Тема Стереометрия в координатах
02 Уравнения прямых и плоскостей
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела стереометрия в координатах
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#21479

Даны три различные точки, являющиеся серединами сторон какого-то треугольника.

     (   )        (   )       ( )
        3           5          7
     ||   ||        ||   ||       || ||
M1 = (  0) ,M2  = (− 2) ,M3  = (0)
       − 4          3          0 .

Найдите уравнения направляющих векторов прямых, на которых лежат стороны этого треугольника.

Показать ответ и решение

Из условия понятно, что M1M2,  M1M3, M2M3  - средние линии этого треугольника. Тогда в силу того, что средние линии параллельны соответствующим сторонам треугольника, вектора M1M2,  M1M3, M2M3  будут попарно коллинеарны соответствующим направляющим векторам прямых, на которых лежат стороны треугольника.

       (  )             (   )   (    )   (   )
       | x|             |  5|   |  3 |   | 2 |
M1M2  :|( y|) = M2 − M1 = |( − 2|) −|(  0 |) = |(− 2|)
         z                 3      − 4      7

 

       (  )             (  )   (   )   (  )
         x                7      3       4
M  M  :|| y|| = M  − M  = || 0|| − || 0 || = || 0||
  1  3 (  )     3    1  (  )   (   )   (  )
         z                0      − 4     4

 

       (  )             (  )   (   )   (   )
       | x|             | 7|   | 5 |   |  2|
M2M3  :|( y|) = M3 − M2 = |( 0|) − |( − 2|) = |( 2|)
         z                0      3       − 3

Ответ:

       (  )   (   )
       | x|   |  2|
M1M2  :|( y|) = |( − 2|)
         z       7

 

       (  )   (  )
         x      4
M1M3  :|| y|| = || 0||
       (  )   (  )
         z      4

 

       (  )   (   )
       | x|   | 2 |
M2M3  :|( y|) = |( 2 |)
         z      − 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#21671

Даны две прямые    (     )     (  )
   | − 10|     | 3|
l1 = |( − 8 |) + α⋅|( 5|)
      6          9 и     (    )      (    )
    | − 11|     | − 5 |
l2 = |( − 3|) + β ⋅|(− 11|)
      − 11        − 9 . Являются ли они скрещивающимися?

Показать ответ и решение

Если прямые не являются параллельными и не пересекаются, то они скрещиваются. Нужно проверить оба варианта расположения прямых.

Чтобы прямые были параллельны, нужно, чтобы их направляющие вектора были коллинеарны. Попробуем найти коэффициент пропорциональности k  двух направляющих векторов:

(  )     (    )
| 3|     |  − 5|
|( 5|) = k⋅|( − 11|)
  9         − 9

Отсюда следует, что k ∈ ∅  . Получаем, что направляющие вектора не коллинеарны, следовательно, прямые, образованные этими направляющими векторами, не будут параллельными.

Чтобы проверить пересечение прямых, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β  , при которых будет совпадение всех трёх координат двух прямых. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(                        (
|| − 10+ 3α = − 11− 5β    || α = −1−5β
|{                        |{       3
| − 8+ 5α = − 3− 11β   = | 5α = 5 − 11β             =
||( 6+ 9α = − 11− 9β       ||( 6+ 3(− 1 − 5β ) = − 11 − 9β

  (              (                      (
  |||{ α = − 398     |||{ α = − 389             |||{α = − 398
=   5α = 5 − 11β   − 5 ⋅ 38= 5 − 11 ⋅ 7 = − 190= − 186
  |||              |||     9          3     |||   9      9
  ( β = 73        ( β = 73                (β = 73

Отсюда следует, что прямые не пересекаются.

Получаем, прямые не являются параллельными и не пересекаются → они скрещиваются.

Варианты правильных ответов:
  1. Да
  2. да

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#21670

Даны две прямые    (     )     (   )
   | − 14|     |  2|
l1 = |( 1  |) + α⋅|( − 7|)
      0           7 и     (     )     (    )
    |  − 9 |    | − 10|
l2 = |( 15 |) + β ⋅|( − 7|)
      − 14         7 . Являются ли они пересекающимися?

Показать ответ и решение

Чтобы проверить пересечение прямых, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β  , при которых будет совпадение всех трёх координат двух прямых. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(|                         (
||{− 14+ 2α = − 9 − 10β     {       5
 1 − 7α = 15 − 7β      ⋅⋅⋅   α = − 4
|||(                         ( β = 34
 0 + 7α = − 14+ 7β

Теперь мы можем подставить найденные парамаетры α,β  в соответствующие уравнения прямых и убедиться, что координаты полученных точек будут совпадать:

   (     )     (   )    (    )   (  5 )   (  33)
   | − 14|   5 |  2|    |− 14|   | −2 |   | − 2|
l1 = |( 1  |) − 4 ⋅|( − 7|) = |( 1 |) + |( 354 |) = |(  394-|)
      0           7        0      − 35      − 35
                                    4         4

    (    )      (    )   (    )   (    )   (     )
      − 9         − 10     − 9      − 152-     − 323
l2 = || 15 || + 3 ⋅|| − 7 || = || 15 || + || − 21|| = || 39 ||
    (    )   4  (    )   (    )   (  241)   (  435)
      − 14         7       − 14      4       − 4

Варианты правильных ответов:
  1. Да
  2. да

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#21669

Даны две прямые    (    )     (    )
   | 15 |     | − 4|
l1 = |( − 5|) + α⋅|( − 14|)
      4          3 и     (   )      (   )
    | 11|      |− 2|
l2 = |( 13|) + β ⋅|(− 7|)
       8         32 . Являются ли они параллельными?

Показать ответ и решение

Чтобы прямые были параллельны, нужно, чтобы их направляющие вектора были коллинеарны. Попробуем найти коэффициент пропорциональности k  двух направляющих векторов:

(    )      (   )
   − 4        − 2
|| − 14||  = k⋅|| − 7||
(    )      (  3)
   3           2

Отсюда следует, что k = 2  . Получаем, что направляющие вектора коллинеарны, следовательно, прямые, образованные этими направляющими векторами, будут параллельными.

Варианты правильных ответов:
  1. Да
  2. да

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#21668

Даны две прямые    (     )     (    )
   |  13 |     | − 5|
l1 = |( − 11|) + α⋅|( − 12|)
     − 13         6 и     (    )     (   )
    | − 7|     | 5 |
l2 = |( 0 |) + β ⋅|( 12|)
      13         − 6 . Являются ли они параллельными?

Показать ответ и решение

Чтобы прямые были параллельны, нужно, чтобы их направляющие вектора были коллинеарны. Попробуем найти коэффициент пропорциональности k  двух направляющих векторов:

(    )      (   )
   − 5         5
|| − 12||  = k⋅|| 12||
(    )      (   )
   6          − 6

Отсюда следует, что k = − 1  . Получаем, что направляющие вектора коллинеарны, следовательно, прямые, образованные этими направляющими векторами, будут параллельными.

Варианты правильных ответов:
  1. Да
  2. да

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#21665

Даны две прямые    (    )     (   )
   | − 4|     |  0|
l1 = |( 0 |) + α⋅|(  3|)
     − 4        − 5 и     (   )     (    )
    |10 |     | − 14|
l2 = |(− 7|) + β ⋅|( 13|)
     − 7        − 7 . Являются ли они пересекающимися?

Показать ответ и решение

Чтобы проверить пересечение прямых, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β  , при которых будет совпадение всех трёх координат двух прямых. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(|                         (
||{ − 4 + 0α = 10 − 14β     {
  0+ 3α = − 7 + 13β  ⋅⋅⋅   α = 2
|||(                         (β = 1
  − 4 − 5α = − 7− 7β

Теперь мы можем подставить найденные парамаетры α,β  в соответствующие уравнения прямых и убедиться, что координаты полученных точек будут совпадать:

    (   )     (   )   (    )   (    )   (    )
    |− 4|     |  0|   | − 4|   | 0  |   | − 4 |
l1 = |( 0 |) + 2⋅|(  3|) = |(  0 |) + |( 6  |) = |(  6 |)
     − 4        − 5     − 4     − 10     − 14

    (   )      (    )   (   )   (    )   (    )
      10        − 14      10      − 14     − 4
l2 = || − 7|| + 1 ⋅|| 13 || = || − 7|| + || 13 || = || 6 ||
    (   )      (    )   (   )   (    )   (    )
      − 7        − 7      − 7     − 7      − 14

Варианты правильных ответов:
  1. Да
  2. да

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#21672

Даны точки A, B, C, D. Найдите точку пересечения прямых AB и CD.

    (  )
      1
    ||  ||
A = ( 2) ,
      3      (  )
      2
    ||  ||
B = ( 2) ,
      2      (  )
      1
    ||  ||
C = ( 1) ,
      1      (  )
      2
    ||  ||
D = ( 2) .
      2

Показать ответ и решение

Составим уравнения прямых AB  и CD  :

                                 (  )      (     )   ( )      (   )
                                 | 1|      |2 − 1|   |1|      | 1 |
AB  = A + α⋅A⃗B  = A + α⋅(B − A) = |( 2|) + α ⋅|(2 − 2|) = |(2|) +α ⋅|( 0 |) ,α ∈ ℝ
                                   3        2 − 3     3         − 1

                                  ( )      (     )   ( )      (  )
                                  |1|      |2 − 1|   |1|      | 1|
CD  = C +β ⋅C⃗D  = C + β ⋅(D − C) = |(1|) + β ⋅|(2 − 1|) = |(1|) +β ⋅|( 1|) ,β ∈ ℝ
                                   1        2 − 1     1         1

Далее, находим точку пересечения между двумя прямыми аналогично базисной задаче 1 из методички.

Ответ:

( )
|2|
|(2|)

 2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#21673

Даны точки A, B, C, D. Найдите точку пересечения прямых AB и CD.

    (   )
      1
    ||   ||
A = ( − 2) ,
      3      (   )
      0
    ||   ||
B = ( − 4) ,
     − 1      (   )
      − 2
    ||   ||
C = ( − 1) ,
      − 2       (   )
      − 6
     ||   ||
D  = ( 1 ) .
      − 5

Показать ответ и решение

Составим уравнения прямых AB  и CD  , где α,β ∈ ℝ  :

                                 (   )      (         )   (   )      (   )
                                 | 1 |      |  0 − 1  |   | 1 |      |− 1|
AB = A + α ⋅A⃗B = A + α ⋅(B − A ) = |(− 2|) + α ⋅|(− 4− (− 2)|) = |( − 2|) + α ⋅|(− 2|)
                                   3           − 1 − 3      3         − 4

                                 (   )      (         )   (   )      (   )
                                 | − 2|     |− 6− (− 2)|  | − 2|     | − 4|
CD = C + β ⋅C⃗D = C + β ⋅(D − C ) = |( − 1|) + β ⋅|( 1 − (− 1)|) = |( − 1|) +β ⋅|( 0 |)
                                   − 2       − 5− (− 2)     − 2        − 3

Далее, находим точку пересечения между двумя прямыми аналогично базисной задаче 1 из методички.

Ответ:

(  5 )
|  8 |
||− 11||
||--4-||
(  3 )
   2

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#21676

Даны точки A, B, C, D. Найдите точку пересечения прямых AB и CD.

    (   )
      3
    ||   ||
A = ( − 3) ,
      2      (   )
      2
    ||   ||
B = (− 2) ,
      4      (    )
      − 1
    ||    ||
C = (  4 ) ,
      − 26      (    )
       2
    ||    ||
D = (  0 ) .
      − 20

Показать ответ и решение

Составим уравнения прямых AB  и CD  , где α,β ∈ ℝ  :

                                 (   )      (         )   (   )      (   )
                                 | 3 |      |  2 − 3  |   | 3 |      |− 1|
AB = A + α ⋅A⃗B = A + α ⋅(B − A ) = |(− 3|) + α ⋅|(− 2− (− 3)|) = |( − 3|) + α ⋅|( 1 |)
                                   2           4 − 2        2          2

                                  (    )     (         )   (    )     (    )
                                  | − 1 |    | 2 − (− 1)|  | − 1 |    |  3 |
CD  = C + β ⋅C⃗D = C + β ⋅(D − C) = |( 4 |) + β ⋅|(  0− 4  |) = |(  4 |) + β ⋅|( − 4|)
                                   − 26        − 20 + 26    − 26         6

Далее, находим точку пересечения между двумя прямыми аналогично базисной задаче 1 из методички.

Ответ:

(   )
| 8 |
|(− 8|)

 − 8

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#21677

Даны точки A, B, C, D. Найдите точку пересечения прямых AB и CD.

    (   )
      1
    ||   ||
A = ( 2 ) ,
      − 1      (  )
      2
    ||  ||
B = ( 3) ,
     1      (   )
      − 4
    ||   ||
C = (  3) ,
      − 5      (   )
      − 2
    ||   ||
D = ( 2 ) .
      − 4

Показать ответ и решение

Составим уравнения прямых AB  и CD  , где α,β ∈ ℝ  :

                                 (   )      (        )   (   )      ( )
                                 |  1|      |  2 − 1 |   | 1 |      |1|
AB  = A + α⋅A⃗B  = A+ α ⋅(B − A) = |( 2|) + α ⋅|(  3 − 2 |) = |( 2 |) + α ⋅|(1|)
                                   − 1        1− (− 1)     − 1       2

                                 (   )      (         )   (   )      (   )
                                 | − 4|     |− 2− (− 4)|  | − 4|     | 2 |
CD = C + β ⋅C⃗D = C + β ⋅(D − C ) = |( 3|) + β ⋅|(   2− 3  |) = |(  3|)  +β ⋅|( − 1|)
                                   − 5       − 4− (− 5)     − 5        − 1

Далее, находим точку пересечения между двумя прямыми аналогично базисной задаче 1 из методички.

Ответ:

(   )
| 0 |
|( 1 |)

 − 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#21679

Даны точки A, B, C, D. Найдите точку пересечения прямых AB и CD.

    (  )
      4
    ||  ||
A = ( 2) ,
      3      (  )
      3
    ||  ||
B = ( 2) ,
      3      (   )
      − 3
    ||   ||
C = ( − 2) ,
      − 1      (   )
      − 2
    ||   ||
D = ( − 1) .
      0

Показать ответ и решение

Составим уравнения прямых AB  и CD  , где α,β ∈ ℝ  :

                                  ( )      (     )   ( )      (   )
                                  |4|      |3 − 4|   | 4|      | − 1|
AB  = A + α⋅A⃗B  = A + α⋅(B − A) = |(2|) + α ⋅|(2 − 2|) = |( 2|)  +α ⋅|( 0 |)
                                   3        3 − 3      3        0

                                  (   )      (         )   (   )      ( )
                                  | − 3|     |− 2− (− 3)|  | − 3|     |1|
CD  = C + β ⋅C⃗D = C + β ⋅(D − C ) = |( − 2|) + β ⋅|(− 1− (− 2)|) = |( − 2|) + β ⋅|(1|)
                                    − 1        0− (− 1)      − 1       1

Далее, находим точку пересечения между двумя прямыми аналогично базисной задаче 1 из методички.

Ответ:

( )
|1|
|(2|)

 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#21681

Даны уравнение прямой    (   )      (    )
   | − 4|     | − 10|
l = |( − 9|) +α ⋅|( 8 |)
     − 9         0 и уравнение плоскости     (    )      (    )     (   )
    | − 10|     |− 14|     | − 2|
P = |( − 5|) + β ⋅|( 15 |) + γ ⋅|( − 1|)
      − 6         12         − 9 Требуется узнать положение прямой l  относительно плоскости P  . Если прямая пересекает плоскость, найти точку пересечения.

Показать ответ и решение

Чтобы проверить пересечение прямой и плоскости, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β,γ  , при которых будет совпадение всех трёх координат прямой и плоскости, то есть найдется общая точка. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(|                               (|
||{− 4− 10α = − 10 − 14β − 2γ     ||{ α = 9
 − 9+ 8α = − 5 + 15β − 1γ   ⋅⋅⋅    β = 5
|||(                               |||(
 − 9+ 0α = − 6 + 12β − 9γ         γ = 7

Теперь мы можем подставить найденные парамаетры α,β,γ  в соответствующие уравнения и убедиться, что координаты полученных точек будут совпадать:

   (   )     (    )    (   )   (    )   (    )
   | − 4|    | − 10|   |− 4|   |− 90|   | − 94|
l = | − 9| + 9⋅| 8 | = |− 9| + | 72 | = | 63 |
   (   )     (    )    (   )   (    )   (    )
     − 9        0       − 9       0       − 9

    (    )     (    )     (   )    (    )   (    )   (    )   (    )
     − 10        − 14       − 2     − 10     − 70     − 14      − 94
P = || − 5 || + 5⋅|| 15 || + 7⋅|| − 1|| = || − 5 || + || 75 || + || − 7 || = || 63 ||
    (    )     (    )     (   )    (    )   (    )   (    )   (    )
      − 6        12         − 9      − 6      60      − 63      − 9

Ответ:

Прямая пересекает плоскость в точке c координатам (    )
|− 94|
|( 63 |)
  − 9

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#21683

Даны уравнение прямой    (   )      (   )
   | − 7|      | − 7|
l = |( 11|) +α ⋅|( − 7|)
     − 2        0 и уравнение плоскости     (   )      (  )     (   )
    |  0|      | 4|     | 5 |
P = |(  8|) + β ⋅|( 4|) + γ ⋅|( − 7|)
      − 3        0        0 Требуется узнать положение прямой l  относительно плоскости P  . Если прямая пересекает плоскость, найти точку пересечения.

Показать ответ и решение

Стоит заметить, что направляющий вектор прямой коллинеарен одному из направляющих векторов плоскости.

(   )      ( )
| − 7|     |4|         7
|( − 7|) = k ⋅|(4|) → k = −-
  0         0          4

Тогда прямая либо параллельна, либо лежит в плоскости. Чтобы убедиться, что прямая параллельна плоскости, нужно взять любую точку на прямой и доказать, что она не лежит в плоскости. Возьмем точку на прямой     (   )
       0
    ||   ||
A = (  4)
      − 2 , полученную из уравнения прямой при α = 1  . Приравняем координаты точки к координатам плоскости:

(   )    (   )     (  )     (   )
|  0|    | 0 |     | 4|     |  5|
|(  4|)  = |( 8 |) + β ⋅|( 4|) + γ ⋅|( − 7|)
  − 2     − 3        0         0

Приведем следующее рассуждение: из равенства по z  координате следуюет, что при любых параметрах β,γ  , равенство недостижимо, следовательно, точка не принадлежит плоскости.

Из всего вышеизложенного можем однозначно сделать вывод, что прямая параллельна плоскости.

Кроме того, эту задачу можно было решить вторым способом - просто в системе приравнять координаты и доказать, что у полученной системы нет решений.

(                            (
||| − 7 − 7α = 0 + 4β + 5γ       ||| α ∈ ∅
{                            {
|| 11− 7α = 8+ 4β − 7γ    ⋅⋅⋅ || β ∈ ∅
|( − 2 + 0α = − 3+ 0β +0γ      |( γ ∈ ∅

Ответ:

Прямая параллельна плоскости.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#21684

Даны уравнение прямой    (    )      (   )
   |  10|      | − 3|
l = |( − 14|) + α ⋅|( 8 |)
     − 5         5 и уравнение плоскости     (    )      (   )     (   )
    | − 2|      |− 9|     | − 9|
P = |( − 12|) + β ⋅|( 2 |) + γ ⋅|( − 8|)
       3          6          2 Требуется узнать положение прямой l  относительно плоскости P  . Если прямая пересекает плоскость, найти точку пересечения.

Показать ответ и решение

Чтобы проверить пересечение прямой и плоскости, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β,γ  , при которых будет совпадение всех трёх координат прямой и плоскости, то есть найдется общая точка. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(|                              (|
||{10 − 3α = − 2− 9β − 9γ         ||{ α = 4
 − 14+ 8α = − 12 +2β − 8γ ⋅⋅⋅    β = 3
|||(                              |||(
 − 5+ 5α = 3+ 6β + 2γ             γ = − 3

Теперь мы можем подставить найденные парамаетры α,β,γ  в соответствующие уравнения и убедиться, что координаты полученных точек будут совпадать:

   (    )     (   )    (    )   (    )   (   )
   | 10 |     | − 3|   | 10 |   |− 12|   | − 2|
l = | − 14| + 4⋅| 8| = |− 14| + | 32 | = | 18|
   (    )     (   )    (    )   (    )   (   )
     − 5         5       − 5      20       15

    (    )     (    )     (   )   (    )   (    )   (   )    (   )
      − 2        − 9       − 9      − 2      − 27     27      − 2
P = || − 12|| + 3⋅|| 2 || − 3⋅||− 8|| = || − 12|| + || 6 || + || 24||  = ||18 ||
    (    )     (    )     (   )   (    )   (    )   (   )    (   )
       3          6         2        3        18      − 6     15

Ответ:

Прямая пересекает плоскость в точке c координатам (   )
|− 2|
|( 18|)
  15

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#21685

Даны уравнение прямой    (   )      (   )
   |  5|      |− 4|
l = |( 1|) + α ⋅|( 8 |)
     12         9 и уравнение плоскости     (   )     (    )     (   )
    |− 3|     |  4 |     | 2 |
P = |( 1 |) + β ⋅|( − 6|) +γ ⋅|( 4 |)
     − 9        12         15 Требуется узнать положение прямой l  относительно плоскости P  . Если прямая пересекает плоскость, найти точку пересечения.

Показать ответ и решение

Чтобы проверить пересечение прямой и плоскости, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β,γ  , при которых будет совпадение всех трёх координат прямой и плоскости, то есть найдется общая точка. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(|                             (|
||{5 − 4α = − 3+ 4β +2γ          ||{ α = 1
 1 + 8α = 1 − 6β + 4γ       ⋅⋅⋅    β = 0
|||(                             |||(
 12 +9α = − 9+ 12β + 15γ        γ = 2

Теперь мы можем подставить найденные парамаетры α,β,γ  в соответствующие уравнения и убедиться, что координаты полученных точек будут совпадать:

   (   )     (   )   (   )   (   )   (   )
   | 5 |     | − 4|  | 5 |   | − 4|  | 1 |
l = | 1 | + 1⋅| 8 | = | 1 | + | 8 | = | 9 |
   (   )     (   )   (   )   (   )   (   )
     12        9       12      9       21

    (   )     (    )     (  )    (   )   ( )   (   )   (   )
      − 3        4         2      − 3     0      4       1
P = || 1 || + 0⋅|| − 6|| + 2⋅|| 4||  = || 1 || + ||0|| + || 8 || = || 9 ||
    (   )     (    )     (  )    (   )   ( )   (   )   (   )
      − 9       12         15      − 9     0      30      21

Ответ:

Прямая пересекает плоскость в точке c координатам (  )
| 1|
|( 9|)
 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#21686

Даны уравнение прямой    (   )      (    )
   |  9|      | 15 |
l = |( − 6|) +α ⋅|( − 11|)
      5         12 и уравнение плоскости     (    )      (  )      (    )
    | − 14|     |14|      |  2 |
P = |(  7 |) + β ⋅|( 8|) + γ ⋅|(− 13|)
      − 1         3          5 Требуется узнать положение прямой l  относительно плоскости P  . Если прямая пересекает плоскость, найти точку пересечения.

Показать ответ и решение

Чтобы проверить пересечение прямой и плоскости, нужно выяснить - возможно ли подобрать такие параметры α,β,γ  , при которых будет совпадение всех трёх координат прямой и плоскости, то есть найдется общая точка. Для этого нужно решить систему из трёх уравнений:

(|                             (|
||{9 + 15α = − 14+ 14β + 2γ      ||{ α = 3
 − 6− 11α = 7+ 8β − 13γ   ⋅⋅⋅    β = 4
|||(                             |||(
 5 + 12α = − 1+ 3β + 5γ          γ = 6

Теперь мы можем подставить найденные парамаетры α,β,γ  в соответствующие уравнения и убедиться, что координаты полученных точек будут совпадать:

   (   )     (    )    (   )   (    )   (    )
   | 9 |     |  15|    | 9 |   | 45 |   | 54 |
l = | − 6| + 3⋅| − 11| = |− 6| + |− 33| = | − 39|
   (   )     (    )    (   )   (    )   (    )
     5          12       5       36       41

    (    )     (   )     (    )   (    )   (   )   (    )   (    )
     − 14        14         2       − 14     56      12       54
P = || 7  || + 4⋅|| 8 || + 6⋅|| − 13|| = || 7 || + || 32|| + ||− 78|| = || − 39||
    (    )     (   )     (    )   (    )   (   )   (    )   (    )
      − 1        3          5       − 1      12      30       41

Ответ:

Прямая пересекает плоскость в точке c координатам (    )
| 54 |
|(− 39|)
  41

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#21785

Точки      (    )      (   )      (   )
    |  1 |      |− 3|      | 1 |
F = |( − 3|) ,H  = |( 8 |) ,Y = |( 0 |)

       2          1         − 5

принадлежат плоскости α  , а точки

    (   )      (  )       ( )
    |  9|      | 0|       |0|
X = |(  1|) ,D = |( 6|) ,W  = |(0|)

      − 2        9         7

принадлежат плоскости β  . Найдите взаимное расположение этих плоскостей (пересекаются/параллельны), если существует пересечение, то напишите чему оно равно.

Показать ответ и решение

Найдём параметрическое уравнение плоскости α = FHY

 

      (  )
        x
F HY :|| y|| = F + γ ⋅F⃗H + δ ⋅ ⃗FY , γ,δ ∈ ℝ
      (  )
        z

Где F  - начальная точка, F⃗H,F⃗Y  - направляющие вектора этой плоскости. Посчитаем координаты векторов F⃗H,F⃗Y

 

     (  )           (   )   (   )   (   )
     | x|           | − 3|  | 1 |   | − 4|
F H :|( y|) = H − F = |( 8 |) − |( − 3|) = |( 11|)
       z              1       2       − 1

 

     ( )            (   )   (   )   (   )
      x               1       1       0
     || ||            ||   ||   ||   ||   ||   ||
F Y :(y)  = F − Y = ( 0 ) − (− 3) = ( 3 )
      z              − 5      2       − 7

 

Тогда уравнение плоскости FHY  примет следующий вид

      (  )   (   )     (   )    (   )
      | x|   |  1|     |− 4|    | 0 |
FHY  :|( y|) = |( − 3|) + γ |( 11|) + δ|( 3 |)  γ,δ ∈ ℝ

        z       2       − 1       − 7

Аналогично находим уравнение плоскости β = XDW

 

       (  )
       | x|
XDW   :|( y|) = X + 𝜖⋅X⃗D  + ζ ⋅XW⃗ , 𝜖,ζ ∈ ℝ
         z

 

     (  )           (  )   (   ) (   )
       x              0      9     − 9
     ||  ||           ||  ||   ||   || ||   ||
XD  :( y) = D − X = ( 6) − ( 1 ) ( 5 )
       z              9      − 2   11

 

     (| x)|            (| 0)|   (| 9 )|   (| − 9)|
XW  :|( y|) = W  − X = |( 0|) − |( 1 |) = |( − 1|)
       z               7     − 2      9

 

Тогда уравнение плоскости XDW  примет следующий вид

       (  )   (   )    (   )    (   )
        x       9        − 9      − 9
       ||  ||   ||   ||    ||   ||    ||   ||
XDW   :(y ) = ( 1 ) + 𝜖( 5 ) + ζ( − 1)  𝜖,ζ ∈ ℝ
        z      − 2       11        9

Когда уравнения плоскостей найдены, наша задача сводится к базисной задаче №3 из методички. Решив эту задачу, найдем прямую пересечения плоскостей - GJ  .

     (      )
       −-315      (     )
     ||  293 ||     | − 864|
GJ = ||  − 35-|| + ς ⋅|( − 327|) , ς ∈ ℝ
     |(  293 |)
        2366-        1450
        293

Ответ:

Уравнение плоскости α  :

      (  )   (   )     (   )    (   )
      | x|   |  1|     |− 4|    | 0 |
FHY  :|( y|) = |( − 3|) + γ |( 11|) + δ|( 3 |)  γ,δ ∈ ℝ
        z       2       − 1       − 7

Уравнение плоскости β  :

       (  )   (   )    (   )    (   )
        x       9        − 9      − 9
XDW   :||y || = || 1 || + 𝜖|| 5 || + ζ|| − 1||  𝜖,ζ ∈ ℝ
       (  )   (   )    (   )    (   )
        z      − 2       11        9

Пересечение плоскостей - это прямая GJ. Уравнение этой прямой:

     ( − 315)
     | -----|     ( − 864)
     ||  2−9 335 ||     |     |
GJ = ||  ----|| + ς ⋅|( − 327|) , ς ∈ ℝ
     (  2239636 )       1450
        ----
        293

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#21782

Даны 5 точек:      (   )       (   )     (  )      (  )      (  )
    |  0|       | 0 |     | 1|      |15|      | 1|
P = |( − 3|) ,H = |(− 4|) ,S = |( 9|) ,R = |( 0|) ,T = |( 0|)

       3          3         1         7         9 .  Составьте уравнение плоскости, проходящей через точки P  , H  , S  и уравнение прямой, проходящей через R  и T  . Найдите пересечение прямой с плоскостью.  

Показать ответ и решение

Уравнение плоскости:  

       (   )      (   )     (    )
          0         0          1
       ||   ||      ||   ||     ||    ||
P HS = ( − 3) + α ⋅( − 1) + β ⋅( 12 ) , α,β ∈ ℝ
          3         0         − 2

 За начальную точку принята точка P  , за первый направляющий вектор взят вектор PH  , за второй - вектор P S  .

Уравнение прямой:

     (   )     (    )
       15        − 7
RT = ||  0|| + ζ ⋅|| 0 ||,   ζ ∈ ℝ
     (   )     (    )
        7         1

 За начальную точку принята точка R  , за направляющий вектор взят вектор RT  делённый на 2  . Решаем базисную задачу №2 из методички и получаем ответ.

    ( −-43)
    |  13 |
X = ||     ||
    |(  0  |)
       125-
       13

Ответ:

Пересечением является точка  

    (     )
      −-43
    ||  13 ||
X = ||  0  ||
    (  125 )
       13-

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#21777

Известны координаты четырех точек:

    (   )      (  )      (  )      (   )
       5         7        13         15
    ||   ||      ||  ||      ||  ||      ||   ||
P = ( − 3) ,H = ( 0) ,S = ( 9) ,R = ( 0 )
       2         4        10         7 .

Одна прямая проходит через точки P  и H  , вторая через точки S  и R  . Составьте уравнения этих прямых и определите их взаимное расположение (пересекаются/параллельны/скрещиваются).

Показать ответ и решение

Параметрические уравнения прямых:

 

      (   )      ( )
        5         2
      ||   ||      || ||
P H = ( − 3) + β ⋅(3) ,  β ∈ ℝ
        2         2

     (   )      (   )
     | 13|      | 2 |
SR = |(  9|) + α ⋅|(− 9|) ,  α ∈ ℝ

       10        − 3

Решим базисную задачу №1 из методички и получим, что PH  и SR  пересекаются в точке K  .

 

    (   )
      13
    ||   ||
K = (  9)
      10

Ответ:

     (  )
     |13|
K  = |( 9|)

      10

Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!