Геометрические приложения определенного интеграла

Примеры решения задач Контрольная по математике

Пример. Составьте уравнение плоскости, проходящей через ось Оz и образующей с плоскостью 2x+y-z-7=0 угол 60 градусов

Решение. Плоскость, проходящая через ось Oz, задается уравнением Ax+By=0, где А и В одновременно не обращаются в нуль. Пусть В не равно 0, A/Bx+y=0. По формуле косинуса угла между двумя плоскостями

 = cos 60о, где m = A/B.

Решая квадратное уравнение 3m2 + 8m - 3 = 0, находим его корни m1 = 1/3, m2 = -3, откуда получаем две плоскости 1/3x+y = 0 и -3x+y = 0.

Пример. Составьте канонические уравнения прямой:
5x + y + z = 0, 2x + 3y - 2z + 5 = 0.

Решение. Канонические уравнения прямой имеют вид:

где m, n, р - координаты направляющего вектора прямой, x1, y1, z1 - координаты какой-либо точки, принадлежащей прямой. Прямая задана как линия пересечения двух плоскостей. Чтобы найти точку, принадлежащую прямой, фиксируют одну из координат (проще всего положить, например, x=0) и полученную систему решают как систему линейных уравнений с двумя неизвестными. Итак, пусть x=0, тогда y + z = 0, 3y - 2z+ 5 = 0, откуда y=-1, z=1. Координаты точки М(x1, y1, z1 ), принадлежащей данной прямой, мы нашли: M (0,-1,1). Направляющий вектор прямой легко найти, зная нормальные векторы исходных плоскостей n1(5,1,1) и n2(2,3,-2). Тогда
n = [n1, n2] = = (-2-3)i - (-10-2)j + (15-2)k = -5i+12j+13k.

Канонические уравнения прямой имеют вид: x/(-5) = (y + 1)/12 = (z - 1)/13.

Элементы векторной алгебры.

 Определение. Вектором называется направленный отрезок (упорядоченная пара точек). К векторам относится также и нулевой вектор, начало и конец которого совпадают.

 Определение. Длиной (модулем) вектора называется расстояние между началом и концом вектора.

  Определение . Векторы называются коллинеарными, если они расположены на одной или параллельных прямых. Нулевой вектор коллинеарен любому вектору.

 Определение. Векторы называются компланарными, если существует плоскость, которой они параллельны.

 Коллинеарные векторы всегда компланарны, но не все компланарные векторы коллинеарны.

 Определение. Векторы называются равными, если они коллинеарны, одинаково направлены и имеют одинаковые модули.

 Всякие векторы можно привести к общему началу, т.е. построить векторы, соответственно равные данным и имеющие общее начало. Из определения равенства векторов следует, что любой вектор имеет бесконечно много векторов, равных ему.

 Определение. Линейными операциями над векторами называется сложение и умножение на число.

 Суммой векторов является вектор -

 Произведение - , при этом  коллинеарен .

Вектор  сонаправлен с вектором ( ­­), если a > 0.

Вектор  противоположно направлен с вектором (­¯), если a < 0.

Свойства векторов.

 1)  + = +  - коммутативность.

 2)  + (+ ) = ( + )+

 3)  +  =  

 4)  +(-1) =

 5) (a×b) = a(b) – ассоциативность

  6) (a+b) = a + b - дистрибутивность

 7) a( + ) = a + a

 8) 1× =  

Случай замкнутой кривой. В этом случае в качестве начальной и конечной точки можно взять произвольную точку кривой. Замкнутую кривую в дальнейшем будем называть контуром и обозначать буквой С. То, что кривая, по которой вычисляется интеграл, замкнута, принято обо-значать кружочком на знаке интеграла
Неопределенный интеграл в экономике