וידאו · וקטורים גאומטריים ואלגבריים

ד6. משוואת מישור במרחב

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

493 פריטים · 25 נושאים0%

סיכום שיעור

  • בשיעור זה לומדים כיצד לייצג משוואת מישור במרחב באמצעות נקודה ושני וקטורים שיוצרים את המישור, ומגלים כיצד למצוא את וקטור הנורמל המתאים למישור ולנסח את משוואת המישור בצורה האלגברית.
  • לזהות ולטפל במשוואת מישור פרמטרית במרחב תלת-ממדי
  • להבין את חשיבות אי-פרופורציונליות הווקטורים היוצרים את המישור
  • לחשב וקטור נורמל למישור באמצעות מכפלת דוט וניסוח משוואה אלגברית
  • לעבור מייצוג פרמטרי לייצוג אלגברי אחיד של משוואת מישור
  • הגדרה וייצוג פרמטרי של מישור: מישור מוגדר באמצעות נקודה בודדת ושני וקטורים בלתי פרופורציונליים היוצרים את המישור. הייצוג הפרמטרי כתוב כנוסחה של נקודה ועוד T וקטור ועוד K וקטור.
  • וקטור הנורמל: לכל מישור קיים וקטור נורמל המונח לכל כיווני המישור ועל כל הקווים שבו. לוקטור הנורמל יוצרת משוואת מישור אלגברית אחידה.
  • משוואה אלגברית אחידה למישור: משוואת מישור אלגברית נגזרת מוקטור הנורמל ונקודה ידועה על המישור. הפורמט אחיד ועוזר להציג מישור בצורה נוחה ומוכרת.

תרגול קצר

משוואת מישור מפרמטרים

רמת קושי: קל

ממתין

נתונים נקודה P(-1,2,3) ושני וקטורים ו1 = (5,-1,-1), ו2 = (3,-1,-1). כתבו את המשוואה הפרמטרית של המישור.

משוואת מישורפרמטריםוקטורים

רמז: השתמש בנקודה והוסף t כפול וקטור אחד ועוד k כפול הווקטור השני.

פתרון מלא

תשובה סופית: x = -1 + 5t + 3k, y = 2 - t - k, z = 3 - t - k

המשוואה הפרמטרית היא: (x,y,z) = (-1,2,3) + t*(5,-1,-1) + k*(3,-1,-1) כלומר אזורים x = -1 + 5t + 3k, y = 2 - t - k, z = 3 - t - k.

מציאת וקטור נורמל ממערכת

רמת קושי: בינוני

ממתין

יש וקטורים ו1 = (5,-1,-1) ו- ו2 = (3,-1,-2). מצאו וקטור נורמל למישור המתקבל מהם.

וקטור נורמלמערכת משוואותמישור

רמז: וקטור נורמל הוא לכל המישור, מכפלת דוט עם ו1 ו-ו2 שווה לאפס.

פתרון מלא

תשובה סופית: וקטור נורמל הוא (1, 7, -2)

יש לפתור את המערכת: 5A - B - C = 0 ו- 3A - B - 2C = 0. מחליפים C במינוס 2 ומבצעים פתרון ליניארי. מוצאים A=1, B=7, C=-2.

רישום משוואת מישור אלגברית

רמת קושי: מאתגר

ממתין

בהינתן וקטור נורמל (1,7,-2) ונקודה P(-1,2,3), כתבו את המשוואה האלגברית של המישור.

משוואת מישורוקטור נורמלנוסחה אלגברית

רמז: השתמש בנוסחה A(x-x0)+B(y-y0)+C(z-z0)=0 והציב את ערכי הנורמל והנקודה.

פתרון מלא

תשובה סופית: x + 7y - 2z - 12 = 0

נרשום: 1(x+1) + 7(y-2) - 2(z-3) = 0, לאחר פישוט: x + 7y - 2z - 12 = 0.

בדיקת שייכות נקודה למישור

רמת קושי: בגרות

ממתין

האם הנקודה A(2,1,0) שייכת למישור x + 7y - 2z - 12 = 0?

שייכות נקודהמשוואת מישורבגרות

רמז: הציבו את ערכי הנקודה במשוואת המישור ובדקו האם מתקיים שוויון.

פתרון מלא

תשובה סופית: לא, הנקודה A(2,1,0) אינה שייכת למישור.

2 + 7*1 - 2*0 - 12 = 2 + 7 - 0 -12 = -3 ≠ 0, לכן הנקודה אינה שייכת למישור.

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

פתרון תרגיל: כתיבת משוואת מישור

ממקדים נקודה ווקטורים למישור אלגברי

8 תחנות5 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא משוואת מישור פרמטרית / וקטור נורמל למישור / משוואת מישור אלגברית אחידה

  2. נתון 1

    נקודה P(-1,2,3)

  3. נתון 2

    נתון 2

    וקטור v1 = (5,-1,-1)
  4. נתון 3

    נתון 3

    וקטור v2 = (3,-1,-1)
  5. רעיון

    הרעיון המרכזי

    לכתוב משוואה פרמטרית, למצוא וקטור נורמל באמצעות מערכת משוואות, ולהעביר לסגנון אלגברי אחיד.

  6. נוסחה

    פתרו את המערכת A*v1 + B*v1 + C*v1 = 0 ו-A*v2 + B*v2 + C*v2 = 0.

    5A - B - C = 03A - B - C = 0
  7. משוואה

    כתבו את המשוואה A(x-x0)+B(y-y0)+C(z-z0)=0.

    כתבו את המשוואה A(x-x0)+B(y-y0)+C(z-z0)=0.

    x + 7y - 2z - 12 = 0
  8. פישוט

    מצאו ערכים מדויקים של A, B, C העונים למערכת.

    מצאו ערכים מדויקים של A, B, C העונים למערכת.

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

הגדרו נקודה ושני וקטורים

מה עושים

רשמו את נקודת המישור ואת שני הוקטורים הנתונים.

למה

נקודה ושני וקטורים בלתי פרופורציונליים מגדירים מישור במרחב.

נקודה P(-1,2,3), וקטורים v1=(5,-1,-1), v2=(3,-1,-1).

וודאו שהוקטורים אינם פרופורציונליים.

2

בחירת שיטה

הכתיבו משוואה פרמטרית

מה עושים

כתבו r = r0 + t*v1 + k*v2.

למה

ייצוג פרמטרי מאפשר מציאת נקודות על המישור.

x = -1 + 5t + 3k, y = 2 - t - k, z = 3 - t - k.

החליפו t ו-k בערכי ממשיים.

3

בניית משוואה

מצאו וקטור נורמל

מה עושים

פתרו את המערכת A*v1 + B*v1 + C*v1 = 0 ו-A*v2 + B*v2 + C*v2 = 0.

למה

וקטור הנורמל מונח למישור ולכל וקטור שבו.

מערכת: 5A - B - C = 0 3A - B - C = 0.

נוסחה / הצבה

5A - B - C = 03A - B - C = 0

מכפלת דוט בין הנורמל לווקטורים שווה ל-0.

4

פתרון

פתרו עבור A, B, C

מה עושים

מצאו ערכים מדויקים של A, B, C העונים למערכת.

למה

נמצא וקטור הנורמל למישור.

C = -2, A=1, B=7. הנורמל הוא (1,7,-2).

בדקו צעד אחר צעד כל ערך.

5

בניית משוואה

כתיבת משוואת המישור האחידה

מה עושים

כתבו את המשוואה A(x-x0)+B(y-y0)+C(z-z0)=0.

למה

משוואה אחידה לנוחות חישוב ובדיקה.

1(x+1) + 7(y-2) - 2(z-3) = 0.

נוסחה / הצבה

x + 7y - 2z - 12 = 0

פשטו את המשוואה לאחר ההצבה.

פתרונות כלליים

  • משוואת מישור מפרמטרים: המשוואה הפרמטרית היא: (x,y,z) = (-1,2,3) + t*(5,-1,-1) + k*(3,-1,-1) כלומר אזורים x = -1 + 5t + 3k, y = 2 - t - k, z = 3 - t - k.
  • מציאת וקטור נורמל ממערכת: יש לפתור את המערכת: 5A - B - C = 0 ו- 3A - B - 2C = 0. מחליפים C במינוס 2 ומבצעים פתרון ליניארי. מוצאים A=1, B=7, C=-2.
  • רישום משוואת מישור אלגברית: נרשום: 1(x+1) + 7(y-2) - 2(z-3) = 0, לאחר פישוט: x + 7y - 2z - 12 = 0.
  • בדיקת שייכות נקודה למישור: 2 + 7*1 - 2*0 - 12 = 2 + 7 - 0 -12 = -3 ≠ 0, לכן הנקודה אינה שייכת למישור.
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.