Аналогично случаю прямых на плоскости, можно доказать, что две плоскости, заданные своими общими уравнениями и
· совпадают при
· параллельны при
· пересекаются в остальных случаях.
Полупространства, связанные с данным уравнением плоскости
Пусть дана плоскость в пространстве. Две точки и лежат по одну сторону от плоскости, если отрезок не пересекается с данной плоскостью. Полупространством называют множество всех точек, которые лежат по одну сторону от плоскости.
Аналогично случаю прямой на плоскости множества и всех точек , для которых и , являются полупространсвами, ограниченными плоскостью.
Множество называют отрицательным полупространством по отношению к уравнению (14) плоскости, а — положительным полупространством.
Цилиндрические координаты (рис. 4.6)
Главные значения , , :
Связь между декартовыми прямоугольными и цилиндрическими координатами:
Сферические координаты (рис. 4.7)
Главные значения , , :
Иногда вместо рассматривают :
Связь между декартовыми прямоугольными и сферическими координатами
или
Прямая на плоскости
Общее уравнение Ax + By + C ( > 0).
Вектор = (А; В) - нормальный вектор прямой.
В векторном виде: + С = 0, где - радиус-вектор произвольной точки на прямой (рис. 4.11).
Частные случаи:
1) By + C = 0 - прямая параллельна оси Ox;
2) Ax + C = 0 - прямая параллельна оси Oy;
3) Ax + By = 0 - прямая проходит через начало координат;
4) y = 0 - ось Ox;
5) x = 0 - ось Oy.
Уравнение прямой в отрезках где a, b - величины отрезков, отсекаемых прямой на осях координат.
Нормальное уравнение прямой (рис. 4.11)
где - угол, образуемый нормально к прямой и осью Ox; p - расстояние от начала координат до прямой.
Приведение общего уравнения прямой к нормальному виду:
Здесь - нормируемый множитель прямой; знак выбирается противоположным знаку C, если и произвольно, если C = 0.
Векторно-параметрическое уравнение прямой
где - фиксированная точка, лежащая на прямой; - направляющий вектор (см. рис. 4.11).
В координатах (параметрические уравнения):
Каноническое уравнение прямой
Уравнение прямой по двум точкам (рис. 4.12)
или
или
Уравнение прямой по точке и угловому коэффициенту (рис. 4.12)
или
где b - величина отрезка, отсекаемого прямой на оси Oy.
Отклонение точки от прямой
или
где знак перед корнем противоположен знаку C, если и выбран произвольно, если C = 0.
Расстояние от точки до прямой
Взаимное расположение двух прямых
Прямые и :
пересекаются
параллельны (но не совпадают)
совпадают
Прямые и :
пересекаются
параллельны (но не совпадают)
совпадают
Прямые и :
пересекаются
параллельны (но не совпадают)
совпадают
Угол между двумя прямыми
Необходимое и достаточное условие перпендикулярности двух прямых
или или
Расстояние между параллельными прямыми
Если прямые заданы уравнениями и то
а если уравнениями и то
Пучок прямых
Если - центр пучка, то уравнение пучка
Если центр задан пересечением двух прямых
то уравнение пучка
Векторно-параметрическое уравнение прямой
где - фиксированная точка, лежащая на прямой; - направляющий вектор.
В координатах (параметрические уравнения):
Канонические уравнения прямой
Уравнения прямой по двум точкам
Прямая как линия пересечения двух плоскостей
при условии, что не имеют места равенства
Направляющий вектор такой прямой
где