Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

Видео:Математика без Ху!ни. Уравнение плоскости.Скачать

Математика без Ху!ни. Уравнение плоскости.

Уравнение плоскости, проходящей через прямую перпендикулярно заданной плоскости онлайн

С помощю этого онлайн калькулятора можно построить уравнение плоскости, проходящей через прямую L1 параллельно другой прямой L2 (прямые L1 и L2 не параллельны). Дается подробное решение с пояснениями. Для построения уравнения плоскости задайте вид уравнения прямых (канонический или параметрический) введите коэффициенты уравнений прямых в ячейки и нажимайте на кнопку «Решить».

Предупреждение

Инструкция ввода данных. Числа вводятся в виде целых чисел (примеры: 487, 5, -7623 и т.д.), десятичных чисел (напр. 67., 102.54 и т.д.) или дробей. Дробь нужно набирать в виде a/b, где a и b (b>0) целые или десятичные числа. Примеры 45/5, 6.6/76.4, -7/6.7 и т.д.

Видео:Аналитическая геометрия, 5 урок, Уравнение плоскостиСкачать

Аналитическая геометрия, 5 урок, Уравнение плоскости

Уравнение плоскости проходящей через прямую перпендикулярно заданной плоскости − теория, примеры и решения

Пусть задана декартова прямоугольная система координат Oxyz и пусть в этой системе координат задана прямая L

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости.(1)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости.(2)

Пусть плоскость α1 не перпендинулярно прямой L.

Задача заключается в построении уравнения плоскости α, проходящей через прямую L перпендикулярно плоскости α1 (Рис.1).

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

Запишем уравнение искомой плоскости α:

Ax+By+Cz+D=0.(3)

Искомая плоскость α проходит через прямую L, следовательно она проходит через точку M0(x0, y0, z0). Тогда справедливо следующее равенство:

Ax0+By0+Cz0+D=0.(4)

и поскольку прямая L принадлежит этой плоскости, то нормальный вектор n=<A, B, C> и направляющий вектор q=<m, p, l> ортогональны:

Для того, чтобы плоскость α была перпендикулярна плоскости α1, нормальные векторы этих плоскостей должны быть ортогональными, т.е. скалярное произведение этих векторов должно быть равным нулю:

AA1+BB1+CC1=0(6)

Таким образом мы должны решить систему трех уравнений с четыремя неизвестными (4)−(6). Представим систему линейных уравнений (4)−(6) в матричном виде:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

(7)

Решив однородную систему линейных уравнений (7) найдем частное решение. (Как решить систему линейных уравнений посмотрите на странице метод Гаусса онлайн). Подставляя полученные коэффициенты A, B, C и D в уравнение (3), получим уравнение плоскости, проходящей через прямую L перпендикулярно плоскости α1.

Пример 1. Найти уравнение плоскости α, проходящей через прямую L:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(8)

перпендикулярно плоскости α1 :

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(9)

Уравнение искомой плоскости α можно записать следующей формулой:

где n=<A, B, C> нормальный вектор плоскости.

Поскольку плоскость α проходит через прямую L , то она проходит также через точку M0(x0, y0, z0)=M0(−4, 1, 2), тогда уравнение плоскости должна удовлетворять условию:

Ax0+By0+Cz0+D=0(10)

а условие принадлежности прямой L к искомой плоскости α представляется следующим равенством:

Am+Bp+Cl=0.(11)

Так как плоскость α должна быть перпендикулярна плоскости α1, то должна выполнятся условие:

AA1+BB1+CC1=0(12)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(13)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(14)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(15)

Представим эти уравнения в матричном виде:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(16)

Решим систему линейных уравнений (16) отностительно A, B, C, D:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(17)

Таким образом искомая плоскость имеет нормальный вектор n=<A, B, C>=. Тогда подставляя в уравнение плоскости

Ax+By+Cz+D=0(18)

значения A, B, C, D, получим:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

Уравнение плоскости можно представить более упрощенном виде, умножив на число 43:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(19)

Ответ: Уравнение плоскости, проходящей через прямую (1) перпендикулярно плоскости (2) имеет вид (19).

Пример 2. Найти уравнение плоскости α, проходящей через прямую L:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(20)

перпендикулярно плоскости α1 :

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(21)

Уравнение искомой плоскости α можно записать следующей формулой:

где n=<A, B, C> нормальный вектор плоскости.

Так как плоскость α проходит через прямую L , то она проходит также через точку M0(x0, y0, z0)=M0(−3, 1, 5), тогда уравнение плоскости должна удовлетворять условию:

Ax0+By0+Cz0+D=0(22)

а условие принадлежности прямой L к искомой плоскости α представляется следующим равенством:

Am+Bp+Cl=0.(23)

Так как плоскость α должна быть перпендикулярна плоскости α1, то должна выполнятся условие:

AA1+BB1+CC1=0(24)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(25)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(26)
Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(27)

Представим эти уравнения в матричном виде:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(28)

Решим систему линейных уравнений (28) отностительно A, B, C, D:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(29)

Таким образом искомая плоскость имеет нормальный вектор n=<A, B, C>=. Тогда подставляя в уравнение плоскости

Ax+By+Cz+D=0(30)

значения A, B, C, D, получим:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

Уравнение плоскости можно представить более упрощенном виде, умножив на число 43:

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости(31)

Ответ: Уравнение плоскости, проходящей через прямую (1) перпендикулярно плоскости (2) имеет вид (31).

Видео:1. Уравнение плоскости проходящей через точку перпендикулярно вектору / общее уравнение / примерыСкачать

1. Уравнение плоскости проходящей через точку перпендикулярно вектору / общее уравнение / примеры

Уравнение плоскости, виды уравнения плоскости

В предыдущем разделе, посвященном плоскости в пространстве, мы рассмотрели вопрос с позиции геометрии. Теперь же перейдем к описанию плоскости с помощью уравнений. Взгляд на плоскость со стороны алгебры предполагает рассмотрение основных видов уравнения плоскости в прямоугольной системе координат O х у z трехмерного пространства.

Видео:Уравнение плоскости через 3 точкиСкачать

Уравнение плоскости через 3 точки

Определение уравнения плоскости

Плоскость – это геометрическая фигура, состоящая из отдельных точек. Каждой точке в трехмерном пространстве соответствуют координаты, которые задаются тремя числами. Уравнение плоскости устанавливает зависимость между координатами всех точек.

Уравнение плоскости в прямоугольной системе координат 0хуz имеет вид уравнения с тремя переменными х , у и z . Удовлетворяют уравнению координаты любой точки, лежащей в пределах заданной плоскости, не удовлетворяют координаты любых других точек, которые лежат вне заданной плоскости.

Подстановка в уравнение плоскости координат точки данной плоскости, обращает уравнение в тождество. При подстановке координат точки, лежащей вне плоскости, уравнение превращается в неверное равенство.

Уравнение плоскости может иметь несколько видов. В зависимости от специфики решаемых задач уравнение плоскости может быть записано по-разному.

Видео:уравнение п-и, проходящей через точки A (1,-1,3), B (1,2,4) и перпендикулярной плоскости 2x-3y+z+1=0Скачать

уравнение п-и, проходящей через точки A (1,-1,3), B (1,2,4) и перпендикулярной плоскости 2x-3y+z+1=0

Общее уравнение плоскости

Сформулируем теорему, а затем запишем уравнение плоскости.

Всякая плоскость в прямоугольной системе координат O x y z в трехмерном пространстве может быть задана уравнением вида A x + B y + C z + D = 0 , где А , В , С и D – некоторые действительные числа, которые одновременно не равны нулю. Всякое уравнение, имеющее вид A x + B y + C z + D = 0 , определяет плоскость в трехмерном пространстве

Уравнение, имеющее вид A x + B y + C z + D = 0 носит название общего уравнения плоскости. Если не придавать числам А , В , С и D конкретных значений, то мы получаем уравнение плоскости в общем виде.

Важно понимать, что уравнение λ · A x + λ · B y + λ · C z + λ · D = 0 , будет точно так же определять плоскость. В уравнении λ — это некоторое отличное от нуля действительное число. Это значит, что равенства A x + B y + C z + D = 0 и λ · A x + λ · B y + λ · C z + λ · D = 0 равнозначны.

Общим уравнениям плоскости x — 2 · y + 3 · z — 7 = 0 и — 2 · x + 4 · y — 2 3 · z + 14 = 0 удовлетворяют координаты одних и тех же точек, расположенных в трехмерном пространстве. Это значит, что они задают одну и ту же плоскость.

Дадим пояснения к рассмотренной выше теореме. Плоскость и ее уравнение неразделимы, так как каждому уравнению A x + B y + C z + D = 0 соответствует плоскость в заданной прямоугольной системе координат, а каждой плоскости, расположенной в трехмерном пространстве, соответствует ее уравнение вида A x + B y + C z + D = 0 .

Уравнение плоскости A x + B y + C z + D = 0 может быть полным и неполным. Все коэффициенты А , B , С и D в полном уравнении отличны от нуля. В противном случае, общее уравнение плоскости считается неполным.

Плоскости, которые задаются неполными уравнениями, могут быть параллельны координатным осям, проходить через оси координат, совпадать с координатными плоскостями или располагаться параллельно им, проходить через начало координат.

Рассмотрим положение в пространстве плоскости, заданной уравнением 4 · y — 5 · z + 1 = 0 .

Она параллельна оси абсцисс и располагается перпендикулярно по отношению к плоскости O y z . Уравнение z = 0 определяет координатную плоскость O y z , а общее уравнение плоскости вида 3 · x — y + 2 · z = 0 соответствует плоскости, которая проходит через начало координат.

Важное уточнение: коэффициенты А , В и С в общем уравнении плоскости представляют собой координаты нормального вектора плоскости.

Когда говорят об уравнении плоскости, то подразумевают общее уравнение плоскости. Все виды уравнений плоскости, которые мы разберем в следующем разделе статьи, получают из общего уравнения плоскости.

Видео:Математика без Ху!ни. Уравнения прямой. Часть 2. Каноническое, общее и в отрезках.Скачать

Математика без Ху!ни. Уравнения прямой. Часть 2. Каноническое, общее и в отрезках.

Нормальное уравнение плоскости

Нормальное уравнение плоскости – это общее уравнение плоскости вида A x + B y + C z + D = 0 , которое удовлетворяет следующим условиям: длина вектора n → = ( A , B , C ) равна единице, т.е. n → = A 2 + B 2 + C 2 = 1 , а D ≤ 0 .

Также запись нормального уравнения плоскости может иметь следующий вид cos α · x + cos β · y + cos γ · z — p = 0 , где p – это неотрицательное число, которое равно расстоянию от начала координат до плоскости, а cos α , cos β , cos γ — это направляющие косинусы нормального вектора данной плоскости единичной длины.

n → = ( cos α , cos β , cos γ ) , n → = cos 2 α + cos 2 β + cos 2 γ = 1

То есть, согласно нормальному уравнению плоскости, плоскость в прямоугольной системе координат O х у z удалена от начала координат на расстояние p в положительном направлении нормального вектора этой плоскости n → = ( cos α , cos β , cos γ ) . Если p равно нулю, то плоскость проходит через начало координат.

Плоскость задана общим уравнением плоскости вида — 1 4 · x — 3 4 · y + 6 4 · z — 7 = 0 . D = — 7 ≤ 0 , нормальный вектор этой плоскости n → = — 1 4 , — 3 4 , 6 4 имеет длину, равную единице, так как n → = — 1 4 2 + — 3 4 2 + 6 4 = 1 . Соответственно, это общее уравнение плоскости является нормальным уравнением плоскости.

Для более детального изучения нормального уравнения плоскости мы рекомендуем перейти в соответствующий раздел. В теме приведены разборы задач и характерные примеры, а также способы приведения общего уравнения плоскости к нормальному виду.

Видео:11 класс, 8 урок, Уравнение плоскостиСкачать

11 класс, 8 урок, Уравнение плоскости

Уравнение плоскости в отрезках

Плоскость отсекает на координатных осях O х , O у и O z отрезки определенной длины. Длины отрезков задаются отличными от нуля действительными числами a , b и с . Уравнение плоскости в отрезках имеет вид x a + y b + z c = 1 . Знак чисел а , b и с показывает, в каком направлении от нулевого значения следует откладывать отрезки на координатных осях.

Построим в прямоугольной системе координат плоскость, которая задана уравнением формулы плоскости в отрезках x — 5 + y — 4 + z 4 = 1 .

Точки удалены от начала координат в отрицательном направлении на 5 единиц по оси абсцисс, на 4 единицы в отрицательном направлении по оси ординат и на 4 единицы в положительном направлении по оси аппликат. Отмечаем точки и соединяем их прямыми линиями.

Плоскость полученного треугольника является плоскостью, соответствующей уравнению плоскости в отрезках, имеющего вид x — 5 + y — 4 + z 4 = 1 .

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

Более подробно информация об уравнении плоскости в отрезках, приведении уравнения плоскости в отрезках к общему уравнению плоскости размещена в отдельной статье. Там же приведен ряд решений задач и примеров по теме.

Видео:5. Нормальное уравнение плоскости выводСкачать

5. Нормальное уравнение плоскости вывод

Метод координат в пространстве

Для того, чтобы использовать метод координат, надо хорошо знать формулы. Их три:

Главная формула — косинус угла φ между векторами a = (x1; y1; z1) и b = (x2; y2; z2):

Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

  • Уравнение плоскости в трехмерном пространстве: Ax + By + Cz + D = 0, где A, B, C и D — действительные числа, причем, если плоскость проходит через начало координат, D = 0. А если не проходит, то D = 1.
  • Вектор, перпендикулярный к плоскости Ax + By + Cz + D = 0, имеет координаты: n = (A; B; C).
  • На первый взгляд, выглядит угрожающе, но достаточно немного практики — и все будет работать великолепно.

    Задача. Найти косинус угла между векторами a = (4; 3; 0) и b = (0; 12; 5).

    Решение. Поскольку координаты векторов нам даны, подставляем их в первую формулу:

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Задача. Составить уравнение плоскости, проходящей через точки M = (2; 0; 1), N = (0; 1; 1) и K = (2; 1; 0), если известно, что она не проходит через начало координат.

    Решение. Общее уравнение плоскости: Ax + By + Cz + D = 0, но, поскольку искомая плоскость не проходит через начало координат — точку (0; 0; 0) — то положим D = 1. Поскольку эта плоскость проходит через точки M, N и K, то координаты этих точек должны обращать уравнение в верное числовое равенство.

    Подставим вместо x, y и z координаты точки M = (2; 0; 1). Имеем:
    A · 2 + B · 0 + C · 1 + 1 = 0 ⇒ 2A + C + 1 = 0;

    Аналогично, для точек N = (0; 1; 1) и K = (2; 1; 0) получим уравнения:
    A · 0 + B · 1 + C · 1 + 1 = 0 ⇒ B + C + 1 = 0;
    A · 2 + B · 1 + C · 0 + 1 = 0 ⇒ 2A + B + 1 = 0;

    Итак, у нас есть три уравнения и три неизвестных. Составим и решим систему уравнений:

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Получили, что уравнение плоскости имеет вид: − 0,25x − 0,5y − 0,5z + 1 = 0.

    Задача. Плоскость задана уравнением 7x − 2y + 4z + 1 = 0. Найти координаты вектора, перпендикулярного данной плоскости.

    Решение. Используя третью формулу, получаем n = (7; − 2; 4) — вот и все!

    Видео:Видеоурок "Уравнение плоскости в отрезках"Скачать

    Видеоурок "Уравнение плоскости в отрезках"

    Вычисление координат векторов

    А что, если в задаче нет векторов — есть только точки, лежащие на прямых, и требуется вычислить угол между этими прямыми? Все просто: зная координаты точек — начала и конца вектора — можно вычислить координаты самого вектора.

    Чтобы найти координаты вектора, надо из координат его конца вычесть координаты начала.

    Эта теорема одинаково работает и на плоскости, и в пространстве. Выражение «вычесть координаты» означает, что из координаты x одной точки вычитается координата x другой, затем то же самое надо сделать с координатами y и z. Вот несколько примеров:

    Задача. В пространстве расположены три точки, заданные своими координатами: A = (1; 6; 3), B = (3; − 1; 7) и C = (− 4; 3; − 2). Найти координаты векторов AB, AC и BC.

    Рассмотрим вектор AB: его начало находится в точке A, а конец — в точке B. Следовательно, чтобы найти его координаты, надо из координат точки B вычесть координаты точки A:
    AB = (3 − 1; − 1 − 6; 7 − 3) = (2; − 7; 4).

    Аналогично, начало вектора AC — все та же точка A, зато конец — точка C. Поэтому имеем:
    AC = (− 4 − 1; 3 − 6; − 2 − 3) = (− 5; − 3; − 5).

    Наконец, чтобы найти координаты вектора BC, надо из координат точки C вычесть координаты точки B:
    BC = (− 4 − 3; 3 − (− 1); − 2 − 7) = (− 7; 4; − 9).

    Ответ: AB = (2; − 7; 4); AC = (− 5; − 3; − 5); BC = (− 7; 4; − 9)

    Обратите внимание на вычисление координат последнего вектора BC: очень многие ошибаются, когда работают с отрицательными числами. Это касается переменной y: у точки B координата y = − 1, а у точки C y = 3. Получаем именно 3 − (− 1) = 4, а не 3 − 1, как многие считают. Не допускайте таких глупых ошибок!

    Видео:Уравнение плоскости. Практическая часть. 11 класс.Скачать

    Уравнение плоскости. Практическая часть. 11 класс.

    Вычисление направляющих векторов для прямых

    Если вы внимательно прочитаете задачу C2, то с удивлением обнаружите, что никаких векторов там нет. Там только прямые да плоскости.

    Для начала разберемся с прямыми. Здесь все просто: на любой прямой найдутся хотя бы две различные точки и, наоборот, любые две различные точки задают единственную прямую.

    Кто-нибудь понял, что написано в предыдущем абзаце? Я и сам не понял, поэтому объясню проще: в задаче C2 прямые всегда задаются парой точек. Если ввести систему координат и рассмотреть вектор с началом и концом в этих точках, получим так называемый для прямой:

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Зачем нужен этот вектор? Дело в том, что — это угол между их направляющими векторами. Таким образом, мы переходим от непонятных прямых к конкретным векторам, координаты которых легко считаются. Насколько легко? Взгляните на примеры:

    Задача. В кубе ABCDA1B1C1D1 проведены прямые AC и BD1. Найдите координаты направляющих векторов этих прямых.

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Поскольку длина ребер куба в условии не указана, положим AB = 1. Введем систему координат с началом в точке A и осями x, y, z, направленными вдоль прямых AB, AD и AA1 соответственно. Единичный отрезок равен AB = 1.

    Теперь найдем координаты направляющего вектора для прямой AC. Нам потребуются две точки: A = (0; 0; 0) и C = (1; 1; 0). Отсюда получаем координаты вектора AC = (1 − 0; 1 − 0; 0 − 0) = (1; 1; 0) — это и есть направляющий вектор.

    Теперь разберемся с прямой BD1. На ней также есть две точки: B = (1; 0; 0) и D1 = (0; 1; 1). Получаем направляющий вектор BD1 = (0 − 1; 1 − 0; 1 − 0) = (− 1; 1; 1).

    Ответ: AC = (1; 1; 0); BD1 = (− 1; 1; 1)

    Задача. В правильной треугольной призме ABCA1B1C1, все ребра которой равны 1, проведены прямые AB1 и AC1. Найдите координаты направляющих векторов этих прямых.

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Введем систему координат: начало в точке A, ось x совпадает с AB, ось z совпадает с AA1, ось y образует с осью x плоскость OXY, которая совпадает с плоскостью ABC.

    Для начала разберемся с прямой AB1. Тут все просто: у нас есть точки A = (0; 0; 0) и B1 = (1; 0; 1). Получаем направляющий вектор AB1 = (1 − 0; 0 − 0; 1 − 0) = (1; 0; 1).

    Теперь найдем направляющий вектор для AC1. Все то же самое — единственное отличие в том, что у точки C1 иррациональные координаты. Итак, A = (0; 0; 0), поэтому имеем:

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Небольшое, но очень важное замечание насчет последнего примера. Если начало вектора совпадает с началом координат, вычисления резко упрощаются: координаты вектора просто равны координатам конца. К сожалению, это верно лишь для векторов. Например, при работе с плоскостями присутствие на них начала координат только усложняет выкладки.

    Видео:Векторный метод в стереометрии. Задача 14 профильный ЕГЭСкачать

    Векторный метод в стереометрии. Задача 14 профильный ЕГЭ

    Вычисление нормальных векторов для плоскостей

    Нормальные векторы — это не те векторы, у которых все в порядке, или которые чувствуют себя хорошо. По определению, нормальный вектор (нормаль) к плоскости — это вектор, перпендикулярный данной плоскости.

    Другими словами, — это вектор, перпендикулярный любому вектору в данной плоскости. Наверняка вы встречали такое определение — правда, вместо векторов речь шла о прямых. Однако чуть выше было показано, что в задаче C2 можно оперировать любым удобным объектом — хоть прямой, хоть вектором.

    Еще раз напомню, что всякая плоскость задается в пространстве уравнением Ax + By + Cz + D = 0, где A, B, C и D — некоторые коэффициенты. Не умаляя общности решения, можно полагать D = 1, если плоскость не проходит через начало координат, или D = 0, если все-таки проходит. В любом случае, координаты нормального вектора к этой плоскости равны n = (A; B; C).

    Итак, плоскость тоже можно успешно заменить вектором — той самой нормалью. Всякая плоскость задается в пространстве тремя точками. Как найти уравнение плоскости (а следовательно — и нормали), мы уже обсуждали в самом начале статьи. Однако этот процесс у многих вызывает проблемы, поэтому приведу еще парочку примеров:

    Задача. В кубе ABCDA1B1C1D1 проведено сечение A1BC1. Найти нормальный вектор для плоскости этого сечения, если начало координат находится в точке A, а оси x, y и z совпадают с ребрами AB, AD и AA1 соответственно.

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Поскольку плоскость не проходит через начало координат, ее уравнение выглядит так: Ax + By + Cz + 1 = 0, т.е. коэффициент D = 1. Поскольку эта плоскость проходит через точки A1, B и C1, то координаты этих точек обращают уравнение плоскости в верное числовое равенство.

    Подставим вместо x, y и z координаты точки A1 = (0; 0; 1). Имеем:
    A · 0 + B · 0 + C · 1 + 1 = 0 ⇒ C + 1 = 0 ⇒ C = − 1;

    Аналогично, для точек B = (1; 0; 0) и C1 = (1; 1; 1) получим уравнения:
    A · 1 + B · 0 + C · 0 + 1 = 0 ⇒ A + 1 = 0 ⇒ A = − 1;
    A · 1 + B · 1 + C · 1 + 1 = 0 ⇒ A + B + C + 1 = 0;

    Но коэффициенты A = − 1 и C = − 1 нам уже известны, поэтому остается найти коэффициент B:
    B = − 1 − A − C = − 1 + 1 + 1 = 1.

    Получаем уравнение плоскости: − A + B − C + 1 = 0, Следовательно, координаты нормального вектора равны n = (− 1; 1; − 1).

    Задача. В кубе ABCDA1B1C1D1 проведено сечение AA1C1C. Найти нормальный вектор для плоскости этого сечения, если начало координат находится в точке A, а оси x, y и z совпадают с ребрами AB, AD и AA1 соответственно.

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    В данном случае плоскость проходит через начало координат, поэтому коэффициент D = 0, а уравнение плоскости выглядит так: Ax + By + Cz = 0. Поскольку плоскость проходит через точки A1 и C, координаты этих точек обращают уравнение плоскости в верное числовое равенство.

    Подставим вместо x, y и z координаты точки A1 = (0; 0; 1). Имеем:
    A · 0 + B · 0 + C · 1 = 0 ⇒ C = 0;

    Аналогично, для точки C = (1; 1; 0) получим уравнение:
    A · 1 + B · 1 + C · 0 = 0 ⇒ A + B = 0 ⇒ A = − B;

    Положим B = 1. Тогда A = − B = − 1, и уравнение всей плоскости имеет вид: − A + B = 0, Следовательно, координаты нормального вектора равны n = (− 1; 1; 0).

    Вообще говоря, в приведенных задачах надо составлять систему уравнений и решать ее. Получится три уравнения и три переменных, но во втором случае одна из них будет свободной, т.е. принимать произвольные значения. Именно поэтому мы вправе положить B = 1 — без ущерба для общности решения и правильности ответа.

    Видео:Математика Без Ху!ни. Касательная плоскость и нормаль к поверхности.Скачать

    Математика Без Ху!ни. Касательная плоскость и нормаль к поверхности.

    Координаты середины отрезка

    Очень часто в задаче C2 требуется работать с точками, которые делят отрезок пополам. Координаты таких точек легко считаются, если известны координаты концов отрезка.

    Итак, пусть отрезок задан своими концами — точками A = (xa; ya; za) и B = (xb; yb; zb). Тогда координаты середины отрезка — обозначим ее точкой H — можно найти по формуле:

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Другими словами, координаты середины отрезка — это среднее арифметическое координат его концов.

    Задача. Единичный куб ABCDA1B1C1D1 помещен в систему координат так, что оси x, y и z направлены вдоль ребер AB, AD и AA1 соответственно, а начало координат совпадает с точкой A. Точка K — середина ребра A1B1. Найдите координаты этой точки.

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Поскольку точка K — середина отрезка A1B1, ее координаты равных среднему арифметическому координат концов. Запишем координаты концов: A1 = (0; 0; 1) и B1 = (1; 0; 1). Теперь найдем координаты точки K:

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Задача. Единичный куб ABCDA1B1C1D1 помещен в систему координат так, что оси x, y и z направлены вдоль ребер AB, AD и AA1 соответственно, а начало координат совпадает с точкой A. Найдите координаты точки L, в которой пересекаются диагонали квадрата A1B1C1D1.

    Плоскость задана уравнением 3x 5y z 3 0 отметьте вектор перпендикулярный этой плоскости

    Из курса планиметрии известно, что точка пересечения диагоналей квадрата равноудалена от всех его вершин. В частности, A1L = C1L, т.е. точка L — это середина отрезка A1C1. Но A1 = (0; 0; 1), C1 = (1; 1; 1), поэтому имеем:

    📹 Видео

    Составьте уравнение плоскости, проходящей через ось Оу и точку M (3;2;4).Скачать

    Составьте уравнение плоскости, проходящей через ось Оу и точку M (3;2;4).

    Уравнение плоскости. 11 класс.Скачать

    Уравнение плоскости. 11 класс.

    Лекция 25. Виды уравнений плоскости в пространстве.Скачать

    Лекция 25. Виды уравнений плоскости в пространстве.

    Видеоурок "Уравнение плоскости по трем точкам"Скачать

    Видеоурок "Уравнение плоскости по трем точкам"

    Видеоурок "Нормальное уравнение плоскости"Скачать

    Видеоурок "Нормальное уравнение плоскости"

    Математика без Ху!ни. Взаимное расположение прямой и плоскости.Скачать

    Математика без Ху!ни.  Взаимное расположение прямой и плоскости.

    Уравнения прямой на плоскости | Векторная алгебраСкачать

    Уравнения прямой на плоскости | Векторная алгебра
    Поделиться или сохранить к себе: