Углы, пересечения и расстояния в пространстве

Найди угол между прямой и плоскостью, точку пересечения прямой и плоскости, расстояние от точки до плоскости и угол между двумя плоскостями с помощью скалярного произведения и уравнений.

Подсказки для взрослых

В российской программе углы между прямыми и плоскостями изучают в 11 классе (геометрия, координатно-векторный метод). Угол θ между прямой (направляющий вектор d⃗) и плоскостью (нормальный вектор n⃗) находят через синус: sinθ равен модулю скалярного произведения d·n, делённому на произведение длин двух векторов. Угол между двумя плоскостями — это острый угол между их нормалями.

Чтобы найти точку пересечения прямой r = a + td с плоскостью, подставь координаты точки прямой в уравнение плоскости и реши его относительно t. Расстояние от точки P до плоскости Ax + By + Cz = D равно модулю разности (левая часть в точке P минус D), делённому на длину нормали.

Частые ошибки: брать косинус вместо синуса для угла с плоскостью, забывать делить и брать тупой угол вместо острого между двумя плоскостями.