Mathématiques du secondaire qualifiant

تحليلية الفضاء (6)

3- معادلة ديكارتية لمستوى - معادلات ديكارتية لمستقيم

3.1 معادلة ديكارتية لمستوىn

3.1.1 تعريف وخاصية

الفضاء 𝔼 منسوب الى معلم متعامد ممنظم (O;i;j;k). المستوى ℙ المار من نقطة A والموجه بمتجهتين u و v هو مجموعة النقط M من الفضاء 𝔼 بحيث AM و u و v مستوائية.

M∈ℙ ⇔ det(AM;u;v)=0.

3.1.2 مبرهنة

المعادلة الديكارتية لمستوى تكتب على الشكل
ax+by+cz+d=0 بحيث (a;b;c)≠(0;0;0).

مثال
ليكن ℙ مستوى مارا من النقطة A(1;2;2) وموجه بالمتجهتين u(1;4;1) و v(1;0;2)
تحقق أن ℙ موجود وحدد معادلة ديكارتية له.

تصحيح
1) نفترض أن u و v مستقيميتان.
(∃k∈IR): v=ku اذن 1=k و 0=4k و 2=2k ومنه فان k=0 و k=1 وهذا غير ممكن ومنه فان u و v غير مستقيميتان اذن ℙ موجود.

M(x;y;z)∈ℙ⇔x-111 = 0
y-240
z-212

⇔(x-1)(8-0)-(y-2)(2-1)+(z-2)(0-4)=0
وبالتالي 8x-y-4z+2=0 معادلة ديكارتية للمستوى ℙ.

3.2 معادلات ديكارتية لمستقيم

3.2.1 تعريف وخاصيات

ليكن (D) مستقيما مارا من النقطة A(xA;yA;zA) وموجه بالمتجهة u(a;b;c).
اذا كان abc≠0 فان (D) معرف بالمعادلات المستنتجة من تمثيله البارامتري.

x-xA=y-yA=z-zA
abc

تسمى معادلات ديكارتية للمستقيم (D).

3.2.2 مثال

ليكن D(A,u) مستقيما بحيث A(2;4;1) و u(5;7;10).
حدد معادلات ديكارتية تعرف المستقيم (D).

تصحيح
M(x ; y ; z)∈(D) ⇔

x-2=y-4=z-1
5710
تمرين 1 tp

الفضاء 𝔼 منسوب الى معلم متعامد ممنظم (O;i;j;k). نعتبر في 𝔼 مستقيما (D) معرفا بالمعادلات الديكارتية التالية

x+1=y-2=1-z
242

حدد نقطة ومتجهة موجهة للمستقيم (D) واستنتج تمثيلا بارامتريا له.

تصحيح
x+1=y-2=1-z
242
x+1=y-2=z-1
24- 2

اذن A(-1;2;1) نقطة من (D)
و u(2;4;-2) متجهة موجهة للمستقيم (D)
اذن (D)=D(A;u).

M(x;y;z)∈(D) ⇔ (∃t∈IR): AM = tu

⇔ { x = -1 + 2t (t∈IR)
y = 2 + 4t
z = 1 - 2t

هذه النظمة هي تمثيلا بارامتريا للمستقيم (D).