Материал: 2277

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Симеет в д

Рис. 18

точки r = a ,

Уравнен е арх медовой спирали в полярной системе координат

где a – сдв оборотег M по лучу при на угол, который равен одному рад ану.

Обороту прямой на 2π соответствует смещение по лучу на 2aπ

на шаг сп рали.

Если мы поворачиваем луч против движения часовой стрелки, получаем правую спираль, если поворачиваем по часовой стрелке, –

левую спираль.

 

В природе форму спирали

рхимеда имеют большинство рако-

Даже

вин. Семена в корзине подсолнечника расположены по спирали. Спи-

раль можно увидеть,Анапример, в кактусах, ананасах. Ураган закручи-

вается спиралью. По спирали разбегается стадо оленей. войной спи-

ралью закручена молекула ДНК.

галактики сформированы по

принципу спирали.

И

В III в. до н.э. Архимед на основе своей спирали изобрёл винт, который успешно применяли для передачи воды в оросительные каналы из водоёмов, расположенных ниже. Позже на основе винта Архимеда создали шнек («улитку»). Его очень известная разновидность

– винтовой ротор в мясорубке. Шнек используют в механизмах для перемешивания материалов различной консистенции. В технике нашли применение антенны в виде спирали Архимеда. Самоцентрирующийся патрон выполнен по спирали Архимеда. Звуковые дорожки на CD и DVD дисках также имеют форму спирали Архимеда.

71

§19. Прямая на плоскости

На плоскости прямая чаще всего задается уравнениями вида

(прил.13)

1)

y kx b – уравнение прямой с угловым коэффициентом

(для прямых, не параллельных оси Oy);

2)

Ax By C 0 общее уравнение прямой;

и

С3) r

r

 

а

t векторное уравнение;

 

 

0

 

 

 

 

 

x x0

 

lt;

4)

 

бА

 

 

y y

0

mt.

1) Уравнен е прямой с угловым коэффициентом

Тангенс угла наклона прямой к положительному направлению оси Ox будем называть угловым коэффициентом этой прямой

 

k = tg .

Возможны следующие случаи положения прямых в зависимости

от k (рис. 19).

И

k 0

Дk 0

Рис. 19 (начало)

72

k 0

k

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 19 (окончание)

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод уравнения прямой

 

 

 

 

 

бА

и M1

x1, y1

Пусть звестны координаты двух точек

M0

x0, y0

на прямой (р с. 20). Из

. 20 очевидно, что k

y1 y0

.

 

 

 

 

 

 

 

x1 x0

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1

 

M1

 

 

 

 

 

 

 

y0

 

M0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

И

 

 

0

x0

x1

x

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 20

 

 

 

 

 

 

Пусть теперь известен угловой коэффициент прямой k

и коор-

динаты точки M0 x0, y0

на прямой. Пусть M x,y произвольная

точка на прямой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

ky y0 x x0

73

или

y y0 k x x0

это уравнение прямой, проходящей через точку M0 x0, y0 .

Раскроем скобки:

y kx y0 kx0.

Теперь обознач м b y0 kx0 , тогда получим

С

y kx b

 

 

 

 

 

 

 

это уравнен е прямой с угловым коэффициентом.

и

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

Ч сло b называется сво одным членом.

Геометр чески ч сло b равно отрезку, отсекаемому прямой на

оси Oy(рис. 21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 21

И

 

 

 

 

 

 

Уравнение прямой, проходящей через две заданные точки

Пусть известны координаты точек

M0 x0, y0 и M1 x1, y1 , ле-

жащих на прямой. Так как k

y y0

и

k

y1 y0

, то, приравнивая

 

 

 

 

 

 

x x0

 

x1 x0

выражения, получаем уравнение

74

 

 

 

y y0

 

 

 

 

y1 y0

 

 

или

 

 

x x0

 

x1 x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

y y0

 

 

 

x x0

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1 y0

 

 

x1 x0

 

 

 

 

 

 

Пр мер

 

 

прямой, проходящей через точки M0 2,3

остав ть

 

 

уравнениеy 3

x 2;

 

и M1 1, 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решен е. Подставляем координаты точек в уравнение и делаем пре-

образован я:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

1 3

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

y 3

x 2;

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

1 y 3 4 x 2 .

После упрощений получаем уравнение прямой в виде с угловым

коэффициентом y 4x 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угол между прямыми

Даны уравнения двух прямыхД

 

1 :

y k1 x b1;

И

 

 

 

2 :

y k2 x b2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем угол

между прямыми 1, 2

.

Из рис. 22 получаем, что 2 1.

75