Η απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία σε ένα επίπεδο και στο διάστημα: ορισμός και παραδείγματα εύρεσης. Επίλυση προβλημάτων εύρεσης της απόστασης από ένα δεδομένο σημείο σε μια δεδομένη ευθεία σε ένα επίπεδο Ποια είναι η απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία;

Τύπος για τον υπολογισμό της απόστασης από ένα σημείο σε μια ευθεία σε ένα επίπεδο

Εάν δοθεί η εξίσωση της ευθείας Ax + By + C = 0, τότε η απόσταση από το σημείο M(M x , M y) μέχρι την ευθεία μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο

Παραδείγματα προβλημάτων για τον υπολογισμό της απόστασης από ένα σημείο σε μια ευθεία σε ένα επίπεδο

Παράδειγμα 1.

Βρείτε την απόσταση μεταξύ της ευθείας 3x + 4y - 6 = 0 και του σημείου M(-1, 3).

Λύση.Ας αντικαταστήσουμε τους συντελεστές της ευθείας και τις συντεταγμένες του σημείου στον τύπο

Απάντηση:η απόσταση από το σημείο μέχρι τη γραμμή είναι 0,6.

εξίσωση επιπέδου που διέρχεται από σημεία κάθετα σε διάνυσμαΓενική εξίσωση επιπέδου

Ένα μη μηδενικό διάνυσμα κάθετο σε ένα δεδομένο επίπεδο ονομάζεται κανονικό διάνυσμα (ή εν ολίγοις, κανονικός ) για αυτό το αεροπλάνο.

Αφήνω μέσα χώρο συντεταγμένων(σε ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων) δίνονται:

ένα σημείο ;

β) μη μηδενικό διάνυσμα (Εικ. 4.8, α).

Πρέπει να δημιουργήσετε μια εξίσωση για ένα επίπεδο που διέρχεται από ένα σημείο κάθετο στο διάνυσμα Τέλος απόδειξης.

Ας εξετάσουμε τώρα Διάφοροι τύποιεξισώσεις ευθείας γραμμής σε επίπεδο.

1) Γενική εξίσωση του επιπέδουΠ .

Από την εξαγωγή της εξίσωσης προκύπτει ότι ταυτόχρονα ΕΝΑ, σιΚαι ντοδεν ισούνται με 0 (εξηγήστε γιατί).

Το σημείο ανήκει στο αεροπλάνο Πμόνο αν οι συντεταγμένες του ικανοποιούν την εξίσωση του επιπέδου. Ανάλογα με τις πιθανότητες ΕΝΑ, σι, ντοΚαι ρεεπίπεδο Πκαταλαμβάνει τη μια ή την άλλη θέση:

- το επίπεδο διέρχεται από την αρχή του συστήματος συντεταγμένων, - το επίπεδο δεν διέρχεται από την αρχή του συστήματος συντεταγμένων,

- επίπεδο παράλληλο προς τον άξονα Χ,

Χ,

- επίπεδο παράλληλο προς τον άξονα Υ,

- το επίπεδο δεν είναι παράλληλο με τον άξονα Υ,

- επίπεδο παράλληλο προς τον άξονα Ζ,

- το επίπεδο δεν είναι παράλληλο με τον άξονα Ζ.

Αποδείξτε μόνοι σας αυτές τις δηλώσεις.

Η εξίσωση (6) προκύπτει εύκολα από την εξίσωση (5). Πράγματι, αφήστε το σημείο να βρίσκεται στο επίπεδο Π. Τότε οι συντεταγμένες του ικανοποιούν την εξίσωση Αφαιρώντας την εξίσωση (7) από την εξίσωση (5) και ομαδοποιώντας τους όρους, προκύπτει η εξίσωση (6). Ας εξετάσουμε τώρα δύο διανύσματα με συντεταγμένες αντίστοιχα. Από τον τύπο (6) προκύπτει ότι το κλιμακωτό γινόμενο τους είναι ίσο με μηδέν. Άρα το διάνυσμα είναι κάθετο στο διάνυσμα Η αρχή και το τέλος του τελευταίου διανύσματος βρίσκονται αντίστοιχα σε σημεία που ανήκουν στο επίπεδο Π. Επομένως, το διάνυσμα είναι κάθετο στο επίπεδο Π. Απόσταση από σημείο σε αεροπλάνο Π, γενική εξίσωσηοι οποίες καθορίζεται από τον τύπο Η απόδειξη αυτού του τύπου είναι εντελώς παρόμοια με την απόδειξη του τύπου για την απόσταση μεταξύ ενός σημείου και μιας ευθείας (βλ. Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Να εξαχθεί ο τύπος για την απόσταση μεταξύ επιπέδου και ευθείας.

Πράγματι, η απόσταση ρεμεταξύ μιας ευθείας γραμμής και ενός επιπέδου είναι ίσο

που είναι ένα σημείο που βρίσκεται στο αεροπλάνο. Από εδώ, όπως και στη διάλεξη Νο. 11, προκύπτει ο παραπάνω τύπος. Δύο επίπεδα είναι παράλληλα αν τα κανονικά τους διανύσματα είναι παράλληλα. Από εδώ προκύπτει η συνθήκη για παραλληλισμό δύο επιπέδων - συντελεστές γενικών εξισώσεων επιπέδων. Δύο επίπεδα είναι κάθετα αν τα κανονικά τους διανύσματα είναι κάθετα, επομένως λαμβάνουμε την συνθήκη για την καθετότητα δύο επιπέδων εάν οι γενικές τους εξισώσεις είναι γνωστές

Γωνία φάανάμεσα σε δύο αεροπλάνα ίσο με γωνίαμεταξύ των κανονικών διανυσμάτων τους (βλ. Εικ. 3) και επομένως μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο
Προσδιορισμός της γωνίας μεταξύ των επιπέδων.

(11)

Απόσταση από σημείο σε επίπεδο και μέθοδοι εύρεσης του

Απόσταση από σημείο σε επίπεδο– το μήκος της καθέτου που έπεσε από ένα σημείο σε αυτό το επίπεδο. Υπάρχουν τουλάχιστον δύο τρόποι για να βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε ένα επίπεδο: γεωμετρικόςΚαι αλγεβρικός.

Με τη γεωμετρική μέθοδοΠρέπει πρώτα να καταλάβετε πώς βρίσκεται η κάθετη από ένα σημείο σε ένα επίπεδο: ίσως βρίσκεται σε κάποιο βολικό επίπεδο, είναι ένα ύψος σε κάποιο βολικό (ή όχι τόσο βολικό) τρίγωνο ή ίσως αυτή η κάθετη είναι γενικά ένα ύψος σε κάποια πυραμίδα.

Μετά από αυτό το πρώτο και πιο πολύπλοκο στάδιο, το πρόβλημα αναλύεται σε πολλά συγκεκριμένα επιπεδομετρικά προβλήματα (ίσως σε διαφορετικά επίπεδα).

Με την αλγεβρική μέθοδογια να βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε ένα επίπεδο, πρέπει να εισαγάγετε ένα σύστημα συντεταγμένων, να βρείτε τις συντεταγμένες του σημείου και την εξίσωση του επιπέδου και στη συνέχεια να εφαρμόσετε τον τύπο για την απόσταση από ένα σημείο σε ένα επίπεδο.

Η απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία είναι το μήκος της κάθετου που σύρεται από το σημείο προς την ευθεία. Στην περιγραφική γεωμετρία, προσδιορίζεται γραφικά χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο που δίνεται παρακάτω.

Αλγόριθμος

1. Η ευθεία γραμμή μετακινείται σε μια θέση στην οποία θα είναι παράλληλη σε οποιοδήποτε επίπεδο προβολής. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται μέθοδοι μετασχηματισμού ορθογώνιων προβολών.
2. Από ένα σημείο μια κάθετη σύρεται σε μια ευθεία. Αυτή η κατασκευή βασίζεται στο θεώρημα για την προβολή μιας ορθής γωνίας.
3. Το μήκος μιας καθέτου προσδιορίζεται μετασχηματίζοντας τις προεξοχές της ή χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ορθογωνίου τριγώνου.

Το παρακάτω σχήμα δείχνει σύνθετο σχέδιοσημείο Μ και ευθεία β, δίνεται από ένα τμήμα CD. Πρέπει να βρείτε την απόσταση μεταξύ τους.

Σύμφωνα με τον αλγόριθμό μας, το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι να μετακινήσουμε τη γραμμή σε θέση παράλληλη προς το επίπεδο προβολής. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι μετά την πραγματοποίηση των μετασχηματισμών, η πραγματική απόσταση μεταξύ του σημείου και της γραμμής δεν πρέπει να αλλάξει. Γι' αυτό είναι βολικό εδώ να χρησιμοποιήσετε τη μέθοδο αντικατάστασης επιπέδου, η οποία δεν περιλαμβάνει κινούμενες φιγούρες στο χώρο.

Τα αποτελέσματα του πρώτου σταδίου κατασκευής φαίνονται παρακάτω. Το σχήμα δείχνει πώς ένα πρόσθετο μετωπικό επίπεδο P 4 εισάγεται παράλληλα στο b. ΣΕ νέο σύστημα(P 1, P 4) τα σημεία C"" 1, D"" 1, M"" 1 βρίσκονται στην ίδια απόσταση από τον άξονα Χ 1 με τα C"", D"", M"" από τον άξονα Χ.

Εκτελώντας το δεύτερο μέρος του αλγορίθμου, από το M"" 1 χαμηλώνουμε την κάθετη M"" 1 N"" 1 στην ευθεία b"" 1, αφού η ορθή γωνία MND μεταξύ b και MN προβάλλεται στο επίπεδο P. 4 σε πλήρες μέγεθος. Χρησιμοποιώντας τη γραμμή επικοινωνίας, προσδιορίζουμε τη θέση του σημείου Ν" και πραγματοποιούμε την προβολή Μ"Ν" του τμήματος ΜΝ.

Στο τελικό στάδιο, πρέπει να προσδιορίσετε το μέγεθος του τμήματος MN από τις προβολές του M"N" και M"" 1 N"" 1. Για αυτό χτίζουμε ορθογώνιο τρίγωνο M"" 1 N"" 1 N 0, του οποίου το πόδι N"" 1 N 0 ισούται με τη διαφορά (Y M 1 – Y N 1) της απόστασης των σημείων M" και N" από τον άξονα X 1. Το μήκος της υποτείνουσας M"" 1 N 0 του τριγώνου M"" 1 N"" 1 N 0 αντιστοιχεί στην επιθυμητή απόσταση από το M στο b.

Δεύτερη λύση

• Παράλληλα με το CD, εισάγουμε ένα νέο μετωπικό επίπεδο P 4. Τέμνει το P 1 κατά μήκος του άξονα X 1 και το X 1 ∥C"D". Σύμφωνα με τη μέθοδο αντικατάστασης των επιπέδων, προσδιορίζουμε τις προβολές των σημείων C"" 1, D"" 1 και M"" 1, όπως φαίνεται στο σχήμα.
• Κάθετα στο C"" 1 D"" 1 χτίζουμε ένα πρόσθετο οριζόντιο επίπεδο P 5, πάνω στο οποίο η ευθεία γραμμή b προβάλλεται στο σημείο C" 2 = b" 2.
• Η απόσταση μεταξύ του σημείου M και της γραμμής b καθορίζεται από το μήκος του τμήματος M" 2 C" 2, που υποδεικνύεται με κόκκινο χρώμα.

Παρόμοιες εργασίες:

Η ικανότητα εύρεσης της απόστασης μεταξύ διαφορετικών γεωμετρικών αντικειμένων είναι σημαντική κατά τον υπολογισμό της επιφάνειας των σχημάτων και των όγκων τους. Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε το ερώτημα πώς να βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε μια γραμμή στο διάστημα και σε ένα επίπεδο.

Μαθηματική περιγραφή μιας γραμμής

Για να κατανοήσετε πώς να βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε μια γραμμή, πρέπει να κατανοήσετε το ζήτημα του μαθηματικού ορισμού αυτών των γεωμετρικών αντικειμένων.

Όλα είναι απλά με ένα σημείο· περιγράφεται από ένα σύνολο συντεταγμένων, ο αριθμός των οποίων αντιστοιχεί στη διάσταση του χώρου. Για παράδειγμα, σε ένα επίπεδο αυτές είναι δύο συντεταγμένες, σε τρισδιάστατο χώρο - τρεις.

Όσο για ένα μονοδιάστατο αντικείμενο - μια ευθεία γραμμή, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι εξισώσεων για την περιγραφή του. Ας εξετάσουμε μόνο δύο από αυτά.

Ο πρώτος τύπος ονομάζεται διανυσματική εξίσωση. Ακολουθούν εκφράσεις για γραμμές σε τρισδιάστατο και δισδιάστατο χώρο:

(x; y; z) = (x0; y0; z 0) + α × (a; b; c);

(x; y) = (x 0 ; y 0) + α × (a; b)

Σε αυτές τις εκφράσεις, οι συντεταγμένες με μηδενικούς δείκτες περιγράφουν το σημείο από το οποίο διέρχεται μια δεδομένη ευθεία, το σύνολο των συντεταγμένων (a; b; c) και (a; b) είναι τα λεγόμενα διανύσματα κατεύθυνσης για την αντίστοιχη ευθεία, α είναι a παράμετρος που μπορεί να πάρει οποιαδήποτε πραγματική τιμή.

Η διανυσματική εξίσωση είναι βολική υπό την έννοια ότι περιέχει ρητά το διάνυσμα κατεύθυνσης της ευθείας, οι συντεταγμένες της οποίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά την επίλυση προβλημάτων παραλληλισμού ή καθετότητας διαφόρων γεωμετρικών αντικειμένων, για παράδειγμα, δύο ευθειών.

Ο δεύτερος τύπος εξίσωσης που θα εξετάσουμε για μια ευθεία ονομάζεται γενικός. Στο διάστημα, αυτός ο τύπος δίνεται από τις γενικές εξισώσεις δύο επιπέδων. Σε ένα αεροπλάνο έχει το εξής σχήμα:

A × x + B × y + C = 0

Όταν σχεδιάζετε ένα γράφημα, συχνά γράφεται ως εξάρτηση από το X/Y, δηλαδή:

y = -A / B × x +(-C / B)

Εδώ ελεύθερο μέλος-C / B αντιστοιχεί στη συντεταγμένη της τομής της ευθείας με τον άξονα y και ο συντελεστής -A / B σχετίζεται με τη γωνία κλίσης της γραμμής προς τον άξονα x.

Η έννοια της απόστασης μεταξύ γραμμής και σημείου

Έχοντας ασχοληθεί με τις εξισώσεις, μπορείτε να προχωρήσετε απευθείας στην απάντηση στην ερώτηση πώς να βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία γραμμή. Στην 7η τάξη, τα σχολεία αρχίζουν να εξετάζουν αυτό το θέμα καθορίζοντας την κατάλληλη τιμή.

Η απόσταση μεταξύ ευθείας και σημείου είναι το μήκος του τμήματος που είναι κάθετο σε αυτή την ευθεία, το οποίο παραλείπεται από το εν λόγω σημείο. Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια ευθεία r και ένα σημείο Α. Το τμήμα που είναι κάθετο στην ευθεία r φαίνεται με μπλε χρώμα. Το μήκος του είναι η απαιτούμενη απόσταση.

Η δισδιάστατη περίπτωση όμως απεικονίζεται εδώ αυτόν τον ορισμόοι αποστάσεις ισχύουν και για τρισδιάστατο πρόβλημα.

Απαιτούμενοι τύποι

Ανάλογα με τη μορφή με την οποία γράφεται η εξίσωση μιας ευθείας και σε ποιο χώρο λύνεται το πρόβλημα, μπορούν να δοθούν δύο βασικοί τύποι που απαντούν στο ερώτημα πώς να βρείτε την απόσταση μεταξύ ευθείας και σημείου.

Ας υποδηλώσουμε το γνωστό σημείο με το σύμβολο P 2 . Εάν η εξίσωση μιας ευθείας γραμμής δίνεται σε διανυσματική μορφή, τότε για d η απόσταση μεταξύ των υπό εξέταση αντικειμένων ισχύει ο τύπος:

δ = || / |v¯|

Δηλαδή, για να προσδιορίσετε το d, θα πρέπει να υπολογίσετε το μέτρο του διανυσματικού γινομένου του οδηγού για το διάνυσμα ευθείας γραμμής v¯ και το διάνυσμα P 1 P 2 ¯, η αρχή του οποίου βρίσκεται σε ένα αυθαίρετο σημείο P 1 στην ευθεία γραμμή , και το άκρο βρίσκεται στο σημείο P 2 , μετά διαιρέστε αυτό το μέτρο με το μήκος v ¯. Αυτή η φόρμουλα είναι καθολική για επίπεδο και τρισδιάστατο χώρο.

Εάν το πρόβλημα εξετάζεται σε ένα επίπεδο στο σύστημα συντεταγμένων xy και δίνεται η εξίσωση της ευθείας γενική εικόνα, τότε ο ακόλουθος τύπος σάς επιτρέπει να βρείτε την απόσταση από μια ευθεία γραμμή σε ένα σημείο όπως αυτό:

Ευθεία γραμμή: A × x + B × y + C = 0;

Σημείο: P 2 (x 2; y 2; z 2);

Απόσταση: d = |A × x 2 + B × y 2 + C| / √(A 2 + B 2)

Ο παραπάνω τύπος είναι αρκετά απλός, αλλά η χρήση του περιορίζεται από τις συνθήκες που αναφέρθηκαν παραπάνω.

Συντεταγμένες προβολής σημείου σε ευθεία γραμμή και απόσταση

Μπορείτε επίσης να απαντήσετε στην ερώτηση πώς να βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε μια γραμμή με άλλο τρόπο που δεν περιλαμβάνει την απομνημόνευση των δεδομένων τύπων. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τον προσδιορισμό ενός σημείου σε μια γραμμή που είναι η προβολή του αρχικού σημείου.

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα σημείο Μ και μια ευθεία r. Η προβολή στο r ενός σημείου M αντιστοιχεί σε ένα ορισμένο σημείο M 1 . Η απόσταση από το M στο r είναι ίση με το μήκος του διανύσματος MM 1 ¯.

Πώς να βρείτε τις συντεταγμένες του M 1; Πολύ απλό. Αρκεί να θυμόμαστε ότι το διάνυσμα ευθείας v¯ θα είναι κάθετο στο MM 1 ¯, δηλαδή, το κλιμακωτό γινόμενο τους πρέπει να είναι ίσο με μηδέν. Προσθέτοντας σε αυτή τη συνθήκη το γεγονός ότι οι συντεταγμένες M 1 πρέπει να ικανοποιούν την εξίσωση της ευθείας r, προκύπτει ένα σύστημα απλών γραμμικές εξισώσεις. Ως αποτέλεσμα της επίλυσής του, λαμβάνονται οι συντεταγμένες της προβολής του σημείου Μ στο r.

Η τεχνική που περιγράφεται σε αυτήν την παράγραφο για την εύρεση της απόστασης από μια ευθεία σε ένα σημείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα επίπεδο και για το διάστημα, ωστόσο, η χρήση της απαιτεί γνώση της διανυσματικής εξίσωσης για τη γραμμή.

Πρόβλημα αεροπλάνου

Τώρα ήρθε η ώρα να δείξουμε πώς να χρησιμοποιήσετε την παρουσιαζόμενη μαθηματική συσκευή για την επίλυση πραγματικών προβλημάτων. Ας υποθέσουμε ότι ένα σημείο M(-4; 5) δίνεται στο επίπεδο. Είναι απαραίτητο να βρεθεί η απόσταση από το σημείο Μ σε μια ευθεία γραμμή, η οποία περιγράφεται από μια γενική εξίσωση:

3 × (-4) + 6 = -6 ≠ 5

Δηλαδή, το Μ δεν βρίσκεται σε μια γραμμή.

Δεδομένου ότι η εξίσωση μιας ευθείας γραμμής δεν δίνεται σε γενική μορφή, την ανάγουμε σε μια τέτοια μορφή για να μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον αντίστοιχο τύπο, έχουμε:

y = 3 × x + 6 =>

3 × x - y + 6 = 0

Τώρα μπορείτε να αντικαταστήσετε γνωστούς αριθμούς στον τύπο για το d:

d = |A × x 2 + B × y 2 + C| / √(A 2 +B 2) =

= |3 × (-4) -1 × 5+6| / √(3 2 +(-1) 2) = 11 / √10 ≈ 3,48

Πρόβλημα στο διάστημα

Τώρα ας εξετάσουμε την περίπτωση στο διάστημα. Ας περιγραφεί η ευθεία με την ακόλουθη εξίσωση:

(x; y; z) = (1; -1; 0) + α × (3; -2; 1)

Ποια είναι η απόσταση από αυτό μέχρι το σημείο M(0; 2; -3);

Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, ας ελέγξουμε αν το M ανήκει στη δεδομένη γραμμή. Για να γίνει αυτό, αντικαθιστούμε τις συντεταγμένες στην εξίσωση και την ξαναγράφουμε ρητά:

x = 0 = 1 + 3 × α => α = -1/3;

y = 2 = -1 -2 × α => α = -3/2;

Εφόσον λαμβάνονται διαφορετικές παράμετροι α, το M δεν βρίσκεται σε αυτή τη γραμμή. Ας υπολογίσουμε τώρα την απόσταση από αυτήν στην ευθεία.

Για να χρησιμοποιήσετε τον τύπο για το d, πάρτε ένα αυθαίρετο σημείο σε μια γραμμή, για παράδειγμα P(1; -1; 0), και στη συνέχεια:

Ας υπολογίσουμε το διανυσματικό γινόμενο μεταξύ PM¯ και της γραμμής v¯. Παίρνουμε:

= [(-1; 3; -3) * (3; -2; 1)] = (-3; -8; -7)

Τώρα αντικαθιστούμε τις μονάδες του διανύσματος που βρέθηκε και το διάνυσμα v¯ στον τύπο για το d, παίρνουμε:

d = √(9 + 64 + 49) / √(9 + 4 + 1) ≈ 2,95

Αυτή η απάντηση θα μπορούσε να ληφθεί χρησιμοποιώντας την τεχνική που περιγράφηκε παραπάνω, η οποία περιλαμβάνει την επίλυση ενός συστήματος γραμμικών εξισώσεων. Σε αυτό και στα προηγούμενα προβλήματα, οι υπολογισμένες τιμές της απόστασης από μια ευθεία γραμμή σε ένα σημείο παρουσιάζονται σε μονάδες του αντίστοιχου συστήματος συντεταγμένων.

Ας εξετάσουμε τη χρήση των μεθόδων που συζητήθηκαν για να βρούμε την απόσταση από δεδομένο σημείοσε μια δεδομένη ευθεία στο επίπεδο κατά την επίλυση του παραδείγματος.

Βρείτε την απόσταση από το σημείο μέχρι τη γραμμή:

Αρχικά, ας λύσουμε το πρόβλημα χρησιμοποιώντας την πρώτη μέθοδο.

Στη δήλωση του προβλήματος μας δίνεται μια γενική εξίσωση της ευθείας α της μορφής:

Ας βρούμε τη γενική εξίσωση μιας ευθείας b που διέρχεται από ένα δεδομένο σημείο κάθετο στην ευθεία:

Εφόσον η ευθεία b είναι κάθετη στην ευθεία a, το διάνυσμα κατεύθυνσης της ευθείας b είναι το κανονικό διάνυσμα της δεδομένης ευθείας:

δηλαδή το διάνυσμα κατεύθυνσης της ευθείας b έχει συντεταγμένες. Τώρα μπορούμε να γράψουμε την κανονική εξίσωση της ευθείας b στο επίπεδο, αφού γνωρίζουμε τις συντεταγμένες του σημείου M 1 από το οποίο διέρχεται η ευθεία b και τις συντεταγμένες του διανύσματος κατεύθυνσης της ευθείας b:

Από παραλήφθηκε κανονική εξίσωσηευθεία β προχωράμε στη γενική εξίσωση της ευθείας:

Τώρα ας βρούμε τις συντεταγμένες του σημείου τομής των ευθειών a και b (ας το συμβολίσουμε H 1) λύνοντας ένα σύστημα εξισώσεων που αποτελείται από τις γενικές εξισώσεις των ευθειών a και b (αν χρειάζεται, ανατρέξτε στα συστήματα επίλυσης άρθρου γραμμικών εξισώσεις):

Έτσι, το σημείο H 1 έχει συντεταγμένες.

Απομένει να υπολογίσουμε την απαιτούμενη απόσταση από το σημείο M 1 έως την ευθεία α ως την απόσταση μεταξύ των σημείων και:

Ο δεύτερος τρόπος επίλυσης του προβλήματος.

Λαμβάνουμε την κανονική εξίσωση της δεδομένης ευθείας. Για να γίνει αυτό, υπολογίζουμε την τιμή του παράγοντα κανονικοποίησης και πολλαπλασιάζουμε με αυτόν και τις δύο πλευρές της αρχικής γενικής εξίσωσης της ευθείας:

(μιλήσαμε για αυτό στην ενότητα που φέρνει τη γενική εξίσωση μιας γραμμής σε κανονική μορφή).

Ο παράγοντας ομαλοποίησης είναι ίσος με

τότε η κανονική εξίσωση της γραμμής έχει τη μορφή:

Τώρα παίρνουμε την παράσταση στην αριστερή πλευρά της προκύπτουσας κανονικής εξίσωσης της γραμμής και υπολογίζουμε την τιμή της στο:

Η απαιτούμενη απόσταση από ένα δεδομένο σημείο σε μια δεδομένη ευθεία:

ίση με την απόλυτη τιμή της τιμής που προκύπτει, δηλαδή πέντε ().

απόσταση από ένα σημείο σε μια γραμμή:

Προφανώς, το πλεονέκτημα της μεθόδου εύρεσης της απόστασης από ένα σημείο σε μια ευθεία σε ένα επίπεδο, με βάση τη χρήση της κανονικής εξίσωσης μιας γραμμής, είναι η σχετικά μικρότερη ποσότητα υπολογιστικής εργασίας. Με τη σειρά του, η πρώτη μέθοδος εύρεσης της απόστασης από ένα σημείο σε μια γραμμή είναι διαισθητική και διακρίνεται από συνέπεια και λογική.

Το ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων Oxy είναι σταθερό στο επίπεδο, καθορίζεται ένα σημείο και μια ευθεία γραμμή:

Να βρείτε την απόσταση από ένα δεδομένο σημείο σε μια δεδομένη ευθεία.

Πρώτος τρόπος.

Πιθανό από δεδομένη εξίσωσηευθεία με γωνιακό συντελεστή, μεταβείτε στη γενική εξίσωση αυτής της ευθείας γραμμής και ενεργήστε με τον ίδιο τρόπο όπως στο παράδειγμα που συζητήθηκε παραπάνω.

Αλλά μπορείτε να το κάνετε διαφορετικά.

Γνωρίζουμε ότι το γινόμενο των γωνιακών συντελεστών των κάθετων ευθειών είναι ίσο με 1 (βλ. άρθρο κάθετες ευθείες, καθετότητα ευθειών). Επομένως, ο γωνιακός συντελεστής μιας ευθείας που είναι κάθετη σε μια δεδομένη ευθεία:

είναι ίση με 2. Τότε η εξίσωση μιας ευθείας κάθετης σε μια δεδομένη ευθεία και που διέρχεται από ένα σημείο έχει τη μορφή:

Τώρα ας βρούμε τις συντεταγμένες του σημείου H 1 - το σημείο τομής των ευθειών:

Έτσι, η απαιτούμενη απόσταση από ένα σημείο σε μια γραμμή:

ίση με την απόσταση μεταξύ των σημείων και:

Δεύτερος τρόπος.

Ας περάσουμε από τη δεδομένη εξίσωση μιας ευθείας με γωνιακό συντελεστή στην κανονική εξίσωση αυτής της ευθείας:

ο παράγοντας ομαλοποίησης είναι ίσος με:

Επομένως, η κανονική εξίσωση μιας δεδομένης γραμμής έχει τη μορφή:

Τώρα υπολογίζουμε την απαιτούμενη απόσταση από το σημείο στη γραμμή:

Υπολογίστε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία:

και στην ευθεία:

Λαμβάνουμε την κανονική εξίσωση της ευθείας:

Τώρα ας υπολογίσουμε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία:

Ομαλοποιητικός παράγοντας για μια ευθεία εξίσωση:

ισούται με 1. Τότε η κανονική εξίσωση αυτής της ευθείας έχει τη μορφή:

Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία:

είναι ίσο.

Απάντηση: και 5.

Συμπερασματικά, θα εξετάσουμε χωριστά πώς να βρούμε την απόσταση από ένα δεδομένο σημείο του επιπέδου έως τις γραμμές συντεταγμένων Ox και Oy.

Στο ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων Oxy, η ευθεία συντεταγμένων Oy δίνεται από την ημιτελή γενική εξίσωση της ευθείας x=0 και η γραμμή συντεταγμένων Ox δίνεται από την εξίσωση y=0. Αυτές οι εξισώσεις είναι κανονικές εξισώσειςευθείες γραμμές Oy και Ox, επομένως, η απόσταση από ένα σημείο σε αυτές τις ευθείες γραμμές υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τους τύπους:

αντίστοιχα.

Εικόνα 5

Ένα ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων Oxy εισάγεται στο επίπεδο. Βρείτε τις αποστάσεις από το σημείο έως τις γραμμές συντεταγμένων.

Η απόσταση από ένα δεδομένο σημείο M 1 έως την ευθεία συντεταγμένων Ox (δίνεται από την εξίσωση y=0) ισούται με το συντελεστή τεταγμένων του σημείου M 1, δηλαδή .

Η απόσταση από ένα δεδομένο σημείο M 1 έως την ευθεία συντεταγμένων Oy (σε αυτήν αντιστοιχεί η εξίσωση x=0) ισούται με την απόλυτη τιμή της τετμημένης του σημείου M 1: .

Απάντηση: η απόσταση από το σημείο M 1 έως την ευθεία Ox είναι ίση με 6 και η απόσταση από ένα δεδομένο σημείο έως την ευθεία συντεταγμένων Oy είναι ίση.

Σε αυτό το άρθρο, θα αρχίσουμε να συζητάμε ένα «μαγικό ραβδί» που θα σας επιτρέψει να μειώσετε πολλά προβλήματα γεωμετρίας σε απλή αριθμητική. Αυτό το «ραβδί» μπορεί να κάνει τη ζωή σας πολύ πιο εύκολη, ειδικά όταν αισθάνεστε αβέβαιοι για την κατασκευή χωρικών μορφών, τμημάτων κ.λπ. Όλα αυτά απαιτούν μια συγκεκριμένη φαντασία και πρακτικές δεξιότητες. Η μέθοδος που θα αρχίσουμε να εξετάζουμε εδώ θα σας επιτρέψει να αφαιρέσετε σχεδόν πλήρως από όλα τα είδη γεωμετρικών κατασκευών και συλλογισμών. Η μέθοδος ονομάζεται "μέθοδος συντονισμού". Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τις ακόλουθες ερωτήσεις:

1. Συντεταγμένο επίπεδο
2. Σημεία και διανύσματα στο επίπεδο
3. Κατασκευάζοντας ένα διάνυσμα από δύο σημεία
4. Μήκος διανύσματος (απόσταση μεταξύ δύο σημείων).
5. Συντεταγμένες του μέσου τμήματος
6. Σημείο γινόμενο διανυσμάτων
7. Γωνία μεταξύ δύο διανυσμάτων

Νομίζω ότι έχετε ήδη μαντέψει γιατί ονομάζεται έτσι η μέθοδος συντεταγμένων; Σωστά, πήρε αυτό το όνομα γιατί δεν λειτουργεί με γεωμετρικά αντικείμενα, αλλά με τα αριθμητικά τους χαρακτηριστικά (συντεταγμένες). Και ο ίδιος ο μετασχηματισμός, που μας επιτρέπει να περάσουμε από τη γεωμετρία στην άλγεβρα, συνίσταται στην εισαγωγή ενός συστήματος συντεταγμένων. Αν το αρχικό σχήμα ήταν επίπεδο, τότε οι συντεταγμένες είναι δισδιάστατες και αν το σχήμα είναι τρισδιάστατο, τότε οι συντεταγμένες είναι τρισδιάστατες. Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε μόνο τη δισδιάστατη περίπτωση. Και ο κύριος στόχος του άρθρου είναι να σας διδάξει πώς να χρησιμοποιείτε ορισμένες βασικές τεχνικές της μεθόδου συντεταγμένων (μερικές φορές αποδεικνύονται χρήσιμες κατά την επίλυση προβλημάτων επιπεδομετρίας στο Μέρος Β της Ενιαίας Κρατικής Εξέτασης). Οι επόμενες δύο ενότητες σχετικά με αυτό το θέμα είναι αφιερωμένες σε μια συζήτηση μεθόδων για την επίλυση προβλημάτων C2 (το πρόβλημα της στερεομετρίας).

Πού θα ήταν λογικό να αρχίσουμε να συζητάμε για τη μέθοδο συντεταγμένων; Πιθανώς από την έννοια του συστήματος συντεταγμένων. Θυμηθείτε πότε την πρωτοσυναντήσατε. Μου φαίνεται ότι στην 7η δημοτικού, όταν έμαθες για την ύπαρξη γραμμική συνάρτηση, Για παράδειγμα. Να σου θυμίσω ότι το έφτιαξες σημείο προς σημείο. Θυμάσαι? Διαλέξατε έναν αυθαίρετο αριθμό, τον αντικαταστήσατε στον τύπο και τον υπολογίσατε με αυτόν τον τρόπο. Για παράδειγμα, αν, τότε, αν, τότε κλπ. Τι πήρατε τελικά; Και λάβατε πόντους με συντεταγμένες: και. Στη συνέχεια, σχεδιάσατε έναν «σταυρό» (σύστημα συντεταγμένων), επιλέξατε μια κλίμακα πάνω του (πόσα κελιά θα έχετε ως τμήμα μονάδας) και σημειώσατε τα σημεία που αποκτήσατε πάνω του, τα οποία στη συνέχεια συνδέσατε με μια ευθεία γραμμή. γραμμή είναι το γράφημα της συνάρτησης.

Υπάρχουν μερικά σημεία εδώ που πρέπει να σας εξηγήσουμε λίγο πιο αναλυτικά:

1. Επιλέγετε ένα μόνο τμήμα για λόγους ευκολίας, ώστε όλα να ταιριάζουν όμορφα και συμπαγή στο σχέδιο.

2. Είναι αποδεκτό ότι ο άξονας πηγαίνει από αριστερά προς τα δεξιά και ο άξονας πηγαίνει από κάτω προς τα πάνω

3. Τέμνονται κάθετα, και το σημείο τομής τους ονομάζεται αρχή. Υποδεικνύεται με ένα γράμμα.

4. Κατά τη γραφή των συντεταγμένων ενός σημείου, για παράδειγμα, στα αριστερά στην παρένθεση υπάρχει η συντεταγμένη του σημείου κατά μήκος του άξονα, και στα δεξιά, κατά μήκος του άξονα. Συγκεκριμένα, σημαίνει απλώς ότι στο σημείο

5. Για να ορίσετε οποιοδήποτε σημείο άξονα συντεταγμένων, πρέπει να υποδείξετε τις συντεταγμένες του (2 αριθμοί)

6. Για οποιοδήποτε σημείο βρίσκεται στον άξονα,

7. Για οποιοδήποτε σημείο βρίσκεται στον άξονα,

8. Ο άξονας ονομάζεται άξονας x

9. Ο άξονας ονομάζεται άξονας y

Τώρα ας κάνουμε το επόμενο βήμα: σημειώστε δύο σημεία. Ας συνδέσουμε αυτά τα δύο σημεία με ένα τμήμα. Και θα βάλουμε το βέλος σαν να σχεδιάζαμε ένα τμήμα από σημείο σε σημείο: δηλαδή, θα κάνουμε το τμήμα μας κατευθυνόμενο!

Θυμάστε τι ονομάζεται ένα άλλο κατευθυντικό τμήμα; Σωστά, λέγεται διάνυσμα!

Έτσι, αν συνδέσουμε τελεία με τελεία, και η αρχή θα είναι το σημείο Α και το τέλος το σημείο Β,τότε παίρνουμε ένα διάνυσμα. Έκανες και αυτή την κατασκευή στην 8η δημοτικού, θυμάσαι;

Αποδεικνύεται ότι τα διανύσματα, όπως και τα σημεία, μπορούν να συμβολίζονται με δύο αριθμούς: αυτοί οι αριθμοί ονομάζονται διανυσματικές συντεταγμένες. Ερώτηση: Πιστεύετε ότι αρκεί να γνωρίζουμε τις συντεταγμένες της αρχής και του τέλους ενός διανύσματος για να βρούμε τις συντεταγμένες του; Αποδεικνύεται ότι ναι! Και αυτό γίνεται πολύ απλά:

Έτσι, εφόσον σε ένα διάνυσμα το σημείο είναι η αρχή και το σημείο είναι το τέλος, το διάνυσμα έχει τις ακόλουθες συντεταγμένες:

Για παράδειγμα, εάν, τότε οι συντεταγμένες του διανύσματος

Τώρα ας κάνουμε το αντίθετο, βρούμε τις συντεταγμένες του διανύσματος. Τι πρέπει να αλλάξουμε για αυτό; Ναι, πρέπει να ανταλλάξετε την αρχή και το τέλος: τώρα η αρχή του διανύσματος θα είναι στο σημείο και το τέλος θα είναι στο σημείο. Επειτα:

Κοιτάξτε προσεκτικά, ποια είναι η διαφορά μεταξύ διανυσμάτων και; Η μόνη διαφορά τους είναι τα σημάδια στις συντεταγμένες. Είναι αντίθετα. Αυτό το γεγονός συνήθως γράφεται ως εξής:

Μερικές φορές, αν δεν δηλώνεται συγκεκριμένα ποιο σημείο είναι η αρχή του διανύσματος και ποιο το τέλος, τότε τα διανύσματα συμβολίζονται όχι με δύο κεφαλαία γράμματα, αλλά με ένα πεζό, για παράδειγμα: , κ.λπ.

Τώρα λίγο πρακτικήτον εαυτό σας και βρείτε τις συντεταγμένες των παρακάτω διανυσμάτων:

Εξέταση:

Λύστε τώρα ένα λίγο πιο δύσκολο πρόβλημα:

Ένα διάνυσμα με αρχή σε ένα σημείο έχει ένα co-or-di-na-you. Βρείτε τα σημεία abs-cis-su.

Όλα τα ίδια είναι αρκετά πεζά: Έστω οι συντεταγμένες του σημείου. Επειτα

Συνέταξα το σύστημα με βάση τον ορισμό του τι είναι οι διανυσματικές συντεταγμένες. Τότε το σημείο έχει συντεταγμένες. Μας ενδιαφέρει η τετμημένη. Επειτα

Απάντηση:

Τι άλλο μπορείτε να κάνετε με τα διανύσματα; Ναι, σχεδόν όλα είναι ίδια με τους συνηθισμένους αριθμούς (εκτός από το ότι δεν μπορείτε να διαιρέσετε, αλλά μπορείτε να πολλαπλασιάσετε με δύο τρόπους, έναν από τους οποίους θα συζητήσουμε εδώ λίγο αργότερα)

1. Τα διανύσματα μπορούν να προστεθούν μεταξύ τους
2. Τα διανύσματα μπορούν να αφαιρεθούν το ένα από το άλλο
3. Τα διανύσματα μπορούν να πολλαπλασιαστούν (ή να διαιρεθούν) με έναν αυθαίρετο μη μηδενικό αριθμό
4. Τα διανύσματα μπορούν να πολλαπλασιαστούν το ένα με το άλλο

Όλες αυτές οι πράξεις έχουν μια πολύ σαφή γεωμετρική αναπαράσταση. Για παράδειγμα, ο κανόνας του τριγώνου (ή παραλληλόγραμμου) για πρόσθεση και αφαίρεση:

Ένα διάνυσμα τεντώνεται ή συστέλλεται ή αλλάζει κατεύθυνση όταν πολλαπλασιάζεται ή διαιρείται με έναν αριθμό:

Ωστόσο, εδώ θα μας ενδιαφέρει το ερώτημα τι συμβαίνει με τις συντεταγμένες.

1. Όταν προσθέτουμε (αφαιρούμε) δύο διανύσματα, προσθέτουμε (αφαιρούμε) τις συντεταγμένες τους στοιχείο προς στοιχείο. Αυτό είναι:

2. Κατά τον πολλαπλασιασμό (διαίρεση) ενός διανύσματος με έναν αριθμό, όλες οι συντεταγμένες του πολλαπλασιάζονται (διαιρούνται) με αυτόν τον αριθμό:

Για παράδειγμα:

· Βρείτε την ποσότητα του co-or-di-nat αιώνα-to-ra.

Ας βρούμε πρώτα τις συντεταγμένες καθενός από τα διανύσματα. Και οι δύο έχουν την ίδια προέλευση - το σημείο προέλευσης. Τα άκρα τους είναι διαφορετικά. Επειτα, . Τώρα ας υπολογίσουμε τις συντεταγμένες του διανύσματος Τότε το άθροισμα των συντεταγμένων του διανύσματος που προκύπτει είναι ίσο.

Απάντηση:

Τώρα λύστε μόνοι σας το εξής πρόβλημα:

· Να βρείτε το άθροισμα των διανυσματικών συντεταγμένων

Ελέγχουμε:

Ας εξετάσουμε τώρα το εξής πρόβλημα: έχουμε δύο σημεία επίπεδο συντεταγμένων. Πώς να βρείτε την απόσταση μεταξύ τους; Ας είναι το πρώτο σημείο και το δεύτερο. Ας υποδηλώσουμε την απόσταση μεταξύ τους με. Ας κάνουμε το ακόλουθο σχέδιο για λόγους σαφήνειας:

Τι έκανα? Πρώτα απ 'όλα, συνδέθηκα τελείες και, αεπίσης από ένα σημείο τράβηξα μια ευθεία παράλληλη στον άξονα, και από ένα σημείο μια γραμμή παράλληλη στον άξονα. Τέμνονται σε ένα σημείο, σχηματίζοντας μια αξιοσημείωτη φιγούρα; Τι το ιδιαίτερο έχει; Ναι, εσύ κι εγώ γνωρίζουμε σχεδόν τα πάντα για το ορθογώνιο τρίγωνο. Λοιπόν, το Πυθαγόρειο θεώρημα σίγουρα. Το απαιτούμενο τμήμα είναι η υποτείνουσα αυτού του τριγώνου και τα τμήματα είναι τα σκέλη. Ποιες είναι οι συντεταγμένες του σημείου; Ναι, είναι εύκολο να βρεθούν από την εικόνα: Δεδομένου ότι τα τμήματα είναι παράλληλα με τους άξονες και, αντίστοιχα, τα μήκη τους είναι εύκολο να βρεθούν: αν υποδηλώσουμε τα μήκη των τμημάτων με, αντίστοιχα, τότε

Τώρα ας χρησιμοποιήσουμε το Πυθαγόρειο θεώρημα. Γνωρίζουμε τα μήκη των ποδιών, θα βρούμε την υποτείνουσα:

Έτσι, η απόσταση μεταξύ δύο σημείων είναι η ρίζα του αθροίσματος των τετραγωνικών διαφορών από τις συντεταγμένες. Ή - η απόσταση μεταξύ δύο σημείων είναι το μήκος του τμήματος που τα συνδέει. Είναι εύκολο να δει κανείς ότι η απόσταση μεταξύ των σημείων δεν εξαρτάται από την κατεύθυνση. Επειτα:

Από εδώ βγάζουμε τρία συμπεράσματα:

Ας εξασκηθούμε λίγο στον υπολογισμό της απόστασης μεταξύ δύο σημείων:

Για παράδειγμα, εάν, τότε η απόσταση μεταξύ και είναι ίση με

Ή ας πάμε αλλιώς: βρείτε τις συντεταγμένες του διανύσματος

Και βρείτε το μήκος του διανύσματος:

Όπως μπορείτε να δείτε, είναι το ίδιο πράγμα!

Τώρα εξασκηθείτε λίγο μόνοι σας:

Εργασία: βρείτε την απόσταση μεταξύ των υποδεικνυόμενων σημείων:

Ελέγχουμε:

Ακολουθούν μερικά ακόμη προβλήματα που χρησιμοποιούν τον ίδιο τύπο, αν και ακούγονται λίγο διαφορετικά:

1. Βρείτε το τετράγωνο του μήκους του βλεφάρου.

2. Βρείτε το τετράγωνο του μήκους του βλεφάρου

Νομίζω ότι τα αντιμετώπισες χωρίς δυσκολία; Ελέγχουμε:

1. Και αυτό για προσοχή) Έχουμε ήδη βρει τις συντεταγμένες των διανυσμάτων νωρίτερα: . Τότε το διάνυσμα έχει συντεταγμένες. Το τετράγωνο του μήκους του θα είναι ίσο με:

2. Να βρείτε τις συντεταγμένες του διανύσματος

Τότε το τετράγωνο του μήκους του είναι

Τίποτα περίπλοκο, σωστά; Απλή αριθμητική, τίποτα παραπάνω.

Τα ακόλουθα προβλήματα δεν μπορούν να ταξινομηθούν με σαφήνεια· αφορούν περισσότερο τη γενική ευρυμάθεια και την ικανότητα σχεδίασης απλών εικόνων.

1. Βρείτε το ημίτονο της γωνίας από την τομή, συνδέοντας το σημείο, με τον άξονα της τετμημένης.

Και

Πώς θα προχωρήσουμε εδώ; Πρέπει να βρούμε το ημίτονο της γωνίας μεταξύ και του άξονα. Πού μπορούμε να ψάξουμε για ημιτονοειδή; Σωστά, σε ορθογώνιο τρίγωνο. Τι πρέπει να κάνουμε λοιπόν; Φτιάξτε αυτό το τρίγωνο!

Αφού οι συντεταγμένες του σημείου είναι και, τότε το τμήμα είναι ίσο με, και το τμήμα. Πρέπει να βρούμε το ημίτονο της γωνίας. Να σας υπενθυμίσω ότι το ημίτονο είναι η αναλογία της αντίθετης πλευράς προς την υποτείνουσα, λοιπόν

Τι μας μένει να κάνουμε; Βρείτε την υποτείνουσα. Μπορείτε να το κάνετε αυτό με δύο τρόπους: χρησιμοποιώντας το Πυθαγόρειο θεώρημα (τα σκέλη είναι γνωστά!) ή χρησιμοποιώντας τον τύπο για την απόσταση μεταξύ δύο σημείων (στην πραγματικότητα, το ίδιο με την πρώτη μέθοδο!). Θα πάω στον δεύτερο δρόμο:

Απάντηση:

Η επόμενη εργασία θα σας φανεί ακόμα πιο εύκολη. Είναι στις συντεταγμένες του σημείου.

Εργασία 2.Από το σημείο που το per-pen-di-ku-lyar χαμηλώνει στον άξονα ab-ciss. Nai-di-te abs-cis-su os-no-va-niya per-pen-di-ku-la-ra.

Ας κάνουμε ένα σχέδιο:

Η βάση μιας κάθετης είναι το σημείο στο οποίο τέμνει τον άξονα x (άξονας), για μένα αυτό είναι ένα σημείο. Το σχήμα δείχνει ότι έχει συντεταγμένες: . Μας ενδιαφέρει η τετμημένη - δηλαδή η συνιστώσα "x". Είναι ίση.

Απάντηση: .

Εργασία 3.Στις συνθήκες του προηγούμενου προβλήματος να βρείτε το άθροισμα των αποστάσεων από το σημείο έως τους άξονες συντεταγμένων.

Η εργασία είναι γενικά στοιχειώδης εάν γνωρίζετε ποια είναι η απόσταση από ένα σημείο στους άξονες. Ξέρεις? Ελπίζω, αλλά και πάλι σας υπενθυμίζω:

Λοιπόν, στο σχέδιό μου ακριβώς από πάνω, έχω ήδη σχεδιάσει μια τέτοια κάθετη; Σε ποιον άξονα βρίσκεται; Προς τον άξονα. Και ποιο είναι το μήκος του τότε; Είναι ίση. Τώρα σχεδιάστε μόνοι σας μια κάθετη στον άξονα και βρείτε το μήκος της. Θα είναι ίσο, σωστά; Τότε το άθροισμά τους είναι ίσο.

Απάντηση: .

Εργασία 4.Στις συνθήκες της εργασίας 2, να βρείτε τη τεταγμένη ενός σημείου συμμετρικού προς το σημείο σε σχέση με τον άξονα της τετμημένης.

Νομίζω ότι είναι διαισθητικά σαφές για εσάς τι είναι η συμμετρία; Πολλά αντικείμενα το έχουν: πολλά κτίρια, τραπέζια, αεροπλάνα, πολλά γεωμετρικά σχήματα: μπάλα, κύλινδρος, τετράγωνο, ρόμβος κ.λπ. Σε γενικές γραμμές, η συμμετρία μπορεί να γίνει κατανοητή ως εξής: ένα σχήμα αποτελείται από δύο (ή περισσότερα) ίδια μισά. Αυτή η συμμετρία ονομάζεται αξονική συμμετρία. Τι είναι λοιπόν ένας άξονας; Αυτή είναι ακριβώς η γραμμή κατά μήκος της οποίας το σχήμα μπορεί, σχετικά μιλώντας, να «κοπεί» σε ίσα μισά (σε αυτήν την εικόνα ο άξονας συμμετρίας είναι ευθύς):

Τώρα ας επιστρέψουμε στο έργο μας. Γνωρίζουμε ότι αναζητούμε ένα σημείο που να είναι συμμετρικό ως προς τον άξονα. Τότε αυτός ο άξονας είναι ο άξονας συμμετρίας. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να σημειώσουμε ένα σημείο έτσι ώστε ο άξονας να κόβει το τμήμα σε δύο ίσα μέρη. Προσπαθήστε να σημειώσετε μόνοι σας ένα τέτοιο σημείο. Συγκρίνετε τώρα με τη λύση μου:

Σου λειτούργησε με τον ίδιο τρόπο; Πρόστιμο! Μας ενδιαφέρει η τεταγμένη του σημείου που βρέθηκε. Είναι ίσο

Απάντηση:

Τώρα πείτε μου, αφού σκεφτώ για λίγα δευτερόλεπτα, ποια θα είναι η τετμημένη ενός σημείου συμμετρικού προς το σημείο Α σε σχέση με την τεταγμένη; Ποιά είναι η απάντηση σου? Σωστή απάντηση: .

Γενικά, ο κανόνας μπορεί να γραφτεί ως εξής:

Ένα σημείο συμμετρικό προς ένα σημείο σε σχέση με τον άξονα της τετμημένης έχει τις συντεταγμένες:

Ένα σημείο συμμετρικό σε ένα σημείο σε σχέση με τον άξονα τεταγμένων έχει συντεταγμένες:

Λοιπόν, τώρα είναι εντελώς τρομακτικό έργο: να βρείτε τις συντεταγμένες ενός σημείου συμμετρικού προς το σημείο που σχετίζεται με την αρχή. Πρώτα σκέφτεσαι μόνος σου και μετά κοιτάς το σχέδιό μου!

Απάντηση:

Τώρα πρόβλημα παραλληλογράμμου:

Εργασία 5: Τα σημεία εμφανίζονται ver-shi-na-mi pa-ral-le-lo-gram-ma. Βρείτε ή-δι-σε-αυτό το σημείο.

Μπορείτε να λύσετε αυτό το πρόβλημα με δύο τρόπους: τη λογική και τη μέθοδο συντεταγμένων. Θα χρησιμοποιήσω πρώτα τη μέθοδο συντεταγμένων και μετά θα σας πω πώς μπορείτε να το λύσετε διαφορετικά.

Είναι απολύτως σαφές ότι η τετμημένη του σημείου είναι ίση. (βρίσκεται στην κάθετο που σύρεται από το σημείο προς τον άξονα της τετμημένης). Πρέπει να βρούμε τη τεταγμένη. Ας εκμεταλλευτούμε το γεγονός ότι το σχήμα μας είναι παραλληλόγραμμο, αυτό σημαίνει ότι. Ας βρούμε το μήκος του τμήματος χρησιμοποιώντας τον τύπο για την απόσταση μεταξύ δύο σημείων:

Χαμηλώνουμε την κάθετη που συνδέει το σημείο με τον άξονα. Θα δηλώσω το σημείο τομής με ένα γράμμα.

Το μήκος του τμήματος είναι ίσο. (βρείτε μόνοι σας το πρόβλημα εκεί που συζητήσαμε αυτό το σημείο), τότε θα βρούμε το μήκος του τμήματος χρησιμοποιώντας το Πυθαγόρειο θεώρημα:

Το μήκος ενός τμήματος συμπίπτει ακριβώς με την τεταγμένη του.

Απάντηση: .

Άλλη λύση (θα δώσω απλώς μια εικόνα που το δείχνει)

Πρόοδος λύσης:

1. Διεξαγωγή

2. Να βρείτε τις συντεταγμένες του σημείου και του μήκους

3. Αποδείξτε ότι.

Αλλο ένα πρόβλημα μήκους τμήματος:

Τα σημεία εμφανίζονται στην κορυφή του τριγώνου. Βρείτε το μήκος της μέσης γραμμής του, παράλληλο.

Θυμάστε τι είναι ΜΕΣΑΙΑ ΣΕΙΡΑτρίγωνο? Τότε αυτή η εργασία είναι στοιχειώδης για εσάς. Αν δεν θυμάστε, θα σας υπενθυμίσω: η μέση γραμμή ενός τριγώνου είναι η γραμμή που συνδέει τα μέσα των απέναντι πλευρών. Είναι παράλληλη με τη βάση και ίση με το μισό της.

Η βάση είναι ένα τμήμα. Έπρεπε να ψάξουμε νωρίτερα το μήκος του, είναι ίσο. Τότε το μήκος της μεσαίας γραμμής είναι το μισό μεγαλύτερο και ίσο.

Απάντηση: .

Σχόλιο: αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με άλλο τρόπο, στον οποίο θα αναφερθούμε λίγο αργότερα.

Εν τω μεταξύ, εδώ είναι μερικά προβλήματα για εσάς, εξασκηθείτε σε αυτά, είναι πολύ απλά, αλλά σας βοηθούν να γίνετε καλύτεροι στη χρήση της μεθόδου συντεταγμένων!

1. Οι πόντοι είναι η κορυφή των παραστάσεων. Βρείτε το μήκος της μέσης γραμμής του.

2. Σημεία και εμφανίσεις ver-shi-na-mi pa-ral-le-lo-gram-ma. Βρείτε ή-δι-σε-αυτό το σημείο.

3. Βρείτε το μήκος από το κόψιμο, συνδέοντας το σημείο και

4. Βρείτε την περιοχή πίσω από την έγχρωμη φιγούρα στο επίπεδο συντεταγμένων.

5. Από το σημείο διέρχεται κύκλος με κέντρο σε na-cha-le ko-or-di-nat. Βρείτε το ra-di-us της.

6. Βρε-δι-τε ρα-δι-ους του κυκλου, περιγραφε-σαν-νοου για το ορθο-γωνιο-νο-κα, οι κορυφες κατι εχουν συν-ή -δι-να-εισαι τοσο-υπευθυνος.

Λύσεις:

1. Είναι γνωστό ότι η μέση γραμμή ενός τραπεζοειδούς είναι ίση με το μισό του αθροίσματος των βάσεων του. Η βάση είναι ίση, και η βάση. Επειτα

Απάντηση:

2. Ο ευκολότερος τρόπος για να λύσετε αυτό το πρόβλημα είναι να σημειώσετε ότι (κανόνας παραλληλογράμμου). Ο υπολογισμός των συντεταγμένων των διανυσμάτων δεν είναι δύσκολος: . Κατά την προσθήκη διανυσμάτων, προστίθενται οι συντεταγμένες. Μετά έχει συντεταγμένες. Το σημείο έχει και αυτές τις συντεταγμένες, αφού η αρχή του διανύσματος είναι το σημείο με τις συντεταγμένες. Μας ενδιαφέρει η τεταγμένη. Είναι ίση.

Απάντηση:

3. Ενεργούμε αμέσως σύμφωνα με τον τύπο για την απόσταση μεταξύ δύο σημείων:

Απάντηση:

4. Κοιτάξτε την εικόνα και πείτε μου σε ποιες δύο φιγούρες βρίσκεται η σκιασμένη περιοχή ανάμεσα σε "σάντουιτς"; Είναι στριμωγμένο ανάμεσα σε δύο τετράγωνα. Τότε το εμβαδόν του επιθυμητού σχήματος είναι ίσο με το εμβαδόν του μεγάλου τετραγώνου μείον το εμβαδόν του μικρού. Πλευρά μικρή πλατείαείναι ένα τμήμα που συνδέει σημεία και το μήκος του είναι

Τότε η περιοχή της μικρής πλατείας είναι

Κάνουμε ακριβώς το ίδιο με μεγάλη πλατεία: η πλευρά του είναι ένα τμήμα που συνδέει τα σημεία και το μήκος του είναι

Τότε το εμβαδόν της μεγάλης πλατείας είναι

Βρίσκουμε την περιοχή του επιθυμητού σχήματος χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Απάντηση:

5. Αν ένας κύκλος έχει την αρχή ως κέντρο του και διέρχεται από ένα σημείο, τότε η ακτίνα του θα είναι ακριβώς ίση με το μήκος του τμήματος (κάντε ένα σχέδιο και θα καταλάβετε γιατί αυτό είναι προφανές). Ας βρούμε το μήκος αυτού του τμήματος:

Απάντηση:

6. Είναι γνωστό ότι η ακτίνα ενός κύκλου που περιβάλλεται γύρω από ένα ορθογώνιο είναι ίση με το ήμισυ της διαγώνιός του. Ας βρούμε το μήκος οποιασδήποτε από τις δύο διαγωνίους (άλλωστε σε ένα ορθογώνιο είναι ίσες!)

Απάντηση:

Λοιπόν, τα κατάφερες με όλα; Δεν ήταν πολύ δύσκολο να το καταλάβω, σωστά; Υπάρχει μόνο ένας κανόνας εδώ - μπορείτε να δημιουργήσετε μια οπτική εικόνα και απλά να "διαβάσετε" όλα τα δεδομένα από αυτήν.

Μας μένουν πολύ λίγα. Υπάρχουν κυριολεκτικά δύο ακόμη σημεία που θα ήθελα να συζητήσω.

Ας προσπαθήσουμε να λύσουμε αυτό το απλό πρόβλημα. Αφήστε δύο βαθμούς και δίνονται. Να βρείτε τις συντεταγμένες του μέσου του τμήματος. Η λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι η εξής: αφήστε το σημείο να είναι το επιθυμητό μέσο, ​​τότε έχει συντεταγμένες:

Αυτό είναι: συντεταγμένες του μέσου του τμήματος = ο αριθμητικός μέσος όρος των αντίστοιχων συντεταγμένων των άκρων του τμήματος.

Αυτός ο κανόνας είναι πολύ απλός και συνήθως δεν προκαλεί δυσκολίες στους μαθητές. Ας δούμε σε ποια προβλήματα και πώς χρησιμοποιείται:

1. Find-di-te or-di-na-tu se-re-di-ny from-cut, connect-the-point και

2. Οι πόντοι φαίνεται να είναι η κορυφή του κόσμου. Find-di-te or-di-na-tu points per-re-se-che-niya του dia-go-na-ley του.

3. Βρείτε-δι-τε abs-cis-su κέντρο του κύκλου, περιγράψτε-san-noy σχετικά με το ορθογώνιο-νο-κα, οι κορυφές του κάτι έχουν co-or-di-na-σας τόσο-υπεύθυνα-αλλά.

Λύσεις:

1. Το πρώτο πρόβλημα είναι απλά ένα κλασικό. Προχωράμε αμέσως στον προσδιορισμό της μέσης του τμήματος. Έχει συντεταγμένες. Η τεταγμένη είναι ίση.

Απάντηση:

2. Είναι εύκολο να δούμε ότι αυτό το τετράπλευρο είναι παραλληλόγραμμο (ακόμα και ρόμβος!). Μπορείτε να το αποδείξετε μόνοι σας υπολογίζοντας τα μήκη των πλευρών και συγκρίνοντάς τα μεταξύ τους. Τι γνωρίζω για τα παραλληλόγραμμα; Οι διαγώνιοι του χωρίζονται στο μισό με το σημείο τομής! Ναι! Ποιο είναι λοιπόν το σημείο τομής των διαγωνίων; Αυτή είναι η μέση οποιασδήποτε από τις διαγωνίους! Θα επιλέξω, συγκεκριμένα, τη διαγώνιο. Τότε το σημείο έχει συντεταγμένες Η τεταγμένη του σημείου είναι ίση με.

Απάντηση:

3. Με τι συμπίπτει το κέντρο του κύκλου που περιγράφεται γύρω από το ορθογώνιο; Συμπίπτει με το σημείο τομής των διαγωνίων του. Τι γνωρίζετε για τις διαγώνιες ενός ορθογωνίου; Είναι ίσα και το σημείο τομής τους χωρίζει στο μισό. Το έργο περιορίστηκε στο προηγούμενο. Ας πάρουμε, για παράδειγμα, τη διαγώνιο. Τότε αν είναι το κέντρο του κύκλου, τότε είναι το μέσο. Ψάχνω για συντεταγμένες: Το τετμημένο είναι ίσο.

Απάντηση:

Τώρα εξασκηθείτε λίγο μόνοι σας, θα δώσω απλώς τις απαντήσεις σε κάθε πρόβλημα, ώστε να μπορείτε να δοκιμάσετε τον εαυτό σας.

1. Βρείτε-δι-τε ρα-δι-ους του κύκλου, περιγράψτε-σαν-νόι για το τρίγωνο-νο-κα, οι κορυφές του κάτι έχουν ένα συν-ορ-ντι -όχι κυρίους

2. Βρείτε-di-te ή-di-on-αυτό το κέντρο του κύκλου, περιγράψτε-san-noy σχετικά με το τρίγωνο-no-ka, οι κορυφές του οποίου έχουν συντεταγμένες

3. Τι είδους ra-di-u-sa πρέπει να υπάρχει ένας κύκλος με κέντρο σε σημείο ώστε να εφάπτεται στον άξονα ab-ciss;

4. Βρείτε-δι-αυτά ή-δι-εκείνο το σημείο επανατοποθέτησης του άξονα και από-κοπή, συνδέστε-το-σημείο και

Απαντήσεις:

Ήταν όλα επιτυχημένα; Το ελπίζω πραγματικά! Τώρα - η τελευταία ώθηση. Τώρα να είστε ιδιαίτερα προσεκτικοί. Το υλικό που θα εξηγήσω τώρα σχετίζεται άμεσα όχι μόνο με απλές εργασίεςστη μέθοδο συντεταγμένων από το μέρος Β, αλλά βρίσκεται επίσης παντού στο πρόβλημα Γ2.

Ποια από τις υποσχέσεις μου δεν έχω τηρήσει ακόμη; Θυμάστε ποιες πράξεις σε διανύσματα υποσχέθηκα να εισαγάγω και ποιες τελικά εισήγαγα; Είσαι σίγουρος ότι δεν ξέχασα τίποτα; Ξεχάσατε! Ξέχασα να εξηγήσω τι σημαίνει διανυσματικός πολλαπλασιασμός.

Υπάρχουν δύο τρόποι για να πολλαπλασιάσουμε ένα διάνυσμα με ένα διάνυσμα. Ανάλογα με την επιλεγμένη μέθοδο, θα λάβουμε αντικείμενα διαφορετικής φύσης:

Το cross product γίνεται αρκετά έξυπνα. Θα συζητήσουμε πώς να το κάνουμε και γιατί χρειάζεται στο επόμενο άρθρο. Και σε αυτό θα επικεντρωθούμε στο βαθμωτό προϊόν.

Υπάρχουν δύο τρόποι που μας επιτρέπουν να το υπολογίσουμε:

Όπως μαντέψατε, το αποτέλεσμα πρέπει να είναι το ίδιο! Ας δούμε λοιπόν πρώτα την πρώτη μέθοδο:

Το προϊόν με τελείες μέσω συντεταγμένων

Βρείτε: - γενικά αποδεκτή σημείωση για βαθμωτό προϊόν

Ο τύπος για τον υπολογισμό έχει ως εξής:

Δηλαδή το κλιμακωτό γινόμενο = το άθροισμα των γινομένων των διανυσματικών συντεταγμένων!

Παράδειγμα:

Βρε-ντι-τε

Λύση:

Ας βρούμε τις συντεταγμένες καθενός από τα διανύσματα:

Υπολογίζουμε το βαθμωτό γινόμενο χρησιμοποιώντας τον τύπο:

Απάντηση:

Βλέπετε, απολύτως τίποτα περίπλοκο!

Λοιπόν, τώρα δοκιμάστε το μόνοι σας:

· Βρείτε ένα βαθμωτό pro-iz-ve-de-nie αιώνων και

Κατάφερες? Ίσως παρατηρήσατε ένα μικρό αλιεύμα; Ας ελέγξουμε:

Διανυσματικές συντεταγμένες, όπως και στο προηγούμενο πρόβλημα! Απάντηση: .

Εκτός από τη συντεταγμένη, υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να υπολογιστεί το βαθμωτό γινόμενο, δηλαδή, μέσω των μηκών των διανυσμάτων και του συνημιτόνου της μεταξύ τους γωνίας:

Δηλώνει τη γωνία μεταξύ των διανυσμάτων και.

Δηλαδή, το βαθμωτό γινόμενο είναι ίσο με το γινόμενο των μηκών των διανυσμάτων και του συνημιτόνου της μεταξύ τους γωνίας.

Γιατί χρειαζόμαστε αυτόν τον δεύτερο τύπο, αν έχουμε τον πρώτο, ο οποίος είναι πολύ πιο απλός, τουλάχιστον δεν υπάρχουν συνημίτονα σε αυτόν. Και είναι απαραίτητο για να μπορούμε από τον πρώτο και τον δεύτερο τύπο να συμπεράνουμε εγώ και εσύ πώς να βρίσκουμε τη γωνία μεταξύ των διανυσμάτων!

Αφήστε Τότε θυμηθείτε τον τύπο για το μήκος του διανύσματος!

Στη συνέχεια, αν αντικαταστήσω αυτά τα δεδομένα στον τύπο του κλιμακωτού προϊόντος, λαμβάνω:

Αλλά με άλλο τρόπο:

Τι πήραμε λοιπόν εσύ και εγώ; Τώρα έχουμε έναν τύπο που μας επιτρέπει να υπολογίσουμε τη γωνία μεταξύ δύο διανυσμάτων! Μερικές φορές γράφεται και ως εξής για συντομία:

Δηλαδή, ο αλγόριθμος για τον υπολογισμό της γωνίας μεταξύ των διανυσμάτων είναι ο εξής:

1. Υπολογίστε το βαθμωτό γινόμενο μέσω συντεταγμένων
2. Βρείτε τα μήκη των διανυσμάτων και πολλαπλασιάστε τα
3. Διαιρέστε το αποτέλεσμα του σημείου 1 με το αποτέλεσμα του σημείου 2

Ας εξασκηθούμε με παραδείγματα:

1. Βρείτε τη γωνία μεταξύ των βλεφάρων και. Δώστε την απάντηση στο grad-du-sah.

2. Στις συνθήκες του προηγούμενου προβλήματος να βρείτε το συνημίτονο μεταξύ των διανυσμάτων

Ας κάνουμε αυτό: Θα σας βοηθήσω να λύσετε το πρώτο πρόβλημα και προσπαθήστε να κάνετε το δεύτερο μόνοι σας! Συμφωνώ? Τότε ας ξεκινήσουμε!

1. Αυτοί οι φορείς είναι οι παλιοί μας φίλοι. Έχουμε ήδη υπολογίσει το βαθμωτό γινόμενο τους και ήταν ίσο. Οι συντεταγμένες τους είναι: , . Στη συνέχεια βρίσκουμε τα μήκη τους:

Στη συνέχεια αναζητούμε το συνημίτονο μεταξύ των διανυσμάτων:

Ποιο είναι το συνημίτονο της γωνίας; Αυτή είναι η γωνία.

Απάντηση:

Λοιπόν, τώρα λύστε μόνοι σας το δεύτερο πρόβλημα και μετά συγκρίνετε! Θα δώσω μια πολύ σύντομη λύση:

2. έχει συντεταγμένες, έχει συντεταγμένες.

Έστω η γωνία μεταξύ των διανυσμάτων και, τότε

Απάντηση:

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα προβλήματα απευθείας στα διανύσματα και η μέθοδος συντεταγμένων στο μέρος Β χαρτί εξετάσεωναρκετά σπάνιο. Ωστόσο, η συντριπτική πλειοψηφία των προβλημάτων C2 μπορούν εύκολα να λυθούν με την εισαγωγή ενός συστήματος συντεταγμένων. Μπορείτε λοιπόν να θεωρήσετε αυτό το άρθρο το θεμέλιο με βάση το οποίο θα φτιάξουμε αρκετά έξυπνες κατασκευές που θα χρειαστεί να λύσουμε σύνθετες εργασίες.

ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΚΑΙ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΑ. ΜΕΣΟ ΕΠΙΠΕΔΟ

Εσείς και εγώ συνεχίζουμε να μελετάμε τη μέθοδο συντεταγμένων. Στο τελευταίο μέρος, αντλήσαμε μια σειρά σημαντικών τύπων που σας επιτρέπουν να:

1. Βρείτε διανυσματικές συντεταγμένες
2. Βρείτε το μήκος ενός διανύσματος (εναλλακτικά: την απόσταση μεταξύ δύο σημείων)
3. Προσθήκη και αφαίρεση διανυσμάτων. Πολλαπλασιάστε τα με έναν πραγματικό αριθμό
4. Βρείτε το μέσο ενός τμήματος
5. Υπολογίστε το γινόμενο κουκίδων των διανυσμάτων
6. Βρείτε τη γωνία μεταξύ των διανυσμάτων

Φυσικά, ολόκληρη η μέθοδος συντεταγμένων δεν χωράει σε αυτά τα 6 σημεία. Βρίσκεται στη βάση μιας τέτοιας επιστήμης όπως η αναλυτική γεωμετρία, με την οποία θα εξοικειωθείτε στο πανεπιστήμιο. Θέλω απλώς να χτίσω ένα θεμέλιο που θα σας επιτρέψει να λύσετε προβλήματα σε ένα μόνο κράτος. εξέταση. Έχουμε ασχοληθεί με τα καθήκοντα του Μέρους Β. Τώρα είναι ώρα να προχωρήσουμε σε ένα εντελώς νέο επίπεδο! Αυτό το άρθρο θα αφιερωθεί σε μια μέθοδο για την επίλυση των προβλημάτων C2 στα οποία θα ήταν λογικό να μεταβείτε στη μέθοδο συντεταγμένων. Αυτός ο λογισμός καθορίζεται από το τι απαιτείται να βρεθεί στο πρόβλημα και το μέγεθος που δίνεται. Έτσι, θα χρησιμοποιούσα τη μέθοδο συντεταγμένων εάν οι ερωτήσεις είναι:

1. Βρείτε τη γωνία μεταξύ δύο επιπέδων
2. Βρείτε τη γωνία μεταξύ ευθείας και επιπέδου
3. Βρείτε τη γωνία μεταξύ δύο ευθειών
4. Βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε ένα επίπεδο
5. Βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία
6. Βρείτε την απόσταση από μια ευθεία γραμμή σε ένα επίπεδο
7. Βρείτε την απόσταση μεταξύ δύο γραμμών

Εάν το σχήμα που δίνεται στη δήλωση προβλήματος είναι ένα σώμα περιστροφής (μπάλα, κύλινδρος, κώνος...)

Τα κατάλληλα στοιχεία για τη μέθοδο συντεταγμένων είναι:

1. Ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο
2. Πυραμίδα (τριγωνική, τετράγωνη, εξαγωνική)

Επίσης από την εμπειρία μου είναι ακατάλληλη η χρήση της μεθόδου συντεταγμένων για:

1. Εύρεση περιοχών διατομής
2. Υπολογισμός όγκων σωμάτων

Ωστόσο, θα πρέπει αμέσως να σημειωθεί ότι οι τρεις «μη ευνοϊκές» καταστάσεις για τη μέθοδο συντεταγμένων είναι αρκετά σπάνιες στην πράξη. Στις περισσότερες εργασίες, μπορεί να γίνει ο σωτήρας σας, ειδικά αν δεν είστε πολύ καλοί στις τρισδιάστατες κατασκευές (που μερικές φορές μπορεί να είναι αρκετά περίπλοκες).

Ποια είναι όλα τα στοιχεία που ανέφερα παραπάνω; Δεν είναι πια επίπεδα, όπως, για παράδειγμα, ένα τετράγωνο, ένα τρίγωνο, ένας κύκλος, αλλά ογκώδεις! Συνεπώς, πρέπει να εξετάσουμε όχι ένα δισδιάστατο, αλλά ένα τρισδιάστατο σύστημα συντεταγμένων. Είναι αρκετά εύκολο να κατασκευαστεί: απλώς εκτός από τον άξονα τετμημένης και τεταγμένης, θα εισαγάγουμε έναν άλλο άξονα, τον άξονα εφαρμογής. Το σχήμα δείχνει σχηματικά τη σχετική τους θέση:

Όλα είναι κάθετα μεταξύ τους και τέμνονται σε ένα σημείο, το οποίο θα ονομάσουμε αρχή συντεταγμένων. Όπως και πριν, θα συμβολίσουμε τον άξονα της τετμημένης, τον άξονα τεταγμένης - , και τον εισαγόμενο άξονα εφαρμογής - .

Εάν προηγουμένως κάθε σημείο στο επίπεδο χαρακτηριζόταν από δύο αριθμούς - την τετμημένη και την τεταγμένη, τότε κάθε σημείο στο διάστημα περιγράφεται ήδη με τρεις αριθμούς - την τετμημένη, την τεταγμένη και την εφαρμογή. Για παράδειγμα:

Αντίστοιχα, η τετμημένη ενός σημείου είναι ίση, η τεταγμένη είναι , και η εφαρμογή είναι .

Μερικές φορές η τετμημένη ενός σημείου ονομάζεται επίσης προβολή ενός σημείου στον άξονα της τετμημένης, η τεταγμένη - η προβολή ενός σημείου στον άξονα τεταγμένης και η εφαρμογή - η προβολή ενός σημείου στον άξονα εφαρμογής. Αντίστοιχα, αν δίνεται ένα σημείο, τότε ένα σημείο με συντεταγμένες:

ονομάζεται η προβολή ενός σημείου σε ένα επίπεδο

ονομάζεται η προβολή ενός σημείου σε ένα επίπεδο

Τίθεται ένα φυσικό ερώτημα: ισχύουν στο χώρο όλοι οι τύποι που προκύπτουν για τη δισδιάστατη περίπτωση; Η απάντηση είναι ναι, είναι δίκαιοι και έχουν την ίδια εμφάνιση. Για μια μικρή λεπτομέρεια. Νομίζω ότι έχετε ήδη μαντέψει ποιο είναι. Σε όλους τους τύπους θα πρέπει να προσθέσουμε έναν ακόμη όρο υπεύθυνο για τον άξονα εφαρμογής. Και συγκεκριμένα.

1. Αν δίνονται δύο βαθμοί: , τότε:

• Διανυσματικές συντεταγμένες:
• Απόσταση μεταξύ δύο σημείων (ή διανυσματικό μήκος)
• Το μέσο του τμήματος έχει συντεταγμένες

2. Αν δίνονται δύο διανύσματα: και, τότε:

• Το κλιμακωτό γινόμενο τους είναι ίσο με:
• Το συνημίτονο της γωνίας μεταξύ των διανυσμάτων είναι ίσο με:

Ωστόσο, ο χώρος δεν είναι τόσο απλός. Όπως καταλαβαίνετε, η προσθήκη μιας ακόμη συντεταγμένης εισάγει σημαντική ποικιλομορφία στο φάσμα των μορφών που «ζουν» σε αυτόν τον χώρο. Και για περαιτέρω αφήγηση θα χρειαστεί να εισαγάγω κάποια, χονδρικά μιλώντας, «γενίκευση» της ευθείας γραμμής. Αυτή η «γενίκευση» θα είναι ένα επίπεδο. Τι γνωρίζετε για το αεροπλάνο; Προσπαθήστε να απαντήσετε στην ερώτηση, τι είναι ένα αεροπλάνο; Είναι πολύ δύσκολο να το πω. Ωστόσο, όλοι φανταζόμαστε διαισθητικά πώς μοιάζει:

Σε γενικές γραμμές, αυτό είναι ένα είδος ατελείωτου "σεντόνι" κολλημένο στο διάστημα. Το "άπειρο" πρέπει να γίνει κατανοητό ότι το επίπεδο εκτείνεται προς όλες τις κατευθύνσεις, δηλαδή, η περιοχή του είναι ίση με το άπειρο. Ωστόσο, αυτή η «πρακτική» εξήγηση δεν δίνει την παραμικρή ιδέα για τη δομή του αεροπλάνου. Και είναι αυτή που θα ενδιαφερθεί για εμάς.

Ας θυμηθούμε ένα από τα βασικά αξιώματα της γεωμετρίας:

• μια ευθεία διέρχεται από δύο διαφορετικά σημεία σε ένα επίπεδο και μόνο ένα:

Ή το ανάλογό του στο διάστημα:

Φυσικά, θυμάστε πώς να εξάγετε την εξίσωση μιας ευθείας από δύο δεδομένα σημεία· δεν είναι καθόλου δύσκολο: αν το πρώτο σημείο έχει συντεταγμένες: και το δεύτερο, τότε η εξίσωση της ευθείας θα είναι η εξής:

Το πήρες στην 7η δημοτικού. Στο διάστημα, η εξίσωση μιας ευθείας μοιάζει με αυτό: ας μας δοθούν δύο σημεία με συντεταγμένες: , τότε η εξίσωση της ευθείας που διέρχεται από αυτά έχει τη μορφή:

Για παράδειγμα, μια γραμμή διέρχεται από σημεία:

Πώς πρέπει να γίνει κατανοητό αυτό; Αυτό θα πρέπει να γίνει κατανοητό ως εξής: ένα σημείο βρίσκεται σε μια ευθεία εάν οι συντεταγμένες του ικανοποιούν το ακόλουθο σύστημα:

Δεν θα μας ενδιαφέρει πολύ η εξίσωση μιας ευθείας, αλλά πρέπει να δώσουμε προσοχή στην πολύ σημαντική έννοια του διανύσματος κατεύθυνσης μιας ευθείας. - κάθε μη μηδενικό διάνυσμα που βρίσκεται σε μια δεδομένη ευθεία ή παράλληλη σε αυτήν.

Για παράδειγμα, και τα δύο διανύσματα είναι διανύσματα κατεύθυνσης μιας ευθείας γραμμής. Έστω ένα σημείο που βρίσκεται σε μια ευθεία και έστω το διάνυσμα κατεύθυνσής της. Τότε η εξίσωση της γραμμής μπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή:

Για άλλη μια φορά, δεν θα με ενδιαφέρει πολύ η εξίσωση μιας ευθείας γραμμής, αλλά χρειάζομαι πραγματικά να θυμάστε τι είναι το διάνυσμα κατεύθυνσης! Πάλι: Αυτό είναι ΟΠΟΙΟΔΗΠΟΤΕ μη μηδενικό διάνυσμα που βρίσκεται σε μια ευθεία ή παράλληλη σε αυτήν.

Αποσύρω εξίσωση ενός επιπέδου που βασίζεται σε τρία δεδομένα σημείαδεν είναι πλέον τόσο ασήμαντο, και συνήθως αυτό το θέμα δεν αντιμετωπίζεται στην πορεία Λύκειο. Αλλά μάταια! Αυτή η τεχνική είναι ζωτικής σημασίας όταν καταφεύγουμε στη μέθοδο συντεταγμένων για την επίλυση σύνθετων προβλημάτων. Ωστόσο, υποθέτω ότι είστε πρόθυμοι να μάθετε κάτι νέο; Επιπλέον, θα μπορείτε να εντυπωσιάσετε τον καθηγητή σας στο πανεπιστήμιο όταν αποδειχθεί ότι γνωρίζετε ήδη πώς να χρησιμοποιείτε μια τεχνική που συνήθως μελετάται σε ένα μάθημα αναλυτικής γεωμετρίας. Ας ξεκινήσουμε λοιπόν.

Η εξίσωση ενός επιπέδου δεν είναι πολύ διαφορετική από την εξίσωση μιας ευθείας γραμμής σε ένα επίπεδο, δηλαδή, έχει τη μορφή:

ορισμένοι αριθμοί (όχι όλοι ίσοι με μηδέν), αλλά μεταβλητές, για παράδειγμα: κ.λπ. Όπως μπορείτε να δείτε, η εξίσωση ενός επιπέδου δεν διαφέρει πολύ από την εξίσωση μιας ευθείας γραμμής (γραμμική συνάρτηση). Ωστόσο, θυμάσαι τι μαλώσαμε εσύ και εγώ; Είπαμε ότι αν έχουμε τρία σημεία που δεν βρίσκονται στην ίδια ευθεία, τότε η εξίσωση του επιπέδου μπορεί να ανακατασκευαστεί μοναδικά από αυτά. Αλλά πως? Θα προσπαθήσω να σας το εξηγήσω.

Επειδή η εξίσωση του επιπέδου είναι:

Και τα σημεία ανήκουν σε αυτό το επίπεδο, τότε όταν αντικαθιστούμε τις συντεταγμένες κάθε σημείου στην εξίσωση του επιπέδου θα πρέπει να λάβουμε τη σωστή ταυτότητα:

Έτσι, υπάρχει ανάγκη να λυθούν τρεις εξισώσεις με αγνώστους! Δίλημμα! Ωστόσο, μπορείτε πάντα να υποθέσετε ότι (για να το κάνετε αυτό πρέπει να διαιρέσετε με). Έτσι, παίρνουμε τρεις εξισώσεις με τρεις άγνωστους:

Ωστόσο, δεν θα λύσουμε ένα τέτοιο σύστημα, αλλά θα γράψουμε τη μυστηριώδη έκφραση που προκύπτει από αυτό:

Εξίσωση επιπέδου που διέρχεται από τρία δεδομένα σημεία

\[\αριστερά| (\αρχή(πίνακας)(*(20)(γ))(x - (x_0))&((x_1) - (x_0))&((x_2) - (x_0))\\(y - (y_0) )&((y_1) - (y_0))&((y_2) - (y_0))\\(z - (z_0))&((z_1) - (z_0))&((z_2) - (z_0)) \end(πίνακας)) \right| = 0\]

Να σταματήσει! Τι είναι αυτό? Κάποια πολύ ασυνήθιστη ενότητα! Ωστόσο, το αντικείμενο που βλέπετε μπροστά σας δεν έχει καμία σχέση με τη μονάδα. Αυτό το αντικείμενο ονομάζεται ορίζουσα τρίτης τάξης. Από εδώ και πέρα, όταν ασχολείστε με τη μέθοδο των συντεταγμένων σε ένα επίπεδο, πολύ συχνά θα συναντήσετε αυτές τις ίδιες ορίζουσες. Τι είναι ο προσδιοριστής τρίτης τάξης; Παραδόξως, είναι απλώς ένας αριθμός. Μένει να καταλάβουμε ποιο συγκεκριμένο αριθμό θα συγκρίνουμε με την ορίζουσα.

Ας γράψουμε πρώτα την ορίζουσα τρίτης τάξης σε μια γενικότερη μορφή:

Πού είναι κάποιοι αριθμοί. Επιπλέον, με το πρώτο ευρετήριο εννοούμε τον αριθμό της σειράς και με το δείκτη εννοούμε τον αριθμό της στήλης. Για παράδειγμα, σημαίνει ότι δεδομένου αριθμούβρίσκεται στη διασταύρωση της δεύτερης σειράς και της τρίτης στήλης. Ας θέσουμε το εξής ερώτημα: πώς ακριβώς θα υπολογίσουμε μια τέτοια ορίζουσα; Δηλαδή ποιο συγκεκριμένο νούμερο θα το συγκρίνουμε; Για την ορίζουσα τρίτης τάξης υπάρχει ένας ευρετικός (οπτικός) κανόνας τριγώνου, μοιάζει με αυτό:

1. Το γινόμενο των στοιχείων της κύριας διαγωνίου (από την επάνω αριστερή γωνία προς την κάτω δεξιά) το γινόμενο των στοιχείων που σχηματίζουν το πρώτο τρίγωνο «κάθετο» προς την κύρια διαγώνιο το γινόμενο των στοιχείων που σχηματίζουν το δεύτερο τρίγωνο «κάθετο» στο κύρια διαγώνιο
2. Το γινόμενο των στοιχείων της δευτερεύουσας διαγωνίου (από την επάνω δεξιά γωνία προς την κάτω αριστερή) το γινόμενο των στοιχείων που σχηματίζουν το πρώτο τρίγωνο «κάθετο» στη δευτερεύουσα διαγώνιο το γινόμενο των στοιχείων που σχηματίζουν το δεύτερο τρίγωνο «κάθετο» στο δευτερεύουσα διαγώνιος
3. Τότε η ορίζουσα είναι ίση με τη διαφορά μεταξύ των τιμών που λαμβάνονται στο βήμα και

Αν τα γράψουμε όλα αυτά με αριθμούς, θα έχουμε την ακόλουθη έκφραση:

Ωστόσο, δεν χρειάζεται να θυμάστε τη μέθοδο υπολογισμού σε αυτήν τη μορφή· αρκεί να κρατήσετε στο κεφάλι σας τα τρίγωνα και την ίδια την ιδέα του τι αθροίζεται σε τι και τι αφαιρείται στη συνέχεια από τι).

Ας επεξηγήσουμε τη μέθοδο του τριγώνου με ένα παράδειγμα:

1. Υπολογίστε την ορίζουσα:

Ας δούμε τι προσθέτουμε και τι αφαιρούμε:

Όροι που συνοδεύονται από πλεονέκτημα:

Αυτή είναι η κύρια διαγώνιος: το γινόμενο των στοιχείων είναι ίσο με

Το πρώτο τρίγωνο, «κάθετο στην κύρια διαγώνιο: το γινόμενο των στοιχείων είναι ίσο με

Δεύτερο τρίγωνο, «κάθετο στην κύρια διαγώνιο: το γινόμενο των στοιχείων είναι ίσο με

Προσθέστε τρεις αριθμούς:

Όροι που συνοδεύονται από ένα μείον

Αυτή είναι μια πλευρική διαγώνιος: το γινόμενο των στοιχείων είναι ίσο με

Το πρώτο τρίγωνο, «κάθετο στη δευτερεύουσα διαγώνιο: το γινόμενο των στοιχείων είναι ίσο με

Το δεύτερο τρίγωνο, «κάθετο στη δευτερεύουσα διαγώνιο: το γινόμενο των στοιχείων είναι ίσο με

Προσθέστε τρεις αριθμούς:

Το μόνο που μένει να γίνει είναι να αφαιρέσουμε το άθροισμα των όρων «συν» από το άθροισμα των όρων «μείον»:

Ετσι,

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει τίποτα περίπλοκο ή υπερφυσικό στον υπολογισμό των οριζόντων τρίτης τάξης. Είναι απλώς σημαντικό να θυμάστε τα τρίγωνα και να μην κάνετε αριθμητικά λάθη. Τώρα προσπαθήστε να το υπολογίσετε μόνοι σας:

Ελέγχουμε:

1. Το πρώτο τρίγωνο κάθετο στην κύρια διαγώνιο:
2. Δεύτερο τρίγωνο κάθετο στην κύρια διαγώνιο:
3. Άθροισμα όρων με συν:
4. Το πρώτο τρίγωνο κάθετο στη δευτερεύουσα διαγώνιο:
5. Δεύτερο τρίγωνο κάθετο στη διαγώνιο πλευρά:
6. Άθροισμα όρων με μείον:
7. Το άθροισμα των όρων με συν μείον το άθροισμα των όρων με μείον:

Ακολουθούν δύο ακόμη καθοριστικοί παράγοντες, υπολογίστε μόνοι σας τις τιμές τους και συγκρίνετε τις με τις απαντήσεις:

Απαντήσεις:

Λοιπόν, όλα συνέπεσαν; Τέλεια, τότε μπορείς να προχωρήσεις! Εάν υπάρχουν δυσκολίες, τότε η συμβουλή μου είναι η εξής: στο Διαδίκτυο υπάρχουν πολλά προγράμματα για τον υπολογισμό της ορίζουσας στο διαδίκτυο. Το μόνο που χρειάζεστε είναι να βρείτε τον δικό σας προσδιορισμό, να τον υπολογίσετε μόνοι σας και μετά να τον συγκρίνετε με αυτόν που υπολογίζει το πρόγραμμα. Και ούτω καθεξής μέχρι τα αποτελέσματα να αρχίσουν να συμπίπτουν. Είμαι σίγουρος ότι αυτή η στιγμή δεν θα αργήσει να φτάσει!

Τώρα ας επιστρέψουμε στην ορίζουσα που έγραψα όταν μίλησα για την εξίσωση ενός επιπέδου που διέρχεται από τρία δεδομένα σημεία:

Το μόνο που χρειάζεται είναι να υπολογίσετε την τιμή του απευθείας (χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του τριγώνου) και να μηδενίσετε το αποτέλεσμα. Φυσικά, εφόσον πρόκειται για μεταβλητές, θα λάβετε κάποια έκφραση που εξαρτάται από αυτές. Είναι αυτή η έκφραση που θα είναι η εξίσωση ενός επιπέδου που διέρχεται από τρία δεδομένα σημεία που δεν βρίσκονται στην ίδια ευθεία!

Ας το επεξηγήσουμε αυτό με ένα απλό παράδειγμα:

1. Κατασκευάστε την εξίσωση ενός επιπέδου που διέρχεται από τα σημεία

Συγκεντρώνουμε έναν ορίζοντα για αυτά τα τρία σημεία:

Ας απλοποιήσουμε:

Τώρα το υπολογίζουμε απευθείας χρησιμοποιώντας τον κανόνα του τριγώνου:

\[(\αριστερά| (\αρχή(πίνακας)(*(20)(γ))(x + 3)&2&6\\(y - 2)&0&1\\(z + 1)&5&0\end(πίνακας)) \ δεξιά| = \left((x + 3) \right) \cdot 0 \cdot 0 + 2 \cdot 1 \cdot \left((z + 1) \right) + \left((y - 2) \right) \cdot 5 \cdot 6 - )\]

Έτσι, η εξίσωση του επιπέδου που διέρχεται από τα σημεία είναι:

Τώρα προσπαθήστε να λύσετε μόνοι σας ένα πρόβλημα και μετά θα το συζητήσουμε:

2. Να βρείτε την εξίσωση του επιπέδου που διέρχεται από τα σημεία

Λοιπόν, ας συζητήσουμε τώρα τη λύση:

Ας δημιουργήσουμε έναν ορίζοντα:

Και υπολογίστε την αξία του:

Τότε η εξίσωση του επιπέδου έχει τη μορφή:

Ή, μειώνοντας κατά, παίρνουμε:

Τώρα δύο εργασίες για αυτοέλεγχο:

1. Κατασκευάστε την εξίσωση ενός επιπέδου που διέρχεται από τρία σημεία:

Απαντήσεις:

Όλα συνέπεσαν; Και πάλι, εάν υπάρχουν ορισμένες δυσκολίες, τότε η συμβουλή μου είναι η εξής: πάρτε τρεις πόντους από το κεφάλι σας (με μεγάλη πιθανότητα να μην βρίσκονται στην ίδια ευθεία), φτιάξτε ένα αεροπλάνο με βάση αυτούς. Και μετά ελέγχετε τον εαυτό σας online. Για παράδειγμα, στον ιστότοπο:

Ωστόσο, με τη βοήθεια οριζόντων θα κατασκευάσουμε όχι μόνο την εξίσωση του επιπέδου. Θυμηθείτε, σας είπα ότι δεν ορίζεται μόνο το γινόμενο κουκίδων για διανύσματα. Υπάρχει επίσης ένα προϊόν φορέα, καθώς και ένα μικτό προϊόν. Και αν το βαθμωτό γινόμενο δύο διανυσμάτων είναι ένας αριθμός, τότε το διανυσματικό γινόμενο δύο διανυσμάτων θα είναι ένα διάνυσμα και αυτό το διάνυσμα θα είναι κάθετο στα δεδομένα:

Επιπλέον, η ενότητα του θα είναι ίσο με εμβαδόνπαραλληλόγραμμο κατασκευασμένο σε διανύσματα και. Θα χρειαστούμε αυτό το διάνυσμα για να υπολογίσουμε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία. Πώς μπορούμε να υπολογίσουμε το διανυσματικό γινόμενο των διανυσμάτων και, αν δίνονται οι συντεταγμένες τους; Η ορίζουσα τρίτης τάξης έρχεται και πάλι σε βοήθεια. Ωστόσο, πριν προχωρήσω στον αλγόριθμο για τον υπολογισμό του διανυσματικού γινομένου, πρέπει να κάνω μια μικρή απόκλιση.

Αυτή η απόκλιση αφορά διανύσματα βάσης.

Φαίνονται σχηματικά στο σχήμα:

Γιατί πιστεύετε ότι ονομάζονται βασικά; Το γεγονός είναι ότι:

Ή στην εικόνα:

Η εγκυρότητα αυτού του τύπου είναι προφανής, επειδή:

Διάνυσμα έργα τέχνης

Τώρα μπορώ να αρχίσω να παρουσιάζω το cross product:

Το διανυσματικό γινόμενο δύο διανυσμάτων είναι ένα διάνυσμα, το οποίο υπολογίζεται σύμφωνα με τον ακόλουθο κανόνα:

Ας δώσουμε τώρα μερικά παραδείγματα υπολογισμού του διασταυρούμενου γινομένου:

Παράδειγμα 1: Βρείτε το διασταυρούμενο γινόμενο των διανυσμάτων:

Λύση: Φτιάχνω μια ορίζουσα:

Και το υπολογίζω:

Τώρα από την εγγραφή μέσω διανυσμάτων βάσης, θα επιστρέψω στη συνήθη διανυσματική σημείωση:

Ετσι:

Τώρα δοκιμάστε το.

Ετοιμος? Ελέγχουμε:

Και παραδοσιακά δύο εργασίες για έλεγχο:

1. Βρείτε το διανυσματικό γινόμενο των παρακάτω διανυσμάτων:
2. Βρείτε το διανυσματικό γινόμενο των παρακάτω διανυσμάτων:

Απαντήσεις:

Μικτό γινόμενο τριών διανυσμάτων

Η τελευταία κατασκευή που θα χρειαστώ είναι το μικτό γινόμενο τριών διανυσμάτων. Είναι, σαν βαθμωτός, αριθμός. Υπάρχουν δύο τρόποι υπολογισμού. - μέσω μιας ορίζουσας, - μέσω ενός μικτού προϊόντος.

Δηλαδή, ας μας δοθούν τρία διανύσματα:

Τότε το μικτό γινόμενο τριών διανυσμάτων, που συμβολίζεται με, μπορεί να υπολογιστεί ως:

1. - δηλαδή το μικτό γινόμενο είναι το βαθμωτό γινόμενο ενός διανύσματος και το διανυσματικό γινόμενο δύο άλλων διανυσμάτων

Για παράδειγμα, το μικτό γινόμενο τριών διανυσμάτων είναι:

Προσπαθήστε να το υπολογίσετε μόνοι σας χρησιμοποιώντας το διανυσματικό γινόμενο και βεβαιωθείτε ότι τα αποτελέσματα ταιριάζουν!

Και πάλι - δύο παραδείγματα για ανεξάρτητη απόφαση:

Απαντήσεις:

Επιλογή συστήματος συντεταγμένων

Λοιπόν, τώρα έχουμε όλα τα απαραίτητα θεμέλια γνώσης για την επίλυση σύνθετων στερεομετρικών προβλημάτων γεωμετρίας. Ωστόσο, πριν προχωρήσουμε απευθείας σε παραδείγματα και αλγόριθμους για την επίλυσή τους, πιστεύω ότι θα είναι χρήσιμο να σταθώ στο εξής ερώτημα: πώς ακριβώς επιλέξτε ένα σύστημα συντεταγμένων για ένα συγκεκριμένο σχήμα.Άλλωστε είναι η επιλογή σχετική θέσηΤα συστήματα συντεταγμένων και τα σχήματα στο διάστημα θα καθορίσουν τελικά πόσο περίπλοκοι θα είναι οι υπολογισμοί.

Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι σε αυτήν την ενότητα εξετάζουμε τα ακόλουθα σχήματα:

1. Ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο
2. Ευθύ πρίσμα (τριγωνικό, εξαγωνικό...)
3. Πυραμίδα (τριγωνική, τετραγωνική)
4. Τετράεδρο (ίδιο με την τριγωνική πυραμίδα)

Για ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο ή κύβο, σας προτείνω την ακόλουθη κατασκευή:

Δηλαδή, θα τοποθετήσω το σχήμα "στη γωνία". Ο κύβος και το παραλληλεπίπεδο είναι πολύ καλές φιγούρες. Για αυτούς, μπορείτε πάντα να βρείτε εύκολα τις συντεταγμένες των κορυφών του. Για παράδειγμα, εάν (όπως φαίνεται στην εικόνα)

τότε οι συντεταγμένες των κορυφών είναι οι εξής:

Φυσικά, δεν χρειάζεται να το θυμάστε αυτό, αλλά συνιστάται να θυμάστε πώς να τοποθετήσετε καλύτερα έναν κύβο ή ένα ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο.

Ευθύ πρίσμα

Το πρίσμα είναι πιο επιβλαβής φιγούρα. Μπορεί να τοποθετηθεί στο χώρο με διαφορετικούς τρόπους. Ωστόσο, η ακόλουθη επιλογή μου φαίνεται η πιο αποδεκτή:

Τριγωνικό πρίσμα:

Δηλαδή, τοποθετούμε μια από τις πλευρές του τριγώνου εξ ολοκλήρου στον άξονα, και μια από τις κορυφές συμπίπτει με την αρχή των συντεταγμένων.

Εξαγωνικό πρίσμα:

Δηλαδή, μία από τις κορυφές συμπίπτει με την αρχή και μία από τις πλευρές βρίσκεται στον άξονα.

Τετραγωνική και εξαγωνική πυραμίδα:

Η κατάσταση είναι παρόμοια με έναν κύβο: ευθυγραμμίζουμε δύο πλευρές της βάσης με τους άξονες συντεταγμένων και ευθυγραμμίζουμε μία από τις κορυφές με την αρχή των συντεταγμένων. Η μόνη μικρή δυσκολία θα είναι ο υπολογισμός των συντεταγμένων του σημείου.

Για μια εξαγωνική πυραμίδα - το ίδιο όπως για ένα εξαγωνικό πρίσμα. Το κύριο καθήκον θα είναι και πάλι η εύρεση των συντεταγμένων της κορυφής.

Τετράεδρο (τριγωνική πυραμίδα)

Η κατάσταση είναι πολύ παρόμοια με αυτή που έδωσα για ένα τριγωνικό πρίσμα: η μία κορυφή συμπίπτει με την αρχή, η μία πλευρά βρίσκεται στον άξονα των συντεταγμένων.

Λοιπόν, τώρα εσύ κι εγώ είμαστε επιτέλους κοντά στο να αρχίσουμε να λύνουμε προβλήματα. Από αυτά που είπα στην αρχή του άρθρου, θα μπορούσατε να βγάλετε το εξής συμπέρασμα: τα περισσότερα προβλήματα C2 χωρίζονται σε 2 κατηγορίες: προβλήματα γωνίας και προβλήματα απόστασης. Αρχικά, θα εξετάσουμε τα προβλήματα εύρεσης γωνίας. Με τη σειρά τους χωρίζονται στις ακόλουθες κατηγορίες (καθώς αυξάνεται η πολυπλοκότητα):

Προβλήματα εύρεσης γωνιών

1. Εύρεση της γωνίας μεταξύ δύο ευθειών
2. Εύρεση της γωνίας μεταξύ δύο επιπέδων

Ας δούμε αυτά τα προβλήματα διαδοχικά: ας ξεκινήσουμε βρίσκοντας τη γωνία μεταξύ δύο ευθειών. Λοιπόν, θυμηθείτε, εσείς και εγώ δεν έχουμε λύσει παρόμοια παραδείγματα στο παρελθόν; Θυμάστε, είχαμε ήδη κάτι παρόμοιο... Ψάχναμε τη γωνία μεταξύ δύο διανυσμάτων. Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω, αν δίνονται δύο διανύσματα: και, τότε η μεταξύ τους γωνία βρίσκεται από τη σχέση:

Τώρα στόχος μας είναι να βρούμε τη γωνία μεταξύ δύο ευθειών. Ας δούμε την «επίπεδη εικόνα»:

Πόσες γωνίες είχαμε όταν τέμνονται δύο ευθείες; Μόνο μερικά πράγματα. Είναι αλήθεια ότι μόνο δύο από αυτά δεν είναι ίσα, ενώ τα άλλα είναι κάθετα σε αυτά (και επομένως συμπίπτουν με αυτά). Ποια γωνία λοιπόν πρέπει να εξετάσουμε τη γωνία μεταξύ δύο ευθειών: ή; Εδώ ο κανόνας είναι: η γωνία μεταξύ δύο ευθειών δεν είναι πάντα μεγαλύτερη από μοίρες. Δηλαδή από δύο γωνίες θα επιλέγουμε πάντα τη γωνία με τη μικρότερη μέτρο βαθμού. Δηλαδή, σε αυτή την εικόνα η γωνία μεταξύ δύο ευθειών είναι ίση. Για να μην ενοχλούνται κάθε φορά με την εύρεση της μικρότερης από τις δύο γωνίες, πονηροί μαθηματικοί πρότειναν τη χρήση ενός συντελεστή. Έτσι, η γωνία μεταξύ δύο ευθειών προσδιορίζεται από τον τύπο:

Εσείς, ως προσεκτικός αναγνώστης, θα έπρεπε να είχατε μια ερώτηση: πού ακριβώς παίρνουμε αυτούς τους ίδιους αριθμούς που χρειαζόμαστε για να υπολογίσουμε το συνημίτονο μιας γωνίας; Απάντηση: θα τα πάρουμε από τα διανύσματα κατεύθυνσης των γραμμών! Έτσι, ο αλγόριθμος για την εύρεση της γωνίας μεταξύ δύο ευθειών είναι ο εξής:

1. Εφαρμόζουμε τον τύπο 1.

Ή πιο αναλυτικά:

1. Αναζητούμε τις συντεταγμένες του διανύσματος κατεύθυνσης της πρώτης ευθείας
2. Αναζητούμε τις συντεταγμένες του διανύσματος κατεύθυνσης της δεύτερης ευθείας
3. Υπολογίζουμε το μέτρο του βαθμωτό γινόμενο τους
4. Αναζητούμε το μήκος του πρώτου διανύσματος
5. Αναζητούμε το μήκος του δεύτερου διανύσματος
6. Πολλαπλασιάστε τα αποτελέσματα του σημείου 4 με τα αποτελέσματα του σημείου 5
7. Διαιρούμε το αποτέλεσμα του σημείου 3 με το αποτέλεσμα του σημείου 6. Παίρνουμε το συνημίτονο της γωνίας μεταξύ των ευθειών
8. Αν αυτό το αποτέλεσμασας επιτρέπει να υπολογίσετε με ακρίβεια τη γωνία, να την αναζητήσετε
9. Διαφορετικά γράφουμε μέσω τόξου συνημιτόνου

Λοιπόν, τώρα ήρθε η ώρα να προχωρήσουμε στα προβλήματα: θα δείξω τη λύση στα δύο πρώτα λεπτομερώς, θα παρουσιάσω τη λύση σε μια άλλη εν συντομία, και για τα δύο τελευταία προβλήματα θα δώσω μόνο απαντήσεις· πρέπει να κάνετε μόνοι σας όλους τους υπολογισμούς για αυτά.

Καθήκοντα:

1. Στο δεξί tet-ra-ed-re, βρείτε τη γωνία μεταξύ του ύψους του tet-ra-ed-ra και της μεσαίας πλευράς.

2. Στο δεξί εξάγωνο pi-ra-mi-de, τα εκατό os-no-va-niyas είναι ίσα και οι πλευρικές ακμές είναι ίσες, βρείτε τη γωνία μεταξύ των γραμμών και.

3. Τα μήκη όλων των άκρων του δεξιού τετρακάρβουνου pi-ra-mi-dy είναι ίσα μεταξύ τους. Βρείτε τη γωνία μεταξύ των ευθειών και αν από την τομή - είστε με το δεδομένο pi-ra-mi-dy, το σημείο είναι se-re-di-στις bo-co- δεύτερες νευρώσεις του

4. Στην άκρη του κύβου υπάρχει ένα σημείο ώστε να βρείτε τη γωνία μεταξύ των ευθειών και

5. Σημείο - στις άκρες του κύβου Βρείτε τη γωνία μεταξύ των ευθειών και.

Δεν είναι τυχαίο ότι τακτοποίησα τις εργασίες με αυτή τη σειρά. Ενώ δεν έχετε ακόμη αρχίσει να πλοηγείστε στη μέθοδο συντεταγμένων, θα αναλύσω μόνος μου τα πιο «προβληματικά» σχήματα και θα σας αφήσω να ασχοληθείτε με τον απλούστερο κύβο! Σταδιακά θα πρέπει να μάθετε πώς να εργάζεστε με όλες τις φιγούρες· θα αυξήσω την πολυπλοκότητα των εργασιών από θέμα σε θέμα.

Ας αρχίσουμε να λύνουμε προβλήματα:

1. Σχεδιάστε ένα τετράεδρο, τοποθετήστε το στο σύστημα συντεταγμένων όπως πρότεινα νωρίτερα. Δεδομένου ότι το τετράεδρο είναι κανονικό, τότε όλες οι όψεις του (συμπεριλαμβανομένης της βάσης) είναι κανονικά τρίγωνα. Εφόσον δεν μας δίνεται το μήκος της πλευράς, μπορώ να το θεωρήσω ίσο. Νομίζω ότι καταλαβαίνετε ότι η γωνία δεν θα εξαρτηθεί πραγματικά από το πόσο «τεντώνεται» το τετράεδρό μας;. Θα σχεδιάσω επίσης το ύψος και τη διάμεσο στο τετράεδρο. Στην πορεία θα ζωγραφίσω τη βάση του (θα μας φανεί και χρήσιμο).

Πρέπει να βρω τη γωνία μεταξύ και. Τι ξέρουμε; Γνωρίζουμε μόνο τη συντεταγμένη του σημείου. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να βρούμε τις συντεταγμένες των σημείων. Τώρα σκεφτόμαστε: ένα σημείο είναι το σημείο τομής των υψομέτρων (ή διχοτόμων ή διαμέσου) του τριγώνου. Και ένα σημείο είναι ένα ανεβασμένο σημείο. Το σημείο είναι το μέσο του τμήματος. Τότε πρέπει επιτέλους να βρούμε: τις συντεταγμένες των σημείων: .

Ας ξεκινήσουμε με το πιο απλό πράγμα: τις συντεταγμένες ενός σημείου. Κοιτάξτε το σχήμα: Είναι σαφές ότι η εφαρμογή ενός σημείου είναι ίση με μηδέν (το σημείο βρίσκεται στο επίπεδο). Η τεταγμένη του είναι ίση (αφού είναι η διάμεσος). Είναι πιο δύσκολο να βρεις το τετμημένο του. Ωστόσο, αυτό γίνεται εύκολα με βάση το Πυθαγόρειο θεώρημα: Θεωρήστε ένα τρίγωνο. Η υποτείνυσή του είναι ίση και το ένα του πόδι είναι ίσο Τότε:

Τέλος έχουμε: .

Τώρα ας βρούμε τις συντεταγμένες του σημείου. Είναι σαφές ότι η εφαρμογή του είναι πάλι ίση με μηδέν και η τεταγμένη του είναι ίδια με αυτή του σημείου, δηλαδή. Ας βρούμε το τετμημένο του. Αυτό γίνεται πολύ επιπόλαια αν το θυμάστε ύψη ισόπλευρο τρίγωνοτο σημείο τομής διαιρείται αναλογικά, μετρώντας από την κορυφή. Αφού: , τότε η απαιτούμενη τετμημένη του σημείου, ίση με το μήκος του τμήματος, ισούται με: . Έτσι, οι συντεταγμένες του σημείου είναι:

Ας βρούμε τις συντεταγμένες του σημείου. Είναι σαφές ότι η τετμημένη και η τεταγμένη της συμπίπτουν με την τετμημένη και τη τεταγμένη του σημείου. Και η εφαρμογή ισούται με το μήκος του τμήματος. - αυτό είναι ένα από τα σκέλη του τριγώνου. Η υποτείνουσα ενός τριγώνου είναι ένα τμήμα - ένα σκέλος. Αναζητείται για λόγους που έχω επισημάνει με έντονους χαρακτήρες:

Το σημείο είναι το μέσο του τμήματος. Τότε πρέπει να θυμόμαστε τον τύπο για τις συντεταγμένες του μέσου του τμήματος:

Αυτό είναι όλο, τώρα μπορούμε να αναζητήσουμε τις συντεταγμένες των διανυσμάτων κατεύθυνσης:

Λοιπόν, όλα είναι έτοιμα: αντικαθιστούμε όλα τα δεδομένα στον τύπο:

Ετσι,

Απάντηση:

Δεν πρέπει να σας τρομάζουν τέτοιες «τρομακτικές» απαντήσεις: για εργασίες C2 αυτό είναι κοινή πρακτική. Θα προτιμούσα να με εκπλήξει η «όμορφη» απάντηση σε αυτό το μέρος. Επίσης, όπως παρατηρήσατε, πρακτικά δεν κατέφυγα σε τίποτα άλλο εκτός από το Πυθαγόρειο θεώρημα και την ιδιότητα των υψομέτρων ενός ισόπλευρου τριγώνου. Δηλαδή, για να λύσω το στερεομετρικό πρόβλημα, χρησιμοποίησα το ελάχιστο της στερεομετρίας. Το κέρδος σε αυτό «σβήνει» εν μέρει από μάλλον δυσκίνητους υπολογισμούς. Αλλά είναι αρκετά αλγοριθμικά!

2. Ας απεικονίσουμε μια κανονική εξαγωνική πυραμίδα μαζί με το σύστημα συντεταγμένων, καθώς και τη βάση της:

Πρέπει να βρούμε τη γωνία μεταξύ των γραμμών και. Έτσι, το καθήκον μας καταλήγει στην εύρεση των συντεταγμένων των σημείων: . Θα βρούμε τις συντεταγμένες των τριών τελευταίων χρησιμοποιώντας ένα μικρό σχέδιο και θα βρούμε τη συντεταγμένη της κορυφής μέσω της συντεταγμένης του σημείου. Υπάρχει πολλή δουλειά να κάνουμε, αλλά πρέπει να ξεκινήσουμε!

α) Συντεταγμένη: είναι σαφές ότι η εφαρμογή και η τεταγμένη της είναι ίσες με μηδέν. Ας βρούμε την τετμημένη. Για να το κάνετε αυτό, σκεφτείτε ένα ορθογώνιο τρίγωνο. Αλίμονο, σε αυτό γνωρίζουμε μόνο την υποτείνουσα, η οποία είναι ίση. Θα προσπαθήσουμε να βρούμε το πόδι (γιατί είναι σαφές ότι το διπλάσιο μήκος του ποδιού θα μας δώσει την τετμημένη του σημείου). Πώς μπορούμε να το αναζητήσουμε; Ας θυμηθούμε τι είδους φιγούρα έχουμε στη βάση της πυραμίδας; Αυτό είναι ένα κανονικό εξάγωνο. Τι σημαίνει? Αυτό σημαίνει ότι όλες οι πλευρές και όλες οι γωνίες είναι ίσες. Πρέπει να βρούμε μια τέτοια γωνία. Καμιά ιδέα? Υπάρχουν πολλές ιδέες, αλλά υπάρχει μια φόρμουλα:

Το άθροισμα των γωνιών ενός κανονικού n-γώνου είναι .

Έτσι, το άθροισμα των γωνιών ενός κανονικού εξαγώνου είναι ίσο με μοίρες. Τότε κάθε μία από τις γωνίες είναι ίση με:

Ας δούμε ξανά την εικόνα. Είναι σαφές ότι το τμήμα είναι η διχοτόμος της γωνίας. Τότε η γωνία είναι ίση με μοίρες. Επειτα:

Τότε από πού.

Έτσι, έχει συντεταγμένες

β) Τώρα μπορούμε εύκολα να βρούμε τη συντεταγμένη του σημείου: .

γ) Να βρείτε τις συντεταγμένες του σημείου. Εφόσον η τετμημένη του συμπίπτει με το μήκος του τμήματος, είναι ίσο. Η εύρεση της τεταγμένης δεν είναι επίσης πολύ δύσκολη: αν συνδέσουμε τις τελείες και ορίσουμε το σημείο τομής της ευθείας όπως, ας πούμε, . (κάντο μόνος σου απλή κατασκευή). Τότε λοιπόν, η τεταγμένη του σημείου Β είναι ίση με το άθροισμα των μηκών των τμημάτων. Ας δούμε ξανά το τρίγωνο. Επειτα

Τότε από Τότε το σημείο έχει συντεταγμένες

δ) Ας βρούμε τώρα τις συντεταγμένες του σημείου. Θεωρήστε το ορθογώνιο και αποδείξτε ότι, λοιπόν, οι συντεταγμένες του σημείου είναι:

ε) Μένει να βρεθούν οι συντεταγμένες της κορυφής. Είναι σαφές ότι η τετμημένη και η τεταγμένη της συμπίπτουν με την τετμημένη και τη τεταγμένη του σημείου. Ας βρούμε την εφαρμογή. Από τότε. Θεωρήστε ένα ορθογώνιο τρίγωνο. Σύμφωνα με τις συνθήκες του προβλήματος, μια πλευρική άκρη. Αυτή είναι η υποτείνουσα του τριγώνου μου. Τότε το ύψος της πυραμίδας είναι ένα πόδι.

Τότε το σημείο έχει συντεταγμένες:

Λοιπόν, αυτό είναι, έχω τις συντεταγμένες όλων των σημείων που με ενδιαφέρουν. Αναζητώ τις συντεταγμένες των κατευθυντικών διανυσμάτων των ευθειών:

Αναζητούμε τη γωνία μεταξύ αυτών των διανυσμάτων:

Απάντηση:

Και πάλι, για την επίλυση αυτού του προβλήματος δεν χρησιμοποίησα καμία περίπλοκη τεχνική εκτός από τον τύπο για το άθροισμα των γωνιών ενός κανονικού n-gon, καθώς και τον ορισμό του συνημιτόνου και του ημιτόνου ενός ορθογωνίου τριγώνου.

3. Επειδή πάλι δεν μας δίνονται τα μήκη των άκρων στην πυραμίδα, θα τα θεωρήσω ίσα με ένα. Έτσι, αφού ΟΛΕΣ οι άκρες, και όχι μόνο οι πλευρικές, είναι ίσες μεταξύ τους, τότε στη βάση της πυραμίδας και εμένα υπάρχει ένα τετράγωνο και οι πλευρικές όψεις είναι κανονικά τρίγωνα. Ας σχεδιάσουμε μια τέτοια πυραμίδα, καθώς και τη βάση της σε ένα επίπεδο, σημειώνοντας όλα τα δεδομένα που δίνονται στο κείμενο του προβλήματος:

Αναζητούμε τη γωνία μεταξύ και. Θα κάνω πολύ σύντομους υπολογισμούς όταν ψάξω για τις συντεταγμένες των σημείων. Θα χρειαστεί να τα «αποκρυπτογραφήσετε»:

β) - το μέσο του τμήματος. Οι συντεταγμένες του:

γ) Θα βρω το μήκος του τμήματος χρησιμοποιώντας το Πυθαγόρειο θεώρημα σε ένα τρίγωνο. Μπορώ να το βρω χρησιμοποιώντας το Πυθαγόρειο θεώρημα σε ένα τρίγωνο.

Συντεταγμένες:

δ) - το μέσο του τμήματος. Οι συντεταγμένες του είναι

ε) Συντεταγμένες του διανύσματος

στ) Συντεταγμένες του διανύσματος

ζ) Αναζητώντας τη γωνία:

Ο κύβος είναι το πιο απλό σχήμα. Είμαι σίγουρος ότι θα το καταλάβεις μόνος σου. Οι απαντήσεις στα προβλήματα 4 και 5 είναι οι εξής:

Εύρεση της γωνίας μεταξύ ευθείας και επιπέδου

Λοιπόν, η ώρα για απλούς γρίφους τελείωσε! Τώρα τα παραδείγματα θα είναι ακόμα πιο περίπλοκα. Για να βρούμε τη γωνία μεταξύ ευθείας και επιπέδου, θα προχωρήσουμε ως εξής:

1. Χρησιμοποιώντας τρία σημεία κατασκευάζουμε μια εξίσωση του επιπέδου
   ,
   χρησιμοποιώντας μια ορίζουσα τρίτης τάξης.
2. Χρησιμοποιώντας δύο σημεία, αναζητούμε τις συντεταγμένες του κατευθυντικού διανύσματος της ευθείας:
3. Εφαρμόζουμε τον τύπο για να υπολογίσουμε τη γωνία μεταξύ ευθείας γραμμής και επιπέδου:

Όπως μπορείτε να δείτε, αυτός ο τύπος μοιάζει πολύ με αυτόν που χρησιμοποιήσαμε για να βρούμε γωνίες μεταξύ δύο ευθειών. Η δομή στη δεξιά πλευρά είναι απλά η ίδια, και στην αριστερή τώρα αναζητούμε το ημίτονο, όχι το συνημίτονο όπως πριν. Λοιπόν, προστέθηκε μια άσχημη ενέργεια - η αναζήτηση της εξίσωσης του αεροπλάνου.

Ας μην χρονοτριβούμε παραδείγματα λύσεων:

1. Το κύριο-αλλά-βα-νι-εμ άμεσο πρίσμα-είμαστε ένα ίσο προς φτωχό τρίγωνο. Βρείτε τη γωνία μεταξύ της ευθείας γραμμής και του επιπέδου

2. Σε ορθογώνιο par-ral-le-le-pi-pe-de από τη Δύση Βρείτε τη γωνία μεταξύ της ευθείας γραμμής και του επιπέδου

3. Σε ένα δεξιό εξάγωνο πρίσμα, όλες οι ακμές είναι ίσες. Βρείτε τη γωνία μεταξύ της ευθείας γραμμής και του επιπέδου.

4. Στο δεξιό τριγωνικό pi-ra-mi-de με το os-no-va-ni-em των γνωστών ραβδώσεων Βρείτε μια γωνία, ob-ra-zo-van -επίπεδη στη βάση και ευθεία, περνώντας από το γκρι. παϊδάκια και

5. Τα μήκη όλων των ακμών ενός ορθού τετραγωνικού pi-ra-mi-dy με κορυφή είναι ίσα μεταξύ τους. Βρείτε τη γωνία μεταξύ της ευθείας γραμμής και του επιπέδου αν το σημείο βρίσκεται στην πλευρά της άκρης του pi-ra-mi-dy.

Και πάλι, θα λύσω τα δύο πρώτα προβλήματα αναλυτικά, το τρίτο εν συντομία, και θα αφήσω τα δύο τελευταία να τα λύσετε μόνοι σας. Εξάλλου, είχατε ήδη να αντιμετωπίσετε τριγωνικές και τετράγωνες πυραμίδες, αλλά όχι ακόμα με πρίσματα.

Λύσεις:

1. Ας απεικονίσουμε ένα πρίσμα, καθώς και τη βάση του. Ας το συνδυάσουμε με το σύστημα συντεταγμένων και ας σημειώσουμε όλα τα δεδομένα που δίνονται στη δήλωση προβλήματος:

Ζητώ συγγνώμη για κάποια μη συμμόρφωση με τις αναλογίες, αλλά για την επίλυση του προβλήματος αυτό στην πραγματικότητα δεν είναι τόσο σημαντικό. Το αεροπλάνο είναι απλά ο «πίσω τοίχος» του πρίσματος μου. Αρκεί απλώς να μαντέψουμε ότι η εξίσωση ενός τέτοιου επιπέδου έχει τη μορφή:

Ωστόσο, αυτό μπορεί να εμφανιστεί απευθείας:

Ας επιλέξουμε αυθαίρετα τρία σημεία σε αυτό το επίπεδο: για παράδειγμα, .

Ας δημιουργήσουμε την εξίσωση του επιπέδου:

Άσκηση για εσάς: υπολογίστε μόνοι σας αυτόν τον καθοριστικό παράγοντα. Τα κατάφερες; Τότε η εξίσωση του επιπέδου μοιάζει με:

Ή απλά

Ετσι,

Για να λύσω το παράδειγμα, πρέπει να βρω τις συντεταγμένες του διανύσματος κατεύθυνσης της ευθείας. Εφόσον το σημείο συμπίπτει με την αρχή των συντεταγμένων, οι συντεταγμένες του διανύσματος θα συμπίπτουν απλώς με τις συντεταγμένες του σημείου.Για να γίνει αυτό, βρίσκουμε πρώτα τις συντεταγμένες του σημείου.

Για να το κάνετε αυτό, σκεφτείτε ένα τρίγωνο. Ας τραβήξουμε το ύψος (γνωστό και ως διάμεσος και διχοτόμος) από την κορυφή. Αφού, η τεταγμένη του σημείου ισούται με. Για να βρούμε την τετμημένη αυτού του σημείου, πρέπει να υπολογίσουμε το μήκος του τμήματος. Σύμφωνα με το Πυθαγόρειο θεώρημα έχουμε:

Τότε το σημείο έχει συντεταγμένες:

Μια τελεία είναι μια "ανυψωμένη" κουκκίδα:

Τότε οι συντεταγμένες του διανύσματος είναι:

Απάντηση:

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει τίποτα ουσιαστικά δύσκολο κατά την επίλυση τέτοιων προβλημάτων. Στην πραγματικότητα, η διαδικασία απλοποιείται λίγο περισσότερο από την «ευθύτητα» μιας φιγούρας όπως ένα πρίσμα. Τώρα ας προχωρήσουμε στο επόμενο παράδειγμα:

2. Σχεδιάστε ένα παραλληλεπίπεδο, σχεδιάστε ένα επίπεδο και μια ευθεία γραμμή σε αυτό και επίσης σχεδιάστε ξεχωριστά την κάτω βάση του:

Αρχικά, βρίσκουμε την εξίσωση του επιπέδου: Οι συντεταγμένες των τριών σημείων που βρίσκονται σε αυτό:

(οι δύο πρώτες συντεταγμένες λαμβάνονται με προφανή τρόπο και μπορείτε εύκολα να βρείτε την τελευταία συντεταγμένη από την εικόνα από το σημείο). Στη συνέχεια συνθέτουμε την εξίσωση του επιπέδου:

Υπολογίζουμε:

Αναζητούμε τις συντεταγμένες του καθοδηγητικού διανύσματος: Είναι σαφές ότι οι συντεταγμένες του συμπίπτουν με τις συντεταγμένες του σημείου, έτσι δεν είναι; Πώς να βρείτε συντεταγμένες; Αυτές είναι οι συντεταγμένες του σημείου, υψωμένες κατά μία κατά μήκος του άξονα εφαρμογής! . Στη συνέχεια αναζητούμε την επιθυμητή γωνία:

Απάντηση:

3. Σχεδιάστε μια κανονική εξαγωνική πυραμίδα και στη συνέχεια σχεδιάστε ένα επίπεδο και μια ευθεία γραμμή σε αυτήν.

Εδώ είναι ακόμη και προβληματικό να σχεδιάσετε ένα επίπεδο, για να μην αναφέρουμε την επίλυση αυτού του προβλήματος, αλλά η μέθοδος συντεταγμένων δεν ενδιαφέρεται! Η ευελιξία του είναι το βασικό του πλεονέκτημα!

Το αεροπλάνο διέρχεται από τρία σημεία: . Αναζητούμε τις συντεταγμένες τους:

1) . Μάθετε μόνοι σας τις συντεταγμένες για τα δύο τελευταία σημεία. Θα χρειαστεί να λύσετε το πρόβλημα της εξαγωνικής πυραμίδας για αυτό!

2) Κατασκευάζουμε την εξίσωση του επιπέδου:

Αναζητούμε τις συντεταγμένες του διανύσματος: . (Δείτε ξανά το πρόβλημα της τριγωνικής πυραμίδας!)

3) Ψάχνετε για μια γωνία:

Απάντηση:

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει τίποτα υπερφυσικά δύσκολο σε αυτές τις εργασίες. Απλά πρέπει να είστε πολύ προσεκτικοί με τις ρίζες. Θα δώσω απαντήσεις μόνο στα δύο τελευταία προβλήματα:

Όπως μπορείτε να δείτε, η τεχνική για την επίλυση προβλημάτων είναι η ίδια παντού: το κύριο καθήκον είναι να βρείτε τις συντεταγμένες των κορυφών και να τις αντικαταστήσετε σε ορισμένους τύπους. Πρέπει ακόμα να εξετάσουμε μια ακόμη κατηγορία προβλημάτων για τον υπολογισμό των γωνιών, και συγκεκριμένα:

Υπολογισμός γωνιών μεταξύ δύο επιπέδων

Ο αλγόριθμος λύσης θα είναι ο εξής:

1. Χρησιμοποιώντας τρία σημεία αναζητούμε την εξίσωση του πρώτου επιπέδου:
2. Χρησιμοποιώντας τα άλλα τρία σημεία αναζητούμε την εξίσωση του δεύτερου επιπέδου:
3. Εφαρμόζουμε τον τύπο:

Όπως μπορείτε να δείτε, ο τύπος μοιάζει πολύ με τους δύο προηγούμενους, με τη βοήθεια των οποίων αναζητήσαμε γωνίες μεταξύ ευθειών και μεταξύ ευθείας γραμμής και επιπέδου. Έτσι δεν θα μπορείτε να το θυμάστε αυτό ειδική εργασία. Ας προχωρήσουμε στην ανάλυση των εργασιών:

1. Η πλευρά της βάσης του δεξιού τριγωνικού πρίσματος είναι ίση και η διάμετρος της πλευρικής όψης είναι ίση. Να βρείτε τη γωνία μεταξύ του επιπέδου και του επιπέδου του άξονα του πρίσματος.

2. Στο δεξιό τετράγωνο pi-ra-mi-de, του οποίου όλες οι ακμές είναι ίσες, βρείτε το ημίτονο της γωνίας μεταξύ του επιπέδου και του επιπέδου οστού, που διέρχεται από το σημείο ανά στυλό-di-ku- ψεύτη-αλλά στρέιτ.

3. Σε ένα κανονικό τετράγωνο πρίσμα, οι πλευρές της βάσης είναι ίσες και οι πλευρικές ακμές ίσες. Υπάρχει ένα σημείο στην άκρη από-με-τσε-ον έτσι ώστε. Βρείτε τη γωνία μεταξύ των επιπέδων και

4. Σε ορθογώνιο τετράπλευρο πρίσμα, οι πλευρές της βάσης είναι ίσες, και οι πλευρικές ακμές ίσες. Υπάρχει ένα σημείο στην άκρη από το σημείο ώστε να βρείτε τη γωνία μεταξύ των επιπέδων και.

5. Σε έναν κύβο, βρείτε το co-si-nus της γωνίας μεταξύ των επιπέδων και

Λύσεις προβλημάτων:

1. Σχεδιάζω το σωστό (στη βάση υπάρχει ισόπλευρο τρίγωνο) τριγωνικό πρίσμακαι σημειώστε πάνω του τα επίπεδα που εμφανίζονται στη δήλωση προβλήματος:

Πρέπει να βρούμε τις εξισώσεις δύο επιπέδων: Η εξίσωση της βάσης είναι ασήμαντη: μπορείτε να συνθέσετε την αντίστοιχη ορίζουσα χρησιμοποιώντας τρία σημεία, αλλά θα συνθέσω την εξίσωση αμέσως:

Τώρα ας βρούμε την εξίσωση Το σημείο έχει συντεταγμένες Σημείο - Δεδομένου ότι είναι η διάμεσος και το ύψος του τριγώνου, το βρίσκουμε εύκολα χρησιμοποιώντας το Πυθαγόρειο θεώρημα στο τρίγωνο. Τότε το σημείο έχει συντεταγμένες: Ας βρούμε την εφαρμογή του σημείου Για να το κάνετε αυτό, σκεφτείτε ένα ορθογώνιο τρίγωνο

Τότε παίρνουμε τις παρακάτω συντεταγμένες: Συνθέτουμε την εξίσωση του επιπέδου.

Υπολογίζουμε τη γωνία μεταξύ των επιπέδων:

Απάντηση:

2. Κάνοντας ένα σχέδιο:

Το πιο δύσκολο είναι να καταλάβουμε τι είδους μυστηριώδες επίπεδο είναι αυτό, που περνά κάθετα από το σημείο. Λοιπόν, το κύριο πράγμα είναι, τι είναι; Το κύριο πράγμα είναι η προσοχή! Στην πραγματικότητα, η γραμμή είναι κάθετη. Η ευθεία είναι επίσης κάθετη. Τότε το επίπεδο που διέρχεται από αυτές τις δύο ευθείες θα είναι κάθετο στη γραμμή και, παρεμπιπτόντως, θα διέρχεται από το σημείο. Αυτό το αεροπλάνο περνά επίσης από την κορυφή της πυραμίδας. Τότε το επιθυμητό αεροπλάνο - Και το αεροπλάνο μας έχει ήδη δοθεί. Αναζητούμε τις συντεταγμένες των σημείων.

Βρίσκουμε τη συντεταγμένη του σημείου μέσα από το σημείο. Από τη μικρή εικόνα είναι εύκολο να συμπεράνουμε ότι οι συντεταγμένες του σημείου θα είναι οι εξής: Τι μένει τώρα να βρεθεί για να βρεθούν οι συντεταγμένες της κορυφής της πυραμίδας; Πρέπει επίσης να υπολογίσετε το ύψος του. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας το ίδιο Πυθαγόρειο θεώρημα: πρώτα να αποδείξετε ότι (τετριμμένα από μικρά τρίγωνα που σχηματίζουν ένα τετράγωνο στη βάση). Εφόσον κατά συνθήκη, έχουμε:

Τώρα όλα είναι έτοιμα: συντεταγμένες κορυφής:

Συνθέτουμε την εξίσωση του επιπέδου:

Είστε ήδη ειδικός στον υπολογισμό των καθοριστικών παραγόντων. Χωρίς δυσκολία θα λάβετε:

Ή αλλιώς (αν πολλαπλασιάσουμε και τις δύο πλευρές με τη ρίζα του δύο)

Τώρα ας βρούμε την εξίσωση του επιπέδου:

(Δεν έχετε ξεχάσει πώς παίρνουμε την εξίσωση ενός επιπέδου, σωστά; Αν δεν καταλαβαίνετε από πού προήλθε αυτό το μείον ένα, τότε επιστρέψτε στον ορισμό της εξίσωσης ενός επιπέδου! Απλώς αποδεικνυόταν πάντα πριν από αυτό το αεροπλάνο μου ανήκε στην αρχή των συντεταγμένων!)

Υπολογίζουμε την ορίζουσα:

(Μπορεί να παρατηρήσετε ότι η εξίσωση του επιπέδου συμπίπτει με την εξίσωση της ευθείας που διέρχεται από τα σημεία και! Σκεφτείτε γιατί!)

Τώρα ας υπολογίσουμε τη γωνία:

Πρέπει να βρούμε το ημίτονο:

Απάντηση:

3. Δύσκολη ερώτηση: τι νομίζετε ότι είναι ένα ορθογώνιο πρίσμα; Αυτό είναι απλώς ένα παραλληλεπίπεδο που γνωρίζετε καλά! Ας κάνουμε μια ζωγραφιά αμέσως! Δεν χρειάζεται καν να απεικονίσετε τη βάση ξεχωριστά, είναι ελάχιστα χρήσιμη εδώ:

Το επίπεδο, όπως σημειώσαμε νωρίτερα, γράφεται με τη μορφή εξίσωσης:

Τώρα ας δημιουργήσουμε ένα αεροπλάνο

Δημιουργούμε αμέσως την εξίσωση του επιπέδου:

Ψάχνετε για γωνία:

Τώρα οι απαντήσεις στα δύο τελευταία προβλήματα:

Λοιπόν, τώρα είναι η ώρα να κάνουμε ένα μικρό διάλειμμα, γιατί εσύ και εγώ είμαστε υπέροχοι και έχουμε κάνει εξαιρετική δουλειά!

Συντεταγμένες και διανύσματα. Προχωρημένο επίπεδο

Σε αυτό το άρθρο θα συζητήσουμε μαζί σας μια άλλη κατηγορία προβλημάτων που μπορούν να λυθούν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο συντεταγμένων: προβλήματα υπολογισμού απόστασης. Συγκεκριμένα, θα εξετάσουμε τις ακόλουθες περιπτώσεις:

1. Υπολογισμός της απόστασης μεταξύ τεμνόμενων γραμμών.

Έχω παραγγείλει αυτές τις εργασίες με σειρά αυξανόμενης δυσκολίας. Αποδεικνύεται ότι είναι πιο εύκολο να βρεθεί απόσταση από σημείο σε επίπεδο, και το πιο δύσκολο είναι να το βρεις απόσταση μεταξύ των γραμμών διέλευσης. Αν και, φυσικά, τίποτα δεν είναι ακατόρθωτο! Ας μην χρονοτριβούμε και ας προχωρήσουμε αμέσως στην εξέταση της πρώτης κατηγορίας προβλημάτων:

Υπολογισμός της απόστασης από ένα σημείο σε ένα επίπεδο

Τι χρειαζόμαστε για να λύσουμε αυτό το πρόβλημα;

1. Συντεταγμένες σημείων

Έτσι, μόλις λάβουμε όλα τα απαραίτητα δεδομένα, εφαρμόζουμε τον τύπο:

Θα πρέπει να γνωρίζετε ήδη πώς κατασκευάζουμε την εξίσωση ενός επιπέδου από τα προηγούμενα προβλήματα που εξέτασα στο τελευταίο μέρος. Ας πάμε κατευθείαν στα καθήκοντα. Το σχήμα είναι το εξής: 1, 2 - Σας βοηθάω να αποφασίσετε, και με κάποιες λεπτομέρειες, 3, 4 - μόνο η απάντηση, πραγματοποιείτε τη λύση μόνοι σας και συγκρίνετε. Ας αρχίσουμε!

Καθήκοντα:

1. Δίνεται ένας κύβος. Το μήκος της άκρης του κύβου είναι ίσο. Βρείτε την απόσταση από το σε-ρε-ντι-να από την τομή μέχρι το επίπεδο

2. Δεδομένου του δεξιού τετρακάρβουνου pi-ra-mi-yes, η πλευρά της πλευράς είναι ίση με τη βάση. Βρείτε την απόσταση από το σημείο μέχρι το επίπεδο όπου - se-re-di-στις άκρες.

3. Στο δεξιό τριγωνικό pi-ra-mi-de με το os-no-va-ni-em, το πλάγιο άκρο είναι ίσο και το εκατό-ro-on το os-no-va-nia είναι ίσο. Βρείτε την απόσταση από την κορυφή μέχρι το επίπεδο.

4. Σε ορθό εξαγωνικό πρίσμα, όλες οι ακμές είναι ίσες. Βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε ένα επίπεδο.

Λύσεις:

1. Σχεδιάστε έναν κύβο με μονές άκρες, κατασκευάστε ένα τμήμα και ένα επίπεδο, συμβολίστε το μέσο του τμήματος με ένα γράμμα

.

Αρχικά, ας ξεκινήσουμε με το εύκολο: βρείτε τις συντεταγμένες του σημείου. Από τότε (θυμηθείτε τις συντεταγμένες του μέσου του τμήματος!)

Τώρα συνθέτουμε την εξίσωση του επιπέδου χρησιμοποιώντας τρία σημεία

\[\αριστερά| (\begin(array)(*(20)(c))x&0&1\\y&1&0\\z&1&1\end(array)) \right| = 0\]

Τώρα μπορώ να αρχίσω να βρίσκω την απόσταση:

2. Ξεκινάμε ξανά με ένα σχέδιο στο οποίο σημειώνουμε όλα τα δεδομένα!

Για μια πυραμίδα, θα ήταν χρήσιμο να σχεδιάσετε τη βάση της ξεχωριστά.

Ακόμα και το γεγονός ότι ζωγραφίζω σαν το κοτόπουλο με το πόδι του δεν θα μας εμποδίσει να λύσουμε αυτό το πρόβλημα με ευκολία!

Τώρα είναι εύκολο να βρείτε τις συντεταγμένες ενός σημείου

Αφού οι συντεταγμένες του σημείου, λοιπόν

2. Αφού οι συντεταγμένες του σημείου α είναι το μέσο του τμήματος, τότε

Χωρίς κανένα πρόβλημα, μπορούμε να βρούμε τις συντεταγμένες δύο ακόμη σημείων στο επίπεδο. Δημιουργούμε μια εξίσωση για το επίπεδο και την απλοποιούμε:

\[\αριστερά| (\left| (\begin(array)(*(20)(c))x&1&(\frac(3)(2))\\y&0&(\frac(3)(2))\\z&0&(\frac( (\sqrt 3 ))(2))\end(πίνακας)) \right|) \right| = 0\]

Επειδή το σημείο έχει συντεταγμένες: , υπολογίζουμε την απόσταση:

Απάντηση (πολύ σπάνια!):

Λοιπόν, το κατάλαβες; Μου φαίνεται ότι όλα εδώ είναι εξίσου τεχνικά όπως και στα παραδείγματα που εξετάσαμε στο προηγούμενο μέρος. Είμαι λοιπόν βέβαιος ότι αν έχετε κατακτήσει αυτό το υλικό, τότε δεν θα σας είναι δύσκολο να λύσετε τα υπόλοιπα δύο προβλήματα. Θα σου δώσω μόνο τις απαντήσεις:

Υπολογισμός της απόστασης από μια ευθεία γραμμή σε ένα επίπεδο

Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει τίποτα νέο εδώ. Πώς μπορούν να τοποθετηθούν μια ευθεία γραμμή και ένα επίπεδο το ένα σε σχέση με το άλλο; Έχουν μόνο μία δυνατότητα: να τέμνονται, ή μια ευθεία είναι παράλληλη με το επίπεδο. Ποια πιστεύετε ότι είναι η απόσταση από μια ευθεία μέχρι το επίπεδο με το οποίο τέμνεται αυτή η ευθεία; Μου φαίνεται ότι είναι σαφές εδώ ότι μια τέτοια απόσταση είναι ίση με μηδέν. Μη ενδιαφέρουσα υπόθεση.

Η δεύτερη περίπτωση είναι πιο δύσκολη: εδώ η απόσταση είναι ήδη μη μηδενική. Ωστόσο, εφόσον η ευθεία είναι παράλληλη προς το επίπεδο, τότε κάθε σημείο της ευθείας απέχει από αυτό το επίπεδο:

Ετσι:

Αυτό σημαίνει ότι το καθήκον μου έχει μειωθεί στο προηγούμενο: ψάχνουμε για τις συντεταγμένες οποιουδήποτε σημείου σε μια ευθεία γραμμή, αναζητούμε την εξίσωση του επιπέδου και υπολογίζουμε την απόσταση από το σημείο στο επίπεδο. Στην πραγματικότητα, τέτοιες εργασίες είναι εξαιρετικά σπάνιες στην Ενιαία Κρατική Εξέταση. Κατάφερα να βρω μόνο ένα πρόβλημα και τα δεδομένα σε αυτό ήταν τέτοια που η μέθοδος συντεταγμένων δεν ήταν πολύ εφαρμόσιμη σε αυτό!

Τώρα ας προχωρήσουμε σε μια άλλη, πολύ πιο σημαντική κατηγορία προβλημάτων:

Υπολογισμός της απόστασης ενός σημείου από μια ευθεία

Τι χρειαζόμαστε?

1. Συντεταγμένες του σημείου από το οποίο αναζητούμε την απόσταση:

2. Συντεταγμένες οποιουδήποτε σημείου που βρίσκεται σε μια ευθεία

3. Συντεταγμένες του κατευθυντικού διανύσματος της ευθείας

Τι φόρμουλα χρησιμοποιούμε;

Τι σημαίνει ο παρονομαστής αυτού του κλάσματος θα πρέπει να είναι σαφές σε εσάς: αυτό είναι το μήκος του κατευθυντικού διανύσματος της ευθείας. Αυτός είναι ένας πολύ δύσκολος αριθμητής! Η έκφραση σημαίνει το μέτρο (μήκος) του διανυσματικού γινομένου των διανυσμάτων και Πώς να υπολογίσετε το διανυσματικό γινόμενο, μελετήσαμε στο προηγούμενο μέρος της εργασίας. Ανανεώστε τις γνώσεις σας, θα τις χρειαστούμε πολύ τώρα!

Έτσι, ο αλγόριθμος για την επίλυση προβλημάτων θα είναι ο εξής:

1. Αναζητούμε τις συντεταγμένες του σημείου από το οποίο αναζητούμε την απόσταση:

2. Αναζητούμε τις συντεταγμένες οποιουδήποτε σημείου της ευθείας προς το οποίο αναζητούμε την απόσταση:

3. Κατασκευάστε ένα διάνυσμα

4. Κατασκευάστε ένα κατευθυντικό διάνυσμα ευθείας γραμμής

5. Υπολογίστε το γινόμενο του διανύσματος

6. Αναζητούμε το μήκος του διανύσματος που προκύπτει:

7. Υπολογίστε την απόσταση:

Έχουμε πολλή δουλειά να κάνουμε και τα παραδείγματα θα είναι αρκετά σύνθετα! Εστιάστε λοιπόν τώρα όλη σας την προσοχή!

1. Δίνεται ένα ορθογώνιο τριγωνικό pi-ra-mi-da με κορυφή. Το εκατό-ρο-με βάση το pi-ra-mi-dy είναι ίσο, είσαι ίσος. Βρείτε την απόσταση από την γκρίζα άκρη μέχρι την ευθεία, όπου τα σημεία και είναι οι γκρι άκρες και από την κτηνιατρική.

2. Τα μήκη των νευρώσεων και της ευθείας γωνίας-no-go par-ral-le-le-pi-pe-da είναι αντίστοιχα ίσα και Βρείτε την απόσταση από την κορυφή μέχρι την ευθεία.

3. Σε ορθό εξαγωνικό πρίσμα, όλες οι ακμές είναι ίσες, βρείτε την απόσταση από ένα σημείο σε μια ευθεία γραμμή

Λύσεις:

1. Κάνουμε ένα προσεγμένο σχέδιο στο οποίο σημειώνουμε όλα τα δεδομένα:

Έχουμε πολλή δουλειά να κάνουμε! Αρχικά, θα ήθελα να περιγράψω με λόγια τι θα αναζητήσουμε και με ποια σειρά:

1. Συντεταγμένες σημείων και

2. Συντεταγμένες σημείων

3. Συντεταγμένες σημείων και

4. Συντεταγμένες διανυσμάτων και

5. Το σταυρωτό γινόμενο τους

6. Διάνυσμα μήκος

7. Μήκος του διανυσματικού γινομένου

8. Απόσταση από έως

Λοιπόν, έχουμε πολλή δουλειά μπροστά μας! Ας το φτάσουμε με σηκωμένα μανίκια!

1. Για να βρούμε τις συντεταγμένες του ύψους της πυραμίδας, πρέπει να γνωρίζουμε τις συντεταγμένες του σημείου. Η εφαρμογή της είναι μηδέν και η τεταγμένη της ίση με την τετμημένη της ισούται με το μήκος του τμήματος. Επειδή είναι το ύψος του ισόπλευρο τρίγωνο, χωρίζεται στην αναλογία, μετρώντας από την κορυφή, από εδώ. Τελικά, πήραμε τις συντεταγμένες:

Συντεταγμένες σημείων

2. - μέση του τμήματος

3. - μέση του τμήματος

Μέσο σημείο του τμήματος

4.Συντεταγμένες

Διανυσματικές συντεταγμένες

5. Υπολογίστε το διανυσματικό γινόμενο:

6. Μήκος διανύσματος: ο ευκολότερος τρόπος αντικατάστασης είναι ότι το τμήμα είναι η μέση γραμμή του τριγώνου, που σημαίνει ότι είναι ίσο με το μισό της βάσης. Ετσι.

7. Υπολογίστε το μήκος του διανυσματικού γινομένου:

8. Τέλος, βρίσκουμε την απόσταση:

Ουφ, αυτό είναι! Θα σας πω ειλικρινά: η επίλυση αυτού του προβλήματος χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους (μέσω της κατασκευής) θα ήταν πολύ πιο γρήγορη. Εδώ όμως μείωσα τα πάντα σε έναν έτοιμο αλγόριθμο! Νομίζω ότι ο αλγόριθμος λύσης σας είναι ξεκάθαρος; Ως εκ τούτου, θα σας ζητήσω να λύσετε μόνοι σας τα υπόλοιπα δύο προβλήματα. Ας συγκρίνουμε τις απαντήσεις;

Και πάλι, επαναλαμβάνω: είναι πιο εύκολο (γρηγορότερο) να λυθούν αυτά τα προβλήματα μέσω κατασκευών, παρά να καταφύγουμε στη μέθοδο των συντεταγμένων. Έδειξα αυτή τη μέθοδο λύσης μόνο για να σας δείξω μια καθολική μέθοδο που σας επιτρέπει να "μην ολοκληρώσετε την κατασκευή τίποτα".

Τέλος, εξετάστε την τελευταία κατηγορία προβλημάτων:

Υπολογισμός της απόστασης μεταξύ τεμνόμενων γραμμών

Εδώ ο αλγόριθμος για την επίλυση προβλημάτων θα είναι παρόμοιος με τον προηγούμενο. Τι έχουμε:

3. Κάθε διάνυσμα που συνδέει τα σημεία της πρώτης και της δεύτερης γραμμής:

Πώς βρίσκουμε την απόσταση μεταξύ των γραμμών;

Ο τύπος έχει ως εξής:

Ο αριθμητής είναι ο συντελεστής ανάμεικτο προϊόν(το εισαγάγαμε στο προηγούμενο μέρος), και ο παρονομαστής είναι όπως στον προηγούμενο τύπο (ο συντελεστής του διανυσματικού γινόμενου των κατευθυντικών διανυσμάτων των ευθειών, η απόσταση μεταξύ των οποίων αναζητούμε).

Θα σου το θυμίσω

Επειτα ο τύπος για την απόσταση μπορεί να ξαναγραφτεί ως:

Αυτή είναι μια προσδιοριστική διαιρούμενη με μια ορίζουσα! Αν και, για να είμαι ειλικρινής, δεν έχω χρόνο για αστεία εδώ! Αυτή η φόρμουλα είναι, στην πραγματικότητα, πολύ δυσκίνητη και οδηγεί σε αρκετά σύνθετους υπολογισμούς. Αν ήμουν στη θέση σου, θα το κατέφευγα μόνο ως έσχατη λύση!

Ας προσπαθήσουμε να λύσουμε μερικά προβλήματα χρησιμοποιώντας την παραπάνω μέθοδο:

1. Σε ορθογώνιο τριγωνικό πρίσμα, του οποίου όλες οι ακμές είναι ίσες, βρείτε την απόσταση μεταξύ των ευθειών και.

2. Με ένα ορθογώνιο τριγωνικό πρίσμα, όλες οι ακμές της βάσης είναι ίσες με το τμήμα που διέρχεται από τη νεύρωση του σώματος και οι νευρώσεις se-re-di-well είναι ένα τετράγωνο. Βρείτε την απόσταση μεταξύ των ευθειών και

Εγώ αποφασίζω το πρώτο και με βάση αυτό αποφασίζεις εσύ το δεύτερο!

1. Σχεδιάζω ένα πρίσμα και σημειώνω ευθείες και

Συντεταγμένες σημείου Γ: τότε

Συντεταγμένες σημείων

Διανυσματικές συντεταγμένες

Συντεταγμένες σημείων

Διανυσματικές συντεταγμένες

Διανυσματικές συντεταγμένες

\[\left((B,\overrightarrow (A(A_1)) \overrightarrow (B(C_1)) ) \δεξιά) = \αριστερά| (\begin(array)(*(20)(l))(\begin(array)(*(20)(c))0&1&0\end(array))\\(\begin(array)(*(20) (γ))0&0&1\end(πίνακας))\\(\αρχή(πίνακας)(*(20)(c))(\frac((\sqrt 3 ))(2))&( - \frac(1) (2))&1\end(array))\end(array)) \right| = \frac((\sqrt 3 ))(2)\]

Υπολογίζουμε το διανυσματικό γινόμενο μεταξύ των διανυσμάτων και

\[\overrightarrow (A(A_1)) \cdot \overrightarrow (B(C_1)) = \αριστερά| \begin(array)(l)\begin(array)(*(20)(c))(\overrightarrow i )&(\overrightarrow j)&(\overrightarrow k )\end(array)\\\begin(array )(*(20)(c))0&0&1\end(array)\\\begin(array)(*(20)(c))(\frac((\sqrt 3 ))(2))&( - \ frac(1)(2))&1\end(array)\end(array) \right| - \frac((\sqrt 3 ))(2)\overrightarrow k + \frac(1)(2)\overrightarrow i \]

Τώρα υπολογίζουμε το μήκος του:

Απάντηση:

Τώρα προσπαθήστε να ολοκληρώσετε προσεκτικά τη δεύτερη εργασία. Η απάντηση σε αυτό θα είναι: .

Συντεταγμένες και διανύσματα. Σύντομη περιγραφή και βασικοί τύποι

Ένα διάνυσμα είναι ένα κατευθυνόμενο τμήμα. - η αρχή του διανύσματος, - το τέλος του διανύσματος.
Ένα διάνυσμα συμβολίζεται με ή.

Απόλυτη τιμήδιάνυσμα - το μήκος του τμήματος που αντιπροσωπεύει το διάνυσμα. Συμβολίζεται ως.

Διανυσματικές συντεταγμένες:

,
πού είναι τα άκρα του διανύσματος \displaystyle a .

Άθροισμα διανυσμάτων: .

Προϊόν διανυσμάτων:

Το γινόμενο κουκίδων των διανυσμάτων:

Το κλιμακωτό γινόμενο των διανυσμάτων είναι ίσο με το γινόμενο τους απόλυτες τιμέςαπό το συνημίτονο της μεταξύ τους γωνίας:

ΤΑ ΥΠΟΜΕΝΟΝΤΑ 2/3 ΑΡΘΡΩΝ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΜΟΝΟ ΣΕ ΜΑΘΗΤΕΣ YOUCLEVER!

Γίνε μαθητής του YouClever,

Προετοιμαστείτε για την Ενιαία Κρατική Εξέταση ή την Ενιαία Κρατική Εξέταση στα μαθηματικά στην τιμή «ένα φλιτζάνι καφέ το μήνα»,

Επίσης, αποκτήστε απεριόριστη πρόσβαση στο εγχειρίδιο "YouClever", το πρόγραμμα προετοιμασίας "100gia" (βιβλίο επίλυσης), μια απεριόριστη δοκιμαστική εξέταση Unified State Exam και Unified State Exam, 6000 προβλήματα με ανάλυση λύσεων και άλλες υπηρεσίες YouClever και 100gia.