Teoretická časť Rovina je základný geometrický útvar. Je to plocha určená troma bodmi alebo priamkou a bodom ležiacim mimo nej, alebo dvoma priamkami. Je to dvojrozmerný geometrický útvar, ktorý si môžeme predstaviť ako neobmedzenú, dokonale rovnú plochu
Zadanie:
Máme tri body P [1, 2, 3], Q [0, 2, 4], R [1, 1, 1]. Z týchto troch bodov vznikne rovina PQR. Napíšte jej parametrické a všeobecné vyjadrenie. Riešenie: V prvom rade si musíme zistiť, či tieto body neležia na jednej priamke. Urobíme to tak, že si vytvorím z týchto bodov dva vektory a budeme skúmať, či sú alebo nie sú rovnobežné, t.j. či je jeden násobkom toho druhého: PQ = Q – P = -1, 0, 1 PR = R – P = 0, -1, -2 Zo súradníc môžeme vidieť, že vektory si nie sú navzájom násobkom Vezmeme si bod P a vektory PQ a PR a urobíme z nich veľmi jednoduchým spôsobom parametrické vyjadrenie: X = P + t* PQ + s*PR
x = 1 – t
y = 2 - s z = 3 + t – 2s Všeobecnú rovnicu roviny dostaneme tak, že odstránime parametre t a s. Budeme teda riešiť sústavu troch rovníc o dvoch neznámych: t = 1 – x (dosadím do tretej rovnice) s = 2 – y (dosadím do tretej rovnice) z = 3 + (1 – x) – 2*(2 – y) z = 3 + 1 – x – 4 + 2y
x – 2y + z = 0
Zadanie:
Máme dve roviny P, R. Určite aký uhol tieto roviny zvierajú. Všeobecné rovnice týchto rovín sú nasledovné: P: x – 8y + z = 0 Q: x – z + 1 = 0 Riešenie: Určíme si normálové vektory rovín a tieto potom dosadíme do vzorca, pomocou ktorého vieme vypočítať uhol dvoch rovín:
up = [1, -8, 1]
uq = [1, 0, -1]
Dosadíme do vzorca:
Zadanie:
Máme rovinu R a priamku p. Určite v akej sú vzájomnej polohe a ak je to možné aj súradnice priesečníka.
R: x + y + z + 1 = 0
p:
x = 1 + t y = 2 – 3t z = 5t Riešenie: Určíme si normálový vektor roviny (u) a smerový vektor priamky (v): u = [1, 1, 1] v = [1, -3, 5] určíme si ich skalárny súčin u.v = [1, 1, 1].[1, -3, 5] = (1*1 + 1*(-3) + 1*5) = 3 ≠ 0, čiže priamky sú rôznobežné teraz si určíme ich priesečník a to tak, že do rovnice roviny za x, y, z dosadíme rovnicu priamky, určíme hodnotu parametra t, tento potom dosadíme do parametrického vyjadrenia priamky a nájdeme hodnoty súradní priesečníka: (1 + t) + (2 – 3t) + (5t) + 1 = 0 3t + 4 = 0 t = -4/3 Súradnice priesečníka: x = 1 + t = 1 – 4/3 = -1/3 y = 2 – 3t = 2 – 3*(-4/3) = 6 z = 5t = 5*(-4/3) = -20/3
Zopakujte si:
1. Máte tri body A [1, 2, 3], B [3, 2, 1], C [-5, 7, 0]. Určite parametrickú a všeobecnú rovnicu roviny, ktorá vznikne z týchto troch bodov2. Máte dve roviny vyjadrené vo všeobecnom tvare. Určite v akej sú vzájomne polohe a uhol, ktorý zvierajú.
P: 3x – 2y + 4 = 0
R : x + y + z + 3 = 0
3. Máte priamku p a rovinu R. Určite v akej vzájomnej polohe sa nachádzajú a ak je to možné, určite súradnice priesečníka:
R: 3x – 2y + z – 1 = 0
p:
x = 1 + t
y = 2- 4t
z = 3 + 2t
Použitá literatúra:
Prehľad z matematiky 2 od RNDr. Vladimír Burjan a kol.Vlastné poznámky