Уравнение прямой в пространстве по точке и
направляющему вектору.
Возьмем произвольную прямую и вектор На прямой возьмем две произвольные точки М0(x0, y0, z0) и M(x, y, z).
M0
0 y
x
Обозначим радиус- векторы этих точек как
Итого, можно записать: Т.к. этому уравнению удовлетворяют координаты любой точки прямой, то полученное уравнение – параметрическое уравнение прямой. Это векторное уравнение может быть представлено в координатной форме: Преобразовав эту систему и приравняв значения параметра t, получаем канонические уравнения прямой в пространстве:
Определение. Направляющими косинусами прямой называются направляющие косинусы вектора
Отсюда получим: m: n: p = cosa: cosb: cosg. Числа m, n, p называются угловыми коэффициентами прямой. Т.к.
Уравнение прямой в пространстве, проходящей через две точки.
Если на прямой в пространстве отметить две произвольные точки M1(x1, y1, z1) и M2(x2, y2, z2), то координаты этих точек должны удовлетворять полученному выше уравнению прямой:
Кроме того, для точки М1 можно записать:
Это уравнение прямой, проходящей через две точки в пространстве.
Общие уравнения прямой в пространстве.
Уравнение прямой может быть рассмотрено как уравнение линии пересечения двух плоскостей. Как было рассмотрено выше, плоскость в векторной форме может быть задана уравнением:
Пусть в пространстве заданы две плоскости:
Тогда общие уравнения прямой в векторной форме: Общие уравнения прямой в координатной форме:
Практическая задача часто состоит в приведении уравнений прямых в общем виде к каноническому виду. Для этого надо найти произвольную точку прямой и числа m, n, p.
При этом направляющий вектор прямой может быть найден как векторное произведение векторов нормали к заданным плоскостям.
Пример. Найти каноническое уравнение, если прямая задана в виде:
Для нахождения произвольной точки прямой, примем ее координату х = 0, а затем подставим это значение в заданную систему уравнений.
Находим компоненты направляющего вектора прямой. Тогда канонические уравнения прямой:
Пример. Привести к каноническому виду уравнение прямой, заданное в виде:
Для нахождения произвольной точки прямой, являющейся линией пересечения указанных выше плоскостей, примем z = 0. Тогда:
2x – 9x – 7 = 0; x = -1; y = 3; Получаем: A(-1; 3; 0). Направляющий вектор прямой:
Итого:
Угол между плоскостями.
j1 j 0
Угол между двумя плоскостями в пространстве j связан с углом между нормалями к этим плоскостям j1 соотношением: j = j1 или j = 1800 - j1, т.е. cosj = ±cosj1. Определим угол j1. Известно, что плоскости могут быть заданы соотношениями:
Таким образом, угол между плоскостями находится по формуле:
Выбор знака косинуса зависит от того, какой угол между плоскостями следует найти – острый, или смежный с ним тупой.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|