Взаимное расположение сферы и плоскости

Содержание

Слайд 2

Исследуем взаимное расположение сферы и плоскости в зависимости от соотношения между

Исследуем взаимное расположение сферы и плоскости в зависимости от соотношения

между радиусом сферы и расстоянием от её центром до плоскости.
Слайд 3

Взаимное расположение сферы и плоскости z y x O C R

Взаимное расположение сферы и плоскости

z

y

x

O

C

R

y

x

z

C

z

y

x

C

O

O

2 2
d

d=R

d>R

См. далее

Слайд 4

Пусть радиус сферы - R, а расстояние от её центра до

Пусть радиус сферы - R, а расстояние от её центра до

плоскости a - d

Введём систему координат, так чтобы плоскость Оху совпадала с плоскостью α ,а центр сферы лежал на положительной полуоси Оz , тогда уравнение плоскости α : z=0, а уравнение сферы с учётом (С имеет координаты (0;0;d) )
х2+у 2+(z-d)2=R2

Слайд 5

z=0 х2+у 2+(z-d)2=R2 Составим систему уравнений : Подставив z=0 во второе

z=0 х2+у 2+(z-d)2=R2

Составим систему уравнений :

Подставив z=0 во второе уравнение ,

получим :
х2+у 2=R2-d2
Слайд 6

Возможны три случая : 1) d 0, и уравнение х2+у 2=R2-d2

Возможны три случая :

1) d0,
и уравнение

х2+у 2=R2-d2 является уравнением окружности r = √R2-d2 с центром в точке О на плоскости Оху.
В данном случае сфера и плоскость пересекаются по окружности.
Слайд 7

Итак, если расстояние от центра сферы до плоскости меньше радиуса сферы,

Итак, если расстояние от центра сферы до плоскости меньше радиуса сферы,

то сечение сферы плоскостью есть окружность .
Слайд 8

Ясно, что сечение шара плоскостью является круг. Если секущая плоскость проходит

Ясно, что сечение шара плоскостью является круг.

Если секущая плоскость проходит через

центр шара, то d=0 и в сечении получается круг радиуса R, т.е. круг , радиус которого равен радиусу шара. Такой круг называется большим кругом шара.
Слайд 9

Если секущая плоскость не проходит через центр шара , то d>0

Если секущая плоскость не проходит через центр шара , то d>0

и радиус сечения
r = √R2-d2 , меньше радиуса шара .

r - радиус сечения

Слайд 10

2) d=R,тогда R2-d2=0, и уравнению удовлетворяют только х=0, у=0, а значит

2) d=R,тогда R2-d2=0, и уравнению удовлетворяют только
х=0, у=0,

а значит О(0;0;0)удовлетворяют обоим уравнениям ,т.е.
О- единственная общая точка сферы и плоскости .
Слайд 11

Итак, если расстояние от центра сферы до плоскости равно радиусу сферы

Итак, если расстояние от центра сферы до плоскости равно радиусу сферы

, то сфера и плоскость имеют только одну общую точку.
Слайд 12

3) d>R, тогда R2-d2

3) d>R, тогда R2-d2<0, и уравнению х2+у 2=R2-d2 не удовлетворя-ют координаты

никакой точки.