Kvant
Khác

Các công thức cơ bản của phương pháp tọa độ

Виленкин А. Н.

Bản dịch tự động sơ bộ, chất lượng thấp: có thể còn lỗi và câu chữ chưa tự nhiên. Bản này sẽ được thay bằng bản dịch tốt hơn. Bản gốc →

88

(dễ dàng nhận thấy điều đó h>0h > 0). Vì phải có ∣O1Q→∣=r|\overrightarrow{O_1Q}| = r nên ta có phương trình
(atgφ−r−rtgφ)cos⁡φ=r,(a \mathrm{tg} \varphi - r - r \mathrm{tg} \varphi) \cos \varphi = r,
từ đó rr được tìm thấy:
r=asin⁡φ1+sin⁡φ+cos⁡φ.r = \frac{a \sin \varphi}{1 + \sin \varphi + \cos \varphi}.
Ở sự khác biệt

  1. Chứng minh rằng diện tích tam giác tùy ý ABCABC có thể tính được bằng công thức
    SABC=12∣AB∣2⋅∣AC∣2−(AB→⋅AC→)2.S_{ABC} = \frac{1}{2} \sqrt{|AB|^2 \cdot |AC|^2 - (\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC})^2}.
  2. Các đường chéo không cắt nhau của hai mặt bên liền kề của hình bình hành hình chữ nhật nghiêng với mặt phẳng đáy một góc α\alpha và β\beta. Tìm góc giữa các đường chéo này.
  3. Cạnh đáy của một paramid tứ giác đều SABCDSABCD là aa, chiều cao là hh. Tìm khoảng cách giữa các dòng BDBD và SASA.
  4. Các cạnh của một tứ diện bằng ll. Tìm khoảng cách giữa các đường cao cắt nhau của các mặt của tứ diện.
  5. Đáy của hình bình hành vuông là hình thoi có góc nhọn α\alpha. Mặt phẳng cắt hình bình hành này thành một hình vuông nghiêng so với mặt phẳng đáy một góc bằng bao nhiêu?
  6. (MSU, cơ chế, 1970). Độ dài mỗi cạnh của tham số tam giác SABCSABC bằng 1, điểm DD là đáy của chiều cao BDBD của tam giác ABCABC. Tam giác đều BDEBDE nằm trong mặt phẳng tạo thành một góc φ\varphi với cạnh ACAC, đồng thời các điểm SS và EE nằm cùng một phía của mặt phẳng ABCABC. Tìm khoảng cách giữa các điểm SS và EE.
  7. (MSU, vật lý, 1976). Cho một khối lập phương ABCDA1B1C1D1ABCDA_1B_1C_1D_1 có cạnh aa. Điểm EE là giữa cạnh A1D1A_1D_1, điểm FF là giữa cạnh AA1AA_1. Tìm bán kính nhỏ hơn hình cầu đi qua các điểm EE và FF và chạm vào mặt của góc nhị diện tạo bởi các mặt phẳng BB1C1CBB_1C_1C và DD1C1CDD_1C_1C.

Ứng dụng

Các công thức cơ bản của phương pháp tọa độ

Tọa độ của vectơ a⃗\vec{a}
a⃗=xi⃗+yj⃗+zk⃗=(x;y;z)\vec{a} = x\vec{i} + y\vec{j} + z\vec{k} = (x; y; z)
x=a⃗⋅i⃗,y=a⃗⋅j⃗,z=a⃗⋅k⃗x = \vec{a} \cdot \vec{i}, y = \vec{a} \cdot \vec{j}, z = \vec{a} \cdot \vec{k}

Tọa độ của điểm MM
Nếu OM→=(x;y;z)\overrightarrow{OM} = (x; y; z) thì M(x;y;z)M (x; y; z)

Mối quan hệ giữa tọa độ của vectơ AB→\overrightarrow{AB} và tọa độ điểm đầu A(x1;y1;z1)A (x_1; y_1; z_1) và điểm cuối B(x2;y2;z2)B (x_2; y_2; z_2)

Công thức chuyển song song p⃗=(a;b;c)\vec{p} = (a; b; c), M(x;y;z)M (x; y; z)
p⃗(M)=M1(a+x;b+y;c+z)\vec{p} (M) = M_1 (a + x; b + y; c + z)

Tổng và hiệu của vectơ a⃗=(x1;y1;z1)\vec{a} = (x_1; y_1; z_1) và b⃗=(x2;y2;z2)\vec{b} = (x_2; y_2; z_2)
a⃗+b⃗=(x1+x2;y1+y2;z1+z2)\vec{a} + \vec{b} = (x_1 + x_2; y_1 + y_2; z_1 + z_2)
a⃗−b⃗=(x1−x2;y1−y2;z1−z2)\vec{a} - \vec{b} = (x_1 - x_2; y_1 - y_2; z_1 - z_2)

Tích của vectơ a⃗=(x;y;z)\vec{a} = (x; y; z) và số pp
pa⃗=(px;py;pz)\vec{p a} = (px; py; pz)

Tích chấm của các vectơ không Les-Left a⃗=(x1;y1;z1)\vec{a} = (x_1; y_1; z_1) và b⃗=(x2;y2;z2)\vec{b} = (x_2; y_2; z_2)
a⃗⋅b⃗=∣a⃗∣⋅∣b⃗∣⋅cos⁡(a⃗,b⃗)\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos (\vec{a}, \vec{b})
a⃗⋅b⃗=x1x2+y1y2+z1z2\vec{a} \cdot \vec{b} = x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2

89

Độ dài vectơ a⃗=(x;y;z)\vec{a} = (x; y; z)
∣a⃗∣=x2+y2+z2|\vec{a}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}

Khoảng cách giữa các điểm A(x1;y1;z1)A(x_1; y_1; z_1) và B(x2;y2;z2)B(x_2; y_2; z_2)
∣AB∣=(x2−x1)2+(y2−y1)2+(z2−z1)2|AB| = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}

Góc giữa các vectơ a⃗=(x1;y1;z1)\vec{a} = (x_1; y_1; z_1) và b⃗=(x2;y2;z2)\vec{b} = (x_2; y_2; z_2)
cos⁡(a⃗,b⃗)=a⃗⋅b⃗∣a⃗∣⋅∣b⃗∣=x1x2+y1y2+z1z2x12+y12+z12x22+y22+z22\cos(\vec{a}, \vec{b}) = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| \cdot |\vec{b}|} = \frac{x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2}{\sqrt{x_1^2 + y_1^2 + z_1^2} \sqrt{x_2^2 + y_2^2 + z_2^2}}

Công thức đồng nhất có tâm O(0;0;0)O(0; 0; 0) và hệ số kk, M(x;y;z)M(x; y; z)
HOk(M)=M1(kx;ky,kz)H_O^k(M) = M_1(kx; ky, kz)

Phương trình mặt phẳng
ax+by+cz+d=0ax + by + cz + d = 0

phần mở đầu chứa dấu chấm O(0;0;0)O(0; 0; 0) tại
ax+by+cz+d>0d>0ax + by + cz + d > 0 \quad d > 0
ax+by+cz+d<0d<0ax + by + cz + d < 0 \quad d < 0

đóng cửa
ax+by+cz+d≥0d≥0ax + by + cz + d \geq 0 \quad d \geq 0
ax+by+cz+d≤0d≤0ax + by + cz + d \leq 0 \quad d \leq 0

Vector vuông góc với mặt phẳng α:ax+by+cz+d=0\alpha: ax + by + cz + d = 0
n⃗α=(a;b;c)\vec{n}_\alpha = (a; b; c)

Phương trình mặt phẳng chứa điểm A(x1;y1;z1)A(x_1; y_1; z_1) và vuông góc với vectơ n⃗=(a;b;c)\vec{n} = (a; b; c)
a(x−x1)+b(y−y1)+c(z−z1)=0a(x - x_1) + b(y - y_1) + c(z - z_1) = 0

Góc giữa các mặt phẳng α:a1x+b1y+c1z+d1=0\alpha: a_1x + b_1y + c_1z + d_1 = 0, β:a2x+b2y+c2z+d2=0\beta: a_2x + b_2y + c_2z + d_2 = 0
n⃗α=(a1;b1;c1),n⃗β=(a2;b2;c2)\vec{n}_\alpha = (a_1; b_1; c_1), \vec{n}_\beta = (a_2; b_2; c_2)

Diện tích SπpS_{\pi p} của hình chiếu trực giao lên mặt phẳng β\beta của đa giác có diện tích SS nằm trong mặt phẳng α\alpha
Sπp=S⋅cos⁡(α,β)S_{\pi p} = S \cdot \cos(\alpha, \beta)

Phương trình hình cầu có bán kính RR có tâm tại điểm S(a;b;c)S(a; b; c)
(x−a)2+(y−b)2+(z−c)2=R2(x - a)^2 + (y - b)^2 + (z - c)^2 = R^2

Phương trình mặt phẳng tiếp xúc với hình cầu (x−a)2+(y−b)2+(z−c)2=R2(x - a)^2 + (y - b)^2 + (z - c)^2 = R^2 tại điểm A(m;p;q)A(m; p; q)
(m−a)(x−a)+(p−b)(y−b)+(q−c)(z−c)=R2(m - a)(x - a) + (p - b)(y - b) + (q - c)(z - c) = R^2
(a−m)(x−m)+(b−p)(y−p)+(c−q)(z−q)=0.(a - m)(x - m) + (b - p)(y - p) + (c - q)(z - q) = 0.