23. Составить уравнение прямой, проходящей через т. A(3,-3,0) и через точку пересечения прямой : с плоскостью α, заданной уравнением . 24. Составить уравнение прямой, проходящей через т. A(2,-1,3) и через точку пересечения прямой : с плоскостью α, заданной уравнением . 25. Написать общее уравнение плоскости, проходящей через пересекающиеся прямые : и : . 26. Написать общее уравнение плоскости, проходящей через точку М (1;2;1) параллельно прямым : и : . 27. Написать общее уравнение плоскости, проходящей через прямую : параллельно прямой : . 28. Составить каноническое уравнение прямой, заданной как линия пересечения двух плоскостей: и . 29. Составить уравнения прямой, проходящей через точки пересечения плоскости: с прямыми: и . 30. Найти точку, симметричную точке А (4;-3:2) относительно прямой : .
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|