Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КР №1 высшая математика 1 курс.docx
Скачиваний:
26
Добавлен:
01.04.2014
Размер:
186.09 Кб
Скачать

Задача №2.

Даны вершины A(x1, y1), B(x2, y2), C(x3, y3) треугольника ABC. Требуется найти:

  1. общее уравнение прямой AB;

  2. общее уравнение прямой, на которой лежит высота CH и длинну этой высоты;

  3. общее уравнение прямой, на которой лежит медиана AM;

  4. точку N пересечения медианы AM и CH;

  5. параметрическое уравнение прямой, параллельной стороне AB и проходящей через вершину C;

  6. косинус внутреннего угла при вершине A.

Значения радикалов и отношений вычислить с точностью до второго знака.

A(10, 7), B(-8, -3), C(4, 3).

Решение:

1) Общее уравнение прямой имеет вид:

Ax + By + C = 0.

Уравнение прямой, проходящей через 2 точки A(x1, y1, z1) и B(x2, y2, z2):

Подставив в уравнение координаты точек A и B, получим:

.

2) CH в треугольнике ABC является его высотой, перпендикулярно опущенной из вершины C на сторону AB. Т.к. CH перепендикулярна AB, то их угловые коэффициены имеют соотношение .

Угловой коэффициент прямой через координаты 2х её различных точек

A(x1, y1, z1) и B(x2, y2, z2) определяется формулой:

Подставим в это уравнение координаты точек A и B:

Уравнение прямой, имеющей угловой коэффициент и проходящей через данную точку H(x1, y1) имеет вид:

Подставим в это уравнение координаты точки С и :

Расстояние d от точки M(x0, y0) до прямой Ax + By + C = 0 вычисляют по формуле:

Подставив в это уравнение координаты точки C и прямую AB, получим:

3) Из свойств треугольника известно, что медиана вышедшая из вершины треугольника делит сторону противолежающую этой вершине пополам. Т.е. точка M(x3, y3) лежит по середине стороны BC. Имея начальную и конечную точки

B(x1, y1, z1) и C(x2, y2, z2) прямой BC мы можем найти её центр:

Подставим в эту систему уравнений координаты точек B и C и получим:

Имея координаты начальной и конечной точек медианы АМ составим её уравнение:

4) При пересечении 2х прямых x + y + = 0 иx + y + = 0 на плоскости координаты точки их пересеченияN(x0, y0) можно найти по формулам:

Подставим в систему уравнений имеющиеся данные и получим:

N( - 2.25, - 0.15).

5) Параметрическое уравнение прямой выглядит следующим образом:

.

Т.к. вектора параллелен стороне, то мы можем использовать координаты направляющего вектора, который лежит на стороне.

= () = (.

Подставим в параметрическое уравнение координаты точки C и направляющего вектора :

.

6) Для нахождения косинуса внутреннего угла при вершине A необходимо записать уравнение прямой AC:

.

Т.к. обе наши прямые заданы общими уравнениями, то воспользуемся следующим выражением для нахождения угла между ними:

Задача №3.

Даны четыре точки A1(x1, y1, z1), A2(x2, y2, z2), A3(x3, y3, z3), A4(x4, y4, z4). Требуется найти:

  1. уравнение плоскости A1A2A3;

  2. уравнение прямой, проходящей через точку A4, перпендикулярно плоскости A1A2A3;

  3. расстояние от точки A4 до плоскости A1A2A3;

  4. синус угла между прямой A1A4;

  5. косинус угла между координатной плоскостью Oxy и плоскостью A1A2A3;

A1(0, -4, 6), A2(-6, 2, -6), A3(4, 4, 7), A4(1, -5, 3).

Решение:

1) Общее уравнение плоскости имеет вид:

;

Уравнение плоскости, проходящей через три точки A1 (x1, y1, z1), A2(x2, y2, z2), A3(x3, y3, z3), вычисляется по формуле:

Подставим в это выражение имеющиеся координаты точек A1, A2, A3:

Найдём определитель этой матрицы путём разложения по 1й строке:

A1A2A3

2) Уравнение прямой, проходящей через данную точку M0(x0, y0, z0) и проходящей через плоскость A1A2A3 имеет вид:

. Нормальный вектор плоскости ;

Подставим имеющиеся координаты вектора и координаты точкиA4 в уравнение:

- уравнение прямой, проходящей через точку A4, перпендикулярно плоскости A1A2A3;

3) Расстояние от точки A4 до плоскости A1A2A3 - это, длина перпендикуляра , опущенного из точки A4 на плоскость A1A2A3.

Расстояние от точки A4 до поскости A1A2A3 определяется по формуле:

Подставим имеющиеся данные в это уравнение:

4) Синус угла между прямой, заданной параметрическим уравнением

,

и плоскостью, заданной уравнением общего вида

Определяется выражением:

Найдём уравнение прямой A1A4:

Переходя от канонических уравнений к параметрическим, получаем:

Подставим имеющиеся данные в выражение для нахождения синуса угла между прямой и плоскостью:

.

5) Общим уравнением плоскости Oxy является выражение z=0 (0*x+0*y+z=0). Косинус угла межу плоскостями Oxy и A1A2A3:

Подставим имеющиеся данные в это выражение:

.

Соседние файлы в предмете Высшая математика