7.5

Касательные и диаметральные плоскости. Прямолинейные образующие

[41/88%]
Показать
LaTeX
Задача 738

Найти условия, необходимые и достаточные для того, чтобы нераспадающаяся поверхность второго порядка

a11x2+a22y2+a33z2+2a23yz+2a13zx+2a12xy++2a1x+2a2y+2a3z+a=0 \begin{aligned} a_{11} x^{2}+a_{22} y^{2}+a_{33} z^{2}+2 a_{23} y z+2 a_{13} z x & +2 a_{12} x y+ \\ & +2 a_{1} x+2 a_{2} y+2 a_{3} z+a = 0 \end{aligned}

касалась плоскости OxyO x y в начале координат.

?
Задача 739

Доказать, что касательная плоскость к поверхности второго порядка всегда пересекает поверхность по паре прямых (действительных, мнимых или совпадающих).

?
Задача 740

Написать уравнение касательной плоскости к эллипсоиду

x232+y218+z25=1 \frac{x^{2}}{32}+\frac{y^{2}}{18}+\frac{z^{2}}{5} = 1

проходящей через точку (12,−3,−1)(12,-3,-1) и параллельной оси OzO z.

?
Задача 741

Написать уравнение плоскости, проходящей через прямую

x−22=y−3−1=z−20 \frac{x-2}{2} = \frac{y-3}{-1} = \frac{z-2}{0}

и касающейся эллипсоида

x216+y212+z24=1 \frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{12}+\frac{z^{2}}{4} = 1
?
Задача 742

Составить уравнение плоскости, проходящей через прямую

x−150=y2=z−11−1 \frac{x-15}{0} = \frac{y}{2} = \frac{z-11}{-1}

и касающейся гиперболического параболоида

x29−y24=2z \frac{x^{2}}{9}-\frac{y^{2}}{4} = 2 z
?
Задача 743

Составить уравнение касательной плоскости к поверхности

2x2+5y2+2z2−2xy+6yz−4x−y−2z=0 2 x^{2}+5 y^{2}+2 z^{2}-2 x y+6 y z-4 x-y-2 z = 0

проходящей через прямую 4x−5y=0,z−1=04 x-5 y = 0, z-1 = 0.

?
Задача 744

Найти касательную плоскость к поверхности

4x2+6y2+4z2+4xz−8y−4z+3=0 4 x^{2}+6 y^{2}+4 z^{2}+4 x z-8 y-4 z+3 = 0

параллельную плоскости x+2y+2=0x+2 y+2 = 0.

?
Задача 745

Найти касательную плоскость к однополостному гиперболоиду

x2a2+y2b2−z2c2=1 \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}-\frac{z^{2}}{c^{2}} = 1

отсекающую на осях OxO x и OyO y отрезки, соответственно равные aa и bb, и найти прямые, по которым эта плоскость пересекает гиперболоид.

?
Задача 746

Написать уравнение касательной плоскости к эллиптическому параболоиду

x2p+y2q=2z \frac{x^{2}}{p}+\frac{y^{2}}{q} = 2 z

отсекающей на осях OxO x и OyO y отрезки, соответственно равные pp и qq.

?
Задача 747

Даны гиперболический параболоид

x22−y28=2z \frac{x^{2}}{2}-\frac{y^{2}}{8} = 2 z

и плоскость 2x+3y−z=02 x+3 y-z = 0. Написать уравнение плоскости, параллельной данной и пересекающей параболоид по паре прямых; найти эти прямые.

?
Задача 748

Найти точку пересечения прямолинейных образующих однополостного гиперболоида x2+y2−z2=1x^{2}+y^{2}-z^{2} = 1, по которым его пересекает плоскость, параллельная плоскости x+y−z=0x+y-z = 0, и определить угол между этими образующими.

?
Задача 749

Найти точку пересечения прямолинейных образующих гиперболического параболоида x2−y2=2zx^{2}-y^{2} = 2 z, по которым его пересекает плоскость, параллельная плоскости x−y+z+1=0x-y+z+1 = 0, и определить угол между этими образующими.

?
Задача 750

Найти угол φ\varphi между прямолинейными образующими однополостного гиперболоида

x2+y2−z24=1 x^{2}+y^{2}-\frac{z^{2}}{4} = 1

проходящими через точку (1,4,8)(1,4,8), беря на этих образующих лучи, направленные от данной точки к горловому эллипсу.

?
Задача 751

Дан однополостный гиперболоид

x24+y29−z216=1 \frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{9}-\frac{z^{2}}{16} = 1

Через его образующую

x−20=y3=z4 \frac{x-2}{0} = \frac{y}{3} = \frac{z}{4}

и точку (0,3,0)(0,3,0) проведена плоскость. Найти вторую прямую линии пересечения этой плоскости с гиперболоидом.

?
Задача 752

Доказать, что ортогональные проекции прямолинейных образующих однополостного гиперболоида

x2a2+y2b2−z2c2=1 \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}-\frac{z^{2}}{c^{2}} = 1

и гиперболического параболоида

x2p−y2q=2z \frac{x^{2}}{p}-\frac{y^{2}}{q} = 2 z

на плоскости координат касаются сечений этих поверхностей координатными плоскостями (для гиперболического параболоида рассматриваются только проекции на плоскости OyzO y z и OxzO x z).

?
Задача 753

Найти прямолинейные образующие поверхности

x2+y2+z2+2xy−2xz−yz+4x+3y−5z+4=0 x^{2}+y^{2}+z^{2}+2 x y-2 x z-y z+4 x+3 y-5 z+4 = 0

проходящие через точку (−1,−1,1)(-1,-1,1).

?
Задача 754

Дан гиперболический параболоид

x216−y29=2z \frac{x^{2}}{16}-\frac{y^{2}}{9} = 2 z

Через его образующую

x4=y3=z0 \frac{x}{4} = \frac{y}{3} = \frac{z}{0}

и точку (1,1,1)(1,1,1) проведена плоскость. Найти вторую прямую линии пересечения параболоида с этой плоскостью.

?
Задача 755

Доказать, что если уравнение

a11x2+a22y2+a33z2+2a23yz+2a13zx+2a12xy++2a1x+2a2y+2a3z+a=0 \begin{aligned} a_{11} x^{2}+a_{22} y^{2}+a_{33} z^{2}+2 a_{23} y z+2 a_{13} z x & +2 a_{12} x y+ \\ & +2 a_{1} x+2 a_{2} y+2 a_{3} z+a = 0 \end{aligned}

определяет параболоид, то уравнение

2a1x+2a2y+2a3z+a=0 2 a_{1} x+2 a_{2} y+2 a_{3} z+a = 0

является уравнением касательной плоскости к этому параболоиду.

?
Задача 756
?
(1)

Найти координаты направляющих векторов прямолинейных образующих однополостного гиперболоида

x2a2+y2b2−z2c2=1 \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}-\frac{z^{2}}{c^{2}} = 1

проходящих через точку (x0,y0,z0)\left(x_{0}, y_{0}, z_{0}\right) гиперболоида.

(2)

Рассмотреть частный случай, когда точка принадлежит горловому эллипсу поверхности.

Задача 757

Найти направляющие векторы прямолинейных образующих гиперболического параболоида

x2p−y2q=2z \frac{x^{2}}{p}-\frac{y^{2}}{q} = 2 z

проходящих через точку (x0,y0,z0)\left(x_{0}, y_{0}, z_{0}\right) параболоида.

?
Задача 758

Найти геометрическое место точек, лежащих на гиперболическом параболоиде

x2p−y2q=2z \frac{x^{2}}{p}-\frac{y^{2}}{q} = 2 z

через каждую из которых проходят две взаимно перпендикулярные образующие.

?
Задача 759

Написать уравнение поверхности второго порядка, содержащей три прямые:

x=1/2,y=z;y=−1,z=2x;y=1,z=−2x x = 1 / 2, \quad y = z ; \quad y = -1, z = 2 x ; \quad y = 1, z = -2 x
?
Задача 760

При каком необходимом и достаточном условии плоскость Ax+By+Cz+D=0A x+B y+C z+D = 0 касается невырожденной поверхности второго порядка

a11x2+a22y2+a33z2+2a23yz+2a13zx+2a12xy++2a1x+2a2y+2a3z+a=0? \begin{aligned} & a_{11} x^{2}+a_{22} y^{2}+a_{33} z^{2}+2 a_{23} y z+2 a_{13} z x+2 a_{12} x y+ \\ & +2 a_{1} x+2 a_{2} y+2 a_{3} z+a = 0? \end{aligned}
?
Задача 761

Доказать, что любая плоскость пересекает любой однополостный гиперболоид, гиперболический параболоид и конус второго порядка.

?
Задача 762

При каком необходимом и достаточном условии плоскость Ax+By+Cz+D=0A x+B y+C z+D = 0 пересекает следующие поверхности:

?
(1)

x2a2+y2b2+z2c2=1\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}} = 1;

(2)

x2a2+y2b2−z2c2=−1\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}-\frac{z^{2}}{c^{2}} = -1;

(3)

x2p+y2q=2z(p>0,q>0)\frac{x^{2}}{p}+\frac{y^{2}}{q} = 2 z(p > 0, q > 0)?

Задача 763

При каком необходимом и достаточном условии плоскость Ax+By+Cz+D=0A x+B y+C z+D = 0 касается следующих поверхностей:

?
(1)

x2a2+y2b2+z2c2=1\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}+\frac{z^{2}}{c^{2}} = 1;

(2)

x2a2+y2b2−z2c2=1\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}-\frac{z^{2}}{c^{2}} = 1;

(3)

x2a2+y2b2−z2c2=−1\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}-\frac{z^{2}}{c^{2}} = -1;

(4)

x2p+y2q=2z\frac{x^{2}}{p}+\frac{y^{2}}{q} = 2 z;

(5)

x2p−y2q=2z\frac{x^{2}}{p}-\frac{y^{2}}{q} = 2 z?

Задача 764

Написать уравнение поверхности второго порядка, проходящей через точку (0,0,1)(0,0,1), имеющей центр в точке (0,0,−1)(0,0,-1) и пересекающей плоскость OxyO x y по линии 3x2−4xy−3=0,z=03 x^{2}-4 x y-3 = 0, z = 0.

?
Задача 765

Даны однополостный гиперболоид

x24+y29−z216=1 \frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{9}-\frac{z^{2}}{16} = 1

и плоскость 6x+4y−3z−12=06 x+4 y-3 z-12 = 0. Определить направление хорд, которым сопряжена диаметральная плоскость, параллельная данной плоскости.

?
Задача 766

Написать уравнение диаметральной плоскости гиперболического параболоида

x26−y29=2z \frac{x^{2}}{6}-\frac{y^{2}}{9} = 2 z

проходящей через прямую x=y,z=1x = y, z = 1, и найти направление тех хорд, которым сопряжена эта плоскость.

?
Задача 767

Даны эллиптический параболоид

x28+y218=2z \frac{x^{2}}{8}+\frac{y^{2}}{18} = 2 z

и две точки (3,0,5)(3,0,5) и (0,4,7)(0,4,7). Написать уравнение диаметральной плоскости параболоида, проходящей через данные точки, и определить направление сопряженных ей хорд.

?
Задача 768

Даны параболоид вращения x2+y2=2pzx^{2}+y^{2} = 2 p z и круглый цилиндр (x−a)2+z2=r2(x-a)^{2}+z^{2} = r^{2}. Написать уравнение плоскости, которая была бы диаметральной плоскостью как для параболоида, так и для цилиндра.

?
Задача 769

Написать уравнение плоскости, пересекающей однополостный гиперболоид

x22+y23−z25=1 \frac{x^{2}}{2}+\frac{y^{2}}{3}-\frac{z^{2}}{5} = 1

по линии, центр которой находится в точке (6,6,5)(6,6,5).

?
Задача 770

Доказать, что если три некомпланарные хорды поверхности второго порядка проходят через одну точку и делятся ею пополам, то эта точка является центром поверхности.

?
Задача 771

Доказать, что если за ось OzO z принять произвольную прямую, не имеющую асимптотического направления поверхности второго порядка, а за плоскость Oxy — диаметральную плоскость, сопряженную направлению этой прямой, то в уравнении поверхности будут отсутствовать члены с произведениями xzx z и yzy z.

?
Задача 772

Как запишется уравнение однополостного гиперболоида, если за начало координат принять точку поверхности, за оси OxO x и OyO y — проходящие через нее прямолинейные образующие, а за ось Oz\mathrm{Oz} — проходящий через нее диаметр?

?
Задача 773

Доказать, что каждая плоскость, параллельная оси симметрии эллиптического параболоида, является диаметральной плоскостью, сопряженной к однозначно определенному неасимптотическому направлению. Верно ли это для гиперболического параболоида?

?
Задача 774

Написать уравнение гиперболического параболоида, принимая за начало координат произвольную точку OO поверхности, за оси OxO x и OyO y — прямолинейные образующие, проходящие через эту точку, за ось OzO z — проходящий через нее диаметр, а за единичную точку EE — произвольную точку поверхности, отличную от точки OO.

?
Задача 775

Написать уравнение конуса второго порядка, принимая за оси OxO x и OyO y его образующие, за ось OzO z — прямую, сопряженную плоскости, проходящей через эти образующие, а за единичную точку EE — произвольную точку конуса, отличную от его вершины.

?
Задача 776

Как запишется уравнение поверхности второго порядка, если за начало координат принять точку OO поверхности, за ось Oz\mathrm{Oz} — проходящий через эту точку диаметр, а за оси OxO x и OyO y — прямые, лежащие в касательной плоскости и имеющие сопряженные направления относительно данной поверхности?

?
Задача 777

Написать уравнение эллипсоида, принимая за начало координат его центр, за оси координат — попарно сопряженные диаметры, а за единичные точки осей координат — точки пересечения этих диаметров с эллипсоидом.

?
Задача 778

Две плоскости, каждая из которых параллельна направлению, сопряженному другой относительно поверхности второго порядка, называются сопряженными относительно этой поверхности. Найти необходимое и достаточное условие того, что две плоскости

A1x+B1y+C1z+D1=0,A2x+B2y+C2z+D2=0 A_{1} x+B_{1} y+C_{1} z+D_{1} = 0, \quad A_{2} x+B_{2} y+C_{2} z+D_{2} = 0

сопряжены относительно поверхности второго порядка

a11x2+a22y2+a33z2+2a23yz+2a13zx+2a12xy++2a1x+2a2y+2a3z+a=0 \begin{aligned} a_{11} x^{2}+a_{22} y^{2}+a_{33} z^{2}+2 a_{23} y z+2 a_{13} z x & +2 a_{12} x y+ \\ & +2 a_{1} x+2 a_{2} y+2 a_{3} z+a = 0 \end{aligned}
?