: Задание пространственных геометрических фигур уравнениями и неравенствами. Уравнение плоскости.

Бурковская Нина Дмитриевна

Преподаватель математики,

Уральский технологический колледж «Сервис»

Тема урока: Задание пространственных геометрических фигур уравнениями и неравенствами. Уравнение плоскости.

 Цель урока: Формировать у учащихся умение записывать уравнение плоскости перпендикулярной вектору,  составлять  уравнение  плоскости перпендикулярной вектору и проходящей через точку,  составлять уравнение сферы.

Тип урока: Изучение новой темы, формирование зун.

Методы ведения: лекция

Оборудование урока презентация

ХОД УРОКА:

Организационный момент – 1 – 2 мин.

Приветствие учащихся.

Отметить отсутствующих.

II.      Опрос по домашнему заданию

1.Уравнение прямой на плоскости.

2.Уравнение окружности.

3. Расстояние между точками в пространстве.

4. Координаты середины отрезка.

III.   Объяснение нового материала. Краткий конспект.

Множество всех точек пространства, находящихся на данном расстоянии R от данной точки С, называется сферой радиуса R с центром в точке С.

Другими словами, сфера радиуса R с центром в точке С — это множество всех точек М пространства, удовлетворяющих условию

|CM| = R.     (1)

Отрезок,    соединяющий две точки сферы и проходящий через ее центр,   называется    диаметром  сферы. Очевидно, что длина диаметра сферы   радиуса R равна 2R.

Если в пространстве задана некоторая прямоугольная декартова система кородинат и 
(а; b; с) — координаты точки С, а (х; у; z) — координаты точки М, то условие (1) принимает вид

√(x — a)² + (y — b)² + (z — c)²   = R.

Отсюда следует, что сфера радиуса R с центром в точке С (а; b; с) имеет уравнение

(x — a)² + (y — b)² + (z — c)²   = R²               (2)

B частности, сфера радиуса R с центром в начале координат имеет уравнение

х² + у² + z²  = R²           (3)  

Множество всех точек пространства, расстояние которых от данной точки С не превосходит данного числа R, называется шаром радиуса R с центром в точке С. Иначе, шар радиуса R с центром в точке С — это множество всех точек М пространства, удовлетворяющих условию

|CM| < R.

В координатах это условие имеет вид:

(x — a)² + (y — b)² + (z — c)²   <   R².

Сфера радиуса R с центром в точке С называется поверхностью соответствующего шара. Про нее говорят, что она ограничивает шар радиуса R с центром в точке С.

Вывод:

Уравнение сферы  с центром в точке О(0;0;0)имеет  вид:

                                        x² + y² +z² =R² ;

Уравнение сферы с центром  в точке А (a;b; c) имеет вид:

                                    ( x - a)² +( y - b)² +(z - c)² =R²;

Уравнение плоскости перпендикулярной вектору n(a;b; c) имеет вид:

                        ax + by + cz + d = 0           

IV. Закрепление нового материала:

Задача 1. Составить уравнение сферы радиуса R = 5 с центром в начале координат.

Решение: Непосредственной подстановкой значения радиуса в уравнение (3) получим     х² + у² + z²  = 25.

Задача 2. Написать уравнение сферы с центром в точке С (2; —3; 5) и радиусом, равным 6.

Решение: Подставив значение координат точки С и значение радиуса в уравнение (2), получим (x —  2)² + (y + 3)² + (z — 5)² = 36.

Задача 3. Найти центр и радиус сферы

(х + 4)² + (y — 3)² + z² =100.

Решение: Сравнивая данное уравнение с уравнением сферы (2), видим, что 
  а = — 4, b = 3, с = 0, R = 10.  Следовательно, С(—4; 3; 0), R = 10.

Задача 4. Доказать, что уравнение

х² + у² + z²  — 2х + 4у — 6z + 5 = 0 является уравнением сферы.

Решение: Преобразуем левую часть данного уравнения, выделив квадраты двучленов, содержащих соответственно х, у и z:

х² — 2х + у² + 4у + z² — 6z + 5 =

= (x —  1)² —  1 + (y + 2)² — 4 + (z — 3)² — 9 + 5 =

= (x —  1)² + (y + 2)² + (z — 3)²—9.

Следовательно, данная поверхность имеет уравнение

(x —  1)² + (y + 2)² + (z — 3)² = 9.

Это уравнение представляет собой уравнение сферы с центром в точке С(1; —2; 3) и радиусом R = 3.

Задание на дом §23 №179

Литература:  А.Е. Абылкасымова и др. Алгебра и начала анализа 10, 11   

       классы.

Ж. Кайдасов, В. Гусев, А Кагазбаева Геометрия 10, 11 классы. Дидактический материал по алгебре и начала анализа для 10, 11 класов. Дидактический материал по геометрии для 10, 11 классов.