Какие точки принадлежат прямой l

от admin

I уровень

1.1.Составьте параметрические уравнения прямой, проходящей через:

1) точку параллельно вектору

2) точку параллельно осиOy;

3) точки и

1.2.Определите, какие из точекипринадлежат прямой

1.3.Определите по параметрическим уравнениям точку, принадлежащую прямой, направляющий вектор и канонические уравнения этой прямой:

1) 2)3)

1.4.Определите по каноническим уравнениям точку, принадлежащую прямой, направляющий вектор и параметрические уравнения этой прямой:

1) 2)3)

II уровень

2.1.Составьте параметрические уравнения прямых:

1) 2)

2.2.Составьте канонические уравнения следующих прямых:

1) 2)

2.3.Составьте уравнения прямой, проходящей через точкуA(0, 1, – 4), параллельно прямой, заданной уравнениями:

2.4.Определите взаимное расположение прямых:

1) и

2) и

3) и

4) и

III уровень

3.1.Дан треугольник с вершинамиA(3, 7, 5),B(1, 2, 3) иC(3, 0, 1). Составьте параметрические уравнения его медиан.

3.2.Дан треугольник с вершинамиA(1, 2, – 7),B(2, 2, – 7) иC(3, 4, – 5). Составьте параметрические уравнения его биссектрис.

3.3.Дан треугольник с вершинамиA(1, – 2, – 4),B(3, 1, – 7) иC(5, 1, – 7). Составьте канонические уравнения его высот.

3.4.Составьте уравнения прямой, проходящей через точкупараллельно прямой

3.5.Докажите, что прямые скрещиваются, найдите расстояние между ними и угол, который они образуют:

1) и

2) и

15.3. Прямая и плоскость в пространстве

Пусть прямая Lзадана каноническими уравнениями:

где а плоскостьPзадана общим уравнением:

где

Тогда взаимное расположение прямой Lи плоскостиPв пространстве можно определить по взаимному расположению направляющего векторапрямойLи нормального вектораплоскостиP. Справедливы утверждения:

тогда и только тогда, когда

тогда и только тогда, когда

тогда и только тогда, когда

тогда и только тогда, когда

В последнем случае координаты точки пересечения М1могут быть найдены следующим образом. От канонических уравнений прямой следует перейти к параметрическим, после чего подставитьx=x(t),y=y(t),z=z(t) в уравнение плоскости. Затем надо разрешить полученное уравнение относительно параметраtи найденное значениеtподставить в параметрические уравнения прямой. Это позволит найти значенияx1,y1,z1, которые и будут координатами искомой точкиМ1пересечения прямойLи плоскостиP.

Углом между прямой и плоскостьюназывается угол между прямой и ее ортогональной проекцией на плоскость, т. е.

Пример 1. Установить взаимное расположение прямой и плоскости. В случае их пересечения найти координаты точки пересечения:

1) и

2) и

3) и

Решение. 1) Определим координаты направляющего вектора прямой по ее каноническим уравнениям. Это векторНормальный векторплоскостиимеет координатыНайдем скалярное произведение векторови

Значит, т. е. прямаяL и плоскость P параллельны. Проверим, не лежит ли прямая L в плоскости P. Для этого определим, принадлежит ли плоскости P точка которая лежит на прямой. Подставим ее координаты в уравнение плоскости:

Следовательно, а значит,

2) Прямая имеет направляющий вектор и проходит через точкуВыясним, будет ли векторперпендикулярен нормальному векторузаданной плоскостиВычислим скалярное произведение:

Поскольку оно равно нулю, то

Осталось проверить принадлежность точки плоскости:

Значит, прямая L лежит в плоскости P.

3) Направляющий вектор заданной прямой и нормальный векторплоскости не коллинеарны и не перпендикулярны, так как(коэффициенты не пропорциональны) и(скалярное произведение не равно нулю). Значит,Найдем координаты точкиМ1 пересечения прямой и плоскости. Для этого перейдем сначала к параметрическим уравнениям прямой:

Затем в уравнение плоскости P подставим вместо x, y, z их выражение через параметр t:

т. е.

Подставим найденное значение параметра t в параметрические уравнения прямой:

Получили точку в которой прямая пересекает плоскость.

Пример 2. Определить угол между прямой L и плоскостью P:

1)

2)

3)

Решение. 1) По уравнению прямой L находим ее направляющий вектор а для плоскостиР – нормальный вектор

Очевидно, что координаты этих векторов пропорциональны, а значит, векторы являются коллинеарными. Следовательно, прямая L перпендикулярна плоскости Р, т. е.

2) Направляющий вектор прямойL имеет координаты а нормальный векторплоскостиРТак както векторы перпендикулярны, а прямая и плоскость параллельны. Определим, не лежит ли прямаяL в плоскости. Для этого координаты точки подставим в уравнение плоскости:Значит прямая и плоскость параллельны, т. е.

3) Значит,

Таким образом

Пример 3. Найти координаты точки N, симметричной точке относительно прямой, проходящей через точкии

Решение. 1-й способ. Построим плоскость Р, проходящую через точку М перпендикулярно прямой АВ.

откуда Р:

Уравнения прямой АВ:

Найдем точку О пересечения плоскости Р и прямой АВ. Для этого решим уравнение

Значит, О(3, –2, 2). Так как О – середина отрезка MN, то

Зная координаты точек О и М, найдем N(4, 1, –3).

2-й способ. Для решения можно также воспользоваться следующими рассуждениями: точка N, симметричная точке M, находится в той же плоскости, что прямая AB и точка M, лежит на перпендикуляре MN к прямой AB и удалена от прямой AB на то же расстояние, что и точка M.

Пусть Тогда

1) – компланарны;

2)

3)

4) середина отрезка MN лежит на прямой AB.

Составим систему уравнений, используя координатную форму записи условий 1–3:

компланарны при условии т. е.откуда получаем:

т. е.

После сокращения имеем:

откуда

(15.20)

Условие равносильно условиюиличто приводит к уравнению

После преобразования имеем:

(15.21)

Равенство этих величин дает нам:

Подставим в последнее равенство правые части формул (15.20) и (15.21) вместо y и z соответственно, откуда получим уравнение

Решим это уравнение, найдя корни

Соответствующие значения y, z вычислим, используя равенства (15.20) и (15.21). Получим точки икоторые удовлетворяют первым трем условиям. Осталось проверитьчетвертое условие. Найдем середины О1 и О2 отрезков исоответственно:

или

или

Проверим, какая из точек (О1 или О2) лежит на прямой АВ:

так как но

так как

Приходим к ответу:

Пример 4. Прямая L задана как линия пересечения плоскостей

Написать уравнение ее проекции на координатную плоскость Oxz.

Решение. Построим канонические уравнения прямой L. В качестве направляющего вектора можно взять вектор гдеТогда

т. е.

Если то получим систему уравнений

из которой найдем а значит точкалежит на прямойL.

Таким образом, канонические уравнения прямой L таковы:

что эквивалентно системе трех уравнений, описывающих три плоскости, проектирующие прямую на координатные плоскости Oxy, Oxz и Oyz соответственно:

После упрощения получаем:

Искомое уравнение:

Проведи через точки А и В прямую l. Какие точки на рисунке принадлежат прямой l, а какие ей не принадлежат? Сделай записи используя знаки

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Определяющие черты новгородской архитектуры:

Укажите правильный вариант ответа:

Простота и скромность

Монументальность и многообразие декоративных элементов

Широкое использование западноевропейских форм и традиций

Торжественность и пышность

4. Put the words in the correct order to make sentences. 1. always/ shopping/ we/on /Tuesdays/go __________________________________________________ 2. usually/to/goes/the/in/park/evening/the/she _____________________________________________________ 3. never / Mark/paints/the/morning/in/ _____________________________________________________ 4. usually/I/breakfast/have/half/six/past/at _____________________________________________________ 5. we/visit/often/our/on /Sundays/granny ___________________________________________________

Прямая — понятие, виды и её свойства с примерами

Прямая бесконечна (в обе стороны) и разбивает плоскость на две полуплоскости (рис. 24), для которых прямая является границей. Граница принадлежит полуплоскостям. На рисунке 25 точка С лежит на прямой между точками А и В, которые лежат по разные стороны от точки С. Точки С и В лежат по одну сторону от точки А. Из трех точек на прямой одна и только одна точка лежит между двумя другими.
Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Если на плоскости отметить две точки А и В, то через них всегда можно провести прямую АВ (рис. 26, а). Через одну точку можно провести бесконечно много прямых (рис. 26, б), через три точки не всегда можно провести прямую (рис. 26, в). Через две точки можно провести бесконечно много окружностей (рис. 26, г), а прямую — только одну!

Аксиома прямой. Через любые две точки плоскости можно провести прямую, и притом только одну.

Из аксиомы следует, что если две прямые (Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами) имеют общую точку (М), то это единственная общая точка (рис. 27). Если предположить, что существует еще одна общая точка (К), то тогда через две точки (М и К) пройдут две прямые, что по аксиоме прямой невозможно.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Определение. Две прямые называются пересекающимися, если они имеют общую точку.

Определение. Две прямые называются параллельными, если они лежат в одной плоскости и не пересекаются.

Если прямые Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамипараллельны, то отрезки, изображающие эти прямые, никогда не пересекутся, сколько бы их ни продолжали (рис. 28).

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Луч:

Определение. Лучом называется часть прямой, ограниченная одной точкой.

Точка, ограничивающая луч, принадлежит лучу и называется началом луча. Луч бесконечен (в одну сторону). Он обозначается одной малой буквой, или двумя большими буквами, где первой всегда записывается начало луча.

При этом вторая точка может быть не отмечена на луче. Она указывает направление луча, например как точка В на луче АВ (рис. 29).

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Определение. Два луча называются дополнительными (противоположными), если они имеют общее начало и лежат на одной прямой.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

На рисунке 30 изображены дополнительные дополнительные лучи ОМ и ОК. Они дополняют друг друга до прямой. Чтобы построить луч, дополнительный данному, достаточно продлить данный луч за его начало вдоль прямой, на которой лежит данный луч. Любая точка прямой разбивает ее на два дополнительных луча.

Отрезок:

Определение. Отрезком называется часть прямой, ограниченная двумя точками.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Точки, ограничивающие отрезок, принадлежат отрезку и называются концами отрезка, остальные точки отрезка — его внутренними точками. На рисунке 31 изображен отрезок АВ с концами А и В. Точка М — внутренняя точка отрезка АВ.

Если концы отрезка лежат в разных полуплоскостях относительно прямой, то этот отрезок пересекает прямую, если в одной полуплоскости — то не пересекает. На рисунке 32 концы отрезка АВ лежат в разных полуплоскостях относительно прямой а, и он пересекает прямую Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами. Концы же отрезка CD лежат в одной полуплоскости, и он не пересекает прямую Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Если при наложении отрезков их концы совпадут, то по аксиоме прямой эти отрезки совпадут всеми своими точками.

Определение. Два отрезка называются равными, если их можно совместить наложением.

Важной характеристикой отрезка является его длина.

Свойства длины отрезка: каждый отрезок имеет длину, выраженную положительным числом; равным отрезкам соответствуют равные длины, большему отрезку — большая длина. И наоборот.

Аксиома измерения отрезков. Если на отрезке взять точку, то она разобьет данный отрезок на два отрезка, сумма длин которых равна длине данного отрезка.

Аксиома откладывания отрезков. На любом луче от его вершины можно отложить отрезок данной длины, и притом только один.
Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

На рисунке 33 точка С лежит на отрезке АВ. По аксиоме измерения отрезков следует, что АС + СВ=АВ.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Серединой отрезка называется точка, которая делит отрезок на два равных отрезка. На рисунке 34 точка М — середина отрезка EF, то есть ЕМ = MF.

Определение. Расстоянием между двумя точками называется длина отрезка, соединяющего эти точки.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

На рисунке 35 расстояние между точками К и N равно длине отрезка KN.

Ломаная:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

На рисунке 36 отрезки АВ, ВС, CD, DE и EF последовательно соединены своими концами: отрезок ВС соединен с отрезком АВ, отрезок CD соединен с отрезком ВС и так далее. Полученная фигура представляет собой ломаную ABCDEF. Указанные отрезки называются звеньями ломаной, а точки А, В, С, D, Е и F — вершинами ломаной.

Определение. Ломаной называется геометрическая фигура, образованная отрезками, последовательно соединенными своими концами, у которой никакие два соседних звена не лежат на одной прямой. Длиной ломаной называется сумма длин ее звеньев.

Определение. Ломаная называется замкнутой, если начало ее первого звена совпадает с концом последнего. В противном случае она называется незамкнутой. Ломаная называется простой, если она не имеет самопересечений и никакие два ее звена, кроме соседних, не имеют общих точек. В противном случае она называется непростой (рис. 37).
Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Простая замкнутая ломаная на плоскости называется многоугольником. Звенья этой ломаной называются сторонами этого многоугольника, а вершины — вершинами многоугольника. Периметром многоугольника называется сумма длин его сторон. Часть плоскости, ограниченная многоугольником, называется плоским многоугольником. Слово «плоский» употреблять не будем. Отрезок, соединяющий вершины многоугольника, не принадлежащие одной стороне, называется его диагональю. Если у многоугольника три стороны, то у него три вершины и три угла, и он называется треугольником, если четыре стороны — четырехугольником, если пять — пятиугольником и так далее.

Читать:
Как установить eve ng

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

На рисунке 38 изображен четырехугольник ABCD со сторонами АВ, ВС, CD и AD. У него четыре угла: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии две диагонали: АС и BD. Периметр этого четырехугольника: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

При записи многоугольника его вершины записываются последовательно, начиная с любой вершины и в любом направлении. Например, СBAD — это тот же четырехугольник ABCD.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Самые известные четырехугольники — это прямоугольник и квадрат. У прямоугольника все углы прямые, а противоположные стороны равны. Квадрат — это прямоугольник, у которого все стороны равны. На рисунке 39 ABCD — прямоугольник, MNPK — квадрат. Позже мы дадим определение прямоугольника и квадрата и рассмотрим их свойства подробно. А пока будем пользоваться указанными представлениями.

Пример:

На отрезке АВ, равном 24 см, взята точка С. Отрезок АС на 6 см больше отрезка СВ. Найти длину отрезка АС.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Решение:

Пусть СВ = Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамисм, тогда АС = Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамисм.

По аксиоме измерения отрезков Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(рис. 40).

То есть, Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами
Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами
Ответ: 15 см.

Замечание. В дальнейшем при решении задач не будем ссылаться на аксиому измерения отрезков.

Пример:

На отрезке АВ отмечены точки С и D (рис. 41). Найти длину отрезка CD, если:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Решение:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиЕсли сложить отрезки AD и ВС, то получим отрезок АВ плюс отрезок CD. Отсюда Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Ответ: а) 6 см; б) Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Пример:

На отрезке АВ, равном 42 см, взята точка М. Найти расстояние между серединами отрезков AM и MB.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Решение:

Пусть С — середина отрезка AM, D — середина отрезка MB.

Обозначим Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(рис. 42).

Тогда Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Следовательно, Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(см).

Замечание. В данной задаче мы доказали свойство: «Если на отрезке отмечена точка, то расстояние между серединами полученных отрезков равно половине данного отрезка». Утверждения, которые будут доказаны нами в ключевых задачах, могут в дальнейшем использоваться как известные свойства.

Прямая в высшей математике

Прямая L в пространстве может быть однозначно определена, если известна точка, принадлежащая прямой, и ненулевой вектор, параллельный прямой (направляющий вектор прямой). Пусть задана такая точка Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(Рис. 5.1).

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Если М(х, у, z) — произвольная текущая точка прямой L, то вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиколлииеарен вектору Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии их соответствующие координаты пропорциональны.

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Этим соотношениям удовлетворяют координаты любой точки прямой L и только этой прямой. Равенства (5.1) называются каноническими уравнениями прямой в пространстве.

Обозначим Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамирадиус-вектор точки Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— радиус-вектор точки М. Тогда:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(5.2)

В силу коллинеарности векторов Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамисуществует число Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамитакое, что Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиТогда из (5.2) получим векторное параметрическое уравнение прямой:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(5-3)

В координатной форме уравнение (5.3) равносильно трем уравнениям:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(5.4)

которые называются параметрическими уравнениями прямой в пространстве.

Исключая из уравнений (5.4) параметр t, легко перейти к каноническим уравнениям прямой (5.1).

Обратный переход от (5.1) к (5.4) осуществляют, приравнивая каждое из трех соотношений (5.1) к t. При этом, если знаменатель какого-либо соотношения равен нулю, то необходимо приравнять к нулю его числитель.

Пусть заданы точки Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами. Составим уравнение прямой, проходящей через заданные точки, пользуясь рис. 5.1.

Очевидно, что в этом случае направляющим вектором прямой L будет вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами. Используя (5.1), получаем искомые уравнения в виде:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Прямую L в пространстве можно определить как пересечение двух плоскостей. Рассматривая совместно уравнения этих плоскостей, получим уравнение линии L в общем виде:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(5.6)

Система двух уравнений первой степени (5.6) определяет прямую линию при условии, что нормальные векторы Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии Прямая - понятие, виды и её свойства с примераминеколлинеарны. Только в этом случае плоскости будут пересекаться. Уравнения (5.6) носят название «общее уравнение прямой в пространстве».

Чтобы перейти от общих уравнений прямой (5.6) к ее каноническим уравнениям (5.1), нужно на прямой найти какую-нибудь точку Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии определить ее направляющий вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами.

Точку Прямая - понятие, виды и её свойства с примераминаходят, давая произвольное значение одной из переменных х, у или z. Решая систему (5.6), получают значения оставшихся двух переменных.

Направляющий вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамипараллелен линии пересечения плоскостей (5.6) и, следовательно, перпендикулярен обоим нормальным векторам плоскостей:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Поэтому в качестве Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиможно взять вектор: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Понятие прямой

Нормальным вектором прямой называется любой вектор, перпендикулярный прямой.

Направляющим вектором прямой называется любой вектор, лежащий на этой прямой.

Взаимное расположение прямых

Пусть даны две прямые: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Эти прямые заданы своими точками Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии Прямая - понятие, виды и её свойства с примераминаправляющими векторами Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПоэтому:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Параллельность или перпендикулярность прямых равносильна, соответственно, параллельности или перпендикулярности их направляющих векторов. Поэтому условие перпендикулярности прямых можно записать в виде:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Условие параллельности: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Возможны четыре случая взаимного расположения прямых:

  • I. Прямые совпадаютПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами, т.е. Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами
  • II. Прямые параллельны: Прямая - понятие, виды и её свойства с примераминепараллелен Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами, Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами
  • III. Прямые пересекаются: Прямая - понятие, виды и её свойства с примераминепараллеленПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами, Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— компланарны, т.е. Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами
  • IV. Прямые скрещиваются: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— некомпланарны, т.е. Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами.

Условие (5.8) выполняется в случаях I-III и означает, что прямые лежат в одной плоскости.

Уравнения прямой на плоскости

1. Па плоскости Оху составим уравнение прямой l, проходящей через точку Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамис нормальным вектором n=(А,В) (рис.6).

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиВозьмем любую точку М(х,у), лежащую на прямой l, и рассмотрим вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиВекторы Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии n будут взаимно перпендикулярными по определению нормального вектора: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиСледовательно, их скалярное произведение будет равно нулю: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

В координатной форме это равенство примет вид:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Уравнение Ах+Ву+С=0, где А и В не равны одновременно нулю Прямая - понятие, виды и её свойства с примераминазывается общим уравнением прямой.

Если Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамито это уравнение можно представить в виде уравнения с угловым коэффициентом:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

притом Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— угол наклона прямой к оси Ох.

Вывод. Прямая на плоскости однозначно определяется точкой и нормальным вектором.

2. Па плоскости Оху составим уравнение прямой l, проходящей через точку Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамис направляющим вектором Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(рис.7).

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Пусть М(х,у) — произвольная точка прямой l, Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— ее радиус-вектор, а Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— радиус-вектор точки Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиТогда по правилу треугольника имеем:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Так как векторы Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиколлинеарны, то Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— некоторое число, называемое параметром. Подставляя это выражение в уравнение, получаем векторное уравнение прямой:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

или в координатной форме параметрические уравнения прямой:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Пусть m и n отличны от нуля. Разрешим каждое из уравнений относительно t: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

откуда получаем каноническое уравнение прямой:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Пусть прямая l проходит через две точки Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиТогда в качестве направляющего вектора прямой можно взять вектор Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерамиСоставим уравнение прямой, проходящей через две точки:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Вывод. Прямая однозначно определяется точкой и направляющим вектором.

Пример:

Вершины треугольника находятся в точках А(2,2), В(1,-2), С(-1,0). Найти проекцию точки А на основание ВС.

Решение:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Проекция точки А на ВС есть точка пересечения основания ВС с перпендикуляром, опущенным из А на ВС.

Составим уравнение прямой ВС по двум точкам:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— каноническое уравнение прямой ВС Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами— общее уравнение прямой ВС.

Обозначим искомую проекцию точкой Н(х,у). Т.к. Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамито скалярное произведение векторов

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиравно нулю: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— общее уравнение прямой АН.

Теперь найдем проекцию точки А на основание ВС. Для этого решим систему: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиСледовательно, Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамиЗадача решена.

Замечание. Уравнение прямой АН можно было находить другими способами. Например, из общего уравнения прямой ВС х+у+1=0 можно выписать координаты нормального вектора Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(коэффициенты при х и у соответственно). Т.к. Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамито нормальный вектор прямой ВС будет являться направляющим вектором прямой АН: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

По нормальному вектору Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамии точке А(2,2) составляем каноническое уравнение прямой АН:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Уравнения прямой в пространстве

Уравнения прямой l, проходящей через точку Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамис направляющим вектором Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамив пространстве Oxyz составляются аналогичным плоскости образом.

Пусть M(x,y,z) — произвольная точка прямой Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— ее радиус-вектор, a Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами— радиус-вектор точки Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами(рис.8).

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Тогда векторное уравнение прямой останется прежним: Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамигде t — параметр.

Параметрические уравнения прямой примут вид:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

В случае Прямая - понятие, виды и её свойства с примерамивыразим канонические уравнения прямой:

Прямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Наконец, составим уравнения прямой, проходящей через две точкиПрямая - понятие, виды и её свойства с примерами

Внимание! В пространстве точка и нормальный вектор однозначным образом определяют плоскость. Поэтому в пространстве общие уравнения прямой будут задаваться линией пересечения двух плоскостей.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Telegram и логотип telegram являются товарными знаками корпорации Telegram FZ-LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Символьные обозначения

Для обозначения геометрических фигур и их проекций, для отображения отношения между геометрическими фигурами, а также для краткости записей геометрических предложений, алгоритмов решения задач и доказательства теорем используются символьные обозначения.

Символьные обозначения, все их многообразие, может быть подразделено на две группы: — Первая группа — обозначения геометрических фигур и отношения между ними; — Вторая группа — обозначения логических операций, составляющая синтаксическую основу геометрического языка.

Символьные обозначения — Первая группа

Символы, обозначающие геометрические фигуры и отношения между ними

Обозначения геометрических фигур: Φ — геометрическая фигура; A, B, C, D, . L, M, N, . — точки расположенные в пространстве; 1, 2, 3, 4, . 12, 13, 14, . — точки расположенные в пространстве; a, b, c, d, . l, m, n, . — линии, произвольно расположенные по отношению к плоскостям проекций; h, υ(f), ω — линии уровня (горизонталь, фронталь, профильная прямая соответственно); (AB) — прямая проходящая через точки A и B; [AB) — луч с началом в точке A; [AB] — отрезок прямой, ограниченный точками A и B; α, β, γ, δ, . ζ, η, θ — поверхность; ∠ABC — угол с вершиной в точке B; ∠α, ∠β, ∠γ — угол α, угол β, угол γ соответственно; |AB| — расстояние от точки A до точки B (длина отрезка AB); |Aa| — расстояние от точки A до линии a; |Aα| — расстояние от точки A до поверхности α; |ab| — расстояние между прямыми a и b; |αβ| — расстояние между поверхностями α и β; H, V, W — координатные плоскости проекций (именуемые как горизонтальная, фронтальная, профильная соответственно); П1, П2, П3 — координатные плоскости проекций (именуемые как горизонтальная, фронтальная, профильная соответственно); x, y, z — координатные оси проекций (ось абсцисс, ось ординат, ось аппликат); ko — постоянная прямая эпюра Монжа; O — точка пересечения осей проекций; `, «, `» — верхние индексы для проекций точек, прямых, углов, фигур, поверхностей на плоскости проекций (именуемые как горизонтальную, фронтальную, профильную соответственно); 1, 2, 3 — верхние индексы для проекций точек, прямых, углов, фигур, поверхностей на плоскости проекций (именуемые как горизонтальную, фронтальную, профильную соответственно); αH, αV, αW — след поверхности оставляемый на горизонтальной, на фронтальной, на профильной плоскости проекций соответственно; αH, αV, αW — след поверхности α оставляемый на горизонтальной, на фронтальной, на профильной плоскости проекций соответственно; aH, aV, aW — след прямой a оставляемый на горизонтальной, на фронтальной, на профильной плоскости проекций соответственно;

Проекции точек, линий, поверхностей любой геометрической фигуры обозначаются теми же буквами (или цифрами), что и оригинал, с добавлением верхнего индекса A`, A», A`» или 1`, 1″, 1`», соответствующего плоскости проекции, на которой они получены: A`, B`, C`, D`, . L`, M`, N`, . — горизонтальные проекции точек; A», B», C», D», . L», M», N», . — фронтальные проекции точек; A`», B`», C`», D`», . L`», M`», N`», . — профильные проекции точек; a`, b`, c`, d`, . l`, m`, n`, . — горизонтальные проекции линий; a», b», c», d», . l», m», n», . — фронтальные проекции линий; a`», b`», c`», d`», . l`», m`», n`», . — профильные проекции линий; α`, β`, γ`, δ`, . ζ`, η`, θ`, . — горизонтальные проекции поверхностей; α», β», γ», δ», . ζ», η», θ», . — фронтальные проекции поверхностей; α`», β`», γ`», δ`», . ζ`», η`», θ`», . — профильные проекции поверхностей;

Related Posts