6.3

В задачах 6.45-6.92 система координат прямоугольная

[48/100%]
Показать
LaTeX
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}.

?