1. Угол между прямой и плоскостью.
Опр. Углом между прямой и плоскостью называется меньший из двух смежных углов между прямой и ее проекцией на плоскость.
Таким образом, угол между прямой и плоскостью принимает значения в промежутке .
Пусть прямая и плоскость заданы уравнениями:
, .
Найдем угол между ними. Рассмотрим векторы
, . .
Условие параллельности прямой и плоскости:
.
Условие перпендикулярности прямой и плоскости:
.
Пересечение прямой и плоскости
Пусть заданы плоскость и прямая
, .
Перейдем к параметрическим уравнениям прямой и подставим их в уравнение плоскости
.
1. Если , то находим значение t:
;
подставляем его в уравнения прямой и находим координаты точки пересечения.
2. Если =0, то , при этом:
а) если , то , т.е. прямая целиком лежит в плоскости;
б) если , то , т.е. прямая параллельна плоскости и не имеет с ней общих точек.
ПР. Написать уравнения прямой , проходящей через точку перпендикулярно плоскости . Найти точку пересечения и .
Поверхности
Опр. Пусть некоторая функция, связывающая три переменные. Множество точек пространства, координаты которых удовлетворяют уравнению , называется поверхностью в 3-мерном пространстве.
Если функция линейная, то поверхность является плоскостью.
Цилиндрические поверхности
Опр. Пусть L - некоторая линия в пространстве, через каждую точку которой проведены прямые, параллельные некоторой данной прямой l. Множество, являющееся объединением этих прямых, называется цилиндрической поверхностью или цилиндром; L − направляющая цилиндра; прямые, параллельные l – образующие цилиндра.
Будем рассматривать уравнения поверхности в ДПСК.
Признак цилиндрической поверхности.
Если в уравнении поверхности отсутствует одна из координат, то эта поверхность – цилиндр с образующими, параллельными соответствующей координатной оси.
: .
: .
: .
Замечание. Название цилиндрической поверхности, как правило, дается по названию линии L.
ПР. Построить поверхности:
а) , б) .
ПР. Построить тело: .
Поверхности второго порядка
Опр. Поверхностью 2-го порядка называется множество точек пространства, координаты которых удовлетворяют в ДПСК уравнению
,
где .
Будем считать, что в уравнении присутствуют все три координаты и коэффициенты . Тогда с помощью параллельного переноса системы координат уравнение можно привести к одному из следующих видов и получить следующие поверхности.
− эллипсоид.
− однополостный гиперболоид.
− двуполостный гиперболоид.
− эллиптический параболоид.
− гиперболический параболоид.
− конус.