Math Problem Statement

Первая прямая проходит через точки А = (3,2,7) и B = (5,3,8). Вторая прямая проходит через точки С = (2,-1,4) и D = (3,-1,4). Найти координаты точки пересечения этих прямых.

Solution

Для нахождения точки пересечения двух прямых в трёхмерном пространстве, сначала зададим их в параметрическом виде, а затем найдем условие их пересечения.


1. Параметрические уравнения прямых

Прямая ABAB:

Точки A(3,2,7)A(3, 2, 7) и B(5,3,8)B(5, 3, 8). Направляющий вектор: AB=(53,32,87)=(2,1,1).\vec{AB} = (5 - 3, 3 - 2, 8 - 7) = (2, 1, 1). Параметрическое уравнение: x=3+2t,y=2+t,z=7+t,tR.x = 3 + 2t, \quad y = 2 + t, \quad z = 7 + t, \quad t \in \mathbb{R}.

Прямая CDCD:

Точки C(2,1,4)C(2, -1, 4) и D(3,1,4)D(3, -1, 4). Направляющий вектор: CD=(32,1(1),44)=(1,0,0).\vec{CD} = (3 - 2, -1 - (-1), 4 - 4) = (1, 0, 0). Параметрическое уравнение: x=2+s,y=1,z=4,sR.x = 2 + s, \quad y = -1, \quad z = 4, \quad s \in \mathbb{R}.


2. Условие пересечения прямых

Для точки пересечения её координаты (x,y,z)(x, y, z) должны удовлетворять обоим параметрическим уравнениям. Запишем систему уравнений:

3 + 2t = 2 + s, \\ 2 + t = -1, \\ 7 + t = 4. \end{cases}$$ --- ### 3. Решение системы 1. Из второго уравнения: $$t = -3.$$ 2. Подставим $$t = -3$$ в третье уравнение: $$7 + (-3) = 4 \quad \text{(выполняется)}.$$ 3. Подставим $$t = -3$$ в первое уравнение, чтобы найти $$s$$: $$3 + 2(-3) = 2 + s, \quad 3 - 6 = 2 + s, \quad s = -5.$$ --- ### 4. Найдём координаты точки пересечения Подставим $$t = -3$$ в уравнения прямой $$AB$$: $$x = 3 + 2(-3) = -3, \quad y = 2 + (-3) = -1, \quad z = 7 + (-3) = 4.$$ Точка пересечения: $$P(-3, -1, 4).$$ --- ### Ответ: Координаты точки пересечения прямых: $$P(-3, -1, 4)$$. --- Хотите подробнее разобрать решение или задать вопросы? **5 вопросов для размышления:** 1. Как определить взаимное расположение прямых в пространстве? 2. Что происходит, если прямые не пересекаются? 3. Как найти угол между прямыми? 4. Какие другие методы используются для определения точки пересечения? 5. Как использовать метод векторного произведения в подобных задачах? **Совет:** всегда проверяйте решение, подставляя координаты точки пересечения в оба параметрических уравнения.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Analytic Geometry
3D Coordinate Geometry
Parametric Equations

Formulas

Parametric equation of a line: x = x0 + at, y = y0 + bt, z = z0 + ct
Condition for intersection of lines: Solve system of equations

Theorems

Parametric representation of a line
Intersection of lines in 3D space

Suitable Grade Level

Grades 10-12