Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Расстояние от точки до прямой онлайн

С помощю этого онлайн калькулятора можно найти расстояние от точки до прямой. Дается подробное решение с пояснениями. Для вычисления расстояния от точки до прямой, задайте размерность (2-если рассматривается прямая на плоскости, 3- если рассматривается прямая в пространстве), введите координаты точки и элементы уравнения 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.

Расстояние от точки до прямой − теория, примеры и решения

Рассмотрим эту задачу в двухмерном и трехмерном пространствах.

1. Расстояние от точки до прямой на плоскости

Пусть в двухмерном пространстве задана точка M0(x0, y0) и прямая L:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн,(1)

где q=(m,p) направляющий вектор прямой L.

Найдем расстояние от точки M0 до прямой (1)(Рис.1).

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Алгоритм нахождения расстояния от точки M0 до прямой L содержит следующие шаги:

  • построить прямую L1, проходящую через точку M0 и перпендикулярную прямой L,
  • найти пересечение прямых L и L1(точка M1)
  • найти найти расстояние между точками M0 и M1.

Уравнение прямой, проходящей через точку M0(x0, y0) имеет следующий вид:

A(xx0)+B(yy0)=0(2)

Как видно из рисунка Рис.1, для того, чтобы прямая L1 была перпендикулярна прямой L нужно , чтобы направляющий вектор q прямой L была коллинеарна нормальному вектору n прямой L1, поэтому в качестве нормального вектора прямой L1 достаточно взять направляющий вектор прямой L. Тогда уравнение прямой L1, представленной уравнением (2) можно записать так:

m(xx0)+p(yy0)=0(3)
mx+pymx0py0=0(4)

Для нахождения точки пересечения прямых L и L1, которая и будет проекцией точки M0 на прямую L, можно решить систему из двух уравнений (1) и (3) с двумя неизвестными x и y. Выражая неизвестную x из одного уравнения и подставляя в другое уравнение получим координаты точки M1(x1, y1).

Найдем точку пересечения прямых L и L1 другим методом.

Выведем параметрическое уравнение прямой (1):

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн(5)

Подставим значения x и y в (4):

m(mt+x’)+p(pt+y’)−mx0py0=0
m 2 t+mx’+p 2 t+py’mx0py0=0
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн(6)

Мы нашли такое значение t=t’, при котором координаты x и y точки на прямой L удовлетворяют уравнению прямой L1(4). Следовательно, подставляя значение t’ в (5) получим координаты проекции точки M0 на прямую L:

Далее находим расстояние между точками M0 и M1 используя формулу:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн.(7)

Пример 1. Найти расстояние от точки M0(−6, 2) до прямой

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн(8)

Направляющий вектор прямой (8) имеет вид:

Т.е. m=2, p=−1. Из уравнения прямой (8) видно, что она проходит через точку M’ (x’, y’)=(1, 7)(в этом легко убедится − подставляя эти значения в (8) получим тождество 0=0), т.е. x’=1, y’=7. Подставим значения m, p, x0, y0, x’, y’ в (6):

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн,

Подставляя значение t в (5), получим:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Вычислим расстояние между точками M0(-6, 2) и M1

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Упростим и решим:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Расстояние от точки M0(-6, 2) до прямой (8) :

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

2. Расстояние от точки до прямой в пространстве

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн,(9)

где q=(m, p, l) направляющий вектор прямой L.

Найдем расстояние от точки M0 до прямой (9)(Рис.2).

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Алгоритм нахождения расстояния от точки до прямой L содержит следующие шаги:

  • построить плоскость α, проходящую через точку M0 и перпендикулярную прямой L,
  • найти пересечение плоскости α и прямой L(точка M1)
  • найти расстояние между точками M0 и M1.
A(xx0)+B(yy0)+C(zz0)=0(10)

где n=(A,B,C) нормальный вектор плоскости α.

Как видно из рисунка Рис.2, для того, чтобы плоскость α была перпендикулярна прямой L нужно , чтобы направляющий вектор q прямой L была коллинеарна нормальному вектору n плоскости α, поэтому в качестве нормального вектора плоскости α достаточно взять направляющий вектор прямой L. Тогда уравнение плоскости α, представленной уравнением (10) можно записать так:

m(xx0)+p(yy0)+l(zz0)=0
mx+py+lzmx0py0lz0=0(11)

Для нахождения точки пересечения плоскости α и прямой L, которая и будет проекцией точки M0 на прямую L, выведем параметрическое уравнение прямой (9):

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн(12)

Подставим значения x и y в (11):

m(mt+x’)+p(pt+y’)+l(lt+z’)−mx0py0lz0=0
m 2 t+mx’+p 2 t+py’+l 2 t+ly’mx0py0lz0=0
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн(13)

Мы нашли такое значение t=t’, при котором координаты x,y и z точки на прямой L удовлетворяют уравнению плоскости (11). Следовательно, подставляя значение t’ в (12) получим координаты проекции точки M0 на прямую L:

M1(x1, y1, , z1),

Далее вычисляем расстояние между точками M0 и M1 используя формулу

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн,(14)

которое является расстоянием между точкой M0 и прямой (9).

Пример 2. Найти расстояние от точки M0(1, 2, 1) до прямой

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн(15)

Направляющий вектор прямой (15) имеет вид:

Т.е. m=2, p=4, l=−6. Из уравнения прямой (15) видно, что она проходит через точку M’ (x’, y’, z’)=(4, 3, 1)(в этом легко убедится − подставляя эти значения в (15) получим тождество 0=0=0), т.е. x’=4, y’=3, z’=1. Подставим значения m, p, l x0, y0, z0 x’, y’, z’ в (13):

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Подставляя значение t=t’ в (12), получим координаты точки M1:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн,
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн,
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн.

Далее, используя формулу (14) вычисляем расстояние от точки M0 до прямой (15):

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн.

Упростим и решим:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн.

Расстояние от точки M0(1, 2, 1) до прямой (15) :

Онлайн калькулятор. Расстояние от точки до прямой в пространстве

Используя этот онлайн калькулятор, вы сможете найти расстояния между точкой и прямой в пространстве.

Воспользовавшись онлайн калькулятором, вы получите детальное пошаговое решение вашей задачи, которое позволит понять алгоритм решения задач на вычисление расстояния от точки до прямой в пространстве и закрепить пройденный материал.

Найти расстояние между точкой и прямой в пространстве

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Ввод данных в калькулятор для вычисления расстояния между точкой и прямой в пространстве

В онлайн калькулятор можно вводить числа или дроби. Более подробно читайте в правилах ввода чисел.

Дополнительные возможности калькулятора вычисления расстояния между точкой и прямой в пространстве

  • Используйте кнопки и на клавиатуре, для перемещения между полями калькулятора.

Теория. Расстояние между точкой и прямой в пространстве

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Расстояние от точки до прямой — равно длине перпендикуляра, опущенного из точки на прямую.

Если в пространстве заданы координаты точки M0( x 0, y 0, z 0) и известны s = — направляющий вектор прямой l , M1( x 1, y 1, z 1) — координаты точки лежащей на l , то можно найти расстояние от точки M0( x 0, y 0, z 0) до прямой l , используя формулу

d =| M0M1 × s |
| s |

Вводить можно числа или дроби (-2.4, 5/7, . ). Более подробно читайте в правилах ввода чисел.

Расстояние от точки до прямой в пространстве: онлайн-калькулятор

Расстояние от точки до прямой в пространстве равно длине перпендикуляра, опущенного из точки на прямую. Чтобы быстро узнать ответ задачи, можно использовать автоматические подсчеты. Набор калькуляторов поможет вычислить результат любого задания по алгебре и геометрии.

Сервисом пользуются учащиеся школ и университетов. Также за готовым решением обращаются преподаватели, родители учеников и специалисты инженерного профиля.

1. Выберите, в какой форме представлено уравнение прямой.
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

2. Введите данные в соответствующие окна. Отправьте задание на вычисление кнопкой «Рассчитать».
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

3. Получите решение и ответ.
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

2. Введите данные в соответствующие окна. Отправьте задание на вычисление кнопкой «Рассчитать».
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

3. Получите решение и ответ.
Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайнУравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Материалы, которые помогут вам лучше разобраться в теме:

Как найти расстояние от прямой до точки в пространстве. Онлайн-калькулятор

Вычислить расстояние между точкой и прямой в пространстве можно по формуле:

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Уравнение расстояния от точки до прямой в пространстве онлайн

Программа автоматически выполняет комплекс действий. Нет необходимости вычислять результат каждого действия отдельно. Это сокращает время на решение задания и исключает ошибки и потерю данных.

Почему калькуляторы на нашем сайте часто используют:

  • Вы получаете быстрый расчет без ожидания регистрации и перехода по сторонним страницам. Во время проверки знаний особенно важно без промедлений получить решение.
  • Расчеты на сайте не требуют платежей. Раздел с вычислениями позволяет ученикам повышать свой уровень знаний без посторонней помощи. Понятный интерфейс с подробными действиями позволяет лучше запомнить материал.
  • На запросы не установлены ограничения. Тренироваться в подсчетах, используя любую программу раздела, можно необходимое количество раз в удобное для вас время.

Пошаговые вычисления помогут проверить собственные расчеты, выявить ошибки в алгоритме. Готовое решение можно использовать в качестве примера, запоминать и применять в аналогичных заданиях. Во время зачета или экзамена на сайте можно быстро решить задание и получить хорошую оценку. Если тема не поддается освоению, обратитесь к консультанту. Он найдет для вас преподавателя по выгодной цене.

Поделиться или сохранить к себе: