Глава II

Прямые линии и плоскости

[17/100%]
Показать
LaTeX
§
Задача II.1.1

В декартовой прямоугольной системе координат даны точки A(1,0)A(1,0) и B(4,0)B(4,0). Напишите уравнение множества точек, отстоящих от BB вдвое дальше, чем от AA.

?
Задача II.1.2

Каждое из двух уравнений системы (x−2)2+y2=r2(x-2)^{2}+y^{2}=r^{2}, (x+2)2+y2=r2(x+2)^{2}+y^{2}=r^{2} в декартовой прямоугольной системе координат определяет окружность. Вычитая одно уравнение из другого, мы получим следствие этой системы: x=0x=0. Как геометрически истолковать этот результат? Рассмотрите случаи r=3r=3 и r=1r=1.

?
Задача II.1.3

Составьте уравнение цилиндра с направляющей, заданной системой уравнений

x2+y2+z2=1,x+y+z=1,(1) x^{2}+y^{2}+z^{2}=1, \quad x+y+z=1, \tag {1}

и образующей, параллельной вектору e3\mathbf{e}_{3}.

?
Задача II.1.4

Напишите уравнение конуса с вершиной в начале координат и с направляющей, заданной системой уравнений x2+y2=4,z=1x^{2}+y^{2}=4, z=1.

?
Задача II.1.5

Какая отличительная особенность уравнения конуса в сферической системе координат, центр которой находится в вершине конуса?

?
§
Задача II.2.1

Найдите параметрические уравнения прямой, заданной уравнениями

x+y+z=4,x−y+3z=0. \begin{aligned} & x+y+z=4, \\ & x-y+3 z=0 . \end{aligned}
?
Задача II.2.2

Найдите параметрические уравнения плоскости x−2y+3z=1x-2 y+3 z=1.

?
Задача II.2.3

Найдите координаты точки пересечения прямых с уравнениями: x=1−t,y=1+t,z=1−tx=1-t, y=1+t, z=1-t и x=3t−1,y=2t−2x=3 t-1, y=2 t-2, z=1+tz=1+t. Какое значение параметра соответствует этой точке на каждой из прямых? Как установить, что прямые пересекаются, не находя точки пересечения?

?
Задача II.2.4

Напишите уравнение плоскости, в которой лежат прямые упражнения 3.

?
Задача II.2.5

Hanuuume параметрические уравнения прямых, заданных векторными уравнениями

?
(а)

[r,a]=b,(a,b)=0,a≠0[\mathbf{r}, \mathbf{a}]=\mathbf{b},(\mathbf{a}, \mathbf{b})=0, \mathbf{a} \neq \mathbf{0}.

(б)

(r,n1)+D1=0,(r,n2)+D2=0,[n1,n2]≠0\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{1}\right)+D_{1}=0,\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{2}\right)+D_{2}=0,\left[\mathbf{n}_{1}, \mathbf{n}_{2}\right] \neq \mathbf{0}.

BB задаче (б) легче получить решение при условии (n1,n2)=0\left(\mathbf{n}_{1}, \mathbf{n}_{2}\right)=0.

§
Задача II.3.1

В декартовой прямоугольной системе координат даны координаты вершин треугольника: A(20,−15),B(−16,0)A(20,-15), B(-16,0) и C(−8,6)C(-8,6). Найдите координаты центра и радиус окружности, вписанной в треугольник.

?
Задача II.3.2

Начало координат лежит в одном из углов, образованных прямыми с уравнениями A1x+B1y+C1=0A_{1} x+B_{1} y+C_{1}=0 и A2x+B2y+C2=0A_{2} x+B_{2} y+C_{2}=0 в декартовой прямоугольной системе координат. При каком необходимом и достаточном условии на коэффициенты уравнений этот угол острый?

?
Задача II.3.3

Составьте уравнение прямой, проходящей через начало координат и пересекающей прямые с уравнениями x=1+2tx=1+2 t, y=2+3t,z=−ty=2+3 t, z=-t и x=4t,y=5−5t,z=3+2tx=4 t, y=5-5 t, z=3+2 t.

?
Задача II.3.4

Найти радиус и координаты центра сферы, проходящей через точку A(0,1,0)A(0,1,0) и касающейся плоскостей с уравнениями

x+y=0,x−y=0,x+y+4z=0. x+y=0, \quad x-y=0, \quad x+y+4 z=0 .

Система координат — декартова прямоугольная.

?
Задача II.3.5

В декартовой прямоугольной системе координат даны координаты вершин треугольника A(1,2,3),B(1,5,−1)A(1,2,3), B(1,5,-1) и C(5,3,−5)C(5,3,-5). Найдите координаты центра окружности, описанной около треугольника.

?
Задача II.3.6

Напишите уравнения прямой, которая параллельна прямой r=r0+a0t\mathbf{r}=\mathbf{r}_{0}+\mathbf{a}_{0} t и пересекает прямые r=r1+a1tur=r2+a2t\mathbf{r}=\mathbf{r}_{1}+\mathbf{a}_{1} t u \mathbf{r}=\mathbf{r}_{2}+\mathbf{a}_{2} t. Дано, что векторы a0,a1\mathbf{a}_{0}, \mathbf{a}_{1} и a2\mathbf{a}_{2} не компланарны.

?
Задача II.3.7

Напишите параметрические уравнения прямой, являющейся пересечением плоскостей с уравнениями r=r1+ua+vbu(r−r2,n)=0\mathbf{r}=\mathbf{r}_{1}+u \mathbf{a}+v \mathbf{b} u\left(\mathbf{r}-\mathbf{r}_{2}, \mathbf{n}\right)=0.

?