Составить уравнение плоскости проходящей через две прямые

Составить уравнение плоскости проходящей через две прямые

Пусть плоскость α проходят через прямые l1 и l2, заданные соответственно уравнениями:

, (2)

Обозначим М2(x2,y2,z2), =(m1,n1,р1), =(m2,n2,p2) и М(х,у,z) произвольная точка плоскости α

уравнение плоскости, проходящей через две прямые.

Расстояние между скрещивающимися прямыми

Пусть прямые l1 и l2, заданные уравнениями вида (2), являются скрещивающимися. Тогда расстоянием d между ними называется длина перпендикуляра, проведенного из одно прямой на другую. Заметим, что искомое расстояние равно отрезку перпендикуляра, закаченного между плоскостями α1 и α2, где плоскости α1 и α2 одновременно параллельны векторам и , и проходят соответственно через прямые l1 и l2

Взаимное расположение прямой и плоскости

Пусть прямая l и плоскость α заданы соответственно уравнениями

, α: Ax + By + Cz + D = 0.

1) прямая l лежит в плоскости α, если

2) прямая l параллельна плоскости α, если

3) прямая l пересекает плоскость α если

Am + Вn + Ср 0.

Угол между прямой и плоскостью

Углом между прямой l и плоскостью α называется угол φ, образованный прямой l и ее проекцией l1 на плоскость α

Тогда и

.

КРИВЫЕ ВТОРОГО ПОРЯДКА

Парабола

Определение:Параболой называется геометрическое место точек плоскости, равноудаленных от некоторой точки, называемой фокусом параболы и некоторой прямой, называемой директрисой параболы.

Уравнение параболы принятo записывать в следующем виде:

каноническое уравнение параболы.

Свойства параболы непосредственно следуют из свойств уравнения:

1.Абсцисса любой точки параболы неотрицательна

2.Парабола проходит через начало координат.

3.Парабола симметрична относительно оси абсцисс.

4.При неограниченном возрастании абсциссы x ордината у возрастает по абсолютной величине.

Точка F( ;0) называется фокусом параболы, прямая директрисой.

Величина р называется фокальным параметром или просто параметром параболы.

Эллипс

Определение.Эллипсом называется множество точек плоскости, сумма расстояний от каждой из которых до двух данных точек F1 и F2 этой плоскости, называемых фокусами эллипса, есть величина постоянная, равная 2а (а>0), большая, чем расстояние между фокусами.

Для составления уравнение эллипса выберем прямоугольную декартову систему координат так, чтобы ось ОХ

проходила через фокусы F1 и F2, а начало координат — точка О находилась в середине отрезка F1F2.

Обозначим F1F2 = 2с. Тогда F1(-с,0), F2(c,0). Пусть М(х,у) – произвольная точка эллипса. Тогда MF1+ MF2= 2а, а>с.

Так как , и уравнение принимает вид:

. (2)

Пусть координаты точки М111)удовлетворяют уравнению (2).

Обозначим r1 = F1M1, r2 = F2M2фокальные радиусы точек М1 М2. Тогда , , значит, r1+r2=2a.

Теперь по свойствам уравнения (2) исследуем геометрические свойства эллипса.

1. Оси ОХ и ОУ являются осями симметрии эллипса. Следовательно, эллипс достаточно исследовать только в первой координатной четверти.

2. Эллипс пересекает координатные оси в точках А1(-а,0), А2(а,0), В1(0,b), В2(0,-b), называемых вершинами эллипса.

3. Эллипс расположен в прямоугольнике, ограниченном прямыми х= а, у = b.

4. Из уравнений следует, что при возрастании х от 0 до а в первой координатной четверти, у убывает от b до 0.

По полученным свойствам строим эллипс Отрезок А1А2 и его длина 2а называются большой осью эллипса, а отрезок B1B2 и его длина 2b называются малой осью эллипса. Отрезок ОА1 с длиной а и отрезок ОВ1 с длиной b называются соответственно большой и малой полуосями эллипса. Длина отрезка F1F2=2с называется фокусным расстоянием, начало координат — центр эллипса.

Читайте также:  Реклама в правом нижнем углу браузера

Если а=b, то получаем каноническое уравнение окружности

Уравнения х = acost, у = bsint —

параметрические уравнения эллипса.

Определение. Эксцентриситетом эллипса называется число

Так как с 0, меньшая чем расстояние между фокусами.

Выберем декартову прямо-угольную систему координат ОХY так, как показано на рисунке. Тогда F1F2=2с, F1(—с,0), F2(c,0).

Для произвольной точки М(х,у), принадлежащей гиперболе, имеем МF1—MF2= 2а, а 2 —а 2 =b 2 , тогда каноническое уравнение гипрболы имеет вид:

(3)

По свойствам уравнения (3) исследуем свойства гиперболы:

1. Координатные оси являются осями симметрии гиперболы. Поэтому гиперболу достаточно исследовать только в первой координатной четверти.

2. Если у = 0, то x = а. Если х = 0, то уравнение (3) решений не имеет. Значит, гипербола пересекает только ось ОХ в точках А1(—а,0), А2(а,0), называемых вершинами гиперболы.

,

то |х| а. Поэтому гипербола расположена вне полосы, ограниченной прямыми x= а.

4. Если x возрастает от а до + , то из (1.12) следует, что у возрастает от 0 до + в первой координатной четверти.

наклонные асимптоты гиперболы.

По полученным свойствам строим гиперболу. Отрезок А1А2 и его длина 2а называются действительной осью гиперболы, а отрезок ОА1 и его длина адействительной полуосью. Отрезок В1В2 и его длина 2bмнимая ось гиперболы, а отрезок ОВ1 и его длина bмнимая полуось. Длина отрезка F1F2=2с называется фокусным расстоянием, начало координат — центр гиперболы.

Определение. Эксцентриситетом гиперболы называется величина

.

Так как для гиперболы с > а, и следовательно, чем меньше ε, тем более сжата гипербола к оси ОХ.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; Нарушение авторского права страницы

В этой статье собрана информация, необходимая для нахождения уравнения плоскости, проходящей через две заданные пересекающиеся или параллельные прямые. Сначала разобран принцип составления уравнения плоскости, которая проходит через две заданные прямые, после этого приведены подробные решения характерных примеров.

Навигация по странице.

Нахождение уравнения плоскости, проходящей через две пересекающиеся прямые.

Прежде чем приступать к нахождению уравнения плоскости, проходящей через две заданные пересекающиеся прямые, напомним одну теорему: в трехмерном пространстве через две пересекающиеся прямые проходит единственная плоскость. Это утверждение является следствием из двух аксиом геометрии:

  • через три различные и не лежащие на одной прямой точки проходит единственная плоскость;
  • если две несовпадающие точки прямой лежат в некоторой плоскости, то все точки этой прямой лежат в этой плоскости.

Таким образом, конкретную плоскость в трехмерном пространстве можно задать, указав две пересекающиеся прямые, лежащие в этой плоскости.

Теперь покажем, что плоскость, проходящая через две заданные пересекающиеся прямые, совпадает с плоскостью, проходящей через три различные точки, две из которых лежат на одной из заданных прямых, а третья – на другой прямой.

Пусть заданные прямые a и b пересекаются в точке М . Отметим на прямой a две различные точки М1 и М2 (одна из них может совпадать с точкой M ), а на прямой b точку М3 , отличную от точки М . Покажем, что плоскость М1М2М3 есть плоскость, проходящая через заданные пересекающиеся прямые a и b .

Так как в плоскости М1М2М3 лежат две точки прямой a (точки М1 и М2 ), то из озвученной в начале этого пункта аксиомы следует, что все точки прямой a лежат в плоскости М1М2М3 , в частности, точка М . Тогда в плоскости М1М2М3 лежат все точки прямой b , так как две несовпадающие точки прямой b (точки М и М3 ) лежат в указанной плоскости. Следовательно, плоскость, проходящая через пересекающиеся прямые a и b , и плоскость, проходящая через три точки М1 , М2 и М2 , совпадают.

Читайте также:  Лучшие девушки игромира 2018

Итак, поставим перед собой следующую задачу.

Пусть в трехмерном пространстве зафиксирована прямоугольная система координат Oxyz , заданы две пересекающиеся прямые a и b , и требуется написать уравнение плоскости, проходящей через пересекающиеся прямые a и b .

Сведем решение этой задачи к нахождению уравнения плоскости, проходящей через три точки. Для этого нужно определить координаты двух различных точек M1 и M2 , лежащих на одной из заданных пересекающихся прямых, и координаты точки M3 , лежащей на другой прямой и не являющейся точкой пересечения заданных прямых. Для нахождения координат точек М1 , М2 и М3 все средства хороши. Например, можно получить параметрические уравнения прямой a в пространстве вида . Из них видны координаты точки М1 (они получаются при ), а координаты точки М2 можно вычислить, придав параметру любое ненулевое действительное значение (к примеру, ). После этого можно получить параметрические уравнения прямой b и при некотором значении параметра вычислить координаты точки М3 , не забыв удостовериться, что она не является точкой пересечения заданных прямых (что она не лежит на прямой a ).

Будем считать, что координаты точек М1 , М2 и М3 найдены. После этого мы можем написать уравнение плоскости, проходящей через три точки и в виде . Вычислив определитель матицы вида , мы получим общее уравнение плоскости М1М2М3 , которое и будет уравнением плоскости, проходящей через две пересекающиеся прямые a и b .

Нахождение уравнения плоскости, проходящей через две параллельные прямые.

Прежде чем получить уравнение плоскости, проходящей через две заданные параллельные прямые, вспомним теорему: через две параллельные прямые проходит единственная плоскость. Эта теорема доказывается на основе аксиомы о единственной плоскости, проходящей через три заданные точки, с использованием утверждения: если одна из двух параллельных прямых пересекает плоскость, то и другая прямая пересекает эту плоскость.

Таким образом, мы можем задать конкретную плоскость в трехмерном пространстве, указав две параллельные прямые, лежащие в этой плоскости.

Очевидно, что плоскость, проходящая через две заданные параллельные прямые, совпадает с плоскостью, проходящей через три различные точки, две из которых лежат на одной из заданных параллельных прямых, а третья лежит на другой прямой.

Теперь можно приступать к нахождению уравнения плоскости, проходящей через две заданные параллельные прямые.

Пусть в трехмерном пространстве введена прямоугольная система координат Oxyz , заданы две параллельные прямые a и b и требуется составить уравнение плоскости, которая проходит через параллельные прямые a и b .

Эта задача, также как и задача о нахождении уравнения плоскости, проходящей через две заданные пересекающиеся прямые, сводится к составлению уравнения плоскости, проходящей через три точки. Действительно, мы можем определить координаты двух точек М1 и М2 , лежащих на одной из заданных параллельных прямых, и координаты точки М3 , лежащей на другой прямой. После этого нам лишь нужно написать уравнение плоскости, проходящей через три точки и , в виде . Это уравнение является искомым уравнением плоскости, проходящей через две заданные параллельные прямые.

Читайте также:  Можно ли мыть моющие обои пароочистителем

Примеры составления уравнения плоскости, проходящей через две прямые.

Итак, чтобы написать уравнение плоскости, проходящей через две заданные параллельные или пересекающиеся прямые, нужно найти координаты трех различных точек, две из которых лежат на одной из заданных прямых, а третья точка – на другой прямой, после чего записать уравнение плоскости, проходящей через три точки. Покажем применение этого алгоритма при решении примеров.

Известно, что прямая a в прямоугольной системе координат Oxyz в трехмерном пространстве проходит через точку и пересекает координатную прямую Oy в точке . Напишите уравнение плоскости, проходящей через пересекающиеся прямые a и Oy .

Из условия нам известны координаты двух точек М1 и М2 , лежащих на прямой a . Очевидно, что точка лежит на координатной прямой Oy и не совпадает с точками М1 и М2 . Тогда плоскость, проходящая через три точки , и , есть плоскость, проходящая через пересекающиеся прямые a и Oy . Напишем ее уравнение:

.

Рассмотрим еще один пример, в котором координаты точек, лежащих на заданных пересекающихся прямых, не так очевидны.

Составьте уравнение плоскости, которая проходит через две пересекающиеся прямые a и b , заданные уравнениями и соответственно.

Сначала найдем координаты двух точек, лежащих на прямой a , и координаты точки, лежащей на прямой b .

Прямая, которую в прямоугольной системе координат Oxyz задают канонические уравнения прямой в пространстве вида , проходит через точку . Перейдем к параметрическим уравнениям этой прямой, чтобы определить координаты еще одной точки (обозначим ее М2 ), лежащей на ней. Имеем , примем и из параметрических уравнений прямой вычислим координаты точки М2 : . Следовательно, .

Очевидно, что прямая проходит через точку . Проверим, не является ли точка точкой пересечения заданных прямых, подставив ее координаты в уравнения прямой a : . Канонические уравнения прямой a обратились в тождества, следовательно, точка М3 лежит на прямой a и является точкой пересечения заданных прямых. Таким образом, нам нужно взять другую точку М3 , лежащую на прямой b , так как сейчас найденные точки М1 , М2 и М3 лежат на одной прямой. Для этого мы также переходим к параметрическим уравнениям прямой b : , и вычисляем координаты точки М3 , приняв : .

Теперь мы можем получить уравнение плоскости, проходящей через три точки , и , которое является искомым уравнением плоскости, проходящей через две заданные пересекающиеся прямые:

.

Не правда ли, что нахождение координат точек, лежащих на заданных прямых, является самым трудоемким процессом при составлении уравнения плоскости, проходящей через две пересекающиеся прямые?

Осталось рассмотреть пример составления уравнения плоскости, проходящей через две заданные параллельные прямые.

Напишите уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые и .

По параметрическим уравнениям прямой при и вычислим координаты двух точек М1 и М2 :

Очевидно, что прямая проходит через точку .

Найдем уравнение плоскости, проходящей через три точки М1 , М2 и М3 :

Это уравнение и есть искомое уравнение плоскости, проходящей через две заданные параллельные прямые.

.

УСЛОВИЕ:

Составить уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые x-2/3=y+1/2=z-3/-2
x-1/3=y-2/2=z+3/-2

Добавил yelymcheav , просмотры: ☺ 1876 ⌚ 2019-05-14 15:35:56. предмет не задан класс не задан класс

Ссылка на основную публикацию
Снять пароль с роутера tp link
Домашняя беспроводная сеть Wi-Fi должна быть защищена паролем. Но ведь бывают разные случаи, скажете вы. Например, вы хотите пригласить друзей...
Скопировать контакты с андроид на компьютер
Мы уже рассказывали о том, как скопировать контакты со смартфона на смартфон. Но иногда проще перебросить контактную книгу на компьютер....
Скопировать строку таблицы значений 1с в другую
Не претендуя на полноту описания функций и методов работы с таблицей значений 1с привожу некоторые аспекты, которые в своё время...
Снять пароль с макроса excel
Здравствуйте, друзья! Последние дни бился над такой задачей: Имеется файл .xls, в нем макрос на VBA, защищенный паролем. Файл создается...
Adblock detector