Для того, чтобы найти угол между двумя плоскостями в пространстве достаточно найти угол между?

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для нахождения угла между двумя плоскостями в трехмерном пространстве существует несколько классических подходов. Геометрически этот угол определяется как угол между прямыми, лежащими в данных плоскостях и перпендикулярными линии их пересечения. Однако на практике чаще всего используют следующие вспомогательные элементы: 1. Векторы нормалей Это самый универсальный и распространенный аналитический метод. Чтобы найти угол между плоскостями, достаточно найти угол между их векторами нормалей (перпендикулярами к этим плоскостям).

  • Если плоскости заданы уравнениями A1x+B1y+C1z+D1=0cap A sub 1 x plus cap B sub 1 y plus cap C sub 1 z plus cap D sub 1 equals 0 и A2x+B2y+C2z+D2=0cap A sub 2 x plus cap B sub 2 y plus cap C sub 2 z plus cap D sub 2 equals 0, то векторы нормалей имеют координаты n1{A1,B1,C1}modified n sub 1 with right arrow above the set cap A sub 1 comma cap B sub 1 comma cap C sub 1 end-set и n2{A2,B2,C2}modified n sub 2 with right arrow above the set cap A sub 2 comma cap B sub 2 comma cap C sub 2 end-set. Косинус угла ϕphi между плоскостями находится по формуле:
    cosϕ=|n1n2||n1||n2|=|A1A2+B1B2+C1C2|A12+B12+C12A22+B22+C22cosine phi equals the fraction with numerator the absolute value of modified n sub 1 with right arrow above center dot modified n sub 2 with right arrow above end-absolute-value and denominator the absolute value of modified n sub 1 with right arrow above end-absolute-value center dot the absolute value of modified n sub 2 with right arrow above end-absolute-value end-fraction equals the fraction with numerator the absolute value of cap A sub 1 cap A sub 2 plus cap B sub 1 cap B sub 2 plus cap C sub 1 cap C sub 2 end-absolute-value and denominator the square root of cap A sub 1 squared plus cap B sub 1 squared plus cap C sub 1 squared end-root center dot the square root of cap A sub 2 squared plus cap B sub 2 squared plus cap C sub 2 squared end-root end-fraction Важное уточнение: Угол между плоскостями обычно берется в диапазоне [0;90]open bracket 0 raised to the composed with power ; 90 raised to the composed with power close bracket, поэтому в формуле используется модуль скалярного произведения.

2. Линейный угол двугранного угла С чисто геометрической точки зрения, достаточно найти линейный угол, который строится следующим образом:

  1. Находится прямая Lcap L, по которой пересекаются плоскости. В каждой плоскости проводится луч, перпендикулярный прямой Lcap L, так, чтобы они исходили из одной точки на этой прямой. Угол между этими лучами и будет искомым углом между плоскостями.

3. Прямые, перпендикулярные плоскостям Если в пространстве заданы две прямые aa и bb, такие что aαa ⟂ alpha и bβb ⟂ beta, то угол между плоскостями αalpha и βbeta будет равен углу между этими прямыми (или дополнению до 180180 raised to the composed with power, если рассматривать острый угол). Резюме: Чаще всего для решения задач достаточно найти угол между нормальными векторами этих плоскостей, так как это позволяет свести пространственную задачу к простой алгебраической операции. Если вам нужно разобрать конкретный пример с цифрами или составить уравнение плоскости по точкам, я могу помочь с расчетами.

Форма ответа

Ваш аватар