Главная | Обратная связь

И плоскости в пространстве.

НЕДЕЛЯ 4

Лекция 7

Уравнение плоскости.

Пусть заданы прямоугольная система координат Oxyz, произвольная плоскость П, точка и вектор

Уравнение

(1)

определяет плоскость, проходящую через точку перпендикулярно вектору

В уравнении (1) раскроем скобки

.

Выражение, стоящее в скобках обозначаем через Д, тогда получим

(2)

Уравнение (2) называется общим уравнением плоскости. Вектор называется нормальным вектором плоскости.

Если в общем, уравнении плоскости коэффициент то, разделив все члены уравнения на – Д, уравнение плоскости можно привести к виду

(3)

здесь Это уравнением плоскости в «отрезках» в нем а, b и с соответствует абсциссе, ординате и аппликате точек пересечения плоскости с осями координат О_х, О_у, О_z.

При любом расположении (2) плоскостей П₁, П₂

(4)

в пространстве один из углов между ними равен углу между их нормальными векторами и вычисляется по формуле

(5)

Если два уравнения (4) определяют одну и ту же плоскость, то их коэффициенты пропорциональны

(6)

Если плоскости П₁ и П₂ параллельны, то коллениарны их нормальные векторы и наоборот. Но тогда

(7)

Условие (7) является условием параллельности плоскостей.

Если же плоскости П₁ и П₂ перпендикулярны, то перпендикулярны их нормальные векторы . Но тогда их скалярное произведение равно 0, т.е.

(8)

Равенство (8) определяет условие перпендикулярности плоскостей.

 

Прямая в пространстве. Взаимное расположение прямой

и плоскости в пространстве.

Прямая в пространстве может быть задана системой уравнений двух плоскостей

, (1)

пересекающихся по этой прямой.

Уравнения (1) называются общими уравнениями прямой. Для решения задач уравнения (1) не всегда удобны, по этому используют специальный вид уравнения прямой.

Пусть дана прямая L и ненулевой вектор лежащий на данной прямойили параллельно ей. На прямой L возьмем точку M тогда уравнение этой прямой можно записать следующим образом

(2)

Уравнение (2) называется каноническим уравнением прямой.

От канонических уравнений прямой, введя параметр легко можно перейти к параметрическим уравнением:

(3)

Пусть заданы две прямые каноническими уравнениями.

и

При любом расположении этих прямых в пространстве, один из двух углов между ними равен углу между их направляющими векторами . Угол можно вычислить по формуле

(4)

Условие параллельности и перпендикулярности двух прямых в пространстве имеют следующий вид

(5)

(6)

Рассмотрим теперь взаимное расположение прямой и плоскости Ax+By+Cz+D=0.

Угол между прямой и плоскостью определяется по формуле

(7)

Условием параллельности прямой и плоскости является условие

 

(8)

а условием перпендикулярности прямой и плоскости

 

 

Литература: К.А. Хасеинов Каноны математики. Стр.96-110.

 

(9)

 

Лекция 8