Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Kretov_vse

.pdf
Скачиваний:
133
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

§ 5.2. иОУТНУТЪ¸ ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

788.Написать уравнения плоскостей, параллельных плоскости 2x +2y +z– 8 =0 и удаленных от нее на расстояние d = 4.

789.Две грани куба лежат на плоскостях 2x –2y +z– 1 =0, 2x –2y +z+5=0. Вычислить объем этого куба.

790. На оси Оу найти точку, отстоящую от плоскости x +2y –2z–2=0 на расстояние d = 4.

791.На оси Ох найти точку, равноудаленную от двух плос-

костей 12x –16y +15z+1=0, 2x +2y –z– 1 =0.

792.Для каждой из следующих плоскостей вычислить углы α, β, γ, образуемые нормалью с осями координат, и расстояние р от начала координат:

а) x +y 2 +z– 10 =0; б) x –y – z 2 +16 =0; в) x +z– 6 =0;

г) у– z+2 =0;

д) x 3 +y +10 =0;

е) z–2 =0;

ж) 2х+1 =0;

з) 2у+1 =0.

 

793. Вычислить расстояние от точки Р(– 1; 1; 2) до плоскости, проходящей через точки М1(1; –1; 1), М2(– 2; 1; 3), М3(4;

–5; – 2).

794.Составить уравнение плоскости, проходящей через точку М(– 4; – 3; –2), параллельной плоскости x +2y – 3z–6 =0.

795.Найти величину острого угла между плоскостями:

а) 11x –8y – 7z– 15 =0 и 4x –10y +z–2 =0; б) 2x +3y – 4z+4 =0 и 5x –2y +z–3=0.

796. Найти величину острого угла между плоскостями:

а) x +y – 2z+5 =0 и

2x +3y +z– 2=0;

б) 2x –2y +z=0 и

z=0.

797.Написать уравнение плоскости, параллельной плоскости x – 2y +2z+5 =0 и удаленной от точки М(3; 4; – 2) на расстояние d = 5.

798.Найти расстояние между параллельными плоскостями:

а) x +y – z–2=0

и 2x +2y – 2z+5 =0;

б) 2x –3y +6z– 14=0

и 2x – 3y +6z+42 =0.

799.Найти расстояние от точки М0(5; 4; – 1) до плоскости,

проходящей через точки М1(0; 4; 0), М2(0; 4; –3), М3(3; 0; 3).

800.Составить уравнение плоскости, проходящей через начало координат и точку М(2; 1; –1) перпендикулярно плос-

кости 2x –3z=0.

131

ЙО‡‚‡ V. ДМ‡ОЛЪЛ˜ВТН‡fl „ВУПВЪрЛfl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

801.Составить уравнение плоскости. проходящей через точку М(4; 0; 2) и перпендикулярной плоскостям x +y +z=0 и y – z=0.

802.Составить равнение плоскости, проходящей через линию пересечения плоскостей 2x–y–12z–3=0 и 3x+3y–7z–2=0 перпендикулярно плоскости 4x – 2y +25 =М0.

803.Найти точку N, симметричную точке М(1; 1; 1) относительно плоскости x +y– 2z– 6=0.

§5.3. ирflП‡fl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

1.Прямая линия может быть определена как пересечение двух плоскостей:

Ax + By +Cz + D = 0,

(5.3.1)

A1x + B1 y +C1z + D1 = 0,

при этом направляющий вектор прямой a = N1 × N2 , где N1 и

N2 — перпендикуляры к плоскостям. 2. Каноническое уравнение прямой:

x − x0

=

y − y0

=

z − z0

,

(5.3.2)

l

m

n

 

 

 

 

где M0(x0; y0; z0) — точка, через которую проходит прямая; a(l, m, n) — направляющий вектор прямой.

3. Уравнение прямой, проходящей через данные точки

M0(x0; y0; z0) и M1(x1; y1; z1):

x − x0

=

y − y0

=

z − z0

.

(5.3.3)

x

− x

 

y

− y

 

 

0

 

0

 

z

− z

0

 

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

 

4. Параметрические уравнения прямой:

x = x0 +lt,

 

 

+ mt,

(5.3.4)

y = y0

 

+ nt.

 

z = z0

 

132

§ 5.3. ирflП‡fl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

5. Косинус угла между прямыми

 

x − x0

=

y − y0

=

z − z0

и

x − x1

=

 

y − y1

 

=

z − z1

 

 

l

m

 

n

 

l

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

1

 

вычисляется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cosϕ =

 

 

 

ll1 + mm1 + nn1

 

;

(5.3.5)

 

 

l2 + m2 + n2 l 2

 

 

 

 

 

 

 

+ m 2 + n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

1

 

 

 

условие параллельности прямых:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

=

 

m

 

=

n

;

 

 

 

 

 

 

(5.3.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условие перпендикулярности прямых:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ll1+mm1+nn1 = 0.

 

 

 

 

(5.3.7)

бДСДзаь

804. Составить каноническое уравнение прямой, проходя-

щей через точки М1 и М2:

 

а) М1(1; –2; 1), М2(3; 1; –1);

б) М1(3; – 1; 0), М2(1; 0; – 3);

в) М1(0; – 2; 3), М2(3; –2; 1);

г) М1(1; 2; –4), М2(–1; 2; –4).

805. Написать каноническое уравнение прямой, заданной

как пересечение двух плоскостей:

а) x +2y +3z– 13 =0

и 3x +y +4z–14 =0;

б) 2x –y +3z– 1 =0

и 5x +4y – z–7=0;

в) x – 2y +3z– 4 =0

и 3x +2y – 5z–4 =0;

г) 5x +y +z=0

и 2x +3y – 2z+5 =0;

д) x – 2y +3z+1 =0 и 2x +y –4z–8=0.

806.Написать параметрические уравнения прямых предыдущей задачи.

807.Как расположить прямые

а)

x + 2

=

y −1

=

z

 

x + y − z =

0,

 

и

 

 

;

3

 

 

 

= 0

 

 

− 2 1

x − y −5z −8

 

133

ЙО‡‚‡ V. ДМ‡ОЛЪЛ˜ВТН‡fl „ВУПВЪрЛfl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

x + 3y + z + 2 = 0,

б) x = 2t +5, y = – t +2, z = t – 7 и ;

x − y −3z − 2 = 0

в)

x + y −3z +1

= 0,

 

x + 2y −5z −1

= 0,

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0

и

 

 

= 0

 

 

x − y + z + 3

 

x − 2y + 3z −9

 

 

г)

 

x −1

=

y − 2

=

z + 3

и

x +1

=

y − 2

=

z +1

;

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 6

6

 

2

 

−3

3

 

 

 

x

=

 

 

y −1

=

z

 

 

3x + y −5z +1 = 0,

 

 

 

 

д)

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

1

 

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

2x + 3y −8z + 3 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + y −

4z + 2 = 0,

;

е) x = 2t +1, y = 3t –2, z = – 6t +1 и

 

 

35z + 4 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x − y −

 

 

x

+ y −3z +1 = 0,

2x + y +

2z −1 = 0,

;

 

ж)

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

2x − y −9z + 5 = 0

2x − 2y − z + 2 = 0

 

 

з)

x

=

y −1

=

z +1

и

x − 2

=

y + 2

=

z −1

.

 

 

2

−3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

1

 

 

5

 

2

 

 

 

808. Найти точку N, симметричную точке М(1; 1; 1) отно-

сительно прямой x 2−1 = 3y = z−+11 .

x − 2y −5 = 0,

809.Вычислить углы, образованные прямой x −3z +82 = 0

сосями координат.

810.Найти точку пересечения прямых

а)

x −1

=

y − 2

=

z + 4

 

и

x − 2

=

 

y −5

=

z −1

;

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

 

 

5

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

б)

x

=

 

y − 7

=

z + 2

 

и

 

x −3

=

 

y

=

z +1

;

 

2

 

 

 

 

−1

 

5

 

 

 

 

 

 

− 2

3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

134

§ 5.3. ирflП‡fl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

в)

x −3

=

 

y

=

z +1

и

 

x −1

=

y − 2

=

z + 4

;

 

 

 

− 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−3

−1

5

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

г)

 

x −1

=

y − 2

=

z + 4

и

x −2

=

y −5

 

=

z −1

.

 

 

2

 

 

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

−1

5

 

 

2

 

 

 

811. Общее уравнение прямой

x + 2y

−3z +

2 = 0,

пре-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x − 2y + z −5 = 0

 

образовать к каноническому виду и определить величины углов, образованных этой прямой с координатными осями.

x = 2,

812. Найти направляющий вектор прямой

z = 4.

813. Привести к каноническому виду прямую

x + 2y + 4z −8 = 0,

6x + 3y + 2z −18 = 0.

814.Найти направляющие косинусы прямой

x+3 3 = y −02,5 = z 4−1.

815.Найти параметрические уравнения прямой:

а) проходящей через точку (1; 0; –1) и параллельной век-

тору a ={2, 3, 0};

б) проходящей через точки (2; 2; 2) и (6; 2; 1). 816. Найти угол между прямыми

а)

4x

− y − z +

12 = 0,

3x − 2y +16 =

0,

;

 

 

 

y − z − 2

= 0

и

3x

− z = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

− y + z −

4 = 0,

x + y

+ z − 4 = 0,

;

б)

 

 

 

 

 

+ 5 = 0

и

 

 

=

0

 

 

2x + y − 2z

2x + 3y − z − 6

 

в)

 

x

=

 

y

=

z

и

x = z +1,

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

− z

 

 

 

 

 

 

 

1

 

y =1

 

 

 

 

 

 

135

ЙО‡‚‡ V. ДМ‡ОЛЪЛ˜ВТН‡fl „ВУПВЪрЛfl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

г) x 1−1 = y−−12 = z +21 и x −1 2 = y 1+ 3 = z −25 .

817. Вычислить расстояние между параллельными прямыми

а)

 

x

=

y −3

=

z − 2

и

x −3

=

y +1

=

 

z − 2

;

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

б)

x − 2

=

y +1

=

z

 

и

 

x − 7

 

=

y −1

=

z −3

 

;

 

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2x + 2y − z −10

= 0,

и

x + 7

=

y −5

=

z −9

.

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − y − z − 22 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

−1

 

 

 

4

 

818.Найти расстояние точки Р(7; 9; 7) от прямой

x−4 2 = y 3−1 = 2z .

819.На прямой 1x = y +2 7 = z−−13 найти точку, ближай-

шую к точке (3; 2; 6).

820. Даны вершины треугольника А(4; 1; – 2), В(2; 0; 0), С(– 2; 3; –5). Составить уравнение высоты, опущенной из вершины В.

821. Составить уравнения биссектрис угла А треугольника, данного в задаче 819.

822. Найти расстояние от точки Р(2; 3; – 1) до прямой

2x − 2y + z + 3 = 0,

3x − 2y + 2z +17 = 0.

823. Составить каноническое уравнение прямой, проходящей через точку М0(4; 3; – 2) параллельно

а) вектору a ={3; 6; 5};

x + 3y + z − 6 = 0,

б) прямой 2x − y − 4z +1 = 0.

136

§ 5.3. ирflП‡fl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

824. Найти уравнение прямой. проходящей через точку

(3; – 2; 5):

а) параллельно оси Оz;

x − y + z −1 = 0,

б) параллельно прямой 2x + y − 4z + 3 = 0.

825.Найти уравнение прямой, проходящей через точку М(– 4; 2; 2) и пересекающей ось Oz под прямым углом.

826.Составить уравнение прямой, проходящей через точку

М(1; – 1; 2) и перпендикулярной векторам a ={2; 2; 3} и

b= {−2; 5; 0}.

827.Составить каноническое уравнение прямой, проходя-

щей через точку М(1; 3; – 2) и образующей с осями Ox, Oy, Oz углы 120º, 60º, 45º соответственно.

§5.4. ирflП‡fl Л ФОУТНУТЪ¸ ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

1. Синус угла между прямой

x − x0

=

y − y0

=

z − z0

и

l

m

n

плоскостью Ax +By +Cz+D=0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sinθ =

Al + Bm +Cn

 

A2 + B2 +C2 l2 + m2 + n2 .

(5.4.1)

Условие параллельности:

Al +Bm +Cn =0. (5.4.2)

Условие перпендикулярности:

 

A

=

 

B

=

C

.

(5.4.3)

 

l

 

m

 

 

 

 

 

n

 

2. Для определения

 

точки пересечения

прямой

x −l x0 = y −my0 = z −nz0 с плоскостью Ax+By+Cz+D=0 нужно

137

ЙО‡‚‡ V. ДМ‡ОЛЪЛ˜ВТН‡fl „ВУПВЪрЛfl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

параметрические уравнения прямой x = x0+lt, y = y0+mt, z = z0+nt подставить в уравнение плоскости вместо x, y, z и решить полученное уравнение. При этом:

а) если Al + Bm +Cn ≠ 0, то прямая пересекает плоскость; б) если Al + Bm +Cn = 0, то прямая параллельна плоскости;

в) если Al + Bm +Cn = 0 и Ax0 +By0 +Cz0 +D0 = 0, то прямая лежит в плоскости.

3. Условие расположения двух прямых

 

x − x0

=

y − y0

 

=

z − z0

 

и

x − x1

=

 

y − y1

=

z − z1

 

 

l

m

 

l

 

m

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

1

 

в одной плоскости:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 − x0

y1 − y0

z1 − z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

m

 

n

 

= 0.

(5.4.4)

 

 

 

 

l1

 

 

m1

 

n1

 

 

 

 

 

 

бДСДзаь

828. Найти точку пересечения прямой и плоскости:

а)

x −12

 

 

=

y −9

=

 

 

z −1

 

 

и 3x +5y – z–2 = 0,

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

б)

x +1

=

 

y −3

=

z

и 3x –3y +2z–5 = 0,

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

в)

x − 7

 

=

 

y − 4

 

=

 

z −5

 

и 3x–y +2z– 5 = 0,

5

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

г)

 

x −13

 

=

 

y −1

=

z − 4

и x +2y – 4z+1 = 0,

 

8

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

x −2y + z −4 = 0,

д) и 3x +2y +z = 0,

x + y − z + 2 = 0

138

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 5.4. ирflП‡fl Л ФОУТНУТЪ¸ ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

е)

x −1

=

 

y +1

=

z

и 2x +3y +z– 1 = 0,

1

 

 

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

ж)

 

x + 3

=

 

y − 2

=

z +1

 

и x– 2y +z– 15 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

−5

 

з)

 

x + 2

=

 

y −1

=

z −3

 

и x +2y – 2z+6 = 0.

 

 

− 2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

829. Составить уравнение плоскости, проходящей через точку М0(1; – 2; 1) перпендикулярно прямой

x −2y + z −3 = 0,x + y − z + 2 = 0.

830. Составить уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые

x − 2

=

y +1

=

z −3

и

x −1

=

y − 2

=

z + 3

.

3

2

 

− 2

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2

831.Найти точку Q, симметричную точке Р(3; – 4; – 6) от-

носительно плоскости, проходящей через точки М1(– 6; 1; – 5),

М2(7; – 2; – 1), М3(10; –7; 1).

832.Найти точку Q, симметричную точке Р(–3; 2; 5) относительно плоскости, проходящей через прямые

x − 2y + 3z −5

= 0,

3x + y

+ 3z + 7 = 0,

 

 

 

 

 

 

и

 

 

x − 2y − 4z + 3 = 0

5x −3y + 2z + 5 = 0.

 

833. Составить уравнение

плоскости,

проходящей

через

прямую

x −1

=

y + 2

 

=

z − 2

перпендикулярно к плоскости

 

−3

 

2

 

2

 

 

 

3x +2y – z–5 = 0.

 

 

 

 

 

 

 

834. Составить уравнение

плоскости,

проходящей

через

2x + y − 6z + 3 = 0,

точку М(2; –3; 0) и прямую x − 2y + 2z − 6 = 0.

139

ЙО‡‚‡ V. ДМ‡ОЛЪЛ˜ВТН‡fl „ВУПВЪрЛfl ‚ ФрУТЪр‡МТЪ‚В

835. Составить уравнение плоскости, проходящей через

x −3y + 5 = 0,

прямую 2x + y + z − 2 = 0 и точку М(0; 1; 2).

836.Составить уравнение плоскости, проходящей через точку М(4; –3; 6) перпендикулярно прямой

x2−3 = y1−1 = z−+25 .

837.Найти величину угла между прямой

 

x −3

=

 

 

y − 6

 

 

 

=

z + 7

 

и плоскостью 4x –2y – 2z– 3 = 0.

 

 

1

 

 

1

 

 

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

838. Найти величину острого угла между прямой

 

 

x − y + z = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + y − z −3 = 0 и плоскостью 2x +y +2z– 5 = 0.

839. Установитьвзаимноерасположениепрямойиплоскости:

 

 

x =

 

2 −4t,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = t,

и 5x– 6y+2z– 10 = 0;

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −3 + 2t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

x +1

=

y − 2

 

 

=

z + 4

и 3x+y – 4z– 15 = 0.

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

840. Установитьвзаимноерасположениепрямойиплоскости:

 

 

x

− y + 4z −

6 = 0,

 

и 3x–y+6z– 12 = 0;

а)

2x + y − z + 3 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

x

=

 

y + 3

=

z + 7

 

 

и 5x– z= 4.

 

 

 

 

2

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

841. Написать уравнение плоскости, проходящей через па-

раллельные прямые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

=

 

 

 

y −1

=

z + 2

 

и

x − 2

=

 

y + 3

=

z

.

 

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

− 2

 

−1

140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]