Як знайти кут між прямою і площиною, якщо дано точки
Завдання ставиться до аналітичної геометрії. Її рішення можна знайти на основі рівнянь прямий і площини в просторі. Таких рішень, як правило, декілька. Все залежить від вихідних даних. При цьому будь-який вид рішення без великих трудовитрат може бути переведений в інший.
1
Поставлену задачу наочно ілюструє малюнок 1. обчислення підлягає кут між прямий (точніше, її направляють вектором s) і проекцією напрямку прямий на площину . Це незручно тим, що тоді доводиться шукати напрямок Прs. Набагато простіше спочатку знайти кут між напрямних вектором прямий s вектором нормалі до площини n. Очевидно (див. Рис. 1), що = / 2- .
кут між прямий і площиною, якщо дано точки" class ="lightbx" data-lightbox ="article-image"gt;
2
Фактично для вирішення завдання залишилося визначити нормальний і спрямовує вектори. У поставленому питанні згадані задані точки. Тільки не вказано - які саме. Якщо це точки, що визначають як площину, так і пряму, то їх не менше п`яти. Справа в тому, що для однозначного встановлення площини потрібно знати три її точки. Пряма однозначно задається двома точками. Тому слід вважати, що дані точки М1 (x1, y1, z1), M2 (x2, y2, z2), M3 (x3, y3, z3) (задають площину), а також M4 (x4, y4, z4) і M5 (x5, y5, z5) (задають пряму).
3
Для визначення направляючого вектора s вектора прямий зовсім не обов`язково розташовувати її рівнянням. Досить покласти s = M4M5, і тоді його координати s = {x5-x4, y5-y4, z5-z4} (рис. 1). Це ж можна сказати і про вектор нормалі до поверхні n. Для його обчислення знайдіть вектори М1М2 і М1М3, показані на малюнку. M1M2 = {x2-x1, y2-y1, z2-z1}, M1M3 = {x3-x1, y3-y1, z3-z1}. Ці вектори лежать в площині . Нормаль n перпендикулярна площині. Тому покладіть її рівною векторному добутку М1М2 М1М3. При цьому абсолютно не страшно, якщо нормаль виявиться спрямованої протилежно тій, яка приведена на рис. 1.
4
Векторний добуток зручно обчислювати з використанням вектора-визначника, який слід розкривати по першій його рядку (див. Рис. 2a). Підставте в представлений визначник замість координат вектора а координати М1М2, замість b - M1M3 і позначили їх А, B, C (саме так записуються коефіцієнти загального рівняння площини). Тоді n = {А, B, C}. Для визначення кута використовуйте скалярний твір (n, s) і спосіб його обчислення в координатної формі. сos = (A (x5-x4) + B (y5-y4) + C (z5-z4)) / (| n || s |). Так як для шуканого кута = / 2- (рис. 1), то sin = cos . Остаточну відповідь наведено на рис. 2b.
кут між прямий і площиною, якщо дано точки" class ="lightbx" data-lightbox ="article-image"gt;
Статті за темою "Як знайти кут між прямою і площиною, якщо дано точки"
Оцініть, будь ласка статтю
Ще статті розділу