Даны четыре точки Ax1 y1 z1 Bx2 y2 z2 Cx3 y3 z3 Dx4 y4 z4
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Даны четыре точки Ax1;y1;z1, Bx2;y2;z2, Cx3;y3;z3, Dx4;y4;z4. Найти:
1) уравнения плоскостей АВС и АВD;
2) угол между плоскостями АВС и АВD;
3) угол между прямой АD и плоскостью АВС;
4) координаты точки Н пересечения высоты DH и плоскости АВС;
5) каноническое уравнение сферы с центром в точке А и радиусом, равным длине отрезка ВС.
A6;8;-2, B5;4;7, C2;4;7, D7;3;7
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Координаты векторов
AB=5;4;7-6;8;-2=-1;-4;9
AC=2;4;7-6;8;-2=-4;-4; 9
AD=7;3;7-6;8;-2=1;-5; 9
1) уравнения плоскостей АВС и АВD
Если точки Ax1;y1;z1, Bx2;y2;z2, Cx3;y3;z3 не лежат на одной прямой, то проходящая через них плоскость представляется уравнением:
x-x1y-y1z-z1x2-x1y2-y1z2-z1x3-x1y3-y1z3-z1=0
Уравнение плоскости ABC
x-6y-8z+2-1-49-4-49=0
x-6-4*9--4*9- y-8-1*9--4*9+ z+2-1*-4--4*-4= - 27y - 12z + 192=0
-9y-4z+64=0
Уравнение плоскости ABD
x-6y-8z+2-1-491-59=0
x-6-4*9--5*9- y-8-1*9-1*9+ z+2-1*-5-1-4= 9x + 18y + 9z-180 = 0
x+2y+z-20=0
2) угол между плоскостями АВС и АВD
Косинус угла между плоскостью A1x+ B1y+ C1z+D = 0 и плоскостью A2x+ B2y+ C2z+D = 0 равен углу между их нормальными векторами N1A1, B1, C1и N2A2, B2, C2: cosα=A1A2+B1B2+C1C2A12+B12+C12*A22+B22+C22Уравнение плоскости ABC: -9y-4z+64=0
Уравнение плоскости ABD: x+2y+z-20=0
cosα=0*1+-9*2+-4*102+-92+-42*12+22+12=-0.91
α=arccos-0.91=2.714
3) угол между прямой АD и плоскостью АВС
Синус угла между прямой с направляющими коэффициентами (l; m; n) и плоскостью с нормальным вектором N(A; B; C) можно найти по формуле:
sinγ=Al+Bm+CnA2+B2+C2*l2+m2+n2Уравнение плоскости ABC: -9y-4z+64=0
Уравнение прямой AD:
x-61=y-8-5=z+29
sinγ=0*1+-9*-5+-4*902+-92+-42*12+-52+92=0.0883
γ =arcsin0.0883=0.0884
4) координаты точки Н пересечения высоты DH и плоскости АВС
Прямая, проходящая через точку Dx4;y4;z4 и перпендикулярная плоскости Ax + By + Cz + D = 0 имеет направляющий вектор (A;B;C) и, значит, представляется симметричными уравнениями: Уравнение плоскости ABC: -9y-4z+64=0
x-xDA=y-yDB=z-zDC
x-70=y-3-9=z-7-4
Найдем точку H пересечения прямой и плоскости, для этого найдем параметрическое уравнение прямой DH
x-70=y-3-9=z-7-4=t
x=7y=-9t+3z=-4t+7
Подставим в уравнение плоскости ABC:
-9*-9t+3-4*-4t+7+64=0
81t-27+16t-28+64=0
97t+9=0
97t=-9
t=-997
x=7y=-9*-997+3z=-4*-997+7
x=7y=37297z=71597
5) каноническое уравнение сферы с центром в точке А и радиусом, равным длине отрезка ВС
BC=2;4;7-5;4;7=-3;0; 0
R=BC=32+02+02=9=3
Каноническое уравнение сферы:
x-x02+y-y02+z-z02=R2
Следовательно:
x-62+y-82+z+22=32
x-62+y-82+z+22=9