Координаты и векторы в пространстве
5. Координаты точки и вектора
Теория
Координаты точки
Три попарно перпендикулярные прямые с выбранными направлениями и единицей измерения образуют систему координат в пространстве. Точка пересечения всех прямых является началом системы координат.
 
Koord_sist2.png
 
Оси координат \(Ox\), \(Oy\) и \(Oz\) называются соответственно: \(Ox\) — ось абсцисс, \(Oy\) — ось ординат, \(Oz\) — ось аппликат. 
Через две пересекающиеся прямые можно провести плоскость. Получаем три координатные плоскости: \((Oxy)\), \((Oyz)\) и \((Oxz)\).
 
Koord_sist3.png
 
Положение точки \(A\) в пространстве определяется тремя координатами: \(x\), \(y\) и \(z\).
 
Koord_sist1.png
 
Координата \(x\) называется абсциссой точки \(A\), координата \(y\) — ординатой точки \(A\), координата \(z\) — аппликатой точки \(A\).
Записываются так: \(A(x; y; z)\).

Если точка находится на оси \(Ox\), то её координаты \(X(x; 0; 0)\).
Если точка находится на оси \(Oy\), то её координаты \(Y(0; y; 0)\).
Если точка находится на оси \(Oz\), то её координаты \(Z(0; 0; z)\).
 
Если точка находится в плоскости \(Oxy\), то её координаты A1x;y;0.
Если точка находится в плоскости \(Oyz\), то её координаты A20;y;z.
Если точка находится в плоскости \(Oxz\), то её координаты A3x;0;z.
Координаты вектора
Koord_sist_vekt.png
 
Если в системе координат от начальной точки отложить единичные векторы i→, j→ и k→, то можно определить прямоугольный базис. Любой вектор можно разложить по единичным векторам и представить в виде OA→=x⋅i→+y⋅j→+z⋅k→.
Коэффициенты \(x\), \(y\) и \(z\) определяются одним-единственным образом и называются координатами вектора.
 
Записываются так: OA→x;y;z.
Рассмотрим правила о том, как с помощью координат записать:
 
- координаты суммы векторов, если даны координаты векторов:
a→x1;y1;z1, b→x2;y2;z2, a→+b→x1+x2;y1+y2;z1+z2;
 
- координаты разности векторов, если даны координаты векторов:
 a→−b→x1−x2;y1−y2;z1−z2;
 
- координаты произведения вектора на число, если даны координаты вектора:
n⋅a→n⋅x1;n⋅y1;n⋅z1;
 
- длину вектора:
a→=x12+y12+z12;
Koord_sist4.png
- координаты вектора, если даны координаты начальной и конечной точек вектора:
AxA;yA;zA, BxB;yB;zB, AB→xB−xA;yB−yA;zB−zA;
 
- расстояние между двумя точками, если даны координаты точек:
AB→=AB=xB−xA2+yB−yA2+zB−zA2;
 
- координаты серединной точки отрезка, если даны координаты начальной и конечной точек отрезка:
xC=xA+xB2;yC=yA+yB2;zC=zA+zB2.