Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Уравнение прямой в общем виде.



Докажем, что уравнение Ах+Ву+С=0 – уравнение первой степени с двумя неизвестными является уравнением прямой при различных значениях А, В, С.

а) Пусть А=С=0, В 0

Ву=0, следовательно у=0 – ось (ОХ)

б) Пусть В=С=0, А 0

Ах=0, следовательно х=0 – ось (ОУ)

в) Пусть А=В=0, С 0

0=С (такого быть не может)

г) Пусть А=0, В 0, С 0

Ву+С=0, следовательно у=- = в, у=в || (OX)

д) Пусть В=0, А 0, С 0.

Ах+С=0, следовательно х=- =а, х=а || (ОУ).

е) Пусть С=0, А¹ 0, В¹ 0.

Ах + Ву = 0 Þ у=

Þ у = • x

ж) Пусть А¹ 0, В¹ 0, С¹ 0.

Ах+Ву = -С Þ

у = + ( )

у = κ х + в, - прямая не проходит

через начало координат. Получим, что уравнение Ах+Ву + С = 0 при различных

значениях А, В, С содержит в себе все случаи взаимного расположения прямой осей координат. Значит уравнение Ах+Ву + С = 0 - уравнение прямой в общем виде.

2) Уравнение прямой в отрезках.

Преобразуем Ax+By+C=0

Ax+By=-C: (-C)

- •x+ (- )•y=1

Если х=0Þ у=b; В(0; b).

У=0Þ х=а; А(a; 0)

Уравнение прямой, проходящей через две точки.

M1 (x1; y1): M2 (x2; y2).

M (x; y) – точка с текущими координатами.

       
   


М1М {x-x1; y-y1} M1M2 {x2-x1; y2-y1}.

       
   


M1M2 || М1МÞ

= или

Уравнение прямой с заданным нормальным вектором.

Вектор {A; B} и l, называется нормальным вектором прямой l.

Пусть М00; у0). М (х; у); {A; B}; l {M0}; l

M0M {x-x0; y-y0}

{A; B}. M0 •M0M =0

A(x-x0)+B(y-y0)=0

Раскроем скобки Ах+Ву+(-Ах0-Ву0)=0

Ах+Ву+С=0 – уравнение прямой в общем виде.

Если 2х+3у+5=0Þ {2; 3}.

-4х+2у-1=0Þ {-4; 2}.

5) Уравнение прямой с угловым коэффициентом и проходящей через точку М00; у0).

А(х-х0)+В(у-у0)=0

В(у-у0)=- А(х-х0)

у-у0=- (х-х0);

y-y0= κ (x-x0).

Уравнение пучка прямых.

Пучком прямых называется множество прямых, проходящих через одну точку – М00; у0). Прямые L1, L2, L3…отличаются только угловым коэффициентом, следовательно у-у0=κ (х-х0) можно

считать уравнением пучка прямых

при условии, что κ будет меняться.

М00; у0) – центр пучка. L0 (ox) Þ

Tg900 – не существует. Значит в

уравнении y-y0=κ (x-x0) не содержит

уравнение прямой L0. Ее уравнение

будет х=х0, так как κ =tg900 – не существует.

Каноническое и параметрическое уравнение прямой.

l
Пусть {m, n} и // l. - направляющий вектор прямой. М00; у0), М(х; у). М0М {x-x0 ; y-y0}, так как // М0МÞ t , где t R (R – множество

действительных чисел)

       
   
 
 

 


       
 
   


 

параметрическое уравнение прямой каноническое уравнение прямой

8) Расстояние от точки до прямой

а) L: Ах+Ву+С=0

M0 (x0; y0 ) {A, B};

M1(x1; y1) l, Þ

Ах1+Ву1+С=0 (и) Þ С=-Ах1-Ву1

б) l имеет {A, B}; //M1M0Þ =00 или 1800

( - угол между и M1M0).

Тогда cos = 1. M1M0 {x0-x1; y0-y1}.

в) Найдем • M1M0 = А(х01)+В(у01) = Ах0+Ву0+(-Ах1-Ву1)

               
   
       
 


Из подставим во и получим M1M0 = Ах0+Ву0

г) • M1M0 = | |•| M1M0 |• cos = | |•| M1M0 |

Сравним и.

| |•| M1M0 | = Ах0+Ву0+С откуда | M1M0| = dl = Þ

 

9) Уравнение биссектрисы угла.

L1: A1x+B1y+C1=0

L2: A2x+B2y+C2=0

L – биссектриса угла А. М(х; у) L,

тогда | MM1 | = | MM2 | - есть векторы уравнения биссектрисы D1=D2 (Расстояния от точки М (х; у) до прямых L1 и L2 одинаковы).

=

Пример №1. Написать уравнение биссектрисы угла, образованного прямыми L1, L2, в котороым лежит точка О (0; 0).

L1: x1+2y-5=0; 1 {1; 2} = {A1; B1}

L2: 3x-6y+2=0; тогда 2 {3; -6} = {A2; B2}.

= Þ =

Проверим знак прямых L1 и L2 в точке О (0; 0).

L1: 0+2 0-5=-5; < 0

L2: 0-0+2=2; > 0, при этих условиях раскрываем модули:

|x+2y-5|=-(x+2y-5)

|3x-6y+2|=3x-6y+2

- =

-3x-6y+15=3x-6y+2 Þ 6x-13=0 Уравнение биссектрисы. x= Þ , биссектриса параллельна ОУ.

 

Ориентация полуплоскости.

l: Ax+By+C=0

если Ах1+Ву1+С > 0, то

если Ах2+Ву2+С < 0, то

 

 

Пример №2. Найти уравнение биссектрисы угла А, треугольника АВС.

1. Составим уравнение (АС), проходящей через две точки.

= Þ 8х+у-4=0 (АС)

аналогично уравнение (АВ): =

х-3у-14=0 – это (АВ).

По п. 8 имеем. =

Сориентируем L1 и L2 относительно любой точки, находящейся внутри угла ВАС. Этой точкой может быть середина отрезка ВС. М (2, 5; -7, 5) или любая другая точка на прямой ВС.

в
L1: 2, 5-3 (-7, 5)-14, > 0 Þ |x-3y-14| = x-3y-14

L2: 8 2, 5-7, 5-4, < 0 Þ |8x+y-4| = -8x-y+4

- выполним преобразования

и приведем к виду

( +8 ) х – (3 - ) у - (14 +4 ) = 0. – уравнение биссектрисы l.

Аналогично можно найти уравнения биссектрис и других внутренних углов этого треугольника.

Угловой коэффициент прямой.

Определение.Угловым коэффициентом называют тангенс угла наклона прямой к положительному направлению оси (ОХ).

k=tg φ *

Если φ < 900, то k> 0

Если φ > 900, но φ < 1800, то k< 0

Если φ =900, то k – не существует

Если φ =00 или φ =1800, то k=0

 

Если прямая проходит через две точки М11; у1) и М22; у2) образует с осью Оx угол , то из треугольника М1NM2 найдем

t g φ = = Þ tg φ =k.

k = **

Кроме этого в п. 1 мы обозначили k=-

****, **, *** три способа нахождения углового коэффициента прямой.

k=tgφ, k = , k =- .

Угол между прямыми.

Определение. За угол между прямыми принимаются наименьший из углов образованных этими прямыми.

l1 : A1x+B1y+C1=0, {A1; B1}.

l2 : A2x+B2y+C2=0, {A2; B2}.

l1l2 = =φ.

Найдем cos φ =

где = A1•A2+B1•B2

| | = ; | | = ;

Если l1 || l 2, то φ =0 или φ =π Þ cos φ = 1

Если l 1 l 2, то φ =900 и Þ cos φ =0

Если φ < 900, то Þ cos φ > 0

Если 900< φ < 1800, то Þ cos φ < 0

|cos φ | 1.!

Угол α 2 – внешний угол треугольника АВС

α 2= α 1+ φ Þ φ = α 2- α 1

tg φ =tg(α 2- α 1) =

tg α 2=k2, tg α 1=k1.

Тогда tg φ = .

Формула tg φ, φ образован при повороте прямой l1 вокруг точки В до совмещения с прямой l2 (против часовой стрелки).

Если l1||l2, то φ =0 и φ =1800Þ k2=k1

Если l1 l2, то φ =900, tg900 – не существует, но ctg900=0,

т.е. = 0 Þ 1+k2 k1=0, k2=-

Если l1 l2=B, φ < 900, то tg φ > 0.

Если 900< φ < 1800, то tg φ < 0.

В) Взаимное расположение двух прямых.

l1 имеет k1 и {A1; B1}

l2 имеет k2 и {A2; B2}

l1 : A1x+B1y+C1=0

l2 : A2x+B2y+C2=0

Если l1 l2 = M0(x0; x0), то

Þ М00; y0)
A1x+B1y+C1=0

A2x+B2y+C2=0

* Если l1||l2, то || Þ = и k1=k2

** Если l1 l2, то Þ A1 •A2+B1 •B2=0 и k2=-

Если l1=l2, то = = .

* и ** есть условия параллельности и перпендикулярности прямых.

13) Площадь параллелограмма и треугольника.

Найдем координаты векторов, которые образуют данный параллелограмм.

АВ {x2-x1; y2-y1}

AC {x3-x1; y3-y1}

По определению векторного произведения векторов (лекция 3 п.1).

SABCD=|AB•AC|

x2-x1 y2-y1 x3-x1 y3-y1    
так как =1, то

 

SABCD =

x2-x1 y2-y1 x3-x1 y3-y1    

SABC=

 

Пример: А (2; -3) В(4; 2) С(-1; 5)

2 5 -3 8    
а) АВ {2; 5} AC {-3; 8}

SABC= | |= |(16+15)| = •31=15.5 (кв.ед.) - Ответ.

-2 -5 -5 3    
б) Пусть ВА {-2; -5}; BC {-5; 3}

SABC = | | = | (-6-25) | = -31| = •31 = 15.5 (кв.ед.) - Ответ


Поделиться:



Популярное:

  1. Адсорбционное уравнение Гиббса
  2. В которой труппа доктора Мо приезжает в столицу, а затем покидает её, ко всеобщему облегчению
  3. Взаимное расположение прямых на плоскости. Расстояние от точки до прямой
  4. Влагалище прямой мышцы живота.
  5. Вопрос 1. Для прямой призмы число боковых сторон будет равно?
  6. Вопрос. Идеальный газ. Уравнение идеального газа. Газовые законы.
  7. Денежные агрегаты. Уравнение обмена Фишера.
  8. Деньги и денежные агрегаты. Уравнение обмена. Спрос и предложение на рынке денег.
  9. Дифференциальные уравнения равновесия жидкости. Основное уравнение гидростатики.
  10. Дифференциальным уравнением второго
  11. Для того, чтобы через три какие- либо точки пространства можно было провести единственную плоскость, необходимо, чтобы эти точки не лежали на одной прямой.
  12. Записать в общем виде систему уравнений Кирхгофа для полученной цепи.


Последнее изменение этой страницы: 2016-09-01; Просмотров: 1253; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.098 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь