|
|
|
|
|
|
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
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