Тема . Аналитическая геометрия
.06 Прямые и плоскости в трёхмерном пространстве.
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела аналитическая геометрия
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#71464

Определить, какие из следующих пар плоскостей пересекаются, параллельны или совпадают. Если плоскости пересекаются, найти канонические уравнения линии пересечения:

1.
x + 2y − z + 1 = 0, x + y − 2z + 1 = 0
2.
x − 3y + 7z + 1 = 0, 3x − 9y + 21z + 3 = 0
3.
x − 3y + 2z + 2 = 0, 2x − 6y + 4z + 5 = 0
4.
(
| x = 1+ 2u + v
||{
  y = 3u+ 2v
|||
( z = − 1 + u+ v  (
| x = 4u + 3v
||{
  y = − 2+ u − 4v
|||
( z = 3+  u+ 2v
5.
(|
||{ x = − 3 + u + 2v
  y = − v
|||
( z = u  (|
||{ x = 1 + 3u
  y = 2 − u+  v
|||
( z = 8 + u+ 2v
6.
(
||| x = − 3 + u + 4v
{
|| y = 3+ u + v     ,  x + 2y − 3z + 2 = 0
|( z = 2+ u + 2v
Показать ответ и решение
1.
x + 2y − z + 1 = 0, x + y − 2z + 1 = 0  . Так как вектора нормали не коллинеарны, то плоскости пересекаются. Вектор направления прямой будет векторным произведением нормалей к плоскостям. Нормали              ⃗
⃗a = (1,2,− 1),b = (1,1,− 2)  , тогда векторное произведение:    ⃗
[⃗a, b] = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) = (− 4 − (− 1),− 1− (− 2),1− 2) = (− 3,1,− 1)  . Точка, через которую проходят обе плоскости, (0, −31, 13)  . Тогда каноническое уравнение линии пересечения: x--= y+-13=  z− 13
−3    1     − 1   .
2.
x − 3y + 7z + 1 = 0, 3x − 9y + 21z + 3 = 0  . Мы можем второе уравнение плоскости поделить на 3 и от этого плоскость не изменится: x−  3y + 7z + 1 = 0  , получится первое уравнение, то есть плоскости совпадают.
3.
x − 3y + 2z + 2 = 0, 2x − 6y + 4z + 5 = 0  . Вектора нормали (1,− 3,2)  и (2,− 6,4)  , они отличаются умножением на константу, следовательно коллинеарны. Если поделим на два второе уравнение, то получим: x − 3y + 2z + 2.5 = 0  . Отличается только свободный член, значит, плоскости параллельны.
4.
Нам даны направляющие векторы плоскостей ⃗a1 = (2,3,1),⃗a2 = (1,2,1)  и ⃗b  = (4,1,1),⃗b  = (3,− 4,2)
 1           2  . Нужно понять являются ли они компланарными, для этого запишем их в матрицу и найдем ранг. Если ранг равен двум, то 4 вектора компланарны, значит, плоскости либо совпадают, либо параллельны.
(          )     (           )
| 2   3   1|     | 1   2    1|
|| 1   2   1||     || 0  − 1  − 1||
|          | − > |           |
|( 4   1   1|)     |( 0   0    4|)
  3  − 4  2        0   0    9

Ранг получился три, то есть вектора не компланарны. Следовательно, плоскости пересекаются. Найдем вектор направления прямой пресечения этих двух плоскостей как векторное произведение нормалей. Нормали к этим плоскостям, в свою очередь, найдем как векторное произведение направляющих векторов плоскости: ⃗n1 = [⃗a1, ⃗a2] = (1,− 1,1)  , ⃗n2 = [⃗b1, ⃗b2] = (6,− 5,− 19 )  .

Далее: ⃗v = [⃗n1, ⃗n2] = (24,25,1)  - направляющий вектор искомой прямой пересечения. Осталось найти точку на прямой. Для этого давайте сначала запишем уравнение первой и второй плоскости в общем виде:

x− y + z = 0

6x − 5y − 19z + 47 = 0

И нам нужна точка, удовлетворяющая и первому и второму уравнению. Подойдёт, например, точка (1,3,2)  Тогда можем записать каноническое уравнение прямой пересечения наших плоскостей:

x− 1    y − 3   z − 2
-----=  -----=  -----
 24      25      1
5.
Нам даны направляющие векторы плоскостей ⃗a1 = (1,0,1),⃗a2 = (2,− 1,0)  и ⃗            ⃗
b1 = (3,− 1,1),b2 = (0,1,2)  . Найдем нормали этих плоскостей ⃗n1 = [⃗a1, ⃗a2] = (1,2,− 1)  , ⃗n2 = [⃗b1, ⃗b2] = (− 3,− 6,3)  . Заметим, что вектора нормали коллинеарны, значит, плоскости либо параллельны либо совпадают. Если они совпадают, то любая точка, принадлежащая первой плоскости, принадлежит и второй. Проверим точку (− 3,0,0)  : из первого равенства для x  , следует, что u =  −34-   , подставляя это значение u  во второе для y  , получим v = − 313   , тогда z = 8 − 4 − 62 = 0
        3    3  . Следовательно, точка принадлежит второй плоскости. Следовательно, параллельными эти плоскости быть не могут. Значит, они совпадают.
6.
Рассмотрим нормаль к первой плоскости: ⃗n = [⃗a1, ⃗a2] = [(1,1,1),(4,1,2)] = (1,2,− 3)  . Заметим, что у второй плоскости такой же вектор нормали. Значит, они либо параллельны, либо совпадают. Если они совпадают, то любая точка, принадлежащая первой плоскости, принадлежит и второй. Проверим точку (− 3,3,2 )  , лежащую в первой плоскости и подставим её координаты во второе уравнение: − 3 + 6−  6+ 2 ⁄= 0  , точка не лежит на второй плоскости. Значит, плоскости параллельны.
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!