Аналитическая геометрия. Локтионова Г.Н - 25 стр.

UptoLike

Рубрика: 

25
Задача 6
Постановка задачи. Вычислить объем тетраэдра с вершинами в точках
()
,,,
1111
zyxA
()()
(
)
444433332222
,,,,,,,, zyxAzyxAzyxA и его высоту,
опущенную из вершины
4
A на грань .
321
AAA
План решения.
1.Найдем координаты векторов
413121
,, AAAAAA :
},,{
12121221
zzyyxxAA = ,
},,{
12131331
zzyyxxAA =
,
},,{
14141441
zzyyxxAA =
.
В соответствии с геометрическим смыслом смешанного произведения
имеем
()
413121..
,,
6
1
6
1
AAAAAAVV
ппт
== , (3)
где
..
,
ппт
VV - объемы тетраэдра и параллелепипеда, построенных на векторах
413121
,, AAAAAA .
С другой стороны
hSV
AAAт
=
321
3
1
.
, (4)
где согласно геометрическому смыслу векторного произведения,
[]
.,
2
1
3121
321
AAAAS
AAA
=
Сравнивая формулы (3) и (4) , получаем
(
)
()
3121
413121
.
,
,,
3
321
AAAA
AAAAAA
S
V
h
AAA
т
==
. (5)
2. Вычисляем смешанное произведение:
                                                      Задача 6
           Постановка задачи. Вычислить объем тетраэдра с вершинами в точках
A1 ( x1 , y1 , z1 ), A2 ( x2 , y2 , z2 ), A3 ( x3 , y3 , z3 ), A4 ( x4 , y4 , z 4 ) и его высоту,
опущенную из вершины A4 на грань A1 A2 A3 .
           План решения.
           1.Найдем координаты векторов A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 :

         A1 A2 = {x2 − x1 , y 2 − y1 , z 2 − z1} ,

         A1 A3 = {x3 − x1 , y 3 − y1 , z 2 − z1} ,

         A1 A4 = {x 4 − x1 , y 4 − y1 , z 4 − z1} .

        В соответствии с геометрическим смыслом смешанного произведения
имеем

                                            1         1
                                   Vт. =      ⋅ Vпп. = ( A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 ) ,          (3)
                                            6         6

где Vт. ,Vпп. - объемы тетраэдра и параллелепипеда, построенных на векторах
A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 .
         С другой стороны

                                        1
                                   Vт. = S ∆A1 A2 A3 ⋅ h ,                                  (4)
                                        3

где согласно геометрическому смыслу векторного произведения,

                                                        1
                                        S ∆A1 A2 A3 =     [A1 A2 , A1 A3 ] .
                                                        2

        Сравнивая формулы (3) и (4) , получаем

                                            3Vт.           ( A1 A2 , A1 A3 , A1 A4 )
                                   h=                  =                             .       (5)
                                         S ∆A1 A2 A3            ( A1 A2 , A1 A3 )
        2. Вычисляем смешанное произведение:




                                                                                              25