Назовем нормалью к плоскости вектор, перпендикулярный к этой плоскости. Обозначают нормаль
Определение. Уравнением поверхности в пространстве называется такое уравнение между переменными которому удовлетворяют координаты всех точек данной поверхности и не удовлетворяют координаты точек, не лежащих на этой поверхности.
Пусть точки и лежат на плоскости (рис. 11). Тогда и, значит, их скалярное произведение равно нулю: – это уравнение плоскости, проходящей через точку перпендикулярно вектору .
Укажем теперь основные уравнения плоскостей:
1) – уравнение плоскости, проходящей через точку перпендикулярно вектору ;
2) – общее уравнение плоскости ( – координаты нормали плоскости);
3) – уравнение плоскости, проходящей через три заданные точки , и ;
4) – уравнение плоскости в отрезках, где -величины направленных отрезков, отсекаемых плоскостью на координатных осях и соответственно.
угол между двумя плоскостями, который равен углу между нормалями к плоскостям (или дополняет этот последний до )
.
Расстояние от точки до плоскости находят по формуле
.
Основные уравнения прямых в пространстве:
1) - канонические уравнения прямой в пространстве, проходящей через точку параллельно вектору ;
2) – уравнения прямой в пространстве, проходящей через две точки , , получают из канонических, считая направляющим вектором прямой вектор , лежащий на прямой;
3) – общие уравнения прямой задаются уравнениями двух плоскостей, объединенных в систему, а так как такая система имеет бесчисленное множество решений, то их совокупность геометрически и представляет собой прямую.
Взаимное расположение двух прямых в пространстве определяется расположением их направляющих векторов.
в) угол между прямыми и равен углу между направляющими векторами этих прямых, т.е.
В заключение темы рассмотрим взаимное расположение прямой и плоскости в пространстве. Ясно, что прямая параллельна плоскости тогда и только тогда, когда направляющий вектор прямой перпендикулярен нормали плоскости (рис. 16), т.е. если или .
Прямая перпендикулярна плоскости при условии т.е.
.
Угол между прямой и плоскостью находят по формуле
8.Кривые второго порядка: эллипс, гипербола, парабола: определение, канонические уравнения, свойства, способ построения.
Кривой второго порядка называется линия на плоскости, которая в некоторой системе координат определяется уравнением
где А, В, С, D, E, F - вещественные коэффициенты, причем
Если , то эллипс;
Если , то гипербола;
Если , то парабола.
В процессе исследования кривых 2-го порядка, уравнение которых записано в общем виде, полезна "процедура выделения полного квадрата".
Гипербола. Гиперболой называется геометрическое место точек, разность расстояний которых от двух данных фиксированных точек (фокусов) гиперболы есть одна и та же постоянная величина. Предполагается, что эта постоянная величина не равна нулю и меньше, чем расстояние между фокусами.
Каноническое уравнение:
Здесь a - действительная полуось гиперболы, b - мнимая полуось гиперболы.
Если 2 c - расстояние между фокусами гиперболы, то между a, b и c существует соотношение
a 2 + b 2 = c 2.
При b = a гипербола называется равносторонней. Уравнение равносторонней гиперболы имеет вид
x 2 - y 2 = a 2.
Фокусы гиперболы лежат на ее действительной оси.
Эксцентриситетом гиперболы называется отношение расстояния между фокусами этой гиперболы к длине ее действительной оси.
Асимптоты гиперболы - две прямые, определяемые уравнениями
Эллипс. Эллипсом называется геометрическое место точек, для которых сумма расстояний до двух фиксированных точек (фокусов) есть для всех точек эллипса одна и та же постоянная величина (эта постоянная величина должна быть больше, чем расстояние между фокусами).
Каноническое уравнение:
где a - большая полуось эллипса, b - малая полуось эллипса. Если 2 c - расстояние между фокусами, то между a, b и c (если a > b) существует соотношение
a 2 - b 2 = c 2.
Эксцентриситетом эллипса называется отношение расстояния между фокусами этого эллипса к длине его большой оси
У эллипса эксцентриситет e < 1 (так как c < a), а его фокусы лежат на большой оси.
|