• Предмет: Геометрия
  • Автор: BKI001
  • Вопрос задан 1 год назад

Прошу помощи, спасибо

Приложения:

dnepr1: Это объёмные задания. Надо указать одну, самую нужную.

Ответы

Ответ дал: dnepr1
4

Ответ на задачу № 2. (Думаю, что это самая сложная).

Даны координаты пирамиды: A(-2,3,-8), B(-3,-1,-5), C(-3,1,-6), D(-3,-1,4)  

1) Координаты векторов.  

Координаты векторов находим по формуле:  

X = xj - xi; Y = yj - yi; Z = zj - zi  

здесь X,Y,Z координаты вектора; xi, yi, zi - координаты точки Аi; xj, yj, zj - координаты точки Аj;  

Например, для вектора AB.  

X = x2 - x1; Y = y2 - y1; Z = z2 - z1  

X = -3-(-2); Y = -1-3; Z = -5-(-8)  

AB(-1;-4;3)  

AC(-1;-2;2)  

AD (-1;-4;12)  

BC(0;2;-1)  

BD(0;0;9)  

CD(0;-2;10)  

2) Модули векторов (длина ребер пирамиды)  

Длина вектора a(X;Y;Z) выражается через его координаты формулой:  

|a| = √(X² + Y² + Z²).

|AB|= √(1^2+4^2+3^2 )=√26≈5,099.

|AC|= √(1^2+2^2+2^2 )=√9=3.

|AD|= √(1^2+4^2+〖12〗^2 )=√161≈12,689.

|BC|= √(0^2+2^2+1^2 )=√5≈2,236.

|BD|= √(0^2+0^2+9^2 )=√81=999.

|CD|= √(0^2+2^2+10^2 )=√104≈10,198.

3) Угол между ребрами.  

Угол между векторами a1(X1;Y1;Z1), a2(X2;Y2;Z2) можно найти по формуле:  

cos γ  = (a1a2)/(|a1|•|a2|).

где a1a2 = X1X2 + Y1Y2 + Z1Z2.  

Найдем угол между ребрами AB(-1;-4;3) и AC(-1;-2;2):  

cos γ  = ((-1)•(-1) + (-4)•(-2) + 3•2)/(√26•3) = 0,981.

γ = arccos(0,981) = 11,31°.  

4) Площадь грани.  

Площадь грани можно найти по формуле:  

S = 12•|a|•|b| sin γ.

где: sin(γ)=√(1-cos(γ)²)

Найдем площадь грани ABC

Найдем угол между ребрами AB(-1;-4;3) и AC(-1;-2;2):  

cos γ  = ((-1)•(-1) + (-4)•(-2) + 3•2)/(√26•3) = 0,981.

sin γ = √(1 - 0.981²) = 0,196.

Площадь грани ABC.

SABC = (1/2) |AB|*|AC|*sinγ = (1/2)*√26*3*0,196=1,5 кв.ед.

Найдем площадь грани с учётом геометрического смысла векторного произведения:  

S = (1/2)*|(AB) ⃗*(AC) ⃗|

Векторное произведение:  

 i      j        k

-1     -4       3

-1 -2 2 =

=i((-4)•2-(-2)•3) - j((-1)•2-(-1)•3) + k((-1)•(-2)-(-1)•(-4)) = -2i - j - 2k  

S=(1/2)|(AB) ⃗*(AC) ⃗|=1/2|-2i-j-2k|=1/2 √(2^2+1^2+2^2 )=(1/2) √9=1,5 кв.ед.

5) Объем пирамиды.  

Объем пирамиды, построенный на векторах a1(X1;Y1;Z1), a2(X2;Y2;Z2), a3(X3;Y3;Z3) равен:  

V = (1/6)*  X1     Y1      Z1

               X2    Y2      Z2

               X3    Y3     Z3

V = (1/6)* -1       -4        3

               -1       -2       2

               -1-      4        12 = 18/6 = 3.

где определитель матрицы равен:  

∆ = (-1)*((-2)*12-(-4)*2)-(-1)*((-4)*12-(-4)*3)+(-1)*((-4)*2-(-2)*3) = -18  

7) Уравнение прямой  

Прямая, проходящая через точки A1(x1; y1; z1) и A2(x2; y2; z2), представляется уравнениями:  

(x - x1)/(x2 - x1)  =  (y - y1)/(y2 - y1) = (z - z1)/(z2 - z1).

Параметрическое уравнение прямой:  

x=x0+lt  

y=y0+mt  

z=z0+nt  

Уравнение прямой AB(-1,-4,3)  

(x + 2/-1 = (y - )/-4 = (z + 8)/3

Параметрическое уравнение прямой:  

x=-2-t  

y=3-4t  

z=-8+3t  

Уравнение прямой AD(-1,-4,12)  

(x + 2)/-1 = (y - 3)/-4 = (z + 8)/12.

Параметрическое уравнение прямой:  

x=-2-t  

y=3-4t  

z=-8+12t  

8) Уравнение плоскости.  

Если точки A1(x1; y1; z1), A2(x2; y2; z2), A3(x3; y3; z3) не лежат на одной прямой, то проходящая через них плоскость представляется уравнением:  

x-x1               y-y1              z-z1

x2-x1            y2-y1            z2-z1

x3-x1             y3-y1            z3-z1 = 0

Уравнение плоскости ABC  

x+2               y-3                 z+8

-1                 -4                     3

-1                 -2                     2 = 0

(x+2)((-4)•2-(-2)•3) - (y-3)((-1)•2-(-1)•3) + (z+8)((-1)•(-2)-(-1)•(-4)) =

=  -2x - y - 2z - 17 = 0  

10) Длина высоты пирамиды, проведенной из вершины D(-3,-1,4).  

Расстояние d от точки M1(x1;y1;z1) до плоскости Ax + By + Cz + D = 0 равно абсолютному значению величины:  

d = |A x1 + B y1 + C z1 + D|/√(A² + B² + C²).

Уравнение плоскости ABC: -2x - y - 2z-17 = 0  

d = |(-2)•(-3) + (-1)•(-1) + (-2)•4 - 17|/√(2² + 1² + 2²) = 18/√9 = 6.

11) Уравнение высоты пирамиды через вершину D(-3,-1,4).  

Прямая, проходящая через точку M0(x0;y0;z0) и перпендикулярная плоскости Ax + By + Cz + D = 0 имеет направляющий вектор (A;B;C) и, значит, представляется симметричными уравнениями:  

Уравнение плоскости ABC: -2x - y - 2z - 17 = 0  

(x - x0)/A = ( - )/B = (z - z0)/C

(x - (-3))/-2 = (y - (-1))/-1 = (z - 4)/-2

12) Угол между прямой AD и плоскостью ABC.  

Синус угла между прямой с направляющими коэффициентами (l; m; n) и плоскостью с нормальным вектором N(A; B; C) можно найти по формуле:  

sin γ  = |Al + Bm + Cn|/√(A² + B² + C²)*√(l² + m² + n²).

Уравнение плоскости ABC: -2x - y - 2z - 17 = 0  

Уравнение прямой AD:  

(x + 2)/-1 = (y - 3)/-4 = (z + )/12

sin γ  = |(-2)•(-1) + (-1)•(-4) + (-2)•12|22 + 12 + 2212 + 42 + 122 = 0.473

γ = arcsin(0,473) = 28,23°.

Вас заинтересует