6.1

Векторные уравнения прямых и плоскостей (6.1-6.12)

[12/100%]
Показать
LaTeX
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.

?