Math Problem Statement

Найти координаты проекции точки A = (7, 3, 1) на прямую, проходящую через точки B = (2, 3, −1) и C = (−2, 4, 0).

Solution

Для нахождения координат проекции точки AA на прямую, проходящую через точки BB и CC, нужно следовать такому алгоритму:

Шаг 1: Найти вектор направления прямой

Вектор направления прямой, проходящей через точки BB и CC, равен: v=BC=CB=(22,43,0(1))=(4,1,1).\vec{v} = \overrightarrow{BC} = C - B = (-2 - 2, 4 - 3, 0 - (-1)) = (-4, 1, 1).

Шаг 2: Составить вектор от точки BB до AA

BA=AB=(72,33,1(1))=(5,0,2).\vec{BA} = A - B = (7 - 2, 3 - 3, 1 - (-1)) = (5, 0, 2).

Шаг 3: Найти скалярное произведение векторов BA\vec{BA} и v\vec{v}

BAv=5(4)+01+21=20+0+2=18.\vec{BA} \cdot \vec{v} = 5 \cdot (-4) + 0 \cdot 1 + 2 \cdot 1 = -20 + 0 + 2 = -18.

Шаг 4: Найти квадрат длины вектора v\vec{v}

v2=(4)2+12+12=16+1+1=18.|\vec{v}|^2 = (-4)^2 + 1^2 + 1^2 = 16 + 1 + 1 = 18.

Шаг 5: Выразить проекцию точки AA на прямую

Координаты проекции точки AA находятся по формуле: P=B+BAvv2v.P = B + \frac{\vec{BA} \cdot \vec{v}}{|\vec{v}|^2} \cdot \vec{v}.

Подставим значения: P=(2,3,1)+1818(4,1,1)=(2,3,1)(4,1,1).P = (2, 3, -1) + \frac{-18}{18} \cdot (-4, 1, 1) = (2, 3, -1) - (4, -1, -1).

P=(24,3+1,11)=(2,4,2).P = (2 - 4, 3 + 1, -1 - 1) = (-2, 4, -2).

Ответ:

Координаты проекции точки AA на прямую: P=(2,4,2).P = (-2, 4, -2).

Если хотите, могу объяснить этот процесс детально или помочь с другими задачами.

Связанные вопросы:

  1. Как определить расстояние от точки до прямой в пространстве?
  2. Что такое скалярное произведение и как оно используется в геометрии?
  3. Каковы свойства вектора направления прямой в пространстве?
  4. Как найти угол между прямой и вектором?
  5. Какая роль скалярного произведения в проекциях?

Совет:

При вычислении проекций точек на прямую всегда проверяйте вектор направления — он задает ключевую геометрию прямой.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Vector Algebra
Projection of a Point on a Line
Scalar Product

Formulas

Direction vector: \( \vec{v} = \overrightarrow{BC} = C - B \)
Projection formula: \( P = B + \frac{\vec{BA} \cdot \vec{v}}{|\vec{v}|^2} \cdot \vec{v} \)
Scalar product: \( \vec{u} \cdot \vec{v} = u_1v_1 + u_2v_2 + u_3v_3 \)
Vector magnitude squared: \( |\vec{v}|^2 = v_1^2 + v_2^2 + v_3^2 \)

Theorems

Properties of scalar product
Projection theorem

Suitable Grade Level

Grades 10-12 or Undergraduate level