Question

Даны точки а(2; -5; 8) в(8; -2; 5) с(5; -8: 2)и д(-2; -8; -5).составьте уравнение сферы,если известно,что эти точки лежат на её поверхности.

Answer 1

Уравнение сферы с центром в точке (x0; y0; z0) и радиусом R  записывантся так

(X-x0)^2 + (Y-y0)^2 + (Z-z0)^2 = R^2

нам неизвестны x0; y0; z0 и R  и у нас есть 4 точки через которые проходим сфера 

подставляя координатв этих точек в уравнение получим 4 уравнения

 А(2;-5;8)  ===>   (2-x0)^2 + (-5-y0)^2 + (8-z0)^2 = R^2

В(8;-2;5)  ===>   (8-x0)^2 + (-2-y0)^2 + (5-z0)^2 = R^2

С(5;-8:2))  ===> (5-x0)^2 + (-8-y0)^2 + (2-z0)^2 = R^2

Д(-2;-8;-5) ===> (-2-x0)^2 + (-8-y0)^2 + (-5-z0)^2 = R^2

подставим R^2 из последнего в первые 3

(2-x0)^2 + (-5-y0)^2 + (8-z0)^2 = (-2-x0)^2 + (-8-y0)^2 + (-5-z0)^2

(8-x0)^2 + (-2-y0)^2 + (5-z0)^2 = (-2-x0)^2 + (-8-y0)^2 + (-5-z0)^2

(5-x0)^2 + (-8-y0)^2 + (2-z0)^2 = (-2-x0)^2 + (-8-y0)^2 + (-5-z0)^2

переносим нелево и разкладываем как разность квадратов

(2-x0)^2 -(-2-x0)^2 =  ((2-x0) - (-2-x0)) * ((2-x0) + (-2-x0)) = 4*(-2x0) = -8x0

(-5-y0)^2 - (-8-y0)^2 = ((-5-y0) - (-8-y0)) * ((-5-y0) + (-8-y0)) =3*(-13-2y0) =-39 -6y0

(8-z0)^2  - (-5-z0)^2= ((8-z0) - (-5-z0)) * ((8-z0) + (-5-z0)) = 13*(3-2z0) = 39 - 26z0

первое уравнение станет таким

-8x0 + (-39 -6y0) + (39 - 26z0) = -8x0 -6y0 - 26z0 =0

(8-x0)^2 - (-2-x0)^2 = ((8-x0) - (-2-x0)) * ((8-x0) + (-2-x0)) =10*(6-2x0) = 60 - 20x0

(-2-y0)^2 -(-8-y0)^2 = ((-2-y0) - (-8-y0)) * ((-2-y0) + (-8-y0)) = 6*(-10-2y0) = -60 -12y0

(5-z0)^2 - (-5-z0)^2 = ((5-z0) - (-5-z0)) * ((5-z0) + (-5-z0)) =10*(-2z0) = -20z0

второе уравнение станет таким

60 - 20x0 + (-60 -12y0) + (-20z0) = -20x0 -12y0 - 20z0 =0

 

(5-x0)^2 - (-2-x0)^2 = ((5-x0) - (-2-x0)) * ((5-x0) + (-2-x0)) = 9*(3-2x0) = 27 - 18x0

(-8-y0)^2 - (-8-y0)^2 = ((-8-y0) - (-8-y0)) * ((-8-y0) + (-8-y0)) = 0*(-16-2y0) = 0

(2-z0)^2 - (-5-z0)^2 = ((2-z0) - (-5-z0)) * ((2-z0) + (-5-z0)) = 7*(-3-2z0) = -21-14z0

третье уравнение станет таким

27 - 18x0 + (-21-*14z0) =  -18x0 + 0 - 14z0 +6 =0

получили 3 уравнения

   -8x0 -  6y0 - 26z0 =0

-20x0 -12y0 - 20z0 =0

-18x0 + 0     - 14z0 = -6

возмем 1первое и умножим на 2 и вычтем из него второе  уравнение получим

   -16x0+20x0  -12y0+12y0  -52z0+20z0 =0  ==>     4x0 - 32z0 =0

припишем 3 уравнение  > -18x0 - 14z0 = -6             

первое их написанных  умножим на  9 , а второе на 2 и сложим

9*4x0 - 2*18x0  - 9*32z0 - 2*14z0 = -12  ==> (-288-28)z0=-12  ==> z0=12/316=3/79

4x0 - 32z0 =0  ==> 4x0 = 32z0 =32*3/79  ==> x0 = 32*3/79/4 =8*3/79=24/79

  -8x0 -6y0 - 26z0 =0  ==> 6y0 =-8x0  - 26z0 = -8*24/79  - 26*3/79 = (-192-78)/79=-270/79  ==> y0 =-270/79/6 =-45/79   = R^2 = (2-x0)^2 + (-5-y0)^2 + (8-z0)^2  подставть найденные значения и найдешь R