§ 6

Плоскость и прямая в пространстве

[97/98%]
Показать
LaTeX
Подпараграф
Задача 6.1

Записать уравнение:

?
(1)

плоскости r=r0+au+bv\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} u + \mathbf{b} v в виде (r,n)=D(a⊮b)(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D(\mathbf{a} \nVdash \mathbf{b})

(2)

прямой r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t в виде [r,a]=b\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b} (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(3)

прямой [r,a]=b\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b} в виде r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(4)

прямой (r,ni)=Di,i=1,2\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{i}\right) = D_{i}, i = 1, 2, в виде [r,a]=b(n1⊮n2)\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b}\left(\mathbf{n}_{1} \nVdash \mathbf{n}_{2}\right)

(5)

прямой (r,ni)=Di,i=1,2\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{i}\right) = D_{i}, i = 1, 2, в виде r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0).

Задача 6.2

Найти необходимое и достаточное условие, при котором плоскости (r,n1)=D1\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{1}\right) = D_{1} и (r,n2)=D2(ni≠0,i=1,2)\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{2}\right) = D_{2} \quad \left(\mathbf{n}_{i} \neq 0, i = 1, 2\right):

?
(1)

пересекаются по прямой

(2)

параллельны, но не совпадают

(3)

совпадают.

Задача 6.3

Найти необходимое и достаточное условие, при котором прямые r=r1+a1t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a}_{1} t и r=r2+a2t(ai≠0,i=1,2)\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a}_{2} t\left(\mathbf{a}_{i} \neq 0, i = 1, 2\right):

?
(1)

пересекаются (т. е. имеют единственную общую точку)

(2)

скрещиваются

(3)

параллельны, но не совпадают

(4)

совпадают.

Задача 6.4

Даны прямая r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0) и плоскость (r,n)=D(n≠0)(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (\mathbf{n} \neq 0). При каком необходимом и достаточном условии:

?
(1)

они пересекаются (имеют единственную общую точку)

(2)

они параллельны (не имеют общих точек)

(3)

прямая лежит в плоскости?

Задача 6.5

Найти радиус — вектор точки пересечения:

?
(1)

прямой r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t с плоскостью (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (если (a,n)≠0(\mathbf{a}, \mathbf{n}) \neq 0)

(2)

прямой [r,a]=b\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b} с плоскостью (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (если (a,n)≠0)(\mathbf{a}, \mathbf{n}) \neq 0)).

Задача 6.6

Точка M0M_{0} определяется радиус — вектором r0\mathbf{r}_{0}. Составить уравнения:

?
(1)

прямой, проходящей через точку M0M_{0} перпендикулярно плоскости (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D

(2)

плоскости, проходящей через точку M0M_{0} перпендикулярно прямой r=r1+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{at}.

Задача 6.7

Составить векторное уравнение плоскости, проходящей через прямую r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0) и точку M1(r1)M_{1}\left(\mathbf{r}_{1}\right), не лежашую на этой прямой.

?
Задача 6.8

Даны точка M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) и плоскость (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0). Найти радиус — вектор:

?
(1)

проекции точки M0M_{0} на плоскость

(2)

точки M1M_{1}, симметричной с M0M_{0} относительно плоскости.

Задача 6.9

Даны точка M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) и прямая r=r1+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0). Найти радиус — вектор:

?
(1)

проекции точки M0M_{0} на прямую

(2)

точки M1M_{1}, симметричной с M0M_{0} относительно прямой.

Задача 6.10

Составить уравнения:

?
(1)

проекции прямой r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0), не перпендикулярной плоскости (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0), на эту плоскость

(2)

прямой, пересекающей прямую r=r1+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0) под прямым углом и проходящей через точку M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right), не лежащую на данной прямой (перпендикуляра, опущенного из точки M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) на прямую r=r1+at)\left. \mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} t\right)

(3)

прямой, пересекающей две скрещивающиеся прямые r=r1+a1t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a}_{1} t и r=r2+a2t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a}_{2} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0) и проходящей через точку M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right), не лежащую ни на одной из этих прямых

(4)

прямой, пересекающей две скрещивающиеся прямые r=r1+a1t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a}_{1} t и r=r2+a2t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a}_{2} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0) под прямыми углами (общего перпендикуляра к этим прямым).

Задача 6.11

Найти расстояние:

?
(1)

от точки M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) до плоскости (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0)

(2)

между двумя параллельными плоскостями r=r1+au+bv\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} u + \mathbf{b} v и r=r2+au+bv\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a} u + \mathbf{b} v (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(3)

между двумя параллельными плоскостями (r,n)=D1(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D_{1} и (r,n)=D2(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D_{2} (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0)

(4)

от точки M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) до прямой r=r1+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(5)

от точки M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) до прямой [r,a]=b\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b} (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(6)

между двумя параллельными прямыми r=r1+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} t и r=r2+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(7)

между двумя параллельными прямыми [r,a]=b1\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b}_{1} и [r,a]=b2\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}\right] = \mathbf{b}_{2} (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(8)

между двумя скрещивающимися прямыми r=r1+a1t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a}_{1} t и r=r2+a2t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a}_{2} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

(9)

между двумя скрещивающимися прямыми [r,a1]=b1\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}_{1}\right] = \mathbf{b}_{1} и [r,a2]=b2\left[\mathbf{r}, \mathbf{a}_{2}\right] = \mathbf{b}_{2} (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0).

Задача 6.12

Даны прямая r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0) и плоскость (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0), не параллельные между собой. Точка MM лежит на прямой и удалена от плоскости на расстояние ρ\rho. Найти радиус — вектор точки MM.

?
Подпараграф
Задача 6.13

Точка MM лежит в плоскости Ax+By+Cz+D=0Ax + By + Cz + D = 0, вектор MM1→\overrightarrow {MM_{1}} имеет координаты (A,B,C)(A, B, C). Доказать, что точка M1M_{1} лежит в положительном полупространстве относительно данной плоскости.

?
Задача 6.14
?
(1)

Зная параметрические уравнения плоскости: x=1+u−v,y=2+u+2v,z=−1−u+2vx = 1 + u - v, y = 2 + u + 2v, z = - 1 - u + 2v, составить ее общее уравнение.

(2)

Зная общее уравнение плоскости 2x−3y+z+1=02x - 3y + z + 1 = 0, составить ее параметрические уравнения.

Задача 6.15

Доказать, что направляющий вектор а прямой, заданной в виде пересечения двух плоскостей A1x+B1y+C1z+D1=0,A2x+B2y+C2z+D2=0A_{1} x + B_{1} y + C_{1} z + D_{1} = 0, A_{2} x + B_{2} y + C_{2} z + D_{2} = 0, можно находить по правилу «векторного произведения»

a=[B1C1B2C2]e1+[C1A1C2A2]e2+[A1B1A2B2]e3 \mathbf{a} =\left[\begin{smallmatrix} B_{1} & C_{1} \\ B_{2} & C_{2} \end{smallmatrix}\right] \mathbf{e}_{1} +\left[\begin{smallmatrix} C_{1} & A_{1} \\ C_{2} & A_{2} \end{smallmatrix}\right] \mathbf{e}_{2} +\left[\begin{smallmatrix} A_{1} & B_{1} \\ A_{2} & B_{2} \end{smallmatrix}\right] \mathbf{e}_{3}

не только в прямоугольной правой, но и в общей декартовой системе координат.

?
Задача 6.16
?
(1)

Записать уравнения прямой x=2+3t,y=3−tx = 2 + 3t, y = 3 - t, z=1+tz = 1 + t в виде пересечения двух плоскостей и в канонической форме.

(2)

Записать уравнения прямой x−y+2z+4=0,−2x+y+z+3=0x - y + 2z + 4 = 0, - 2x + y + z + 3 = 0 в параметрической и канонической форме.

Задача 6.17

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку A(1,−1,2)A(1, - 1, 2) и параллельной плоскости:

?
(1)

x−3y+2z+1=0x - 3y + 2z + 1 = 0

(2)

x=5x = 5

(3)

y=4y = 4

(4)

z=3z = 3

(5)

x=4−u+v,y=2+u+2v,z=−1+7u+3vx = 4 - u + v, \quad y = 2 + u + 2v, \quad z = - 1 + 7u + 3v.

Задача 6.18

Составить уравнения прямой, проходящей через точку A(1,3,1)A(1, 3, 1) и параллельной прямой:

?
(1)

x+y−z+2=0,2x+3y+z=0x + y - z + 2 = 0, 2x + 3y + z = 0

(2)

x+13=y−24=z+221\frac{x + 1}{3} = \frac{y - 2}{4} = \frac{z + 2}{21}

(3)

x=2,y=3x = 2, y = 3

(4)

x=0,z=0x = 0, z = 0

(5)

y=−1,z=2y = - 1, z = 2.

Задача 6.19

Составить уравнения прямой, проходящей через две данные точки:

?
(1)

A(1,3,−1)A(1, 3, - 1) и B(4,2,1)B(4, 2, 1)

(2)

A(3,2,5)A(3, 2, 5) и B(4,1,5)B(4, 1, 5)

(3)

A(−1,1,2)A(- 1, 1, 2) и B(5,1,2)B(5, 1, 2).

Задача 6.20

Составить уравнение плоскости, проходящей через три данные точки (если эти точки определяют плоскость):

?
(1)

A(2,1,3),B(−1,2,5),C(3,0,1)A(2, 1, 3), B(- 1, 2, 5), C(3, 0, 1)

(2)

A(1,−1,3),B(2,3,4),C(−1,1,2)A(1, - 1, 3), B(2, 3, 4), C(- 1, 1, 2)

(3)

A(3,0,0),B(0,−1,0),C(0,0,4)A(3, 0, 0), B(0, - 1, 0), C(0, 0, 4)

(4)

A(2,1,1),B(2,0,−1),C(2,4,3)A(2, 1, 1), B(2, 0, - 1), C(2, 4, 3)

(5)

A(1,1,2),B(2,3,3),C(−1,−3,0)A(1, 1, 2), B(2, 3, 3), C(- 1, - 3, 0).

Задача 6.21

Даны две плоскости. Установить, являются ли они пересекающимися, параллельными или совпадающими. Если плоскости пересекаются, составить канонические уравнения линии пересечения. Плоскости заданы уравнениями:

?
(1)

3x+y−z+1=03x + y - z + 1 = 0 и 5x+3y+z+2=05x + 3y + z + 2 = 0

(2)

x+y−2z+1=0x + y - 2z + 1 = 0 и 6z−3x−3y−3=06z - 3x - 3y - 3 = 0

(3)

−x+y+z=1- x + y + z = 1 и x−y−z=2x - y - z = 2

(4)

x=3+u+v,y=2−u+v,z=3u−2vx = 3 + u + v, \quad y = 2 - u + v, \quad z = 3u - 2v\quad и x=5−u\quad x = 5 - u, y=3+v,z=u+2vy = 3 + v, \quad z = u + 2v.

Задача 6.22

При каких aa плоскости x+ay+z−1=0x + ay + z - 1 = 0 и ax+9y+a39z+3=0ax + 9y + \frac{a^{3}}{9} z + 3 = 0

?
(1)

пересекаются

(2)

параллельны

(3)

совпадают?

Задача 6.23

Проверить, лежит ли данная прямая в плоскости x−−3y+z+1=0x - - 3y + z + 1 = 0, параллельна этой плоскости или пересекает ее в единственной точке; в последнем случае найти координаты точки пересечения. Прямая задана уравнениями:

?
(1)

x−15=y−14=z−17\frac{x - 1}{5} = \frac{y - 1}{4} = \frac{z - 1}{7}

(2)

x=2+3t,y=7+t,z=1+tx = 2 + 3t, y = 7 + t, z = 1 + t

(3)

x−y+2z=0,x+y−3z+2=0x - y + 2z = 0, x + y - 3z + 2 = 0

(4)

3x−2y−1=0,7y−3z−4=03x - 2y - 1 = 0, 7y - 3z - 4 = 0

(5)

x=2,y=5+t,z=4+3tx = 2, y = 5 + t, z = 4 + 3t.

Задача 6.24

При каких aa прямая x1=ya=z−2−1\frac{x}{1} = \frac{y}{a} = \frac{z - 2}{ - 1}:

?
(1)

пересекает плоскость 3a2x+ay+z−4a=03a^{2} x + ay + z - 4a = 0

(2)

параллельна этой плоскости

(3)

лежит в этой плоскости?

Задача 6.25

Даны две прямые. Установить, пересекаются они, скрещиваются, параллельны или совпадают. Если прямые пересекаются или параллельны, составить уравнение плоскости, в которой они лежат. Если прямые пересекаются, найти также координаты точки их пересечения. Прямые заданы уравнениями:

?
(1)

x+z−1=0,3x+y−z+13=0x + z - 1 = 0, 3x + y - z + 13 = 0 и x−2y+3=0,y+2z−8=0x - 2y + 3 = 0, y + 2z - 8 = 0;

(2)

x=3+t,y=−1+2t,z=4x = 3 + t, y = - 1 + 2t, z = 4 и x+y−z=0,2x−y+,+2z=0x + y - z = 0, 2x - y +, + 2z = 0;

(3)

x=2+4t,y=−6t,z=−1−8tx = 2 + 4t, y = - 6t, z = - 1 - 8t и x=7−6t,y=2+9t,z=12tx = 7 - 6t, y = 2 + 9t, z = 12t;

(4)

x=9t,y=5t,z=−3+tx = 9t, y = 5t, z = - 3 + t и 2x−3y−3z−9=0,x−2y+z+3=02x - 3y - 3z - 9 = 0, x - 2y + z + 3 = 0;

(5)

x=1+2t,y=7+t,z=3+4tx = 1 + 2t, y = 7 + t, z = 3 + 4t и x=6+3t,y=−1−2t,z=−2+tx = 6 + 3t, y = - 1 - 2t, z = - 2 + t.

Задача 6.26

При каких aa прямые x−1a=y−11=z−(a−2)2a\frac{x - 1}{a} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z - (a - 2)^{2}}{a} и x1=ya=z1\frac{x}{1} = \frac{y}{a} = \frac{z}{1}:

?
(1)

пересекаются

(2)

скрешиваются

(3)

параллельны

(4)

совпадают?

Задача 6.27

Исследовать взаимное расположение трех плоскостей; если существуют точки, одновременно принадлежащие трем плоскостям, найти координаты этих точек. Плоскости заданы уравнениями: =0= 0

?
(1)

2x+3y−4z−1=0,−x+5y−z−3=0,3x−10y+7z=2x + 3y - 4z - 1 = 0, - x + 5y - z - 3 = 0, 3x - 10y + 7z =

(2)

x+y−2z+1=0,−x−y+2z+1=0,2x+2y−4z=0x + y - 2z + 1 = 0, - x - y + 2z + 1 = 0, 2x + 2y - 4z = 0

(3)

x+2y−z−1=0,−2x−4y+2z+2=0,4+4z−4x−−8y=0x + 2y - z - 1 = 0, \quad - 2x - 4y + 2z + 2 = 0, \quad 4 + 4z - 4x - - 8y = 0

(4)

5x−2y+4=0,3x+z−5=0,8x−2y+z+7=05x - 2y + 4 = 0, \quad 3x + z - 5 = 0, \quad 8x - 2y + z + 7 = 0

(5)

5x−2y+4=0,3x+z−5=0,8x−2y+z−1=05x - 2y + 4 = 0, 3x + z - 5 = 0, 8x - 2y + z - 1 = 0.

Задача 6.28

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку A(1,3,0)A(1, 3, 0) и параллельной прямым x+y−z+3=0x + y - z + 3 = 0, 2x−y+5z+1=02x - y + 5z + 1 = 0 и −x+y=1,5x+y−z+2=0- x + y = 1, 5x + y - z + 2 = 0.

?
Задача 6.29

Составить уравнение плоскости:

?
(1)

проходящей через прямую x−13=y+24=z−12\frac{x - 1}{3} = \frac{y + 2}{4} = \frac{z - 1}{2} и параллельной прямой x5=y−14=z+13\frac{x}{5} = \frac{y - 1}{4} = \frac{z + 1}{3}

(2)

проходящей через прямую x=3+t,y=2+5t,z=−1+3tx = 3 + t, y = 2 + 5t, z = - 1 + 3t и параллельной прямой x=4−2t,y=−8+t,z=5+2tx = 4 - 2t, y = - 8 + t, z = 5 + 2t.

Задача 6.30

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку A(−1,1,2)A(- 1, 1, 2) и прямую, заданную уравнениями:

?
(1)

x=1+5t,y=−1+t,z=2tx = 1 + 5t, \quad y = - 1 + t, \quad z = 2t

(2)

x+5y−7z+1=0,3x−y+2z+3=0x + 5y - 7z + 1 = 0, \quad 3x - y + 2z + 3 = 0.

Задача 6.31

Составить уравнение плоскости, проходящей через две параллельные прямые x−15=y+23=z−11\frac{x - 1}{5} = \frac{y + 2}{3} = \frac{z - 1}{1} и x−25=y3=z+31\frac{x - 2}{5} = \frac{y}{3} = \frac{z + 3}{1}

?
Задача 6.32

Доказать, что две данные прямые пересекаются и составить уравнение содержащей их плоскости:

?
(1)

x+1−2=y−21=z−54\frac{x + 1}{ - 2} = \frac{y - 2}{1} = \frac{z - 5}{4} и x+52=y+83=z−4−1\frac{x + 5}{2} = \frac{y + 8}{3} = \frac{z - 4}{ - 1}

(2)

x=1+3t,y=−1+4t,z=2+5tx = 1 + 3t, y = - 1 + 4t, \quad z = 2 + 5t и x=1−t,y=−1+2t,z=2+4tx = 1 - t, y = - 1 + 2t, \quad z = 2 + 4t

Задача 6.33

Прямая проектируется на плоскость ОyzО yz параллельно оси OxOx. Составить уравнения проекции, если прямая задана уравнениями:

?
(1)

x=1+2t,y=3t,z=1−tx = 1 + 2t, \quad y = 3t, \quad z = 1 - t

(2)

x+y+z−1=0,x+2y−3z+2=0x + y + z - 1 = 0, \quad x + 2y - 3z + 2 = 0.

Задача 6.34

Прямая проектируется на плоскость x+2y−3z+2=0x + 2y - 3z + 2 = 0 параллельно вектору l(2,1,−1)\mathbf{l}(2, 1, - 1). Составить уравнения проекции, если прямая задана уравнениями:

?
(1)

x=1+2t,y=3t,z=−6−tx = 1 + 2t, y = 3t, \quad z = - 6 - t

(2)

x+y+z−1=0,y−3z+4=0x + y + z - 1 = 0, \quad y - 3z + 4 = 0.

Задача 6.35

Три грани параллелепипеда лежат в плоскостях x−3z+18=0,2x−4y+5z−21=0,6x+y+z−30=0x - 3z + 18 = 0, 2x - 4y + 5z - 21 = 0, 6x + y + z - 30 = 0, а одна из его вершин AA имеет координаты (−1,3,1)(- 1, 3, 1). Составить уравнения остальных граней параллелепипеда и его диагонали, проходящей через вершину AA.

?
Задача 6.36

Точки A(1,0,3)A(1, 0, 3) и B(−1,2,1)B(- 1, 2, 1) являются вершинами тетраэдра ABCDABCD, точка K(−1,5,2)K(- 1, 5, 2) — серединой ребра BCBC, а точка M(0,1,4)M(0, 1, 4) — точкой пересечения медиан грани BCDBCD. Составить уравнения плоскостей, в которых лежат грани тетраэдра.

?
Задача 6.37

Составить уравнения прямой, проходящей через точку O(0,0,0)O(0, 0, 0) и пересекающей две данные прямые:

?
(1)

x−y+z+2=0,x−2y+3z−8=0x - y + z + 2 = 0, x - 2y + 3z - 8 = 0 и y−z+1=0,x+y−2z+4=0y - z + 1 = 0, x + y - 2z + 4 = 0

(2)

x=1+2t,y=2+3t,z=−tx = 1 + 2t, \quad y = 2 + 3t, \quad z = - t и x=4t,y=5−5t,z=3+2tx = 4t, \quad y = 5 - 5t, \quad z = 3 + 2t.

Задача 6.38

Составить уравнения прямой, проходящей через точку A(−1,1,−1)A(- 1, 1, - 1) и пересекающей две данные прямые:

?
(1)

x−y+z+2=0,x−2y+3z−8=0x - y + z + 2 = 0, x - 2y + 3z - 8 = 0 и y−z=0,x+y−−2z+4=0y - z = 0, x + y - - 2z + 4 = 0

(2)

x−12=y−23=z−1\frac{x - 1}{2} = \frac{y - 2}{3} = \frac{z}{ - 1} и x4=y+5−5=z−32\frac{x}{4} = \frac{y + 5}{ - 5} = \frac{z - 3}{2}.

Задача 6.39

Составить уравнения прямой, пересекающей две прямые x+32=y−53=z1\frac{x + 3}{2} = \frac{y - 5}{3} = \frac{z}{1} и x−105=y+74=z1\frac{x - 10}{5} = \frac{y + 7}{4} = \frac{z}{1} и параллельной прямой x+28=y−17=z−31\frac{x + 2}{8} = \frac{y - 1}{7} = \frac{z - 3}{1}.

?
Задача 6.40

Составить уравнения плоскостей, проходящих через прямую x−13=y−15=z+24\frac{x - 1}{3} = \frac{y - 1}{5} = \frac{z + 2}{4} и равноудаленных от точек A(1,2,5)A(1, 2, 5) и BB(3,0,−1)\stackrel{B}{B}(3, 0, - 1).

?
Задача 6.41

Составить уравнения плоскостей, проходящих через точку A(1,0,4)A(1, 0, 4) и равноудаленных от трех точек B(2,1,6)B(2, 1, 6), C(−2,3,2)C(- 2, 3, 2) и D(8,1,0)D(8, 1, 0).

?
Задача 6.42

Составить уравнения плоскостей, равноудаленных от четырех точек A(1,−1,3),B(3,3,5),C(1,7,3)A(1, - 1, 3), B(3, 3, 5), C(1, 7, 3) и D(5,1,5)D(5, 1, 5).

?
Задача 6.43

Плоскость mm содержит точки A,B,C,SA, B, C, S и пересекает координатные оси Ox,Oy,OzOx, Oy, Oz в точках P,Q,RP, Q, R, а координатные плоскости Oxy,Oxz,OyzOxy, Oxz, Oyz — по прямым l1,l2,l3l_{1}, l_{2}, l_{3}. В плоскости mm выбрана система координат A,AB→,AC→A, \overrightarrow {AB}, \overrightarrow {AC}. Известно, что точка SS в этой системе координат имеет координаты (3,4)(3, 4), а точки AA, B,CB, C в исходной пространственной системе координат имеют соответственно координаты:

(1) (1,2,1),(−1,3,2),(1,4,0)(1, 2, 1), (- 1, 3, 2), (1, 4, 0);

(2) (2,1,1),(2,3,0),(1,1,2)(2, 1, 1), (2, 3, 0), (1, 1, 2);

(3) (1,−1,0),(1,0,−1),(0,1,1)(1, - 1, 0), (1, 0, - 1), (0, 1, 1).

?
(1)

Найти координаты точек P,Q,R,SP, Q, R, S и составить уравнения прямых l1,l2,l3l_{1}, l_{2}, l_{3} в исходной пространственной системе координат.

(2)

Найти координаты точек P,Q,RP, Q, R и составить уравнения прямых l1,l2,l3l_{1}, l_{2}, l_{3} в системе координат A,AB→,AC→A, \overrightarrow {AB}, \overrightarrow {AC}.

Задача 6.44

Через вершину C1C_{1} параллелепипеда ABCDA1B1C1D1ABCDA_{1} B_{1} C_{1} D_{1} проведена плоскость, пересекающая продолжения ребер AB,ADAB, AD и AA1AA_{1} соответственно в точках B0,D0B_{0}, D_{0} и A0A_{0} таких, что ∣AB0∣∣AB∣=∣AD0∣∣AD∣=3∣AA0∣∣AA1∣\frac{\left|AB_{0}\right|}{\left|AB\right|} = \frac{\left|AD_{0}\right|}{\left|AD\right|} = 3\frac{\left|AA_{0}\right|}{\left|AA_{1}\right|}. Найти отношение объема параллелепипеда к объему тетраэдра AB0D0A0AB_{0} D_{0} A_{0}.

?
Подпараграф
Задача 6.45

Найти нормальный вектор плоскости:

?
(1)

Ax+By+Cz+D=0Ax + By + Cz + D = 0

(2)

x=x0+a1u+a2v,y=y0+b1u+b2v,z=z0+c1u+c2vx = x_{0} + a_{1} u + a_{2} v, y = y_{0} + b_{1} u + b_{2} v, z = z_{0} + c_{1} u + c_{2} v.

Задача 6.46

Составить уравнения прямой, проходящей через точ — ку A(1,−1,2)A(1, - 1, 2) и перпендикулярной плоскости:

?
(1)

x−3y+2z+1=0x - 3y + 2z + 1 = 0

(2)

x=5x = 5

(3)

y=4y = 4

(4)

z=3z = 3

(5)

x=4−u+v,y=2+u+2v,z=−1+7u+3vx = 4 - u + v, \quad y = 2 + u + 2v, \quad z = - 1 + 7u + 3v.

Задача 6.47

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку A(1,3,1)A(1, 3, 1) и перпендикулярной прямой:

?
(1)

x+y−z+2=0,2x+3y+z−1=0x + y - z + 2 = 0, \quad 2x + 3y + z - 1 = 0

(2)

x+13=y−24=z+221\frac{x + 1}{3} = \frac{y - 2}{4} = \frac{z + 2}{21}

(3)

x=2,y=3x = 2, \quad y = 3

(4)

x=0,z=0x = 0, z = 0

(5)

y=−1,z=2y = - 1, \quad z = 2.

Задача 6.48

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку A(2,1,−1)A(2, 1, - 1) и перпендикулярной двум плоскостям: x−y+5z+1=0x - y + 5z + 1 = 0 и 2x+y=32x + y = 3.

?
Задача 6.49

Составить уравнение плоскости, перпендикулярной плоскости x+3y−z+2=0x + 3y - z + 2 = 0 и проходящей через прямую:

?
(1)

x−12=y−13=z−14\frac{x - 1}{2} = \frac{y - 1}{3} = \frac{z - 1}{4}

(2)

2x−y+z=0,x+2y+z−3=02x - y + z = 0, x + 2y + z - 3 = 0.

Задача 6.50

В пучке, определяемом плоскостями x+2y−3z+5=0x + 2y - 3z + 5 = 0 и 4x−y+3z+5=04x - y + 3z + 5 = 0, найти две перпендикулярные друг другу плоскости, одна из которых проходит через точку M(1,3,1)M(1, 3, 1).

?
Задача 6.51

Точка AA лежит на прямой x−32=y3=z−1−1\frac{x - 3}{2} = \frac{y}{3} = \frac{z - 1}{ - 1}, причем AA равноудалена от точек B(3,0,−2)B(3, 0, - 2) и C(−1,1,5)C(- 1, 1, 5). Найти координаты точки AA.

?
Задача 6.52

Найти расстояние от точки A(3,1,−1)A(3, 1, - 1) до плоскости:

?
(1)

x−y−5z+2=0x - y - 5z + 2 = 0

(2)

x−2y+2z−2=0x - 2y + 2z - 2 = 0

(3)

x−2y+2z+7=0x - 2y + 2z + 7 = 0

(4)

x−2y+2z=0x - 2y + 2z = 0

(5)

x−2y+2z+1=0x - 2y + 2z + 1 = 0

(6)

x=1x = 1

(7)

y=5y = 5

(8)

z=0z = 0

Задача 6.53

Найти расстояние между параллельными плоскостями:

?
(1)

6x−3y+2z+5=06x - 3y + 2z + 5 = 0 и 6x−3y+2z−9=06x - 3y + 2z - 9 = 0

(2)

2x+2y−z+3=02x + 2y - z + 3 = 0 и 2x+2y−z+18=02x + 2y - z + 18 = 0

(3)

3x+4z+1=03x + 4z + 1 = 0 и 6x+8z−1=06x + 8z - 1 = 0.

Задача 6.54
?
(1)

Составить уравнения плоскостей, параллельных плоскости 6x−3y+2z+5=06x - 3y + 2z + 5 = 0 и отстоящих от нее на расстояние 3.

(2)

Составить уравнения плоскостей, параллельных плоскости x+3y−z+11=0x + 3y - z + \sqrt{11} = 0 и отстоящих от нее на расстояние 3.

(3)

Составить уравнения плоскостей, параллельных плоскости 2x+2y−z+3=02x + 2y - z + 3 = 0 и отстоящих от точки A(1,2,−1)A(1, 2, - 1) на расстояние 3.

(4)

Составить уравнения плоскостей, параллельных плоскости 3x+4z+1=03x + 4z + 1 = 0 и отстоящих от начала координат на расстояние 3.

Задача 6.55

Точка AA лежит на прямой x−12=y3=z+11\frac{x - 1}{2} = \frac{y}{3} = \frac{z + 1}{1}. Расстояние от точки AA до плоскости x+y+z+3=0x + y + z + 3 = 0 равно 3\sqrt{3}. Найти координаты точки AA.

?
Задача 6.56

Точка AA лежит на прямой x−11=y−33=z+4−5\frac{x - 1}{1} = \frac{y - 3}{3} = \frac{z + 4}{ - 5}, причем AA равноудалена от точки B(0,1,1)B(0, 1, 1) и от плоскости 2x−y+2z+1=02x - y + 2z + 1 = 0. Найти координаты точки AA.

?
Задача 6.57

Точки A(1,−1,2)A(1, - 1, 2) и B(3,0,4)B(3, 0, 4) являются вершинами куба ABCDA1B1C1D1ABCDA_{1} B_{1} C_{1} D_{1}. Вектор AD→\overrightarrow {AD} перпендикулярен прямой x=0,y−z=0x = 0, y - z = 0, а ориентация тройки векторов AB→,AD→\overrightarrow {AB}, \overrightarrow {AD}. AA1→\overrightarrow {AA_{1}} совпадает с ориентацией тройки базисных векторов системы координат, причем сумма координат вектора AA1→\overrightarrow {AA_{1}} отрицательна. Составить уравнения граней куба.

?
Задача 6.58

Точки A(−3,0,0)A(- 3, 0, 0) и B(3,0,0)B(3, 0, 0) являются вершинами правильного тетраэдра ABCDABCD, вершина CC удалена от координатной плоскости OxyOxy на расстояние 323\sqrt{2}, причем все координаты точки CC неотрицательны. Ориентация тройки векторов AB→,AC→,AD→\overrightarrow {AB}, \overrightarrow {AC}, \overrightarrow {AD} совпадает с ориентацией тройки базисных векторов системы координат. Составить уравнения граней тетраэдра.

?
Задача 6.59

Дана точка A(3,−1,1)A(3, - 1, 1). Найти:

?
(1)

координаты проекций точки AA на координатные плоскости и координаты точек, симметричных AA относительно координатных плоскостей

(2)

координаты проекции точки AA на плоскость x+2y+2z+6=0x + 2y + 2z + 6 = 0 и координаты точки, симметричной с AA относительно этой плоскости

(3)

координаты проекции точки AA на плоскость 2x+3y+6z+40=02x + 3y + 6z + 40 = 0 и координаты точки, симметричной AA относительно этой плоскости.

Задача 6.60

Составить уравнения прямой, симметричной прямой x−23=y+11=z−24\frac{x - 2}{3} = \frac{y + 1}{1} = \frac{z - 2}{4} относительно плоскости 5x−y+z−4=05x - y + z - 4 = 0.

?
Задача 6.61

Составить уравнения проекций на плоскость x+5y−−z−25=0x + 5y - - z - 25 = 0 следующих прямых:

?
(1)

x+14=y2=z−13\frac{x + 1}{4} = \frac{y}{2} = \frac{z - 1}{3}

(2)

x−y+2z−1=0,3x−y+2z+2=0x - y + 2z - 1 = 0, \quad 3x - y + 2z + 2 = 0

(3)

x+11=y5=z−1−1\frac{x + 1}{1} = \frac{y}{5} = \frac{z - 1}{ - 1}.

Задача 6.62

Найти угол между плоскостями:

?
(1)

x+4y−z+1=0x + 4y - z + 1 = 0 и x+y−z−3=0x + y - z - 3 = 0

(2)

x+2y−z=1x + 2y - z = 1 и x−y=3x - y = 3

(3)

x+2y−2z=0x + 2y - 2z = 0 и z=5z = 5

(4)

x+2y−z−1=0x + 2y - z - 1 = 0 и 3x−5y−7z=03x - 5y - 7z = 0

(5)

x+3y−z+1=0x + 3y - z + 1 = 0 и x=1−u,y=2−3u−v,z=7+u+vx = 1 - u, \quad y = 2 - 3u - v, \quad z = 7 + u + v

(6)

x−3y+2z+1=0x - 3y + 2z + 1 = 0 и 6z−9y+3x+5=06z - 9y + 3x + 5 = 0.

Задача 6.63

Найти угол между прямыми:

?
(1)

2x+y−z+1=0,x+3y+z+2=02x + y - z + 1 = 0, x + 3y + z + 2 = 0 и x+3y−z+2=0x + 3y - z + 2 = 0, x+y+z−1=0x + y + z - 1 = 0

(2)

x−12=y−23=z+3−1\frac{x - 1}{2} = \frac{y - 2}{3} = \frac{z + 3}{ - 1} и x+1−3=y4=z−106\frac{x + 1}{ - 3} = \frac{y}{4} = \frac{z - 10}{6}

(3)

x=5−2t,y=6+4t,z=8tx = 5 - 2t, \quad y = 6 + 4t, \quad z = 8t и x=1+t,y=−2t,z=3−4tx = 1 + t, \quad y = - 2t, \quad z = 3 - 4t.

Задача 6.64

Найти угол между плоскостью 4x+4y−7z+1=04x + 4y - 7z + 1 = 0 и прямой:

?
(1)

x+y+z+1=0,2x+y+3z+2=0x + y + z + 1 = 0, 2x + y + 3z + 2 = 0

(2)

x−13=y+22=z−6\frac{x - 1}{3} = \frac{y + 2}{2} = \frac{z}{ - 6}

(3)

x−24=y−14=z+3−7\frac{x - 2}{4} = \frac{y - 1}{4} = \frac{z + 3}{ - 7}

(4)

x−111=y+1−4=z+34\frac{x - 1}{11} = \frac{y + 1}{ - 4} = \frac{z + 3}{4}.

Задача 6.65

Составить уравнения прямой, проходящей через точку A(1,3,2)A(1, 3, 2) параллельно плоскости OxyOxy и образующей:

?
(1)

угол 45∘45^{\circ } с прямой x=y,z=0x = y, z = 0

(2)

угол arcsin⁡(1/10)\arcsin (1 / \sqrt{10}) с плоскостью x−y=1x - y = 1.

Задача 6.66

Составить уравнение плоскости, проходящей через точку A(−1,2,1)A(- 1, 2, 1) параллельно прямой x2=−y3=−z\frac{x}{2} = - \frac{y}{3} = - z и образующей угол 60∘60^{\circ } с прямой x=y,z=0x = y, z = 0.

?
Задача 6.67

Составить уравнение плоскости, проходящей через прямую x+5y+z=0,x−z+4=0x + 5y + z = 0, \quad x - z + 4 = 0 и образующей угол 45∘c45^{\circ } \mathrm{c} плоскостью x−4y−8z+1=0x - 4y - 8z + 1 = 0.

?
Задача 6.68

Доказать, что две данные прямые пересекаются, и составить уравнения биссектрис острого и тупого углов между ними:

?
(1)

x=4−4t,y=1+4t,z=−5+7tx = 4 - 4t, y = 1 + 4t, z = - 5 + 7t и x=−3+t,y=−1+2t,z=−4+2tx = - 3 + t, y = - 1 + 2t, \quad z = - 4 + 2t

(2)

x=4+t,y=1−t,z=5+4tx = 4 + t, y = 1 - t, \quad z = 5 + 4t и x=−3−3t,y=8+3tx = - 3 - 3t, \quad y = 8 + 3t, z=1z = 1

(3)

x=1+2t,y=2+3t,z=11−6tx = 1 + 2t, \quad y = 2 + 3t, \quad z = 11 - 6t и x=1+t,y=3+tx = 1 + t, \quad y = 3 + t, z=7−tz = 7 - t.

Задача 6.69

Боковые стороны равнобедренного треугольника имеют общую вершину A(3,4,5)A(3, 4, 5), две другие вершины лежат на осях OxOx и OyOy, а плоскость треугольника параллельна оси OzOz. Найти углы треугольника и составить уравнение его плоскости.

?
Задача 6.70

Даны точка A(2,−1,0)A(2, - 1, 0) и прямая ll. Вычислить расстояние от точки AA до прямой ll; найти координаты проекции точки AA на ll и координаты точки BB, симметричной с AA относительно ll; составить уравнения прямой, проходящей через точку AA и пересекающей данную прямую под прямым углом («опустить перпендикуляр» из точки AA на ll). Прямая ll задана уравнениями:

?
(1)

x−73=y−14=z−32\frac{x - 7}{3} = \frac{y - 1}{4} = \frac{z - 3}{2}

(2)

x=1+2t,y=2−2t,z=−3+tx = 1 + 2t, \quad y = 2 - 2t, \quad z = - 3 + t

(3)

2x+y−z+1=0,x+y+z+2=02x + y - z + 1 = 0, x + y + z + 2 = 0.

Задача 6.71

Точка AA лежит на прямой x−y−3=0,2y+z=0x - y - 3 = 0, 2y + z = 0. Расстояние от точки AA до прямой x=y=zx = y = z равно 6\sqrt{6}. Найти координаты точки AA.

?
Задача 6.72

Найти расстояние между прямыми:

?
(1)

x−43=y+16=z−1−2\frac{x - 4}{3} = \frac{y + 1}{6} = \frac{z - 1}{ - 2} и x−5−6=y−12=z4\frac{x - 5}{ - 6} = \frac{y}{ - 12} = \frac{z}{4}

(2)

x=3+2t,y=10−3t,z=3+4tx = 3 + 2t, y = 10 - 3t, z = 3 + 4t и x=1+3t,y=1−2tx = 1 + 3t, y = 1 - 2t, z=1+3tz = 1 + 3t

(3)

x+y+z−1=0,x+3y−z+2=0x + y + z - 1 = 0, x + 3y - z + 2 = 0 и x+3y+z+2=0x + 3y + z + 2 = 0, x+2y−z+1=0x + 2y - z + 1 = 0.

Задача 6.73

Даны прямые l1l_{1} и l2l_{2}. Составить уравнения их общего перпендикуляра (т. е. прямой, пересекающей l1l_{1} и l2l_{2} под прямым углом); найти точки пересечения общего перпендикуляра с данными прямыми; вычислить расстояние между l1l_{1} и l2l_{2}. Прямые заданы уравнениями:

?
(1)

x=5+t,y=3−t,z=13+tx = 5 + t, \quad y = 3 - t, \quad z = 13 + t и x=6+t,y=1+2t,z=10−tx = 6 + t, \quad y = 1 + 2t, z = 10 - t;

(2)

2x+7y−13=0,3y−2z−1=02x + 7y - 13 = 0, \quad 3y - 2z - 1 = 0 и x+y−8=0,2x+y−z=0x + y - 8 = 0, 2x + y - z = 0;

(3)

x−61=y−12=z−10−1\frac{x - 6}{1} = \frac{y - 1}{2} = \frac{z - 10}{ - 1} и x+4−7=y−32=z−43\frac{x + 4}{ - 7} = \frac{y - 3}{2} = \frac{z - 4}{3}.

Задача 6.74

Точки A(−1,−3,1),B(5,3,8),C(−1,−3,5),D(2A(- 1, - 3, 1), B(5, 3, 8), C(- 1, - 3, 5), D(2, 1,−4)1, - 4) являются вершинами тетраэдра. Найти:

?
(1)

длину высоты тетраэдра, опущенной из вершины DD на грань ABCABC

(2)

длину высоты основания ABCABC, опущенной из вершины CC на сторону ABAB

(3)

расстояние между скрещиваюшимися ребрами ADAD и BCBC

(4)

угол между скрещивающимися ребрами ADAD и BCBC

(5)

угол между ребром ADAD и гранью ABCABC.

Задача 6.75

Длина ребра куба ABCDA1B1C1D1ABCDA_{1} B_{1} C_{1} D_{1} равна 1. Найти:

?
(1)

расстояние от вершины AA до плоскости B1CD1B_{1} CD_{1}

(2)

расстояние между диагональю куба AC1AC_{1} и скрещивающейся с ней диагональю боковой грани CD1CD_{1}

(3)

отношения, в которых точки пересечения общего перпендикуляра к прямым AC1AC_{1} и CD1CD_{1} с этими прямыми делят отрезки AC1AC_{1} и CD1CD_{1}.

Задача 6.76

Три грани ABCD,ABB1A1ABCD, ABB_{1} A_{1} и ADD1A1ADD_{1} A_{1} параллелепипеда ABCDA1B1C1D1ABCDA_{1} B_{1} C_{1} D_{1} лежат соответственно в плоскостях 2x+3y+4z+8=0,x+3y−6=0,z+5=02x + 3y + 4z + 8 = 0, x + 3y - 6 = 0, z + 5 = 0; вершина C1C_{1} имеет координаты 6,−5,16, - 5, 1. Найти:

?
(1)

расстояние от вершины A1A_{1} до плоскости B1BDB_{1} BD

(2)

расстояние от вершины DD до прямой ABAB

(3)

расстояние между прямыми ACAC и A1C1A_{1} C_{1}

(4)

расстояние между прямыми AA1AA_{1} и BCBC

(5)

угол между прямыми ACAC и C1D1C_{1} D_{1}

(6)

угол между плоскостями BDD1BDD_{1} и ACC1ACC_{1}

(7)

угол между прямой CA1CA_{1} и плоскостью DCC1DCC_{1}.

Задача 6.77

Найти необходимые и достаточные условия для того, чтобы тот из четырех двугранных углов, образованных двумя пересекающимися не перпендикулярными плоскостями A1x+B1y+C1z+D1=0A_{1} x + B_{1} y + C_{1} z + D_{1} = 0 и A2x+B2y+C2z+D2=0A_{2} x + B_{2} y + C_{2} z + D_{2} = 0, который содержит точку M0(x0,y0,z0)M_{0}\left(x_{0}, y_{0}, z_{0}\right), был:

?
(1)

острым

(2)

тупым.

Задача 6.78

Даны две плоскости x+2y+2z=0x + 2y + 2z = 0 и 7x+4y+4z=07x + 4y + 4z = 0. Третья плоскость mm проходит через начало координат OO так, что конец ее нормального вектора, отложенного из точки OO, лежит в тупом двугранном угле, образованном данными плоскостями. Косинусы острых двугранных углов между mm и данными плоскостями равны 2/152 / 15 и 4 / 45 соответственно. Составить уравнение плоскости mm.

?
Задача 6.79

Рассматривается тот двугранный угол между плоскостями x−2y+z+3=0x - 2y + z + 3 = 0 и x+y+2z=1x + y + 2z = 1, внутри которого лежит точка A(−1,0,0)A(- 1, 0, 0). Доказать, что множеством точек, лежащих внутри этого угла и удаленных от данных плоско — стей соответственно на расстояния 6\sqrt{6} и 262\sqrt{6}, является прямая. Составить уравнения этой прямой.

?
Задача 6.80

Составить уравнение биссекторной плоскости того двугранного угла между плоскостями x−z−5=0x - z - 5 = 0 и 3x+5y+4z=03x + 5y + 4z = 0, внутри которого лежит точка A(1,1,1)A(1, 1, 1).

?
Задача 6.81

Составить уравнение биссекторной плоскости острого двугранного угла между плоскостями x−z−5=0x - z - 5 = 0 и 3x+5y+4z=03x + 5y + 4z = 0.

?
Задача 6.82

Грани тетраэдра заданы уравнениями x+2y−2z+3=0,4x−4y+7z−9=0,8x+4y+z−3=0,y−z=0x + 2y - 2z + 3 = 0, 4x - 4y + 7z - 9 = 0, 8x + 4y + z - 3 = 0, y - z = 0. Составить уравнения:

?
(1)

биссекторной плоскости внутреннего двугранного угла между первыми двумя гранями

(2)

прямой, лежащей во внутреннем трехгранном угле между первыми тремя гранями, все точки которой равноудалены от этих трех граней.

Задача 6.83

Вершинами тетраэдра являются точки A(1,2,3)A(1, 2, 3), B(−2,8,9),C(5,0,7),D(3,4,2)B(- 2, 8, 9), C(5, 0, 7), D(3, 4, 2). Найти радиусы и координаты центров вписанной и описанной сфер.

?
Задача 6.84

Найти радиус и координаты центра сферы, проходящей через точку A(0,1,0)A(0, 1, 0) и касающейся плоскостей x+y=0x + y = 0, x−y=0,x+y+4z=0x - y = 0, \quad x + y + 4z = 0.

?
Задача 6.85

Найти координаты центра OO и радиус rr сферы, касающейся плоскостей 5x−y+z−17=05x - y + z - 17 = 0 и x+y−z+11=0x + y - z + 11 = 0 и проходящей через точки A(−7,−1,−1)A(- 7, - 1, - 1) и B(1,1,1)B(1, 1, 1).

?
Задача 6.86

Найти координаты центра OO и радиус rr сферы, касающейся плоскости x+5y+z−33=0x + 5y + z - 33 = 0 и проходящей через точки A(2,3,−2),B(−2,3,4)A(2, 3, - 2), B(- 2, 3, 4) и C(0,−1,2)C(0, - 1, 2).

?
Задача 6.87

Вершинами треугольника являются точки A(1,2,3)A(1, 2, 3), B(1,5,−1),C(5,3,−5)B(1, 5, - 1), C(5, 3, - 5). Найти радиусы и координаты центров вписанной и описанной окружностей.

?
Задача 6.88

Доказать, что три плоскости x−2y+2z+3=0x - 2y + 2z + 3 = 0, 2x+2y+z−6=0,5x+14y−2z−21=02x + 2y + z - 6 = 0, 5x + 14y - 2z - 21 = 0 не имеют общих точек, но три прямые, образованные при пересечении каждой пары этих плоскостей, параллельны, т. е. плоскости образуют призму. Найти радиус и уравнения оси прямой круговой цилиндрической поверхности:

?
(1)

вписанной в эту призму;

(2)

описанной около нее.

Задача 6.89

В правильной четырехугольной пирамиде SMNPQ(SSMNPQ (S — вершина) точки HH и FF — середины ребер MNMN и NPNP co — ответственно. Точка EE лежит на отрезке SHSH, причем ∣SH∣=3\left|SH\right| = 3, ∣SE∣=9/4\left|SE\right| = 9 / 4. Расстояние от точки SS до прямой EFEF равно 5\sqrt{5}. Найти объем пирамиды.

?
Задача 6.90

В основании прямой призмы ABCDA1B1C1D1ABCDA_{1} B_{1} C_{1} D_{1} лежит ромб ABCDABCD с углом ∠A=60∘\angle A = 60^{\circ }. Длина стороны основания призмы равна aa, длина бокового ребра равна 3a\sqrt{3} a. Точка EE является ортогональной проекцией верпины C1C_{1} на плоскость AB1D1AB_{1} D_{1}, а точка FF — ортогональной проекцией точки EE на плоскость AA1D1DAA_{1} D_{1} D. Найти объем пирамиды ADEFADEF.

?
Задача 6.91

В правильной призме ABCA1B1C1ABCA_{1} B_{1} C_{1} длина бокового ребра равна 3. Точка MM — середина ребра ACAC, точка NN лежит на ребре B1C1B_{1} C_{1}, а точка PP принадлежит грани AA1B1BAA_{1} B_{1} B и удалена от плоскости ABCABC на расстояние 1. Известно, что угол в 30∘30^{\circ } образуют каждая из прямых PMPM и PNPN с плоскостью AA1B1BAA_{1} B_{1} B и прямая PNPN с плоскостью BB1C1CBB_{1} C_{1} C. Найти объем призмы.

?
Задача 6.92

В правильной призме ABCA1B1C1ABCA_{1} B_{1} C_{1} длина стороны основания равна 2a2a, длина бокового ребра равна aa. Через вершину AA проведена плоскость перпендикулярно прямой AB1AB_{1}, через вершину BB — плоскость перпендикулярно прямой BC1BC_{1} и через вершину CC — плоскость перпендикулярно прямой CA1CA_{1}. Найти объем многогранника, ограниченного этими тремя плоскостями и плоскостью A1B1C1A_{1} B_{1} C_{1}.

?
Подпараграф
Задача 6.93

Даны две системы координат O,e1,e2,e3O, \mathbf{e}_{1}, \mathbf{e}_{2}, \mathbf{e}_{3} и O′,e1′O^{\prime }, \mathbf{e}_{1}^{\prime }, e2′,e3′\mathbf{e}_{2}^{\prime }, \mathbf{e}_{3}^{\prime }. Начало второй системы координат имеет в первой системе координаты a10,a20,a30a_{10}, a_{20}, a_{30}, а базисные векторы второй системы имеют в базисе первой системы координаты (a11,a21,a31)\left(a_{11}, a_{21}, a_{31}\right), (a12,a22,a32),(a13,a23,a33)\left(a_{12}, a_{22}, a_{32}\right), \left(a_{13}, a_{23}, a_{33}\right) соответственно. В первой системе координат плоскость задана уравнением Ax+By+Cz+D=0Ax + By + Cz + D = 0. Составить уравнение этой плоскости во второй системе.

?
Задача 6.94

В пространстве даны четыре точки A(1,2,1)A(1, 2, 1), B(−1,3,0),C(2,5,3),D(−2,3,4)B(- 1, 3, 0), C(2, 5, 3), D(- 2, 3, 4) и плоскость 2x+y−3z+2=02x + y - 3z + 2 = 0. Составить уравнение этой плоскости в новой системе координат A,AB→,AC→,AD→A, \overrightarrow {AB}, \overrightarrow {AC}, \overrightarrow {AD}.

?
Задача 6.95

Плоскости x−2y+3z−6=0,2x+y−z=0,4x+z−−5=0x - 2y + 3z - 6 = 0, 2x + y - z = 0, 4x + z - - 5 = 0 являются соответственно плоскостями O′y′z′,O′z′x′O^{\prime } y^{\prime } z^{\prime }, O^{\prime } z^{\prime } x^{\prime }, O′x′y′O^{\prime } x^{\prime } y^{\prime } новой системы координат, а точка A(2,0,1)A(2, 0, 1) имеет в новой системе координаты 1,1,11, 1, 1.

?
(1)

Найти координаты точки в исходной системе координат, если известны ее координаты x′,y′,z′x^{\prime }, y^{\prime }, z^{\prime } в новой системе.

(2)

Составить в новой системе координат канонические уравнения прямой, которая в исходной системе задается уравнениями x−11=y+1−4=z−2−1\frac{x - 1}{1} = \frac{y + 1}{ - 4} = \frac{z - 2}{ - 1}.

Задача 6.96

В прямоугольной системе координат O,e1,e2,e3O, \mathbf{e}_{1}, \mathbf{e}_{2}, \mathbf{e}_{3} плоскость задана уравнением 3x+5y+2z+2=03x + 5y + \sqrt{2} z + \sqrt{2} = 0. Начало новой прямоугольной системы координат находится в точке O′(1,1,−1)O^{\prime }(1, 1, - 1), базисный вектор e3′\mathbf{e}_{3}^{\prime } противоположен вектору e3\mathbf{e}_{3}, а базисные векторы e1′\mathbf{e}_{1}^{\prime } и e2′\mathbf{e}_{2}^{\prime } получаются из векторов e1\mathbf{e}_{1} и e2\mathbf{e}_{2} соответственно поворотом в содержащей e1\mathbf{e}_{1} и e2\mathbf{e}_{2} плоскости на угол 45∘45^{\circ } в направлении кратчайшего поворота от e1 K2\mathbf{e}_{1} \mathrm{~ K}_{2}.

?
(1)

Найти координаты точки в исходной системе координат, если известны ее координаты x′,y′,z′x^{\prime }, y^{\prime }, z^{\prime } в новой системе.

(2)

Составить уравнение данной плоскости в новой системе координат.

Задача 6.97

Три плоскости, заданные в прямоугольной системе координат уравнениями x+2y−2z+3=0,2x+y+2z=0x + 2y - 2z + 3 = 0, 2x + y + 2z = 0, 2x−2y−z+3=02x - 2y - z + 3 = 0 (проверить, что они попарно перпендикулярны), являются соответственно плоскостями O′y′z′,O′z′x′O^{\prime } y^{\prime } z^{\prime }, O^{\prime } z^{\prime } x^{\prime }, O′x′y′O^{\prime } x^{\prime } y^{\prime } новой прямоугольной системы координат, а точка A(−1,0,0)A(- 1, 0, 0) имеет в новой системе положительные координаты.

?
(1)

Найти координаты точки в исходной системе координат, если известны ее координаты x′,y′,z′x^{\prime }, y^{\prime }, z^{\prime } в новой системе.

(2)

Составить в новой системе координат канонические уравнения прямых, заданных в исходной системе уравнениями x−12=y−11=z−31\frac{x - 1}{2} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z - 3}{1} и x=y=zx = y = z. Вычислить в обеих системах координат угол и расстояние между этими прямыми; убедиться в совпадении результатов.