•◄ Дополнительно ►•

Пример 9–371. Составить уравнение окружности, проходящей через три точки: =(3,–1,–2), =(1,1,–2) и =(–1,3,0).

Решение:

Алгоритм:

1) строим серединные перпендикуляры к сторонам треугольника и в виде прямых линий и ;

2) находим центр окружности =;

3) вычисляем радиус окружности и сферы, которая будет содержать искомую окружность;

4) находим уравнение сферы радиуса с центром в точке и уравнение плоскости, содержащей заданные точки ;

5) строим систему уравнений для сферы и плоскости – это и будет искомая окружность в пространстве .

Реализуем принятый алгоритм:

1). Найдём координаты точек и . Из равенства = получаем (2,0,–2), из равенства = получаем (0,2,–1). Для прямых и строим векторы нормалей: ==(–1,1,0), ==(–1,1,1). Запишем уравнение : , также запишем : .

2). Находим координаты точки из системы: откуда (2,0,3).

3). Вычисляем радиус окружности (и сферы): ==. Записываем уравнение сферы с центром в точке радиуса : .

4). Строим вектор нормали плоскости , содержащей заданные точки: ==, или =(1,1,0). Записываем уравнение с учётом условия , именно :.

5). Записываем уравнение окружности в пространстве: как пересечение плоскости со сферой.

Ответ: окружность в пространстве: .

☻

Вопросы для самопроверки:

1. Как получают поверхности вращения 2-го порядка?

2. Как получают канонические уравнения поверхностей 2-го порядка?

3. Как применяют «метод сечений» для исследования поверхностей 2-го порядка?

4. Что такое «гиперболический параболоид», как получают его уравнение?

5. Мог ли инженер Гарин, используя гиперболоид, плавить руду и добывать золото?

6. Чем примечательна конструкция Останкинской телебашни?

< * * * * * >

Задачи для самоподготовки:

Пример C8–1: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: .

Ответ: сфера с центром в точке (2,0,–1), радиуса 4.

Пример C8–2: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: однополостный гиперболоид с центром в точке (0,0,0), при: =4, =2, =6.

Пример C8–3: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: конус вращения с центром в точке (0,0,0), при ===1.

Пример C8–4: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: параболоид гиперболический с центром (0,0,0), при: ==1 и не определено.

Пример C8–5: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: параболический цилиндр, образующая параллельна, не определено.

Пример C8–6: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: параболоид гиперболический с центром (0,0,0), при: =,=2 и =3.

Пример C8–7: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: двуполостный гиперболоид вращения с центром в точке (0,0,0), при: ===2.

Пример C8–8: Установить, какой геометрический образ определяется заданным уравнением: . Сделать рисунок.

Ответ: параболический цилиндр, образующая параллельна, =–.

• •••☻••• •

Разработчик: к. т. н., доцент кафедры ВМ-2 ____________________ (А. И. Литвинов)