Matematik

opgaver

14. marts 2007 af uksomi (Slettet)
I et koordinatsystem i rummet er en kugle givet ved ligningen:

x^2-4x+y^2-4y+z^2-2z=0

bestemmelse af kuglens radius og koordinatsættet til dens centrum C:
(x-2)^2+(y-2)^2+(z-1)^2=4+4+1=9

C(2,2,1) og radius r=3

Linjen gennem koordinatsystemets begyndelsespunkt O(0,0,0) og kuglens centrum C skærer kuglen i O og P:
Jeg skal bestemme koordinatsættet til P:
Først finder jeg parameterfremstillingen gennem C og O:

(x,y,z)=(0,0,0)+t(-2,-2,-1) <-> (x,y,z)=t(-2,-2,-1)
så vi indsætter altså punkterne x=-2t,y=-2t,z=-t i cirklens ligning og bestemmer t:
x^2-4x+y^2-4y+z^2-2z=0 <-> (-2t)^2-4*(-2t)+(-2t)^2-4*(-2t)+(-t)^2-2*(-t)^2-2*(-t)=0 <-> 4t^2+8t+4t^2+8t+t^2+2t=0 <-> 9t^2+18t=0
t=-2 og t=0

altså får jeg, at P bliver:

(x,y,z)=t(-2,-2,-1)=(-2)*(-2,-2,-1)=(4,4,2)

Punktet P(4,4,2)

En plan alfa er bestemt ved:

2x+2y+z=18

Jeg skal gøre rede for at alfa er tangentplan til kuglen i punktet P:
Jeg indsætter punktet p i alfa og får:

2*4+2*4+2=8+8+2=18, altså ligger P på alfa. Er det sådan man gøre rede for det?

En anden opgave:
En linje m går gennem punktet C(1,1,2) og har retningsvektoiren r=(3,1,8):

Jeg skal bestemme parameterfremstilling for den plan gamma, der indeholder linjen m, og som er vinkelret på alfa ( alfa er givet ved 2x+2y-z-16=0 og alfas normalvektor er n=(2,2,-1)):
Jeg ved ikke rigtig, hvordan jeg skal finde parameterfremstillingen for en plan der indeholder et punkt og skal udspændes af to vektorer?

Kan man godt sige:

(x,y,z)=(1,1,2)+s(3,1,8)+t(2,2,-1)?

Hvordan kan man gøre rede for, at m både er vinkelret på planen alfa :2x+2y-z-16=0 og beta: 3x-y-z+44=0, når m går gennem punktet C(1,1,2) og har retningsvektoren r=(3,1,8):

Jeg havde tænkt mig, at finde skalaprodunktet af m's retningsvektor og alfas normalvektor og det samme med betas:

r*na=0<-> (3,1,8)*(2,2,-1)=0 <-> 3*2+1*2+8*(-1)=0<-> 6+2-8=0, altså er alfa parallel med m.

r*nb=(3,1,8)*(3,-1,-1)=9-1-8=0, altså er beta også parallel med m.
Jeg håber i kan hjælpe. Tak på forhånd.

Brugbart svar (0)

Svar #1
14. marts 2007 af me_strix (Slettet)

Til den første opgave.

"Jeg skal gøre rede for at alfa er tangentplan til kuglen i punktet P:
Jeg indsætter punktet p i alfa og får:"

Jeg vil nok beregne afstanden mellem planen og centrum i kuglen. Vha. afstandsformlen fra en plan til et punkt.

Hvis afstanden er mindre end radius, er der uendelig mange skæringspunkter.

Hvis afstanden er lig radius er der netop et skæringspunkt, og alfa er tangentplan til kuglen.

Hvis afstanden er større end radius er der ingen skæringspunkter.

Ved din metode, som giver det rigtige resultat, ved du ikke om planen skærer kuglen andre steder.

Brugbart svar (0)

Svar #2
14. marts 2007 af me_strix (Slettet)

hmm.. glem mit indlæg #1.

Det jeg snakker om skal du kun bruge, hvis du skal vise, at alfa er tangtplan til kuglen. Du skal jo vise at alfa er tangtplan til kuglen i punktet P.

Svar #3
14. marts 2007 af uksomi (Slettet)

ok, dvs. at jeg skal bestemme dist(P,alfa)=r, hvor radius er r=3 of P(4,4,2) og alfa er 2x+2y+z=18:

dist (P,alfa)= (2*4+2*4+2-18)/(2^2+2^2+1^1)^(1/2)=(8+8+2-18)/(17)^(1/2)=3 ??? Jeg får ikke det rigtige resultat. Der må være noget galt med P!!

Svar #4
14. marts 2007 af uksomi (Slettet)

Ja, betyder det så, at jeg skal indsætte P i alfa???

Brugbart svar (0)

Svar #5
14. marts 2007 af me_strix (Slettet)

#3
Du har beregnet afstanden fra P til alfa. Da P ligger på alfa er afstanden 0.

Hvis du vil bruge min måde i #1, som jeg er lidt i tvivl om er korrekt, selvom resultatet passer, skal du bruge centrum i kuglen som punktet, og self alfa som planen. dist(C,alfa) Husk du skal tage den numeriske værdi i tælleren.

Brugbart svar (0)

Svar #6
14. marts 2007 af mathon

#3
du har bevist, at P ligger i planen.

Tilbage er at eftervisevise |vektor_CP|=3

vektor_CP = (4-2),(4-2),(2-1)=(2,2,1)

|vektor_CP| = sqr(2^2+2^2+1^1) = sqr(9) = 3

Brugbart svar (0)

Svar #7
14. marts 2007 af mathon

eftervisevise --> eftervise

Brugbart svar (0)

Svar #8
14. marts 2007 af me_strix (Slettet)

"Hvordan kan man gøre rede for, at m både er vinkelret på planen alfa :2x+2y-z-16=0 og beta: 3x-y-z+44=0, når m går gennem punktet C(1,1,2) og har retningsvektoren r=(3,1,8):"

Som du selv siger er de parallelle. Det kan du også udregne ved at finde krydsproduktet nb X na. Hvis det kan ganges med en konstant så; nb X na = rm, er de parallelle.

Ellers ser hele din opgave ud til, at være i orden :D

Brugbart svar (0)

Svar #9
14. marts 2007 af mathon

anden opgave:

"Kan man godt sige:"

(x,y,z)=(1,1,2)+s(3,1,8)+t(2,2,-1)

Ja det kan man da!!!!



r(3,1,8) n_a(2,2,-1) n_b(3,-1,-1)

r*n_a=(3,1,8)*(2,2,-1)=3*2+1*2+8*(-1)=6+2+8 = 0


r*n_b=(3,1,8)*(3,-1,-1)=3*3+1*(-1)+8*(-1)=9-1-8 = 0




Svar #10
15. marts 2007 af uksomi (Slettet)

Tak, Mathon

Skriv et svar til: opgaver

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.