IDZ Ryabushko 3.1 옵션 7

1위. 4개의 점 A1(5;5;4)이 주어졌습니다. A2(1;–1;4); A3(3;5;1); A4(5;8;–1). 방정식을 작성해야 합니다.

a) 벡터 AB1 = A1 - A2 및 AC1 = A1 - A3을 찾습니다.

AB1 = (5-1; 5-(-1); 4-4) = (4; 6; 0) AC1 = (5-3; 5-5; 4-1) = (2; 0; 3)

그런 다음 AB1과 AC1의 벡터 곱은 평면의 법선 벡터를 제공합니다.

n1 = AB1 x AC1 = (63 - 00; 04 - 34; 42 - 60) = (18; -12; 8)

이제 점 A1의 좌표를 대입하여 평면의 계수 D를 구해 보겠습니다.

18(x-5) - 12(y-5) + 8(z-4) = 0

단순화하려면:

6x - 4y + 2z - 2 = 0

따라서 평면 A1A2A3의 방정식은 6x - 4y + 2z - 2 = 0 형식을 갖습니다.

b) 직선 A1A2의 방정식은 직선의 매개변수 방정식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

x = 5 - 4t y = 5 + 6t z = 4

c) 선 A4M의 벡터를 찾습니다. 여기서 M은 원하는 수직선 위의 임의의 점입니다. M(0;0;0)을 예로 들어 보겠습니다.

AM = M - A4 = (-5; -8; 1) 그러면 원하는 벡터는 AM을 평면 A1A2A3의 법선 벡터에 투영한 것과 같습니다.

n1 = (18; -12; 8) proj_AMn1 = (AM * n1 / |n1|^2) * n1 = ((-518) + (-8(-12)) + (18)) / (18^2 + (-12)^2 + 8^2) * (18; -12; 8) = (-78/332)(18; -12; 8) = (-39/166; 13/83; -39/83)

그런 다음 원하는 선의 방정식은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

x = 5 + (-39/166)t y = 8 + (13/83)t z = -1 + (-39/83)t

d) 직선 A3N은 직선 A1A2와 평행하므로 방향 벡터는 AB1과 같습니다.

AB1 = (4; 6; 0)

파라메트릭 방정식을 사용하여 직선 A3N의 방정식을 찾아보겠습니다.

x = 3 + 4t y = 5 + 6t z = 1

e) 점 A4를 통과하고 선 A1A2에 수직인 평면의 방정식은 선 A1A2로 설명되는 평면에 벡터 A4A1을 투영한 것과 동일한 법선 벡터를 사용하여 평면 A1A2A3의 방정식으로 찾을 수도 있습니다.

AB2 = A2 - A1 = (-4; -6; 0) A4A1 = A1 - A4 = (0; -3; 5)

proj_A4A1n1 = (A4A1 * AB1 / |AB1|^2) * n1 = ((04) + (-36) + (5*0)) / (4^2 + 6^2 + 0^2) * (18; -12; 8) = (-54/52; 36/52; 24/13)

그러면 원하는 평면의 법선 벡터는 다음과 같습니다.

n2 = proj_A4A1n1 = (-54/52; 36/52; 24/13)

이제 점 A4의 좌표를 대입하여 평면의 계수 D를 구해 보겠습니다.

(-54/52)(x-5) + (36/52)(y-8) + (24/13)(z+1) = 0

단순화하려면:

-27x + 18y + 24z - 64 = 0

따라서 원하는 평면의 방정식은 -27x + 18y + 24z - 64 = 0 형식을 갖습니다.

f) 직선 A1A4의 방향 벡터를 찾습니다.

AA4 = A4 - A1 = (0; 3; -5)

그런 다음 직선 A1A4와 평면 A1A2A3 사이 각도의 사인은 평면의 법선 벡터에 벡터 AA4를 투영한 값을 벡터 AA4의 계수로 나눈 값과 같습니다.

죄(각도) = |proj_AA4n1| / |AA4| = ((018) + (3(-12)) + ((-5)*8)) / sqrt(0^2 + 3^2 + (-5)^2) / sqrt(18^2 + (-12)^2 + 8^2 ) = -11/29

답: sin(각도) = -11/29.

g) 평면 A1A2A3의 법선 벡터를 찾습니다.

n1 = (18; -12; 8)

그런 다음 평면 A1A2A3과 좌표 평면 Oxy 사이의 각도의 코사인은 평면의 법선 벡터를 Ox 축에 투영한 값을 법선 벡터의 계수로 나눈 값과 같습니다.

cos(각도) = |proj_n1_Ox| / |n1| = |18| / sqrt(18^2 + (-12)^2 + 8^2) = 3/7

답: cos(각도) = 3/7입니다.

2번. 점 A(3;4;0)을 통과하는 평면과 매개변수 방정식으로 정의된 직선에 대한 방정식을 작성해야 합니다.

x = 2 + t y = 3 - 2t z = 1 + 3t

선의 방향 벡터를 찾아봅시다:

v = (1; -2; 3)

그러면 평면의 법선 벡터는 벡터 v에 수직이 되며 임의의 벡터(예: 벡터 (1; 0; 0))와 외적을 취하여 이를 찾을 수 있습니다.

n = v x (1; 0; 0) = (-2; -3; -2)

이제 점 A의 좌표를 대입하여 평면의 계수 D를 구해 보겠습니다.

-2(x-3) - 3(y-4) - 2z = 0

단순화하려면:

-2x - 3y - 2z + 18 = 0

따라서 원하는 평면의 방정식은 -2x - 3y - 2z + 18 = 0 형식을 갖습니다.

3번. 파라메트릭 방정식으로 지정된 선의 교차점을 찾아야 합니다.

x = 2 + t y = 1 - 2t z = -1 + 3t

평면 2x + 3y + z - 1 = 0입니다.

교차점의 좌표는 평면 방정식을 만족해야 합니다.

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