Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1_Rab_tetr_alg_i_geom (1).pdf
Скачиваний:
79
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
752 Кб
Скачать
☆

Если у двух прямых известны угловые коэффициенты k1 и k2 , то угол θ между этими прямыми вычисляется по формуле

tgθ =

k1 −k2

.

 

 

1 +k k

2

 

 

1

 

Условие параллельности прямых: k1 = k2 . Условие перпендикулярности прямых: k1k2 = −1 .

Точка пересечения двух прямых ищется как решение системы уравнений этих прямых.

Координаты середины отрезка AB можно найти как полусумму координат концов отрезка

cx =

a

x

+ b

x

, cy =

a y + by

, cz =

a

z

+ b

z

,

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где C(cx ; cy ; cz ) —

середина

отрезка

AB ,

A(ax ; a y ; az ) и

B(bx ; by ; bz )— концы отрезка AB .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 13.1

 

 

 

 

 

 

 

Найти проекцию точки

A(1, −2) на прямую

L , проходящую

через точки M (2;1) и

N (−1;3),

а также точку B , симметричную

точке A.

Решение задачи

Найдём уравнение прямой L ,

проходящей через точки M и

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − 2

 

=

y −1

 

 

x − 2

 

=

y −1

,

 

−1 − 2

3 −1

− 3

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2x +3y −7 = 0

 

 

 

или

 

 

 

2 x + 7 .

 

 

 

 

 

 

 

y = −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

 

 

 

A относительно

Чтобы найти точку,

симметричную

точке

прямой L , необходимо вначале найти точку C — проекцию точки A на эту прямую, а затем такую точку B , что C будет посередине между A и B (рис. 14).

37

A

C L

B

Рис. 14.

Точка C будет получена как точка пересечения прямой L и прямой AB , ей перпендикулярной и проходящей через точку A. Уравнение прямой AB найдём в канонической форме. Поскольку AB L , вектор нормали к прямой L ( n ={2;3}) коллинеарен

направляющему

вектору l

прямой AB , и можно

положить

lr ={2;3}. Зная,

что прямая

AB проходит через точку

A(1;−2),

напишем уравнение этой прямой

x 2−1 = y +3 2

или

y = 23 x − 72 .

Координаты проекции точки A на прямую L , то есть координаты точки пересечения полученной прямой и прямой L , найдём из системы уравнений этих прямых

y = − 23 x + 73

y = 3 x − 7

2 2

Подставим одно уравнение в другое, найдём x , а затем и y

−23 x + 73 = 23 x − 72 ,

x= 1335 , y = − 23 1335 + 73 = 137 ,

38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

7

 

то есть проекция точки

A на прямую L

есть точка C

 

;

 

 

.

13

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координаты точки

B(bx ,by )— это решение такой системы

уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + bx

=

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

 

40

 

 

 

 

 

 

2

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, bx

=

, by =

,

 

 

 

 

 

 

− 2 + by

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

13

13

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

 

 

40

 

то есть точка

B имеет координаты

 

 

;

 

.

13

 

13

 

 

 

 

 

 

Задача 13.2

 

 

 

Через точку пересечения

прямых 2x − y +1 = 0 и

x +3y −2 = 0 провести прямую, которая:

1)параллельна оси абсцисс;

2)параллельна оси ординат.

Решение задачи

Найдём координаты точки пересечения прямых как решение системы уравнений

2x − y +1 = 0x +3y −2 = 0 .

Получаем

x = −17 , y = 75 .

Прямую будем искать в виде Ax + By +C = 0 .

1) В этом случае вектор нормали прямой должен быть параллелен оси Oy и иметь координаты, например, n ={0;1} (можно

взять любой вектор, ему пропорциональный). То есть A = 0 ,

B =1

y +C = 0 .

39

40
Решение задачи
Прежде всего выясним взаимное расположение вершины A и высот треугольника. Проверим, проходит ли какая-нибудь из этих
высот через точку A:
3 2 +2 (−1)−2 =/ 0 , 5 2 +(−1)=/ 0 .
То есть точка A не лежит ни на одной из этих высот. Следовательно, взаимное расположение вершин и высот в треугольнике соответствует рис. 15 (положим, что первая из наших высот —

 

1

;

5

 

лежит на прямой, поэтому подставим её в это

Точка −

7

7

 

 

 

 

 

 

уравнение и найдём C

5 .

 

 

 

 

 

C = −

 

 

 

 

 

y − 5 = 0 .

7

Окончательно:

 

 

 

 

 

 

7

 

2) Нормаль прямой параллельна оси Ox , поэтому вектор нормали nr ={1;0}. Тогда A =1 , B = 0

x +C = 0 .

Как и в предыдущем случае, подставим координаты точки, через которую проходит прямая, в уравнение этой прямой

C = 17 ,

и уравнение прямой будет x + 17 = 0 .

 

Задача 13.3

Составить уравнения сторон треугольника, зная одну из его

вершин A(2;−1)

и уравнения двух высот 3x +2 y −2 = 0 и

5x + y = 0 .

CD , а вторая — BE ).

 

A

 

D

 

E

B

C

Рис. 15.

Прямую AB будем искать из условия перпендикулярности AB и

CD . Вектор нормали прямой CD

nr ={3;2}, он же является на-

 

 

 

1

 

правляющим для прямой AB . Зная, что AB проходит через точ-

ку A, мы можем сразу написать её уравнение

 

x −2

=

y +1

 

3

2

 

 

 

или

 

 

 

y = 2 x − 7 .

3

3

 

Аналогично найдём сторону AC как перпендикуляр к BE :

 

x −2

=

y +1

 

5

1

 

 

 

или

 

 

 

y = 1 x − 7 .

5

5

 

Для нахождения BC отыщем вершины B и C как точки пересечения сторон и перпендикуляров.

Вершина B :

5x + y = 0

x =

 

7

 

 

 

2

 

7

17

 

.

 

x −

 

 

 

 

y =

3

3

y = − 35

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

Вершина C :

41