|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 2 |
откуда 45o . |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
tg |
|
1, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 2 3 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Пример 4.4. Доказать, что прямые |
|
2x 3y 1 0 |
и |
4x 6y 5 0 |
|||||||||||||
параллельны. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Решение. |
В самом |
деле, |
угловые |
коэффициенты этих |
прямых |
k |
2 |
, |
|||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
4 |
|
2 |
, т.е. условие параллельности выполнено. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
6 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Пример 4.5. При каком значении k уравнение y kx 1 определяет прямую, |
|||||||||||||||||
перпендикулярную к прямой y 2x 1? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
Решение. |
Угловой |
|
коэффициент |
второй |
прямой |
k2 2 . |
Условие |
||||||||||
перпендикулярности дает 2 k 1, откуда |
k |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 4.6. Найти уравнение прямой, проходящей через точку |
M 1;2 |
||||||||||||||||
параллельно прямой y 3x 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Решение. Искомая прямая по условию параллельна данной прямой. |
|||||||||||||||||
Следовательно, угловой коэффициент искомой прямой k |
равен угловому |
|||||||||||||||||||
коэффициенту |
данной прямой: |
k 3. |
Пользуясь |
уравнением |
(1.7) |
прямой, |
||||||||||||||
проходящей через данную точку, и учитывая, что в этом уравнении следует положить x0 1, y0 2 и k 3, получаем y 2 3 x 1 или
y 3x 1.
Пример 4.7. Составить уравнение прямой, проходящей через точку M 3; 1
перпендикулярно прямой 2x y 3 0 . |
|
Решение. Уравнение данной прямой можно записать в |
форме y 2x 3, |
откуда следует, что ее угловой коэффициент k1 2 . Угловой |
коэффициент k2 |
искомой прямой, перпендикулярной к данной, связан с коэффициентом k1 условием
k1 k2 |
1. Следовательно, |
k2 |
|
1 |
|
1 |
. Теперь остается воспользоваться |
|
k1 |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
23
уравнением (4.7) прямой, проходящей через данную точку, положив в нем x0 3,
y0 1 и k 12 :
y 1 12 x 3 .
После упрощений получим
y 12 x 52 .
Пример 4.8. Найти расстояние от точки M 2; 1 до прямой y 34 x 1.
Решение. Запишем уравнение данной прямой в общем виде:
34 x y 1 0 ,
3x 4y 4 0 .
Воспользуемся уравнением (4.19) для вычисления расстояние от точки до
прямой d |
|
Ax0 By0 C |
|
|
|
3 2 4 1 4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|||||
|
A2 B2 |
|
|
32 42 |
25 |
||||||||||||||||
Пример 4.9. Треугольник ABC задан координатами вершин. Найти:
1)длину стороны BC ;
2)уравнения сторон треугольника;
3)уравнение высоты, проведенной из вершины A ;
4)угол B в радианах с точностью до 0,01;
5)уравнение прямой, проходящей через вершину C параллельно прямой AB . Сделать чертеж.
|
A( 6; 5), |
B( 6; 0), C( 9; 4) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1) |
Длину стороны ВС найдем по формуле (4.15) расстояния между двумя |
||||||||||||||||||
заданными точками M0 (x0; y0 ) |
и M1(x1; y1) : |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
M |
0 |
M |
1 |
|
(x x )2 |
( y y )2 . |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
||||
Так как B( 6; 0) и C( 9; 4) , получаем |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
(9 6)2 (4 0)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
BC |
|
|
9 16 |
25 5 . |
|
|
|
|||||||||||
|
|
2) Для нахождения уравнений сторон треугольника, воспользуемся |
|||||||||||||||||
уравнением (4.9) прямой, проходящей через |
две |
заданные точки M0 (x0; y0 ) и |
|||||||||||||||||
M1(x1; y1) : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
||
y y0 |
|
x x0 |
. |
|||
|
|
|||||
y |
y |
0 |
|
x x |
||
1 |
|
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Так как A( 6; 5) , B( 6; 0) , |
то уравнение стороны АВ |
имеет вид |
y 5 |
|
x ( 6) |
, |
|||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 5 |
6 ( 6) |
||
или, после упрощения y |
5 |
x |
|
5 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Аналогично находим уравнения сторон BC и AC . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Уравнение BC : |
|
y 0 |
|
|
|
x 6 |
или |
y |
|
4 |
x 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
4 0 |
9 6 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Уравнение AC : |
|
y 5 |
|
x ( 6) |
или |
y |
1 |
x |
23 |
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
4 5 |
|
9 ( 6) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
3) Высота, проведенная из вершины |
A , есть |
отрезок прямой, |
которая |
|||||||||||||||||||||||||
перпендикулярна BC . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Из формул (4.7) и (4.14) следует, что уравнение высоты AD имеет вид: |
||||||||||||||||||||||||||||
y y |
|
|
1 |
(x x ) , где ( x ; y ) |
– координаты точки A ; k – угловой коэффициент |
||||||||||||||||||||||||
0 |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
k |
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
прямой |
BC . Из полученного в пункте 2 уравнения |
BC находим, |
что |
kBC |
4 |
. По |
|||||||||
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
условию |
A( 6; 5) , тогда y 5 |
3 |
(x 6) или y |
3 |
x |
1 |
– уравнение высоты |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
4 |
|
4 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
AD . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) |
Угол B найдем по формуле (4.11) tg B |
k2 k1 |
|
, где k |
и |
k |
2 |
– угловые |
|||||||
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
1 k1 k2 |
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
коэффициенты прямых, образующих данный угол.
25
Из полученных в пункте 2 уравнений |
BC и AB находим, что |
k |
k |
|
|
|
4 |
, |
||||||||||||||||||||||||||
BC |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
k2 kAB |
5 |
. Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
74 |
|
63 |
3,94 , а значит |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
tg B |
12 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
1 |
4 |
( |
5 |
) |
|
|
|
|
4 |
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
3 |
|
12 |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
B arctg ( 3,94) 1,82 (в радианах). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
5) Из формул (4.7) и (4.12) следует, что уравнение прямой , проходящей |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
через вершину C параллельно прямой AB имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
y y0 k (x x0 ) , где ( x0; y0 ) |
– координаты точки C ; |
k – угловой коэффициент |
||||||||||||||||||||||||||||||||
прямой AB. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
По условию C( 9; 4) |
и kAB |
|
5 |
|
, тогда |
|
y 4 |
5 |
(x 9) или |
y |
5 |
x |
31 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|||||||||||||||||||||||||||
12 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
12 |
|
|
|
||||||||||
– уравнение прямой . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример 4.10. Составить уравнение плоскости, проходящей |
через |
|
точку |
|||||||||||||||||||||||||||||||
М 1;2;3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Решение. Воспользуемся формулой (4.21). Уравнение искомой плоскости
будет
A x 1 B y 2 C z 3 0 .
Пример 4.11. Найти угол между плоскостями x 2y 2z 8 0 и x z 6 0 . Решение. Подставляя данные в формулу (4.25), получим
|
|
1 1 2 0 2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
cos |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
2 |
. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
12 2 2 22 12 02 12 |
2 |
|||||||||||||||
|
3 |
|
|
2 |
|
|
||||||||||
Значит, 45о .
Пример 4.12. Составить уравнение плоскости, проходящей через точки (1, 1, 1) и (0, 1, –1) перпендикулярно к плоскости x y z 0 .
Решение. Уравнение плоскости, проходящей через первую из данных точек,
будет
A x 1 B y 1 C z 1 0 .
Условия прохождения этой плоскости через точку (0, 1, –1) перпендикулярно к данной плоскости есть соответственно
A 2C 0 и |
A B C 0 . |
Из первого условия получаем CA 2 . Деля второе на C , найдем:
26
|
|
|
|
B |
|
A |
1 2 1 1. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
C |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Деля уравнение плоскости на C и подставляя вместо |
A |
|
и |
B |
|||||||||||||||||
C |
C |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
получим: 2 x 1 y 1 z 1 0 , или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
2x y z 0 . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Пример 4.13. Найти угол между прямыми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
x 1 |
|
y |
|
z 3 |
|
и |
x |
|
y 2 |
|
z |
. |
||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1 |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|||||||
Для первой прямой направляющие коэффициенты будут а для второй l2 2 , m2 2 , n2 1. Следовательно,
найденные значения,
l1 1, m1 4 , n1 1,
|
|
|
|
|
|
|
1 2 4 2 1 1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
cos |
|
|
|
|
2 |
|
, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
12 4 2 12 22 2 2 1 2 |
2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
откуда |
|
|
или |
3 |
. |
|
|
|
|
|
|
||||
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4.2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задача 4.1. Треугольник ABC задан координатами вершин. Найти:
1)длину стороны BC ;
2)уравнения сторон треугольника;
3)уравнение высоты, проведенной из вершины A ;
4)угол B в радианах с точностью до 0,01;
5)уравнение прямой, проходящей через вершину C параллельно прямой AB .
Сделать чертеж.
Вариант 0. |
. A( 3; 3), |
B( 1; 6), |
C( 6; 6) . |
|
Вариант 1. |
A( 4;1), |
B( 0; 2), |
C( 5;10) . |
|
Вариант 2. |
A( 7; 4), |
B( 3; 7), |
|
C( 2; 5) . |
Вариант 3. |
A( 2;1), |
B( 5; 8), |
C( 7; 3) . |
|
Вариант 4. |
A( 3; 2), |
B( 2; 5), C( 6;1) . |
||
Вариант 5. |
A( 5; 1), |
B( 1; 4), |
|
C( 4; 8) . |
|
|
|
|
27 |