Векторное задание прямых и плоскостей в пространстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

города Москвы «Колледж полиции»

Реферат

На тему: «Векторное задание прямых и плоскостей в пространстве»

Выполнил: Юсупова Э.Р.

Курсант 111 взвода

Преподаватель: Зайцева О.Н.

Москва

Содержание

Введение

1. Способы задания плоскости

2. Взаимное расположение плоскостей в пространстве

3. Векторы на плоскости и в пространстве

4. Скалярное произведение векторов

Список используемой литературы

Введение

Из курса планиметрии мы знаем, что плоскость - это множество, элементами которого являются точки и в котором выполняется система аксиом планиметрии, описывающая свойства точек и прямы.

Пространство - это множество, элементами которого являются точки и в котором выполняется система аксиом стереометрии, описывающая свойства точек, прямых и плоскостей. Система аксиом стереометрии дает описание свойств пространства и основных его элементов. Понятия «точка», «прямая» и «плоскость» принимаются без определений: их описание и свойства содержатся в аксиомах. С другой стороны, понятия «точка», «прямая», «плоскость» имеют наглядный смысл, отраженный на чертежах и рисунках.

Изучение пространства приводит к необходимости расширить систему аксиом планиметрии и рассмотреть новую группу аксиом, в которых выражены свойства взаимного расположения точек, прямых и плоскостей, что особенно важно для нас, в пространстве.

Цель реферата - получить наглядное представление о пространстве и способах расположения плоскостей в пространстве.

Для выполнения этой цели поставлены следующие задачи:

- рассмотреть способы задания плоскостей в пространстве,

- рассмотреть основные аксиомы стереометрии;

- изучить возможные варианты взаимного расположения плоскостей в пространстве,

- сформулировать основные признаки и свойства взаимного расположения плоскостей в пространстве;

1. Способы задания плоскости

Изучение пространства приводит к необходимости расширить систему аксиом.

Рассмотрим аксиому R1. В пространстве существуют плоскости. В каждой плоскости пространства выполняются все аксиомы планиметрии. Эта аксиома дает нам право рассматривать в любой плоскости пространства отрезки, прямые со всеми их свойствами, которые изучались в планиметрии. Например, если прямая а и не принадлежащая ей точка М лежат в некоторой плоскости б, то в этой плоскости можно провести через точку М прямую, параллельную прямой а, и притом только одну.

В аксиоме R3 говорится: какова бы не была плоскость, существуют точки, принадлежащие этой плоскости, и точки, не принадлежащие ей. Данной аксиомой утверждается, что для любой плоскости в пространстве можно выбрать любое количество точек в этой плоскости, равно как и сколько угодно точек вне её. В случае, если точка А л7+ежит в (принадлежит) плоскости б, то записывают: А б и говорят, что плоскость б проходит через точку А. Если точка А не принадлежит плоскости б, то записывают: А б и говорят, что плоскость б не проходит через точку А.

Плоскость в пространстве однозначно определяется:

- тремя точками, не лежащими на прямой. Аксиома R2 (аксиома плоскости) гласит: Через любые три точки, не принадлежащие одной прямой, можно провести плоскость, и притом только одну. Плоскость, которая проходит через точки А, В и С, не принадлежащие одной прямой (С АВ), обозначается символически (АВС); если этой плоскостью является плоскость б, то пишут б = (АВС) или (АВС)= б. Стол, имеющий три ножки, не может качаться на плоском полу. Его устойчивость объясняется тем, что концы трех его ножек (три точки) принадлежат одной плоскости - плоскости пола, но не принадлежат одной прямой. Плохо сделанный стол на четырех ножках качается на плоском полу, и под одну из его ножек что-нибудь стараются подложить.

- прямой и точкой, не лежащей на прямой.

По теореме 1 через любую прямую и не принадлежащую ей точку можно провести плоскость, и притом только одну.

Если прямая проходит через две точки плоскости, то она лежит в этой плоскости

Теорема 2. Через любые две пересекающиеся прямые можно провести плоскость, и притом только одну.

Если прямая проходит через две точки плоскости, то она лежит в этой плоскости

Теорема 3. Через две параллельные прямые можно провести единственную плоскость.

2. Взаимное расположение плоскостей в пространстве

При взаимном расположении двух плоскостей в пространстве возможен один из двух взаимно исключающих случаев.

1. Две плоскости имеют общую точку. Тогда по аксиоме пересечения двух плоскостей они имеют общую прямую. Аксиома R5 гласит: если две плоскости имеют общую точку, то пересечение этих плоскостей есть их общая прямая. Из этой аксиомы следует, что у плоскостей Такие плоскости называются пересекающимися.

2. Две плоскости не имеют общей точки.

3. Две плоскости совпадают

3. Векторы на плоскости и в пространстве

Вектор -- это направленный отрезок. Его длиной считают длину отрезка. Если даны две точки M1 (x1, y1, z1) и M2 (x2, y2, z2), то вектор

Если даны два вектора и то,

1. Длины векторов

2. Сумма векторов:

3. Суммой двух векторов a и b является диагональ параллелограмма, построенного на этих векторах, исходящая из общей точки их приложения (правило параллелограмма); или вектор, соединяющий начало первого вектора с концом последнего -- по правилу треугольника. Суммой трех векторов a, b, c называется диагональ параллелепипеда, построенного на этих векторах(правило параллелепипеда).

Рассмотрим:

1.Начало координат -- в точке A;

2.Сторона куба -- единичный отрезок.

3.Ось ОХ направляем по ребру AB, ОY -- по ребру AD, а ось OZ -- по ребру AA1.

Для нижней плоскости куба

Для верхней плоскости куба

4. Скалярное произведение векторов

Введём ещё одно действие над векторами - скалярное умножение векторов. Скалярным произведением двух векторов называется произведение их длин на косинус угла между ними. Если один из векторов нулевой скалярное произведение считается равным нулю. Скалярное произведение двух векторов можно вычислить, зная координаты этих векторов.

вектор прямая плоскость пространство

Список используемой литературы

1. Костицин В. Н. Практические занятия по стереометрии / В. Н. Костицин. - М.: Издательство «Экзамен», 2004. - 160 с.

2. Потоскуев Е. В. Геометрия. 10 кл.: задачник для общеобразовательных учреждений с углубленным изучением математики/ Е. В. Потоскуев, Л. И. Звавич. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2006. - 250 с.

3. Потоскуев Е. В. Геометрия. 10 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений с углубленным изучением математики/ Е. В. Потоскуев, Л. И. Звавич. - 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2005. - 223 с.

4. Потоскуев Е. В. Геометрия. 11 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений с углубленным изучением математики/ Е. В. Потоскуев, Л. И. Звавич. - 3-е изд., стереотип. -с. М.: Дрофа, 2006. - 368 с.

5. Потоскуев Е. В. Геометрия. 11 кл.: задачник для общеобразовательных учреждений с углубленным изучением математики/ Е. В. Потоскуев, Л. И. Звавич. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2005. - 235 с.

6. Поурочные разработки по геометрии: 10 класс/ Сост. В. А. Яровенко. - М.: ВАКО, 2007. - 304 с.

7. Роганин А. Н. Алгебра и геометрия в таблицах и схемах./ А. Н. Роганин, В. А. Дергачев. - Ростов на Дону: Феникс, 2006. - 222 с.

Размещено на Allbest.ru