Прямоугольная система координат

Прямоугольная система координат Прямоугольной системой координат в пространстве называется тройка взаимно перпендикулярных координатных прямых с общим началом координат. Общее начало координат обозначается буквой O, а координатные прямые обозначаются Ox, Oy, Oz и называются соответственно осью абсцисс, осью ординат и осью аппликат . Плоскости, проходящие через пары координатных прямых, называются координатными плоскостями и обозначаются Oxy, Oxz и Oyz соответственно.

Координаты точки Пусть A - произвольная точка пространства, в котором выбрана прямоугольная система координат. Через точку A проведем плоскость, перпендикулярную оси Ox, и точку ее пересечения с осью Ox обозначим Ax. Координата этой точки на оси Ox называется абсциссой точки A и обозначается x. Аналогично на осях Oy и Oz определяются точки Ay и Az, координаты которых называются соответственно ординатой и аппликатой точки A и обозначаются y и z соответственно. Тройка чисел (x,y,z) называется координатами точки A в пространстве.

Упражнение 1 Найдите координаты ортогональных проекций точек A(1,3,4) и B(5,-6,2) на: а) плоскость Oxy; б) плоскость Oyz; в) ось Ox; г) ось Oz. Ответ: а) (1,3,0), (5,-6,0); б) (0,3,4), (0,-6,2); в) (1,0,0), (5,0,0); г) (0,0,4), (0,0,2).

Упражнение 2 Что представляет собой геометрическое место точек пространства, для которых: а) первая координата равна нулю; б) вторая координата равна нулю; в) третья координата равна нулю; г) первая и вторая координаты равны нулю; д) первая и третья координаты равны нулю; е) вторая и третья координаты равны нулю; ж) все координаты равны нулю? Ответ: а) Плоскость Oyz; б) плоскость Oxz; в) плоскость Oxy; г) ось Oz; д) ось Oy; е) ось Ox; ж) начало координат.

Упражнение 3 На каком расстоянии находится точка A(1,-2,3) от координатной плоскости: а) Oxy; б) Oxz; в) Oyz? Ответ: а) 3; б) 2; в) 1.

Упражнение 4 На каком расстоянии находится точка A(1,-2,3) от координатной прямой: а) Ox; б) Oy; в) Oz?

Упражнение 5 Каким является геометрическое место точек пространства, для которых: а) первая координата равна единице; б) первая и вторая координаты равны единице? Ответ: а) Плоскость, параллельная плоскости Oyz и проходящая через точку (1,0,0); б) прямая, параллельная оси Oz и и проходящая через точку (1,1,0).

Упражнение 6 Какому условию удовлетворяют координаты точек пространства, одинаково удаленные от: а) двух координатных плоскостей Oxy, Oyz; б) всех трех координатных плоскостей? Ответ: а) z=x; б) x=y=z.

Упражнение 7 Дан куб A...D1, ребро которого равно 1. Начало координат находится в точке B. Положительные лучи осей координат соответственно BA, BC и BB1. Назовите координаты всех вершин куба. Ответ: A(1,0,0), B(0,0,0), C(0,1,0), D(1,1,0), A1(1,0,1), B1(0,0,1), C1(0,1,1), D1(1,1,1).

Упражнение 8 Куб A...D1 помещен в прямоугольную систему координат так, что началом координат является центр нижнего основания куба, ребра куба параллельны соответствующим осям координат, вершина A имеет координаты (-2,2,0). Найдите координаты всех остальных вершин куба. Ответ: B(-2,-2,0), C(2,-2,0), D(2,2,0), A1(-2,2,4), B1(-2,-2,4), C1(2,-2,4), D1(2,2,4).

Упражнение 9 Центром октаэдра является начало координат. Две его вершины имеют координаты (1,0,0) и (0,1,0). Найдите координаты остальных вершин октаэдра. Ответ: (-1,0,0), (0,-1,0), (0,0,1), (0,0,-1).

Упражнение 10 Как расположена сфера радиуса 2 с центром в точке с координатами (1,2,3) относительно координатных плоскостей? Ответ: Не имеет общих точек с координатной плоскостью Oxz; касается координатной плоскости Oxz; пересекает координатную плоскость Oyz.

Упражнение 11 Точка A имеет координаты (x, y, z). Найдите координаты симметричной точки относительно: а) координатных плоскостей; б) координатных прямых; в) начала координат. Ответ: а) (-x, y, z), (x, -y, z), (x, y, -z); б) (-x, -y, z), (-x, y, -z), (x, -y, -z); в) (-x, -y, -z).

Упражнение 12 Найдите координаты середины отрезка: а) AB, если A(1,2,3) и B(-1,0,1); б) CD, если C(3,3,0) и D(3,-1,2). Ответ: а) (1, 1, 2); б) (3, 1, 1).