Найти центр и радиус сферы:x^2+y^2+z^2-3x+4y+5z-2=0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для того чтобы найти центр и радиус сферы, необходимо привести исходное уравнение к каноническому виду: (xa)2+(yb)2+(zc)2=R2open paren x minus a close paren squared plus open paren y minus b close paren squared plus open paren z minus c close paren squared equals cap R squaredгде (a,b,c)open paren a comma b comma c close paren — координаты центра, а Rcap R — радиус сферы. Шаг 1: Группировка слагаемых Сгруппируем переменные xx, yy и zz вместе, а свободный член перенесем в правую часть уравнения: (x23x)+(y2+4y)+(z2+5z)=2open paren x squared minus 3 x close paren plus open paren y squared plus 4 y close paren plus open paren z squared plus 5 z close paren equals 2Шаг 2: Дополнение до полных квадратов Для каждой скобки добавим и вычтем число, необходимое для выделения полного квадрата по формуле (a±b)2=a2±2ab+b2open paren a plus or minus b close paren squared equals a squared plus or minus 2 a b plus b squared.

  1. Для xx: Коэффициент перед xx равен -3negative 3. Половина от него: -1.5negative 1.5. Квадрат: (-1.5)2=2.25open paren negative 1.5 close paren squared equals 2.25.
    x23x=(x23x+2.25)2.25=(x1.5)22.25x squared minus 3 x equals open paren x squared minus 3 x plus 2.25 close paren minus 2.25 equals open paren x minus 1.5 close paren squared minus 2.25 Для yy: Коэффициент перед yy равен 44. Половина: 22. Квадрат: 22=42 squared equals 4.
    y2+4y=(y2+4y+4)4=(y+2)24y squared plus 4 y equals open paren y squared plus 4 y plus 4 close paren minus 4 equals open paren y plus 2 close paren squared minus 4 Для zz: Коэффициент перед zz равен 55. Половина: 2.52.5. Квадрат: 2.52=6.252.5 squared equals 6.25.
    z2+5z=(z2+5z+6.25)6.25=(z+2.5)26.25z squared plus 5 z equals open paren z squared plus 5 z plus 6.25 close paren minus 6.25 equals open paren z plus 2.5 close paren squared minus 6.25

Шаг 3: Преобразование уравнения Подставим полученные выражения в уравнение: (x1.5)22.25+(y+2)24+(z+2.5)26.25=2open paren x minus 1.5 close paren squared minus 2.25 plus open paren y plus 2 close paren squared minus 4 plus open paren z plus 2.5 close paren squared minus 6.25 equals 2Перенесем все константы в правую часть: (x1.5)2+(y+2)2+(z+2.5)2=2+2.25+4+6.25open paren x minus 1.5 close paren squared plus open paren y plus 2 close paren squared plus open paren z plus 2.5 close paren squared equals 2 plus 2.25 plus 4 plus 6.25 (x1.5)2+(y+2)2+(z+2.5)2=14.5open paren x minus 1.5 close paren squared plus open paren y plus 2 close paren squared plus open paren z plus 2.5 close paren squared equals 14.5Итоговые характеристики Из полученного канонического уравнения определим параметры сферы:

  • Центр сферы (C): Координаты определяются значениями (a,b,c)open paren a comma b comma c close paren.
    C(1.5;-2;-2.5)cap C open paren 1.5 ; negative 2 ; negative 2.5 close parenИли в дробном виде: C(32;-2;52)cap C open paren three-halves ; negative 2 ; negative five-halves close paren Радиус сферы (R):
    R2=14.5cap R squared equals 14.5 R=14.5=292=5823.808cap R equals the square root of 14.5 end-root equals the square root of 29 over 2 end-fraction end-root equals the fraction with numerator the square root of 58 end-root and denominator 2 end-fraction is approximately equal to 3.808

Хотите, чтобы я проверил, принадлежит ли какая-либо конкретная точка этой сфере?

Форма ответа

Ваш аватар