Mathématiques du secondaire qualifiant

تحليلية الفضاء (5)

2- معادلات بارامترية لمستقيم ومستوى

2.1 معادلات بارامترية لمستقيم

2.1.1 تعريف وخاصية

الفضاء 𝔼 منسوب الى معلم متعامد ممنظم (O;i;j;k). المستقيم (D) المار من النقطة A(xA;yA;zA) والموجه بالمتجهة u(a;b;c) هو المجموعة
{M(x;y;z)∈𝔼 / AM=tu, t∈IR}.

M(x;y;z)∈(D) ⇔ { x = xA + ta t∈IR
y = yA + tb
z = zA + tc

هذه النظمة تسمى تمثيلا بارامتريا للمستقيم (D) وسيطه t (أو معادلات بارامترية للمستقيم (D)).

2.1.2 مثال

ليكن D(A;u) مستقيما بحيث A(-1;5;3) و u(4;7;10).
M(x;y;z)∈(D) ⇔ (∃t∈IR): AM=tu.

⇔ { x = -1 + 4t (t∈IR)
y = 5 + 7t
z = 3 + 10t

هذه النظمة تسمى تمثيلا بارامتريا للمستقيم (D) وسيطه t.

تمرين 1 tp

ليكن D(A;u) مستقيما معرفا بالتمثيل البارامتري التالي

{ x = -1 + 4t (t∈IR)
y = 5 + 7t
z = 3 + 10t

1) تحقق أن A(3;12;13) نقطة من المستقيم (D).
2) حدد متجهة موجهة للمستقيم (D).

2.2 معادلات بارامترية لمستوى

2.2.1 تعريف وخاصية

الفضاء 𝔼 منسوب الى معلم متعامد ممنظم (O;i;j;k). المستوى ℙ المار من النقطة A(xA;yA;zA) وموجه بمتجهتين غير مستقيميتين u(a;b;c) و v(a';b';c') هو المجموعة
{M(x;y;z)∈𝔼 / AM=ku+tv, (k;t∈IR)}.

M(x;y;z)∈ℙ ⇔ { x = xA + ka + ta' (k;t∈IR)
y = yA + kb + tb'
z = zA + kc + tc'

هذه النظمة تسمى تمثيلا بارامتريا للمستوى ℙ (أو معادلات بارامترية للمستوى ℙ).

2.2.2 مثال

ليكن ℙ مستوى مارا من النقطة A(1;2;3) وموجه بالمتجهتين u(4;-1;5) و v(0;7;-2).
1) حدد معادلات بارامترية التي تعرف المستوى ℙ.
2) هل النقطة B(-3;10;-4) تنتمي الى المستوى ℙ ?

تصحيح
1) M(x;y;z)∈ℙ ⇔ (∃k;t∈IR): AM=ku+tv

⇔ (S) { x = 1+4k (k; t∈IR)
y = 2-k+7t
z = 3+5k-2t

هذه النظمة تسمى تمثيلا بارامتريا للمستوى ℙ.

2) ندرس ان كان (-3;10;-4) يحقق النظمة (S)
يعني (∃k;t∈IR): OB=ku+tv.

من أجل ذلك نضع x=-3 و y=10 و z=-4.

{ -3 = 1+4k { 4k = -4
10 = 2-k+7t-k+7t=8
-4 = 3+5k-2t5k-2t=-7

4k=-4⇔k=-1
-(-1)+7t=8⇔t=1
5.(-1)-2.1=-5-2=-7

اذن (∃k=-1;t=1): OB=-u+v وبالتالي B∈ℙ.