וידאו · וקטורים גאומטריים ואלגבריים

ו2. מרחק בין נקודה למישור במרחב שתי שיטות

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

493 פריטים · 25 נושאים0%

סיכום שיעור

  • שיעור המסביר כיצד לחשב את המרחק בין נקודה למישור בשיטת ההבנה המלאה באמצעות מציאת הנקודה על המישור המורכבת מנקודה נתונה והנורמל למישור, וכן באמצעות שימוש בנוסחה מוכרת למציאת המרחק. השיעור כולל פתרון מקרה לדוגמה עם הוראות מפורטות וחשיבות הבקרה לתוצאה.
  • להבין את המושג 'מרחק בין נקודה למישור' ומדוע המרחק מחושב לאורך קו מאונך למישור
  • ללמוד כיצד להציב נקודה על מישור תוך שימוש בוקטור הנורמל
  • לפתור משוואות למציאת נקודת היטל של נקודה על המישור
  • לחבר בין נקודות במרחב לחישוב מרחקים באמצעות וקטורים
  • ליישם את נוסחת המרחק מנקודה למישור ושימוש בנוסחת הנורמל
  • לבצע בקרה על התוצאה ולוודא ההיגיון של החישובים
  • הגדרת הבעיה והקשר גאומטרי: הצגת המישור והנקודה במרחב, והגדרת הרצון למצוא את המרחק בין נקודה נתונה למישור, תוך הבנת החשיבות שהמרחק הוא אורך הקטע המאונך למישור.
  • גישה ראשונה: הבנה מלאה והטלת ישר במישור: נבנית נקודת ההיטל על המישור Q, המחוברת לנקודה A בקטע ישר בכיוון הווקטור הנורמל. חישוב הפרמטר T נקבע על פי התנאי שהנקודה Q נמצאת על המישור.
  • חישוב המרחק בין שתי נקודות במרחב: חישוב המרחק בין הנקודה A והנקודה Q באמצעות נוסחת מרחק בין נקודות במרחב ותפעול ביטויים אלגבריים מורכבים.

תרגול קצר

מציאת מרחק נקודה למישור – גישה ראשונה

רמת קושי: קל

ממתין

נתונים המישור 2x - 2y + z + 3 = 0 ונקודה A(5,4,7). מצא את המרחק בין הנקודה A למישור בשיטה של מציאת נקודת ההיטל Q על המישור וחישוב המרחק בין A ל-Q.

מרחקוקטוריםמישורפתרון מפורט

רמז: השתמש בוקטור הנורמל למישור (2, -2, 1). מצא את הפרמטר T של הישר שעובר דרך A בכיוון הנורמל כשQ על המישור. לאחר מכן חשב את המרחק בין A ל-Q.

פתרון מלא

תשובה סופית: 4

1. כתוב משוואת הישר: X=5+2T, Y=4-2T, Z=7+T 2. הצב בנוסחת המישור והצא את T: 2*(5+2T)-2*(4-2T)+(7+T)+3=0 3. פשט ומשוך את T: 10+4T - 8 +4T + 7 + T + 3 =0 4. סך הכל: (10 - 8 + 7 + 3) + (4T + 4T + T) = 0 => 12 + 9T = 0 5. פתר את 9T = -12 => T = -4/3 6. חשב את נקודת ההיטל Q: (5 + 2*(-4/3), 4 - 2*(-4/3), 7 + (-4/3)) = (7/3, 20/3, 17/3) 7. חשב מרחק AQ: השורש של [(5-7/3)^2 + (4 - 20/3)^2 + (7 - 17/3)^2] = שורש(16) = 4.

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

חישוב מרחק בין נקודה למישור

הבנת הבעיה ופתרון באמצעות נקודת ההיטל והמרחק בין נקודות

8 תחנות5 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא המרחק בין הנקודה A למישור

  2. נתון 1

    נתון 1

    מישור במשוואה 2x - 2y + z + 3 = 0
  3. נתון 2

    נקודה A עם קואורדינטות (5,4,7)

  4. רעיון

    הרעיון המרכזי

    מצא את נקודת ההיטל Q של A על המישור בעזרת ישר הכיוון של וקטור הנורמל, ואז חשב את המרחק בין A

  5. נוסחה

    הציב את הנקודה הכללית של הישר במשוואת המישור כדי למצוא את T

    2 times (5 plus 2T) minus 2 times (4 minus 2T) plus (7 plus T) plus 3 equals 02(5+2T) - 2(4-2T) + (7+T) + 3 = 0
  6. משוואה

    קבל את משוואת המישור ואת הנקודה הנתונה

    קבל את משוואת המישור ואת הנקודה הנתונה

  7. פישוט

    חשב את ערך T ואז חשב את נקודת ההיטל Q

    חשב את ערך T ואז חשב את נקודת ההיטל Q

  8. תוצאה

    מסיימים בתשובה

    חשב את המרחק בין הנקודה הנתונה לנקודת ההיטל

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

הנחות הבעיה

מה עושים

קבל את משוואת המישור ואת הנקודה הנתונה

למה

אסור להתחיל בלי להבין את הנתונים

המישור נתון במשוואה ווקטור הנורמל שלו הוא (2, -2, 1).

2

בחירת שיטה

בניית הישר בכיוון הנורמל

מה עושים

הגדר ישר היוצא מהנקודה A בכיוון וקטור הנורמל

למה

כי המרחק הוא לאורך קו מאונך למישור

ישר שקואורדינטותיו הן (5 + 2T, 4 - 2T, 7 + T)

וקטור הנורמל למישור הוא כיוון הישר AQ

3

בניית משוואה

מציאת T על פי מישור

מה עושים

הציב את הנקודה הכללית של הישר במשוואת המישור כדי למצוא את T

למה

כי Q נמצאת על המישור בלבד

נציב 2(5+2T) - 2(4-2T) + (7+T) + 3 = 0 ונפתור עבור T

נוסחה / הצבה

2 times (5 plus 2T) minus 2 times (4 minus 2T) plus (7 plus T) plus 3 equals 02(5+2T) - 2(4-2T) + (7+T) + 3 = 0

פתור עבור T בזהירות כדי למצוא את נקודת ההיטל

4

פתרון

חישוב T ו-Q

מה עושים

חשב את ערך T ואז חשב את נקודת ההיטל Q

למה

כדי למצוא את נקודת ההיטל ולחשב מרחק

T = -4/3 Q = (7/3, 20/3, 17/3)

5

פתרון

חישוב המרחק בין A ל-Q

מה עושים

חשב את המרחק בין הנקודה הנתונה לנקודת ההיטל

למה

המרחק בין הנקודה למישור הוא אורך הקטע AQ

המרחק AQ שווה לשורש של סכום ריבועי ההפרשים בין הקואורדינטות

נוסחה / הצבה

D equals square root of (5 minus 7 thirds) squared plus (4minus 20 thirds) squared plus (7 minus 17 thirds) squaredD = sqrt((5 - 7/3)^2 + (4 - 20/3)^2 + (7 - 17/3)^2)D = (5 - (7)/(3))^2 + (4 - (20)/(3))^2 + (7 - (17)/(3))^2

חשב כל הפרש בריבוע בזהירות

פתרונות כלליים

  • מציאת מרחק נקודה למישור – גישה ראשונה: 1. כתוב משוואת הישר: X=5+2T, Y=4-2T, Z=7+T 2. הצב בנוסחת המישור והצא את T: 2*(5+2T)-2*(4-2T)+(7+T)+3=0 3. פשט ומשוך את T: 10+4T - 8 +4T + 7 + T + 3 =0 4. סך הכל: (10 - 8 + 7 + 3) + (4T + 4T + T) = 0 => 12 + 9T = 0 5. פתר את 9T = -12 => T = -4/3 6. חשב את נקודת ההיטל Q: (5 + 2*(-4/3), 4 - 2*(-4/3), 7 + (-4/3)) = (7/3, 20/3, 17/3) 7. חשב מרחק AQ: השורש של [(5-7/3)^2 + (4 - 20/3)^2 + (7 - 17/3)^2] = שורש(16) = 4.
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.