13.6

Геометрия аффинных евклидовых пространств

[18/89%]
Показать
LaTeX
Задача 1365

Найти длины сторон и внутренние углы треугольника, заданного своими вершинами A(−3,4,1,2),B(1,2,3,3),C(5,4,−3,3)A(-3,4,1,2), B(1,2,3,3), C(5,4,-3,3).

?
Задача 1366

Найти длину и основание перпендикуляра, опущенного из точки M(5,1,0,8)M(5,1,0,8) на плоскость, проходящую через три точки A(1,2,3,4),B(2,3,4,5),C(2,2,3,7)A(1,2,3,4), B(2,3,4,5), C(2,2,3,7).

?
Задача 1367

Найти длину и основание перпендикуляра, опущенного из точки M(4,2,−5,1)M(4,2,-5,1) на плоскость, заданную системой уравнений

{2x1−2x2+x3+2x4=92x1−4x2+2x3+3x4=12 \begin{cases} 2 x^{1}-2 x^{2}+x^{3}+2 x^{4} = 9 \\ 2 x^{1}-4 x^{2}+2 x^{3}+3 x^{4} = 12 \end{cases}
?
Задача 1368

Найти угол между прямой x1=x2=2x3=2x4x^{1} = x^{2} = 2 x^{3} = 2 x^{4} и плоскостью

{3x1−2x2+x4=1x2+x3=−1 \begin{cases} 3 x^{1}-2 x^{2}+x^{4} = 1 \\ x^{2}+x^{3} = -1 \end{cases}
?
Задача 1369

Доказать, что расстояние ρ(P1,P2)\rho \left(P_{1}, P_{2}\right) между двумя аффинными подпространствами P1=M1+L1P_{1} = M_{1}+L_{1} и P2=M2+L2P_{2} = M_{2}+L_{2} аффинного евклидова пространства EE может быть найдено как длина ортогональной составляющей вектора M1M2→\overrightarrow {M_{1} M_{2}} относительно подпространства L1+L2L_{1}+L_{2}.

?
Задача 1370

Плоскость PP проходит через точки A(1,1,1,1),B(2,2,0,0)A(1,1,1,1), B(2,2,0,0), C(1,2,0,1)C(1,2,0,1), а прямая ll — через две точки D(1,1,1,2),E(1,1,2,1)D(1,1,1,2), E(1,1,2,1).

Определить взаимное расположение прямой ll и плоскости PP, написать уравнения и найти длину общего перпендикуляра.

?
Задача 1371

Плоскость PP проходит через точки A(1,1,1,1),B(3,0,1,1)A(1,1,1,1), B(3,0,1,1), C(1,1,−1,2)C(1,1,-1,2), а прямая ll — через две точки D(4,2,1,6),E(0,5,4,4)D(4,2,1,6), E(0,5,4,4). Определить взаимное расположение прямой ll и плоскости PP и найти расстояние ρ\rho между ними.

?
Задача 1372

Найти расстояние между двумя плоскостями, если первая проходит через точки A1(4,5,3,2),B1(5,7,5,4),C1(6,3,4,4)A_{1}(4,5,3,2), B_{1}(5,7,5,4), C_{1}(6,3,4,4), а вторая — через точки A2(1,−2,1,−3),B2(3,−2,3,−2),C2(2,−4,1,−4)A_{2}(1,-2,1,-3), B_{2}(3,-2,3,-2), C_{2}(2,-4,1,-4).

?
Задача 1373

Доказать, что расстояние hh от точки MM аффинного евклидова пространства до плоскости, проходящей через точку NN параллельно подпространству LL, заданному своим базисом a1,a2,…,aka_{1}, a_{2}, \ldots , a_{k}, может быть найдено при помощи определителя Грама по формуле

h2=g(a1,a2,…,ak,MN→)g(a1,a2,…,ak) h^{2} = \frac{g\left(a_{1}, a_{2}, \ldots , a_{k}, \overrightarrow {M N}\right)}{g\left(a_{1}, a_{2}, \ldots , a_{k}\right)}
?
Задача 1374

Найти расстояние между точкой (5,−1,4,−3(5,-1,4,-3) и двумерной плоскостью, заданной системой неоднородных линейных уравнений

{x1+x2+x3=43x1−3x2+x3−x4=4 \begin{cases} x^{1}+x^{2}+x^{3} = 4 \\ 3 x^{1}-3 x^{2}+x^{3}-x^{4} = 4 \end{cases}
?
Задача 1375

Найти расстояние между прямой ll и плоскостью PP, если:

?
(1)

l=(9,−2,−1,−1)+⟨(2,−2,−1,−1)⟩l = (9,-2,-1,-1)+\langle (2,-2,-1,-1)\rangle,

P=(2,1,3,−3)+⟨(3,−2,2,0),(−5,2,0,2)⟩;P = (2,1,3,-3)+\langle (3,-2,2,0),(-5,2,0,2)\rangle ;

(2)

l=(2,4,0,14)+⟨(0,1,−2,5)⟩l = (2,4,0,14)+\langle (0,1,-2,5)\rangle,

P=(4,1,−2,5)+⟨(−1,1,−1,5),(1,1,−3,3)⟩P = (4,1,-2,5)+\langle (-1,1,-1,5),(1,1,-3,3)\rangle.

Задача 1376

Найти расстояние между прямой ll и плоскостью PP, заданной системой уравнений:

?
(1)

l=(9,−2,−1,−1)+⟨(2,−2,−1,−1)⟩,P:{2x+4y+z+t=8,2x+7y+4z−2t=29l = (9,-2,-1,-1)+\langle (2,-2,-1,-1)\rangle , P:\begin{cases} 2 x+4 y+z+t = 8, \\ 2 x+7 y+4 z-2 t = 29 \end{cases}

(2)

l=(2,−3,1,−4)+⟨(−1,2,1,1)⟩l = (2,-3,1,-4)+\langle (-1,2,1,1)\rangle,

(3)

l=(2,4,0,14)+⟨(0,1,−2,5)⟩l = (2,4,0,14)+\langle (0,1,-2,5)\rangle,

P:{x+y+z+12t=19,5x+2y−7z−6t=−7;P:\begin{cases} x+y+z+12 t = 19, \\ 5 x+2 y-7 z-6 t = -7 ; \end{cases}

P:{2x−2y+z+t=9,4x+2y+3z+t=17.P:\begin{cases} 2 x-2 y+z+t = 9, \\ 4 x+2 y+3 z+t = 17. \end{cases}

Задача 1377

Найти расстояние между многочленом 3x/53 x / 5 и аффинным подпространством многочленов вида x3+P(x)x^{3}+P(x), где P(x)P(x) — произвольный многочлен степени не выше 2, в аффинном евклидовом пространстве многочленов степени не выше 3 со скалярным произведением, заданным интегралом

(f,g)=∫−11f(x)g(x)dx (f, g) = \int _{-1}^{1} f(x) g(x) d x
?
Задача 1378

Найти расстояние между аффинным подпространством многочленов вида 5x3+L5 x^{3}+L, где LL есть линейное подпространство многочленов, порожденное многочленами x2x^{2} и xx, и аффинной прямой многочленов вида 3x+3 x+ const в аффинном евклидовом пространстве R3[x]\mathbb {R}_{3}[x] многочленов степени не выше 3 со скалярным произведением, заданным как и в предыдущей задаче.

?
Задача 1379

Найти расстояние hh от точки M=(x01,x02,…,x0n)M = \left(x_{0}^{1}, x_{0}^{2}, \ldots , x_{0}^{n}\right) аффинного евклидова пространства Rn\mathbb {R}^{n} до гиперплоскости a1x1+a2x2+……+anxn+b=0a_{1} x^{1}+a_{2} x^{2}+\ldots \ldots +a_{n} x^{n}+b = 0.

?
Задача 1380

В треугольнике A1A2A3A_{1} A_{2} A_{3} евклидовой плоскости:

?
(1)

выразить элементы матрицы Грама G(A1A2→,A1A3→)=(gij)G\left(\overrightarrow {A_{1} A_{2}}, \overrightarrow {A_{1} A_{3}}\right) = \left(g_{i j}\right) через длины a12=∣A1A2→∣,a23=∣A2A3→∣,a13=∣A1A3→∣a_{12} = \left|\overrightarrow {A_{1} A_{2}}\right|, a_{23} = \left|\overrightarrow {A_{2} A_{3}}\right|, a_{13} = \left|\overrightarrow {A_{1} A_{3}}\right| сторон треугольника;

(2)

выяснить геометрический смысл условия положительности определителя матрицы Грама G(A1A2→,A1A3→)G\left(\overrightarrow {A_{1} A_{2}}, \overrightarrow {A_{1} A_{3}}\right).

Задача 1381

Задан занумерованный двумя индексами набор чисел a12=a13=a23=1,a01=a02=a03=εa_{12} = a_{13} = a_{23} = 1, a_{01} = a_{02} = a_{03} = \varepsilon. При каких значениях ε\varepsilon :

?
(1)

любая тройка aij,aik,ajka_{i j}, a_{i k}, a_{j k} чисел данного набора может быть реализована как набор длин apq=∣ApAq∣a_{p q} = \left|A_{p} A_{q}\right| сторон некоторого треугольника AiAjAkA_{i} A_{j} A_{k} евклидова пространства;

(2)

данный набор чисел может быть набором длин apq=∣ApAq∣a_{p q} = \left|A_{p} A_{q}\right| ребер некоторого тетраэдра A0A1A2A3A_{0} A_{1} A_{2} A_{3} в трехмерном аффинном евклидовом пространстве;

(3)

данный набор чисел может быть реализован как набор расстояний между некоторой четверкой точек A0,A1,A2,A3A_{0}, A_{1}, A_{2}, A_{3} двумерной евклидовой плоскости?

Задача 1382

Задан набор из Cn2C_{n}^{2} неотрицательных чисел aija_{i j}, пронумерованных двумя индексами i,j=0,1,…,n−1,i<ji, j = 0,1, \ldots , n-1, i < j. Найти условия, необходимые и достаточные для того, чтобы данный набор {aij}\left\{ a_{i j}\right\} был набором

?
(1)

длин ребер некоторого (n−1)(n-1)-мерного симплекса, вложенного в nn-мерное аффинное евклидово пространство;

(2)

попарных расстояний между nn точками некоторого евклидова пространства.

В последнем случае определить наименьшую размерность такого пространства.