Math Problem Statement

Две прямые в пространстве называются перпендикулярными, если перпендикулярны их направляющие векторы. Пусть дана прямая α: x+13=y−32=z+21α: x+13=y−32=z+21. Отметьте верные утверждения.

Solution

Для прямой α:x+13=y32=z+21\alpha: \frac{x + 1}{3} = \frac{y - 3}{2} = \frac{z + 2}{1}, ее направляющий вектор d\mathbf{d} можно определить по знаменателям дробей, поскольку они указывают на прирост координат при движении вдоль прямой.

Направляющий вектор прямой α\alpha равен:
d=(3,2,1).\mathbf{d} = (3, 2, 1).

Теперь отметим важные утверждения, которые могут быть связаны с направляющими векторами прямых:

  1. Две прямые перпендикулярны, если скалярное произведение их направляющих векторов равно нулю.
    Для проверки перпендикулярности прямых нужно вычислить скалярное произведение их направляющих векторов: d1d2=d1xd2x+d1yd2y+d1zd2z.\mathbf{d}_1 \cdot \mathbf{d}_2 = d_{1x} \cdot d_{2x} + d_{1y} \cdot d_{2y} + d_{1z} \cdot d_{2z}.

  2. Если прямая задана другой точкой или вектором, проверяется соответствие точки прямой и параллельность направляющих векторов.
    Если точка P(x1,y1,z1)P(x_1, y_1, z_1) принадлежит прямой α\alpha, то координаты x1,y1,z1x_1, y_1, z_1 должны удовлетворять параметрическим уравнениям прямой.

  3. Можно найти углы между двумя прямыми с помощью скалярного произведения их направляющих векторов: cosθ=d1d2d1d2.\cos \theta = \frac{\mathbf{d}_1 \cdot \mathbf{d}_2}{|\mathbf{d}_1| |\mathbf{d}_2|}.

Если у вас есть дополнительные прямые или утверждения для проверки, уточните их, и я помогу определить верные.


Хотите рассмотреть конкретные примеры? Вот 5 вопросов на развитие темы:

  1. Как определить перпендикулярность двух прямых в пространстве с помощью параметров?
  2. Какие еще свойства имеют перпендикулярные прямые в пространстве?
  3. Как найти угол между двумя прямыми, если даны их направляющие векторы?
  4. Как проверить принадлежность точки прямой, заданной в параметрической форме?
  5. Какие формулы используются для вычисления расстояния между двумя прямыми?

Совет: Всегда записывайте направляющие векторы в виде вектора приростов (x,y,z)(x, y, z), чтобы облегчить вычисления.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Vector Algebra
Analytic Geometry
Scalar Product
Parametric Equations

Formulas

Scalar product: d1 · d2 = d1x * d2x + d1y * d2y + d1z * d2z
Parametric form of a line: x = x0 + t*d1, y = y0 + t*d2, z = z0 + t*d3
Cosine of angle between vectors: cos(θ) = (d1 · d2) / (|d1| * |d2|)

Theorems

Two lines are perpendicular if the scalar product of their direction vectors is zero.

Suitable Grade Level

Grades 10-12