12.10.2019

Suoran ja tason välinen kulma: määritelmä, esimerkkejä löydöstä. Suoran ja tason välisen kulman löytäminen


Suoran ja tason välisen kulman käsite voidaan ottaa käyttöön mille tahansa suhteellinen sijainti suora ja tasainen.

Jos suora l on kohtisuorassa tasoon nähden, l:n ja välisen kulman katsotaan olevan 90 .

Jos suora l on yhdensuuntainen tason kanssa tai on tässä tasossa, l:n ja välisen kulman katsotaan olevan nolla.

Jos suora l on vinossa tasoon nähden, niin l:n ja tämän välinen kulma on kulma "suoran l ja sen projektion p välillä tasoon (kuva 39).

Riisi. 39. Suoran ja tason välinen kulma

Muistetaan siis määritelmä tälle ei-triviaalille tapaukselle: jos viiva on vino, niin suoran ja tason välinen kulma on tämän suoran välinen kulma.

Ja sen projektio tietylle tasolle.

7.1 Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

Analysoidaan kolme tehtävää, jotka on järjestetty kasvavan monimutkaisuuden mukaan. Kolmas tehtävä on matematiikan tentin taso C2.

Tehtävä 1. Etsi säännöllisen tetraedrin sivureunan ja kantatason välinen kulma.

Ratkaisu. Olkoon ABCD säännöllinen tetraedri lasten kanssa

rommi a (kuva 40). Etsi AD ja tason välinen kulma

Piirretään korkeus DH. Suoran AD projektio päälle

taso ABC toimii linjana AH. Siksi haluttu

kulma on linjojen AD ja AH välinen kulma.

Jakso AH on rajatun ympyrän säde

kolmion ABC ympärillä:

AH = p

Nyt ulos suorakulmainen kolmio ADH:

Riisi. 40. Tehtävään 1

cos "=AD=p

Vastaus: arccos p

Tehtävä 2. Oikein Kolmisivuinen prisma ABCA1 B1 C1 sivureuna on yhtä suuri kuin alustan sivu. Etsi suoran AA1 ja tason ABC1 välinen kulma.

Ratkaisu. Viivan ja tason välinen kulma ei muutu linjan yhdensuuntaisen siirtymisen myötä. Koska CC1 on yhdensuuntainen AA1:n kanssa, haluttu kulma "on suoran CC1 ja tason ABC1 välinen kulma (kuva 41).

B 1"

Riisi. 41. Tehtävään 2

Olkoon M pisteen AB keskipiste. Piirrä korkeus CH kolmioon CC1 M. Osoitetaan, että CH on kohtisuorassa tasoon ABC1 nähden. Tätä varten sinun on esitettävä kaksi tämän tason leikkaavaa suoraa kohtisuorassa CH:n suhteen.

Ensimmäinen suora on ilmeisesti C1 M. Todellakin, CH ? Rakenteeltaan C1 M.

Toinen rivi on AB. Itse asiassa vinon CH:n projektio tasolle ABC on suora CM; kun taas AB ? CM. Kolmen kohtisuoran lauseesta seuraa sitten, että AB ? CH.

Siis CH? ABC1. Siksi CC1:n ja ABC1:n välinen kulma on " = \CC1 H. Löydämme CH:n arvon suhteesta

C1M CH = CC1CM

(tämän suhteen molemmat osat ovat yhtä suuria kuin kaksi kertaa kolmion CC1 M pinta-ala). Meillä on:

CM = a23;

Vielä on löydettävä kulma ":

Vastaus: arcsin 3 7 .

C1M =q CC12 + CM2 =r

a2+4

CH=a

CH=ar

sin "=CH=3: CC1 7

Tehtävä 3. Piste K otetaan kuution ABCDA1 B1 C1 D1 reunalta A1 B1 siten, että A1 K: KB1 = 3: 1. Etsi suoran AK ja tason BC1 D1 välinen kulma.

Ratkaisu. Piirustuksen jälkeen (kuva 42, vasemmalla) ymmärrämme, että lisärakenteita tarvitaan.

K B 1

Riisi. 42. Tehtävään 3

Huomioi ensin, että suora AB on tasossa BC1 D1 (koska AB k C1 D1 ). Toiseksi piirretään B1 M yhdensuuntaisesti AK:n kanssa (kuva 42, oikealla). Piirrä myös B1 C ja olkoon N B1 C:n ja BC1:n leikkauspiste.

Osoitetaan, että suora B1 C on kohtisuorassa tasoon BC1 D1 nähden. Todellakin:

1) B 1 C ? BC1 (neliön diagonaaleina);

2) B 1 C? AB kolmen kohtisuoran lauseen mukaan (AB on loppujen lopuksi kohtisuorassa vinon B1 C:n tasolle ABC projektion suoraa BC vastaan).

Siten B1 C on kohtisuorassa tason BC1 D1 kahta leikkaavaa suoraa vastaan; siksi B1 C ? BC1 D1. Siksi suoran MB projektio

sin "= B 1 N = 2 2: B 1 M 5

Suoran ja tason välisen kulman määrittely perustuu vinon projektion käsitteeseen. Määritelmä. Suoran ja tason välinen kulma on tämän suoran ja sen projektion välinen kulma annettuun tasoon.

Kuvassa 341 esittää vinon AM:n ja sen tasoon K projektion välistä kulmaa a.

Huomautus. Jos suora on yhdensuuntainen tason kanssa tai sijaitsee siinä, sen kulman tasoon nähden katsotaan olevan nolla. Jos se on kohtisuorassa tasoon nähden, kulma julistetaan oikeaksi (edellinen määritelmä ei kirjaimellisesti päde tässä!). Muissa tapauksissa viitataan terävään kulmaan suoran ja sen projektion välillä. Siksi suoran ja tason välinen kulma ei koskaan ylitä suoraa kulmaa. Huomaa myös, että tässä on oikeampaa puhua kulman mittauksesta, ei kulmasta (itse asiassa, me puhumme suoran viivan kaltevuuden mittaa tasoon nähden, mutta kulman käsite kahden säteen rajaamana litteänä kuviona ei liity tähän suoraan).

Varmistetaan vielä yksi suoran ja tason välisen terävän kulman ominaisuus.

Kaikista tietyn suoran muodostamista kulmista ja kaikista mahdollisista tason suorista kulma tämän suoran projektion kanssa on pienin.

Todiste. Siirrytään kuvaan. 342. Olkoon a annettu suora, sen projektio tasoon - mielivaltainen toinen suora tasossa K (mukavuussyistä piirrettiin se suoran a ja tason leikkauspisteen A läpi). Laitetaan se suoralle viivalle, ts. yhtä suuri kuin pohja vino MA, jossa projektio yksi pisteistä vino a.

Sitten kolmioissa kaksi sivua ovat yhtä suuret: sivu AM on yhteinen, ne ovat rakenteeltaan yhtä suuret. Mutta kolmion kolmas sivu on suurempi kuin kolmion kolmas sivu (vino sivu on suurempi kuin kohtisuora). Tämä tarkoittaa, että vastakkainen kulma in on suurempi kuin vastaava kulma a in (katso kohta 217): , joka oli todistettava.

Suoran ja tason välinen kulma on pienin kulmista tietyn suoran ja tason kaikkien mahdollisten viivojen välillä.

Reilua ja niin

Lause. Terävä kulma tasossa olevan suoran ja kaltevan projektion tähän tasoon välinen kulma on pienempi kuin tämän suoran ja itse kaltevan suoran välinen kulma.

Todiste. Olkoon - tasossa oleva suora viiva (kuva 342), a - tasoon kalteva, m - sen projektio tasoon. Käsittelemme suoraa kallistettuna tasoon, sitten se on sen projektio osoitettuun tasoon, ja edellisen ominaisuuden perusteella löydämme: mikä oli todistettava. Kolmen kohtisuoran lauseen mukaan voidaan nähdä, että siinä tapauksessa, että tasossa oleva suora on kohtisuorassa vinon projektioon (tapaus ei ole akuutti, vaan oikea kulma), suora on myös kohtisuorassa itse kaltevaan; tässä tapauksessa molemmat kulmat, joista puhumme, ovat oikeat ja siten yhtä suuret toistensa kanssa.

Olkoon jokin suorakulmainen koordinaattijärjestelmä ja suora . Antaa Ja - kaksi eri tasoa, jotka leikkaavat suorassa linjassa ja vastaavasti yhtälöillä. Nämä kaksi yhtälöä yhdessä määrittelevät suoran jos ja vain jos ne eivät ole yhdensuuntaisia ​​eivätkä ole toistensa kanssa yhteensopivia, eli normaalivektorit
Ja
nämä koneet eivät ole kollineaarisia.

Määritelmä. Jos yhtälöiden kertoimet

eivät ole suhteellisia, niin näitä yhtälöitä kutsutaan yleiset yhtälöt suora, joka määritellään tasojen leikkausviivaksi.

Määritelmä. Kutsutaan mitä tahansa nollasta poikkeavaa vektoria, joka on yhdensuuntainen suoran kanssa ohjevektori tämä suora viiva.

Johdamme suoran yhtälön kulkee tämän pisteen läpi
tila ja jolla on annettu suuntavektori
.

Anna pointin
- mielivaltainen suoran piste . Tämä piste sijaitsee suoralla, jos ja vain jos vektori
, jolla on koordinaatit
, kollineaarinen suuntavektoriin nähden
suoraan. (2.28) mukaan kollineaaristen vektorien ehto
Ja on muotoa

. (3.18)

Yhtälöitä (3.18) kutsutaan kanoniset yhtälöt pisteen läpi kulkeva suora viiva
ja jolla on suuntavektori
.

Jos suoraan annetaan yleisillä yhtälöillä (3.17), sitten suuntavektorilla tämä viiva on ortogonaalinen normaalivektoreihin nähden
Ja
yhtälöiden antamat tasot. Vektori
ristitulon ominaisuuden mukaan on ortogonaalinen kullekin vektorille Ja . Määritelmän mukaan suuntavektorina suoraan voit ottaa vektorin
, eli
.

Löytääksesi pisteen
harkitse yhtälöjärjestelmää
. Koska yhtälöiden määrittämät tasot eivät ole yhdensuuntaisia ​​eivätkä täsmää, niin ainakaan yksi yhtälöistä ei päde
. Tämä johtaa siihen, että ainakin yksi determinanteista ,
,
eroaa nollasta. Varmuuden vuoksi oletamme sen
. Sitten otetaan mielivaltainen arvo , saamme yhtälöjärjestelmän tuntemattomille Ja :

.

Cramerin lauseen mukaan tällä järjestelmällä on kaavojen määrittelemä ainutlaatuinen ratkaisu

,
. (3.19)

Jos otat
, niin yhtälöiden (3.17) antama suora kulkee pisteen läpi
.

Näin ollen siinä tapauksessa, kun
, suoran (3.17) kanonisilla yhtälöillä on muoto

.

Suoran (3.17) kanoniset yhtälöt kirjoitetaan samalla tavalla tapaukseen, jossa determinantti on nollasta poikkeava
tai
.

Jos viiva kulkee kahden erillisen pisteen kautta
Ja
, silloin sen kanonisilla yhtälöillä on muoto

. (3.20)

Tämä johtuu siitä, että viiva kulkee pisteen läpi
ja sillä on suuntavektori.

Tarkastellaan suoran kanonisia yhtälöitä (3.18). Otetaan jokainen relaatio parametriksi , eli
. Yksi näiden murtolukujen nimittäjistä on eri kuin nolla, ja vastaava osoittaja voi ottaa minkä tahansa arvon, joten parametri voi ottaa minkä tahansa todellisen arvon. Ottaen huomioon, että jokainen suhde on , saamme parametriset yhtälöt suoraan:

,
,
. (3.21)

Anna lentokoneen annetaan yleisellä yhtälöllä ja suoralla  parametriset yhtälöt
,
,
. Piste
linjan risteys ja lentokone on kuuluttava samaan aikaan tasoon ja linjaan. Tämä on mahdollista vain, jos parametri täyttää yhtälön, ts.
. Siten suoran ja tason leikkauspisteellä on koordinaatit

,

,

.

ESIMERKKI 32. Laadi parametriyhtälöt pisteiden läpi kulkevasta suorasta
Ja
.

Ratkaisu. Suoralle suoralle vektorille otamme vektorin

. Viiva kulkee pisteen läpi , siksi kaavan (3.21) mukaan suoran halutuilla yhtälöillä on muoto
,
,
.

ESIMERKKI 33. Kolmion kärjet
on koordinaatit
,
Ja
vastaavasti. Laadi parametriset yhtälöt kärjestä vedetylle mediaanille .

Ratkaisu. Antaa
- keskipuoli
, Sitten
,
,
. Mediaanin ohjausvektoriksi otamme vektorin
. Silloin mediaanin parametriyhtälöillä on muoto
,
,
.

ESIMERKKI 34 Kirjoita pisteen läpi kulkevan suoran kanoniset yhtälöt
yhdensuuntainen suoran kanssa
.

Ratkaisu. Suora määritellään tasojen ja normaalivektorien leikkausviivaksi
Ja
. Ohjevektorina tämä suora otamme vektorin
, eli
. Kohdan (3.18) mukaan halutulla yhtälöllä on muoto
tai
.

3.8. Viivojen välinen kulma avaruudessa. Kulma viivan ja tason välillä

Anna kaksi riviä Ja avaruudessa annetaan niiden kanonisilla yhtälöillä
Ja
. Sitten yksi kulmista näiden rivien välissä yhtä suuri kuin kulma niiden suuntavektorien välillä
Ja
. Määritä kulma käyttämällä kaavaa (2.22). saamme kaavan

. (3.22)

Toinen kulma näiden rivien välissä on
Ja
.

Yhdensuuntaisten viivojen kunto Ja on sama kuin kollineaaristen vektorien ehto
Ja
ja piilee niiden koordinaattien suhteellisuudesta, eli yhdensuuntaisten viivojen ehdolla on muoto

. (3.23)

Jos suoraan Ja ovat kohtisuorassa, silloin niiden suuntavektorit ovat ortogonaalisia, ts. perpendikulaarisuusehto määritellään yhtälöllä

. (3.24)

Harkitse lentokonetta , annetaan yleisen yhtälön ja suoran avulla annetaan kanonisilla yhtälöillä
.

Kulma rivin välissä ja lentokone täydentää kulmaa suoran suuntavektorin ja tason normaalivektorin välillä, ts.
Ja
, tai

. (3.24)

Rinnakkaislinjan kunto ja lentokone on yhtä suuri kuin suoran suuntausvektorin ja tason normaalivektorin kohtisuora ehto, eli näiden vektorien skalaaritulon on oltava nolla:

Jos suora on kohtisuorassa tasoon nähden, tulee suoran suuntavektorin ja tason normaalivektorin olla kollineaariset. Tässä tapauksessa vektorien koordinaatit ovat verrannollisia, ts.

. (3.26)

ESIMERKKI 35. Etsi tylppä kulma viivojen väliltä
,
,
Ja
,
,
.

Ratkaisu. Näiden viivojen suuntavektoreilla on koordinaatit
Ja
. Yksi kulma siis rivien välinen suhde määräytyy, ts.
. Siksi ongelman ehto täyttyy viivojen välisellä toisella kulmalla, joka on yhtä suuri kuin
.

3.9. Etäisyys pisteestä viivaan avaruudessa

Antaa
 piste avaruudessa koordinaatteineen
, kanonisten yhtälöiden antama suora
. Etsitään etäisyys pisteestä
suoraan .

Sovelletaan suuntavektoria
asiaan
. Etäisyys pisteestä
suoraan on vektoreille rakennetun suunnikkaan korkeus Ja
. Etsi suunnikkaan pinta-ala vektoritulon avulla:

Toisella puolella, . Kahden viimeisen suhteen oikeanpuoleisesta tasa-arvosta seuraa, että

. (3.27)

3.10. Ellipsoidi

Määritelmä. Ellipsoidi kutsutaan toisen kertaluvun pinnaksi, joka jossain koordinaattijärjestelmässä määritellään yhtälöllä

. (3.28)

Yhtälöä (3.28) kutsutaan ellipsoidin kanoniseksi yhtälöksi.

Yhtälöstä (3.28) seuraa, että koordinaattitasot ovat ellipsoidin symmetriatasoja ja koordinaattien origo on symmetrian keskipiste. Numerot
Niitä kutsutaan ellipsoidin puoliakseleiksi ja ne ovat segmenttien pituuksia origosta ellipsoidin leikkauspisteeseen koordinaattiakseleiden kanssa. Ellipsoidi on rajattu pinta, joka on suljettu suuntaissärmiöön
,
,
.

Aseta ellipsoidin geometrinen näkymä. Tätä varten selvitä sen koordinaattiakselien kanssa samansuuntaisten tasojen leikkausviivojen muoto.

Tarkkuuden vuoksi harkitse ellipsoidin ja tasojen leikkausviivoja
, yhdensuuntainen tason kanssa
. Leikkausviivan projektion yhtälö tasolle
saadaan arvosta (3.28), jos laitamme siihen
. Tämän projektion yhtälöllä on muoto

. (3.29)

Jos
, niin (3.29) on imaginaarisen ellipsin ja ellipsoidin leikkauspisteiden yhtälö tason kanssa
Ei. Tästä seuraa siis
. Jos
, niin suora (3.29) rappeutuu pisteiksi eli tasoiksi
kosketa ellipsoidia kohdissa
Ja
. Jos
, Tuo
ja voimme ottaa käyttöön merkinnän

,
. (3.30)

Sitten yhtälö (3.29) saa muodon

, (3.31)

eli projektio tasoon
ellipsoidin ja tason leikkausviivat
on ellipsi, jonka puoliakselit määritellään yhtälöillä (3.30). Koska pinnan leikkausviiva koordinaattien kanssa yhdensuuntaisten tasojen kanssa on projektio, joka on "nostettu" korkeuteen , silloin leikkausviiva itse on ellipsi.

Arvoa laskettaessa akselin akselit Ja kasvaa ja saavuttaa maksimiarvonsa
, eli ellipsoidin koordinaattitason leikkauksessa
se osoittautuu suurimmaksi ellipsiksi puoliakselilla
Ja
.

Ellipsoidin käsite voidaan saada toisella tavalla. Harkitse lentokoneessa
ellipsien perhe (3.31), jossa on puoliakselit Ja määräytyy suhteiden (3.30) mukaan ja riippuen . Jokainen tällainen ellipsi on tasoviiva, eli viiva, jonka jokaisessa pisteessä on arvo yhtä. Jokaisen tällaisen ellipsin "nostaminen" korkealle , saamme tilanäkymän ellipsoidista.

Samanlainen kuva saadaan, kun annettua pintaa leikkaavat tasot, jotka ovat yhdensuuntaisia ​​koordinaattitasojen kanssa
Ja
.

Näin ollen ellipsoidi on suljettu elliptinen pinta. Kun
ellipsoidi on pallo.

Ellipsoidin leikkausviiva minkä tahansa tason kanssa on ellipsi, koska tällainen suora on toisen kertaluvun rajoitettu viiva ja ainoa toisen kertaluvun rajoitettu viiva on ellipsi.

Videokurssi "Get an A" sisältää kaikki tarvitsemasi aiheet onnistunut toimitus KÄYTÄ matematiikassa 60-65 pisteelle. Täysin kaikki profiilin tehtävät 1-13 USE matematiikassa. Soveltuu myös matematiikan peruskäytön suorittamiseen. Jos haluat läpäistä kokeen 90-100 pisteellä, sinun tulee ratkaista osa 1 30 minuutissa ja ilman virheitä!

Valmennuskurssi tenttiin luokille 10-11 sekä opettajille. Kaikki mitä tarvitset matematiikan tentin osan 1 (ensimmäiset 12 tehtävää) ja tehtävän 13 (trigonometria) ratkaisemiseen. Ja tämä on yli 70 pistettä yhtenäisestä valtionkokeesta, eikä sadan pisteen opiskelija eikä humanisti tule toimeen ilman niitä.

Kaikki tarvittava teoria. Nopeita tapoja tentin ratkaisuja, ansoja ja salaisuuksia. Kaikki osan 1 asiaankuuluvat tehtävät FIPI-pankin tehtävistä on analysoitu. Kurssi täyttää täysin USE-2018:n vaatimukset.

Kurssi sisältää 5 isoa aihetta, kukin 2,5 tuntia. Jokainen aihe on annettu tyhjästä, yksinkertaisesti ja selkeästi.

Satoja koetehtäviä. Tekstitehtävät ja todennäköisyysteoria. Yksinkertaiset ja helposti muistettavat ongelmanratkaisualgoritmit. Geometria. Teoria, viitemateriaali, kaikentyyppisten USE-tehtävien analyysi. Stereometria. Ovelia temppuja ratkaisemiseen, hyödyllisiä huijauslehtiä, tilamielikuvituksen kehittäminen. Trigonometria tyhjästä - tehtävään 13. Ymmärtäminen tukkeutumisen sijaan. Visuaalinen selitys monimutkaisia ​​käsitteitä. Algebra. Juuret, potenssit ja logaritmit, funktio ja derivaatta. Pohja kokeen 2. osan monimutkaisten tehtävien ratkaisemiseen.

TASOJEN VÄLINEN KULMA

Tarkastellaan kahta tasoa α 1 ja α 2, jotka on annettu yhtälöillä:

Alla kulma kahden tason välillä ymmärrämme yhden dihedraaliset kulmat muodostavat nämä tasot. On selvää, että normaalivektorien ja tasojen α 1 ja α 2 välinen kulma on yhtä suuri kuin jokin osoitetuista vierekkäisistä dihedraalisista kulmista tai . Siksi . Koska Ja , Tuo

.

Esimerkki. Määritä tasojen välinen kulma x+2y-3z+4=0 ja 2 x+3y+z+8=0.

Kahden tason yhdensuuntaisuuden ehto.

Kaksi tasoa α 1 ja α 2 ovat yhdensuuntaisia ​​silloin ja vain jos niiden normaalivektorit ja ovat yhdensuuntaisia, ja siten .

Joten kaksi tasoa ovat yhdensuuntaisia ​​toistensa kanssa, jos ja vain jos kertoimet vastaavissa koordinaateissa ovat verrannollisia:

tai

Tasojen kohtisuoran ehto.

On selvää, että kaksi konetta ovat kohtisuorassa silloin ja vain, jos niiden normaalivektorit ovat kohtisuorassa, ja siksi tai .

Täten, .

Esimerkkejä.

SUORAAN AVARUUSSA.

VEKTORIN YHTÄLÖ SUORA.

PARAMETRISET YHTÄLÖT SUORAT

Suoran viivan sijainti avaruudessa määritetään täysin määrittämällä mikä tahansa sen kiinteä piste M 1 ja tämän suoran suuntainen vektori.

Kutsutaan vektoria, joka on yhdensuuntainen suoran kanssa ohjaava tämän viivan vektori.

Joten anna suoraan l kulkee pisteen läpi M 1 (x 1 , y 1 , z 1) makaa suoralla linjalla, joka on yhdensuuntainen vektorin kanssa.

Harkitse mielivaltaista kohtaa M(x,y,z) suoralla linjalla. Kuvasta voidaan nähdä, että .

Vektorit ja ovat kollineaarisia, joten on olemassa tällainen luku t, mitä , missä on kerroin t voi ottaa minkä tahansa numeerisen arvon pisteen sijainnista riippuen M suoralla linjalla. Tekijä t kutsutaan parametriksi. Tarkoittaa pisteiden sädevektoreita M 1 ja M vastaavasti kautta ja , saamme . Tätä yhtälöä kutsutaan vektori suora yhtälö. Se osoittaa, että kunkin parametrin arvo t vastaa jonkin pisteen sädevektoria M makaa suoralla linjalla.

Kirjoitamme tämän yhtälön koordinaattimuodossa. Huomaa, että ja siksi

Tuloksena olevia yhtälöitä kutsutaan parametrinen suoraviivaiset yhtälöt.

Kun muutat parametria t koordinaatit muuttuvat x, y Ja z ja piste M liikkuu suorassa linjassa.


KANONISET YHTÄLÖT SUORAT

Antaa M 1 (x 1 , y 1 , z 1) - piste, joka sijaitsee suoralla linjalla l, Ja on sen suuntavektori. Ota jälleen mielivaltainen piste suoralta viivalta M(x,y,z) ja harkitse vektoria .

On selvää, että vektorit ja ovat kollineaarisia, joten niiden vastaavien koordinaattien on oltava verrannollisia

kanoninen suoraviivaiset yhtälöt.

Huomautus 1. Huomaa, että suoran kanoniset yhtälöt voidaan saada parametrisista yhtälöistä poistamalla parametri t. Todellakin, saamistamme parametriyhtälöistä tai .

Esimerkki. Kirjoita suoran yhtälö parametrisella tavalla.

Merkitse , siis x = 2 + 3t, y = –1 + 2t, z = 1 –t.

Huomautus 2. Olkoon suora kohtisuorassa johonkin koordinaattiakseliin, esimerkiksi akseliin Härkä. Tällöin suoran suuntavektori on kohtisuorassa Härkä, siis, m=0. Näin ollen suoran parametriset yhtälöt saavat muodon

Parametrin poistaminen yhtälöistä t, saamme suoran yhtälöt muodossa

Kuitenkin myös tässä tapauksessa suostumme kirjoittamaan suoran kanoniset yhtälöt muotoon . Siten, jos yhden murto-osan nimittäjä on nolla, tämä tarkoittaa, että suora on kohtisuorassa vastaavaa koordinaattiakselia vastaan.

Samoin kanoniset yhtälöt vastaa suoraa, joka on kohtisuorassa akseleihin nähden Härkä Ja Oy tai yhdensuuntainen akseli Oz.

Esimerkkejä.

YLEISET YHTÄLÖT SUORA LINE KAHDEN TASOJEN LEITTÄMISVIIRVANA

Jokaisen avaruuden suoran läpi kulkee ääretön määrä tasoja. Mitkä tahansa niistä leikkaavat, määrittelevät sen avaruudessa. Siksi minkä tahansa kahden tällaisen tason yhtälöt yhdessä tarkasteltuna ovat tämän suoran yhtälöitä.

Yleensä mitkä tahansa kaksi yhdensuuntaiset tasot yleisten yhtälöiden antamana

määrittää niiden leikkauslinjan. Näitä yhtälöitä kutsutaan yleiset yhtälöt suoraan.

Esimerkkejä.

Muodosta yhtälöiden antama suora

Suoran rakentamiseksi riittää, että löytää mitkä tahansa kaksi sen pistettä. Helpoin tapa on valita suoran leikkauspisteet koordinaattitasojen kanssa. Esimerkiksi leikkauspiste tason kanssa xOy saamme suoran yhtälöistä olettaen z= 0:

Ratkaisemalla tämän järjestelmän löydämme asian M 1 (1;2;0).

Samoin olettaen y= 0, saadaan suoran ja tason leikkauspiste xOz:

Suoran suoran yleisistä yhtälöistä voidaan edetä sen kanonisiin tai parametrisiin yhtälöihin. Tätä varten sinun on löydettävä jokin kohta M 1 viivalla ja suoran suuntavektori.

Pistekoordinaatit M 1 saamme tästä yhtälöjärjestelmästä antamalla yhdelle koordinaatista mielivaltaisen arvon. Suuntavektorin löytämiseksi huomaa, että tämän vektorin on oltava kohtisuorassa molempiin normaalivektoriin nähden Ja . Siksi suoran suuntavektorille l voit ottaa normaalivektorien ristitulon:

.

Esimerkki. Johtaa yleiset yhtälöt suoraan kanoniseen muotoon.

Etsi piste suoralta viivalta. Tätä varten valitsemme mielivaltaisesti yhden koordinaateista, esimerkiksi y= 0 ja ratkaise yhtälöjärjestelmä:

Suoran määrittävien tasojen normaalivektoreilla on koordinaatit Siksi suuntavektori on suora

. Siten, l: .


OIKEUDEN VÄLINEN KULMA

kulma avaruuden rivien välissä kutsumme mitä tahansa vierekkäiset kulmat, joka muodostuu kahdesta suorasta, jotka on vedetty tiedon kanssa yhdensuuntaisen mielivaltaisen pisteen läpi.

Annetaan kaksi suoraa avaruuteen:

On selvää, että viivojen välinen kulma φ voidaan ottaa niiden suuntavektorien ja :n väliseksi kulmaksi. Koska , Sitten vektorien välisen kulman kosinin kaavan mukaan saamme