Для определения расстояния от точки до плоскости нам необходимо найти точку на плоскости, к которой это расстояние будет наименьшим.
Найдем уравнение плоскости, проходящей через точки A20,90,8520,90,8520,90,85, B180,70,105180,70,105180,70,105 и C60,15,1060,15,1060,15,10. Для этого воспользуемся методом нахождения векторного произведения:
Вектор AB = B - A = 180−20,70−90,105−85180-20, 70-90, 105-85180−20,70−90,105−85 = 160,−20,20160, -20, 20160,−20,20
Вектор AC = C - A = 60−20,15−90,10−8560-20, 15-90, 10-8560−20,15−90,10−85 = 40,−75,−7540, -75, -7540,−75,−75
Найдем векторное произведение: n = AB x AC = 20<em>20−(−20)</em>(−75),20<em>(−75)−160</em>(−75),160<em>(−75)−40</em>(−20)20<em>20 - (-20)</em>(-75), 20<em>(-75) - 160</em>(-75), 160<em>(-75) - 40</em>(-20)20<em>20−(−20)</em>(−75),20<em>(−75)−160</em>(−75),160<em>(−75)−40</em>(−20) = 400−1500,−1500+1200,−12000+800400-1500, -1500+1200, -12000+800400−1500,−1500+1200,−12000+800 = −1100,−300,−11200-1100, -300, -11200−1100,−300,−11200
Найдем уравнение прямой, проходящей через точки A и D225,10,20225,10,20225,10,20. Вектор AD = D - A = 225−20,10−90,20−85225-20, 10-90, 20-85225−20,10−90,20−85 = 205,−80,−65205, -80, -65205,−80,−65
Уравнение прямой AD имеет вид: x = 20 + 205t y = 90 - 80t z = 85 - 65t
Подставим найденное значение t обратно в уравнение прямой, чтобы найти точку пересечения: x = 20 + 2051.024 = 20 + 209.2 = 229.2 y = 90 - 801.024 = 90 - 81.92 = 8.08 z = 85 - 65*1.024 = 85 - 66.4 = 18.6
Таким образом, точка пересечения прямой и плоскости имеет координаты 229.2,8.08,18.6229.2, 8.08, 18.6229.2,8.08,18.6.
Найдем расстояние между точкой D225,10,20225,10,20225,10,20 и найденной точкой 229.2,8.08,18.6229.2, 8.08, 18.6229.2,8.08,18.6 по формуле расстояния между двумя точками в пространстве: √(229.2−225)2+(8.08−10)2+(18.6−20)2(229.2-225)^2 + (8.08-10)^2 + (18.6-20)^2(229.2−225)2+(8.08−10)2+(18.6−20)2 = √16.64+4.1664+2.5616.64 + 4.1664 + 2.5616.64+4.1664+2.56 = √23.3664 ≈ 4.833
Таким образом, расстояние от точки D225,10,20225,10,20225,10,20 до плоскости треугольника ABC равно примерно 4.833.
Для определения расстояния от точки до плоскости нам необходимо найти точку на плоскости, к которой это расстояние будет наименьшим.
Найдем уравнение плоскости, проходящей через точки A20,90,8520,90,8520,90,85, B180,70,105180,70,105180,70,105 и C60,15,1060,15,1060,15,10. Для этого воспользуемся методом нахождения векторного произведения:Вектор AB = B - A = 180−20,70−90,105−85180-20, 70-90, 105-85180−20,70−90,105−85 = 160,−20,20160, -20, 20160,−20,20 Вектор AC = C - A = 60−20,15−90,10−8560-20, 15-90, 10-8560−20,15−90,10−85 = 40,−75,−7540, -75, -7540,−75,−75
Найдем векторное произведение:
n = AB x AC = 20<em>20−(−20)</em>(−75),20<em>(−75)−160</em>(−75),160<em>(−75)−40</em>(−20)20<em>20 - (-20)</em>(-75), 20<em>(-75) - 160</em>(-75), 160<em>(-75) - 40</em>(-20)20<em>20−(−20)</em>(−75),20<em>(−75)−160</em>(−75),160<em>(−75)−40</em>(−20) = 400−1500,−1500+1200,−12000+800400-1500, -1500+1200, -12000+800400−1500,−1500+1200,−12000+800 = −1100,−300,−11200-1100, -300, -11200−1100,−300,−11200
Уравнение плоскости имеет вид: -1100x−20x-20x−20 - 300y−90y-90y−90 - 11200z−85z-85z−85 = 0
Найдем уравнение прямой, проходящей через точки A и D225,10,20225,10,20225,10,20.-1100x + 22000 + 300y - 2700 - 11200z + 952000 = 0
-1100x + 300y - 11200z - 101800 = 0
Вектор AD = D - A = 225−20,10−90,20−85225-20, 10-90, 20-85225−20,10−90,20−85 = 205,−80,−65205, -80, -65205,−80,−65
Уравнение прямой AD имеет вид:
Теперь найдем точку пересечения прямой и плоскости. Подставим уравнения прямой в уравнение плоскости и найдем t:x = 20 + 205t
y = 90 - 80t
z = 85 - 65t
-110020+205t20 + 205t20+205t + 30090−80t90 - 80t90−80t - 1120085−65t85 - 65t85−65t - 101800 = 0
-22000 - 1100205t + 27000 - 240t - 952000 + 728000 + 1120065t - 101800 = 0
-231200 - 224500t + 672000 + 728000 - 11200*65t - 101800 = 0
-184800 + 180300t = 0
180300t = 184800
t = 1.024
Подставим найденное значение t обратно в уравнение прямой, чтобы найти точку пересечения:
x = 20 + 2051.024 = 20 + 209.2 = 229.2
y = 90 - 801.024 = 90 - 81.92 = 8.08
z = 85 - 65*1.024 = 85 - 66.4 = 18.6
Таким образом, точка пересечения прямой и плоскости имеет координаты 229.2,8.08,18.6229.2, 8.08, 18.6229.2,8.08,18.6.
Найдем расстояние между точкой D225,10,20225,10,20225,10,20 и найденной точкой 229.2,8.08,18.6229.2, 8.08, 18.6229.2,8.08,18.6 по формуле расстояния между двумя точками в пространстве:√(229.2−225)2+(8.08−10)2+(18.6−20)2(229.2-225)^2 + (8.08-10)^2 + (18.6-20)^2(229.2−225)2+(8.08−10)2+(18.6−20)2 = √16.64+4.1664+2.5616.64 + 4.1664 + 2.5616.64+4.1664+2.56 = √23.3664 ≈ 4.833
Таким образом, расстояние от точки D225,10,20225,10,20225,10,20 до плоскости треугольника ABC равно примерно 4.833.