Материал: 2277

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

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 22

 

 

 

 

 

Используем тр гонометрическую формулу

 

 

бА

 

 

 

 

 

tg tg

 

 

tg

2 tg 1

.

и2

 

 

1

1 tg 1tg 2

Так как, по определению углового коэффициента, tg =k, то

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

 

k2 k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

1 k k

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

Это формула для нахождении угла между прямыми.

Наличие модуля в формуле позволяет находить сразу острый

угол между прямыми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следствием этой формулы являются условия параллельности и

перпендикулярности прямых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие параллельности прямых

 

 

 

 

 

 

1 || 2 k1 k2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действительно,

если 1 || 2 ,

то 1 2 0; tg = 0. То есть

 

 

 

 

0

k1 k2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg 1, 2

 

k2 k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 k k

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

Условие перпендикулярности прямых

1 2 k1 k2 1.

Действительно, если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 900 , tg900 не суще-

1

 

2

, то =

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

ствует. То есть tg

 

 

 

 

k2 k1

 

 

 

не существует

знаменатель

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

1 k k

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дроби не определен

 

k1k2

= – 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

причем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С2) О щее уравнение прямой

 

Всякое уравнен е первой степени вида

 

Ax By C 0 (где

 

общим

 

 

 

 

 

A,B,C – постоянные,

 

 

 

 

 

 

 

A2

B2 0) определяет на плоскости

прямую. Это уравнен е называется

уравнением прямой.

Частные случаи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

1. Прямая, определяемая уравнением Ax By 0 (С = 0, урав-

нение можно прео разовать к виду y kx),

 

проходит через начало

координат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Прямая, определяемая уравнением y b (

= 0), параллельна

оси Ох. Прямая, определяемая уравнением y 0, это ось Ох.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

Дy

3. Прямая, определяемая уравнением

x a (В

= 0), параллельна

оси Оу. Прямая вида x 0

это ось Оу.

 

 

 

 

 

4. Если A 0;

 

B 0; C 0, то уравнение можно преобразовать

к виду уравнения прямой «в отрезках»:

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

Числа a,b – это отрезки, отсекаемые прямой на координатных осях (рис. 23).

77

y

 

 

 

b

 

Рис. 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расстояние от точки до прямой

 

 

 

рисd

0

2

 

0

2 .

и точку M0

x0

, y0

 

Рассмотр м прямую

Ax

By

C

0

( . 24). Расстоян е от точки до прямой находят по формуле

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ax By

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

M0 x0,y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ax+By+C=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 24

3) Векторное уравнение прямой

Рассмотрим прямую и вектор a , m 0, параллельный прямой. Всякий такой вектор называется направляющим.

Пусть на прямой даны две точки: M0 x0, y0 и M x,y . Тогда

векторы r0 = OM0

и r =OM называютсяИрадиусами-векторами точек

M0 , M . Координаты радиусов-векторов совпадают с координатами точек: r0 x0, y0 ; r x, y .

Так как M0M || a , то M0M a t, где t – некоторое число (параметр).

78

y

С

M0(x0,y0)

 

 

 

 

 

 

 

a

M(x,y)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r0

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используем прав ло сложения векторов r r0 M0M (рис. 25).

Получ м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

r

 

r0

at .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Это есть векторное уравнение прямой.

 

4) Параметрическое уравнение прямой

Запишем теперь векторное уравнение прямой

r

 

r0

at в коор-

динатах

бА

 

 

 

x, y

 

x0, y0

,m t .

Выпишем равенства для каждой из координат, получим

 

 

 

x x

t;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д0

 

 

 

 

 

 

 

mt.

И

 

 

 

y y0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Это параметрическое уравнение прямой.

Здесь x0, y0 – координаты точки на прямой, ,m – координа-

ты направляющего вектора.

 

Примеры:

 

1.

Написать уравнения прямых, проходящих

через точку

M0 2, 1

параллельно, перпендикулярно и под углом

45 к прямой

y 2x 4.

79

Решение. Для решения задачи используем уравнение прямой, проходящей через заданную точку y y0 k x x0 . Подставим в это уравнение координаты точки M0 2, 1 , получим уравнение y 1 k x 2 .

 

 

Определим теперь угловой коэффициент k

прямой. По усло-

вию, прямая параллельна прямой y 2x 4, поэтому, используя кри-

терий параллельности прямых,

находим,

 

что k 2.

 

Подставляем в

уравнен е: y 1 2x 4 2x 4 y 1 0 2x y 5= 0 – нашли

уравнен е прямой, параллельной данной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

 

скомая прямая перпендикулярна данной,

то, из критерия

Спрямых

1

 

2

k

 

k

2

1,

находим

k

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подстав м найденное значение k

 

в уравнение

y 1 k x 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ортогональности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– это

получ м

y

1

2

x 2 x 2 2y 2 0 x 2y 0

уравнен е прямой, перпендикулярной прямой y 2x 4.

 

 

 

 

 

 

Определим далее угловой коэффициент прямой, проходящей

под

углом

 

 

45

к

данной

 

прямой

 

y 2x 4,

 

по

формуле

 

 

 

k2 k1

 

.

Подставляя

 

в

 

 

эту

формулу

= 45 ,

получим

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 k1k

2

 

бА

 

 

 

 

 

 

 

 

2 k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

(так как угловой коэффициент данной прямой k 2).

1 2k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Имеем

 

 

 

1 2k

2 k

 

или

k

 

3.

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

1

 

 

3

 

 

1

 

 

 

 

 

y 3x 5 0 и

3y x 5 0

Д

 

 

 

уравнения прямых, проходящих под

углом 45

к данной.

 

 

 

 

 

 

проходящей через точки A1 5, 1 и

 

 

2. Найти уравнение прямой,

A2 2,5 . И

Решение. Воспользуемся уравнением прямой, проходящей через две

точки

y y0

 

x x0

:

y1 y0

 

 

 

x1 x0

80