Файл: Линейная алгебра Задача 1.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Решение задач

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.10.2023

Просмотров: 45

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для нахождения точки пересечения прямой lи плоскости Р составим и решим систему уравнений:

2х + у – 3z – 2 = 0

2x – y + z + 6 = 0 из 2 строки вычитаем 1 строку

x – 2y + 5z – 6 = 0
2х + у – 3z – 2 = 0

2x – y + z + 6 – 2х – у + 3z + 2 = 0

x – 2y + 5z – 6 = 0
2х + у – 3z – 2 = 0

–2y + 4z + 8 = 0 из 3 строки вычитаем 1 строку, деленную на 2

x – 2y + 5z – 6 = 0
2х + у – 3z – 2 = 0

–2y + 4z + 8 = 0

x – 2y + 5z – 6 – х - у + z + 1= 0
2х + у – 3z – 2 = 0

–2y + 4z + 8 = 0 из 3 строки вычитаем 2 строку,деленную на 4 и умноженную на 5

y + z – 5 = 0
2х + у – 3z – 2 = 0

–2y + 4z + 8 = 0

y + z – 5 + у – 5z – 10 = 0
2х + у – 3z – 2 = 0

–2y + 4z + 8 = 0

z – 15 = 0

Из уравнения 3 строки находим значение:

z = 15 * = 10

Из уравнения 2 строки находим значение у:

-2у + 4*10 + 8 = 0

-2у + 48 = 0

у = 24

Из уравнения 1 строки находим значение х:

2х + 24 – 3*10 – 2 = 0

2х – 8 = 0

х = 4

Таким образом, прямая l пересекается с плоскостью Р в точке с координатами (4;24;10).

Ответ: = =




x = -2t – 1

y = -8t + 4

z = -4t
= =

/

(- ;
;- )

(4;24;10)

Раздел № 3. Аналитическая геометрия

Задача 1, вариант 3

Составим уравнение прямой АВ, проходящей через точку А (-3;1) и точку В (-2;4):

y = kx + b

П одставляем в формулу коорди6наты точек и получаем систему уравнений:

1 = k * (-3) + b

4 = k * (-2) + b

-3k + b = 1

-2k + b = 4
Из 1 уравнения системы находим b = 1 + 3k и подставляем это значение во 2 уравнение:

-2k + 1 + 3k = 4

k + 1 = 4

k = 3, тогда b = 1 + 3*3 = 10

Таким образом, уравнение стороны АВ у = 3x + 10.

Составим уравнение прямой АС, проходящей через точку А (-3;1) и точку С (1;3):

1 = k * (-3) + b

3 = k * 1 + b

- 3k + b = 1

k + b = 3
Из 1 уравнения системы находим b = 1 + 3k и подставляем это значение во 2 уравнение:

k + 1 + 3k = 3

4k = 2

k = , тогда b = 1 + 3 * =

Таким образом, уравнение стороны АС у = x + .

Составим уравнение прямой BС, проходящей через точку B (-2;4) и точку С (1;3):

4 = k * (-2) + b

3 = k * 1 + b

- 2k + b = 4

k + b = 3
Из 1 уравнения системы находим b = 4 + 2k и подставляем это значение во 2 уравнение:

k + 4 + 2k = 3

3k = -1

k = - , тогда b = 4 + 2 *(- ) =

Таким образом, уравнение стороны BС у = - x + .

Для нахождения уравнения медианы угла А найдем координаты точки С1 - середины отрезка ВС:

хС1 =

= - ; уС1 = = .

Т аким образом, медиана угла А проходит через точку А (-3;1) и точку С1 (- ; ):

1 = -3k + b

= - k + b

Из 1 уравнения системы найдем b = 1 + 3k и подставим это значение во 2 уравнение:

= - k + 1 + 3k

= k + 1

k = /

k = 1, тогда b = 1 + 3*1 = 4.

Уравнение медианы угла А у = х + 4.

Найдем длину медианы АС1, используя известные координаты точек А и С1:

АС1 = = = =

Высота, проведенная из угла А, пересекает сторону ВС, которая умеет уравнение у = - x + .

Угловой коэффициент k2 прямой, пепендикулярной стороне ВС, равен:

k2 = -1 / k = -1 / - = 3, значит уравнение высоты к стороне ВС:

у = 3х + b

Подставляем в уравнение координаты точки А (-3;1) и получаем:

1 = 3*(-3) + b

b = 10

Таким образом, уравнение высоты угла А у = 3х + 10.

Зная уравнение высоты и уравнение стороны ВС треугольника, находим координаты точки их пересечения С2:

у = 3х + 10

у = -
x + приравниваем правые части обоих уравнений
3х + 10 = - x +

= -

х = -2, тогда у = 3*(-2) + 10 = 4.

Таким образом, высота угла А пересекает прямую ВС в точке С2 (-2;4).

Найдем длину высоты АС1, используя известные координаты точек А и С1:

АС2 = = = .

Для нахождения уравнение биссектрисы угла А подставляем уравнения прямых АВ и АС в формулу биссектрис угла:

3х – у + 10 / = ± ( x – у + ) /

3х – у + 10 / = ± ( x – у + ) /

3х – у + 10 / = ± х – 2у + 5 /

3х – у + 10 = ± * (х – 2у + 5)

3х – у + 10 = ± х - 2 у + 5

Получаем 2 уравнения:

3х – у + 10 = х - 2 у - 5 3х – у + 10 =
х + 2 у - 5

3х – у + 10 - х + 2 у - 5 = 0 3х – у + 10 + х - 2 у + 5

1,59 х + 1,83у + 2,93 = 0 4,41х – 3,83у + 17,07 = 0

Одно из этих уравнений является уравнением биссектрисы внутреннего угла ВАС, а другое – внешнего.

От биссектрисы углы В и С лежат по разные стороны, значит подстановка их координат в уравнение биссектрисы дает нам разные знаки, т.е.

В (-2;4): 1,59*(-2) + 1,83*4 + 2,93 >0

С (1;3): 1,59*1 + 1,83*4 + 2,93 0, т.е 1 уравнение не соответстует условиям и является уравнением внешнего угла А.

В (-2;4): 4,41*(-2) – 3,83*4 + 17,07 < 0

С (1;3): 4,41*1-3,83*3 + 17,07 > 0, т.е. 2 уравнение соответствует условиям и является уравнением внутреннего угла А.

Зная уравнение биссектрисы и уравнение стороны ВС треугольника, находим координаты точки их пересечение С3:

у = -

3х – у + 10 = х + 2 у - 5

Подставляем значение у во 2 уравнение системы:

3х + + 10 = х + 2 * (- ) - 5

х + +