Метод координат в решении задач стереометрии.

Векторы в пространстве определяются так же, как и на плоскости. Это направленные отрезки, имеющие начало и конец. Только в пространстве вектор задается тремя координатами x, y и z:

Как найти координаты вектора? Как и на плоскости — из координаты конца вычитаем координату начала.

Длина или модуль вектора в пространстве – это расстояние между точками A и B.

Находится как корень квадратный из суммы квадратов координат вектора.

 

 

Пусть точка M – середина отрезка AB. Ее координаты находятся по формуле:

 

 

Сумма векторов, их разность, произведение вектора на число и скалярное произведение векторов определяются так же, как и на плоскости. Только координат не две, а три. Возьмем векторы и .

 

Сумма векторов:

 

Разность векторов:

 

Произведение вектора на число:

 

Скалярное произведение векторов:

 

Нахождение косинуса, а, следовательно, и самого угла, между двумя векторами с заданными координатами осуществляется по формуле:

 

 

Для решения задач необходимо научиться находить координаты вершин основных многогранников при помещении их в прямоугольную систему координат.

Ниже представлены координаты вершин некоторых многогранников, помещенных в систему координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Три типа задач на нахождение углов в пространстве.

1.Угол между прямыми и .

 

Величиной угла между прямыми называется величина меньшего из углов, образованных этими прямыми.

Косинус угла между прямыми равен модулю косинуса угла между направляющими векторами этих прямых.

 

Пусть прямая проходит через точки и , а прямая через точки и

1.1 Находим координаты точек и , затем находим координаты вектора . Для этого из координат точки вычитаем координаты точки .

Вектор - направляющий вектор прямой

1.2. Находим координаты точек и , затем находим координаты вектора . Для этого из координат точки вычитаем координаты точки .

Вектор - направляющий вектор прямой

1.3. Итак:

и .

Тогда:

 

Косинус угла между прямыми вычисляется по формуле:

 

 

Примеры:

1.1 1.2

 

2. Угол между плоскостями.