Данное пособие представляет собой конспект лекций по аналитической геометрии, которые читались на факультете математики Кобельским Виктором Леонидовичем студентам специальности «050201 математики» и направления «050200 физико-математическое образование».
Лекционный теоретический материал снабжен сериями упражнений и задач.
Рекомендуется для студентов математических и технических специальностей и направлений.
Принятые обозначения:
R – поле действительных чисел
Rn – прямое произведение n экземпляров множества R
En –
при n = 1 евклидова прямая
при n = 2 евклидова плоскость
при n = 3 евклидово пространство
на котором определена функция расстояния*.
*Замечание. Будем говорить, что на множестве E1 введена функция расстояния, если определено такое отображение r: E1´ E1 ® R, что:
1. r - неотрицательная функция: r (A,B) ³ 0 для любых двух точек A,B, Î E1;
и r(A,B) = 0 Û A = B
2. r - симметричная функция: r (A,B) = r(B,A) для любых двух точек A,BÎ E1;
3. «Неравенство треугольника»: r(A,B) + r (B,C) ³ r(A,C) для любых трех точек A,B,СÎ E1; и r(A,B) + r (B,C) = r(A,C) Û точка B лежит между точками A и C;
|
|
4. Существуют точки A,B Î E1 такие, что r (A,B) = 1.
Расстоянием между точками A и B и длиной отрезка [AB] называю значение функции r(A,B).
Чаще всего длину отрезка [AB] обозначают |AB|, то есть по определению |AB| = r(A,B).
Отрезок, длина которого равна единице, называют единичным отрезком.
В рамках аксиоматического построения геометрии (евклидовой) доказываются следующие факты:
- Два отрезка равны тогда, и только тогда когда равны их длины.
- На любом луче можно отложить отрезок любой наперед заданной длины, и при том единственным образом, то есть для любого числа r ³ 0 на любом луче существует ровно одна точка A такая, что |OA| = r, где O - начало луча l.
|| || = , где Î Rn и = (x1, …, xn);
|| - || = (*), где , Î Rn и = (x1, …, xn), = (y1, …, yn);
в случае n = 1 || - || = |x - y|.
Заметим, что функция f(, ) = || - || удовлетворяет требованиям 1-4 из определения расстояния между точками
Vn – n-мерное векторное пространство
- скалярное произведение векторов и :
- векторное произведение векторов и :
- смешанное произведение векторов , , .