სიბრტყე (გეომეტრია)

NPLG Wiki Dictionaries გვერდიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება

სიბრტყეგეომეტრიის ერთ-ერთი ძირითადი ცნება, რომელიც აქსიომებით განისაზღვრება წრფესთან და წერტილთან თავისი დამოკიდებულებით. (ზედაპირი პირველი რიგის – იგივეა, რაც სიბრტყე).

სიბრტყის დამახასიათებელი თვისება: სიბრტყე არის ზედაპირი, რომელიც მთლიანად მოიცავს მისი ორი ნებისმიერი წერტილის შემაერთებელ წრფეს.

სულხან-საბა ორბელიანი ასე განმარტავს: „სიბრტყე – ეპიფანია, რომელ არს სიფრიფანა, არს გარეგნითი კერძო სხეულისა და საჩინო და აქვს ორ კერძო განფენილობა: სიგრძედ მიმართ და სივრცედ“.

სიბრტყის განტოლება სხვადასხვა სახით დეკარტის კოორდინატებში.


1) ზოგადი სახის. Ax + By + Cz + D = 0.

A, B, C ერთდროულად არ უდრიან ნულს.


2) ღერძთა მონაკვეთებში. სიბრტყე კვეთს 0x ღერძს (a, 0,0) წერტილში, 0y ღერძს (0, b,0) წერტილში, 0z ღერძს (0,0,c) წერტილში:

Sibr001.png (a≠0, b≠0, c≠0).


3) ნორმალური სახის განტოლება. x cos α + y cosβ + z cosγ – p = 0, (p>0) სადაც p - კოორდინატთა სათავიდან სიბრტყეზე დაშვებული პერპენდიკულარის სიგრძეა, ხოლო cosα, cosβ, cosγ – პერპენდიკულარის მიმართულების კოსინუსები:

Sibr007.png


4) ნორმალურ სახეზე შეიძლება დაყვანილი იქნას სიბრტყის ზოგადი Ax + By + Cz + D =0 განტოლება, თუ მას გავამრავლებთ მანორმირებელ მამრავლზე

Sibr009.png

μ -ს და D-ს ურთიერთ საწინააღმდეგო ნიშნები აქვთ.


5) მოცემულ M0 (x0,y0,z0) წერტილზე გამავალი სიბრტყის განტოლება:

A (x - x0) + B (y - y0) + C (z - z0) = 0,

სადაც A, B, C – სიბრტყისადმი Sib017.png = (A, B, C). ნორმალის გეგმილებია დეკარტის მართკუთხა კოორდინატთა სისტემის ღერძებზე.


6) მოცემულ სამ M1 (x1, y1, z1), M2 (x2, y2, z2) და M3 (x3, y3, z3) წერტილზე გამავალი სიბრტყის განტოლება:

Sibr023.png


7) თუ სიბრტყის ნებისმიერი წერტილის რადიუს-ვექტორია Sib025.png (x, y, z), ხოლო სიბრტყისადმი ნორმალია Sib017.png = (A, B, C), მაშინ სიბრტყის ზოგადი სახის განტოლება ასე ჩაიწერება: Sib027.png + D = 0.


8) მანძილი M0 (x0, y0, z0) წერტილიდან Ax + By + Cz + D = 0 სიბრტყემდე:

Sibr031.png


ანუ d = | x0 cos⁡ α + y0 cosβ + z0 cosγ - p |


9) კუთხე ორ სიბრტყეს შორის:

Sibr035.png


10) სიბრტყეები პარალელურია, თუ

Sibr037.png


11) სიბრტყეები პერპენდიკულარულია, თუ

A1A2 + B1B2 + C1C2 = 0.

ევკლიდეს მიერ მოცემული წრფის, სიბრტყის, ზედაპირის განსაზღვრებები ჯერ კიდევ უძველეს დროში იწვევდნენ კამათს. წრფის შემთხვევაში გამოსავალი მალე მოიძებნა: უმოკლესის ცნება, რომელიც ორ წერტილს აერთებს – დამაკმაყოფილებელია. სიბრტყის განსაზღვრას უფრო კრიტიკული თვალით უყურებდნენ. ლაიბნიცის განსაზღვრით სიბრტყე არის სიმრავლე წერტილებისა, განტოლება პირველად გვხვდება კლეროს ნაშრომებში, როდესაც იგი იკვლევდა ორმაგი სიმრუდის წირებს (1731), შემდეგ კი პეტერბურგელ მათემატიკოს გერმანთან (1732,1733), და ბოლოს ეილერთან („უსასრულო მცირეთა აღრიცხვის შესავალი“, 1748), რის შემდეგაც განტოლება საზოგადოდ იქნა ცნობილი და გავრცელებული.

სიბრტყის განტოლება მონაკვეთებში, როგორც ჩანს, პირველად გამოიყენა ლამემ, ისევე, როგორც სიბრტყეთა კონის განტოლება (1816-1818). სიბრტყის ნორმალური სახის განტოლება და ეს სახელწოდებაც თანამედროვე სახით გეომეტრიის სახელმძღვანელოში შემოიღო გესმა (1861), თუმცა იგი ცნობილი იყო კოშისათვის, ლიუილისა და მაგნუსისათვის.

წინადადება იმის შესახებ, რომ ზედაპირზე მდებარე წერტილზე გამავალი ყველა შესაძლო წირის მხები მდებარეობს ერთ სიბრტყეში, მკაფიოდ ჩამოაყალიბა დიუპენმა („გეომეტრიის განვითარება“,1813). არასასრული სახით ფორმულირებული ის აქვს კლეროს და ეილერს. სასწავლო სახელმძღვანელოში იგი შემოიღო კოშიმ (1826). ცნება და ტერმინი „მიმხები სიბრტყე“ პირველად გვხვდება ი. ბერნულის შრომაში (1728). „გამწრფევი სიბრტყე“ (სახელწოდებასთან ერთად) შემოღებულია ფრანგი მათემატიკოსის ლანკრეს მიერ (1806).


იხილე აგრეთვე

წყარო

მათემატიკის ენციკლოპედიური ლექსიკონი

პირადი ხელსაწყოები
სახელთა სივრცე

ვარიანტები
მოქმედებები
ნავიგაცია
ხელსაწყოები