В пространстве дана плоскость π и неподвижная точка A вне неё; опишите геометрическое место точек B на π, для которых угол между AB и нормалью к π равен заданному значению, и проанализируйте форму множества

18 Ноя в 10:29
2 +1
0
Ответы
1
Обозначим заданный угол φ\varphiφ и пусть HHH — проекция точки AAA на плоскость π\piπ, h=AHh=AHh=AH. Введём систему с осью нормали вдоль вектора нормали к плоскости; тогда A=(0,0,h)A=(0,0,h)A=(0,0,h), любая точка B∈πB\in\piBπ имеет вид B=(x,y,0)B=(x,y,0)B=(x,y,0), и вектор AB=(x,y,−h)AB=(x,y,-h)AB=(x,y,h). Условие на угол даёт
cos⁡φ=∣AB⋅n∣∣AB∣ ∣n∣=h∣AB∣, \cos\varphi=\frac{|AB\cdot n|}{|AB|\,|n|}=\frac{h}{|AB|},
cosφ=ABnABn =ABh ,
откуда
∣AB∣=hcos⁡φ. |AB|=\frac{h}{\cos\varphi}.
AB=cosφh .
Радиус проекции на плоскость (расстояние HBHBHB) равен
HB=∣AB∣2−h2=htan⁡φ. HB=\sqrt{|AB|^2-h^2}=h\tan\varphi.
HB=AB2h2 =htanφ.

Итог: при 0<φ<π20<\varphi<\tfrac{\pi}{2}0<φ<2π искомое геометрическое место — окружность в плоскости π\piπ с центром в HHH и радиусом htan⁡φh\tan\varphihtanφ. Краевые случаи: φ=0\varphi=0φ=0 даёт единственную точку B=HB=HB=H; при φ=π2\varphi=\tfrac{\pi}{2}φ=2π конечных точек нет (радиус стремится к бесконечности). (Если нормаль ориентирована, то для углов >π2>\tfrac{\pi}{2}>2π рассматривается симметричный случай относительно выбора направления нормали.)
18 Ноя в 11:35
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир