- •§1. Действительные числа, числовая ось, определители …
- •Глава 1. Элементы векторной алгебры
- •§1. Действительные числа, числовая ось, определители второго и третьего порядков
- •§2. Декартовы координаты. Полярные координаты
- •§3. Векторы, линейные операции над ними
- •§4. Проекция вектора на ось
- •§5. Разложение вектора по базисным векторам
- •§8. Направляющие косинусы вектора
- •§9. Скалярное произведение векторов, угол между
- •§6. Линейные операции над векторами, заданными своими проекциями
- •§7. Длина вектора. Расстояние между двумя точками
- •§10. Векторное произведение векторов, условие коллинеарности двух векторов, площадь треугольника
- •§11. Смешанное произведение векторов и его геометрический смысл. Условие компланарности трех векторов
- •Глава 2. Элементы аналитической геометрии
- •§1. Уравнение поверхности и уравнения линии в пространстве
- •§2. Плоскость, общее уравнение плоскости
- •§3. Угол между двумя плоскостями, условия параллельности и перпендикулярности плоскостей
- •§4. Расстояние от точки до плоскости в пространстве
- •§5. Прямая в пространстве и ее уравнения
- •§6. Канонические уравнения прямой. Уравнения прямой, проходящей через две заданные точки
- •§7. Угол между двумя прямыми, условия параллельности и перпендикулярности
- •§8. Уравнение линии на плоскости
- •§9. Общее уравнение прямой на плоскости, угол между прямыми
- •§10. Уравнение прямой с угловым коэффициентом,
- •§11. Уравнение прямой, проходящей через заданную точку с заданным угловым коэффициентом. Уравнение прямой, проходящей через две заданные точки
- •§12. Кривые второго порядка. Окружность
- •§13. Эллипс
- •§14. Гипербола
- •§15. Парабола
- •§16. Преобразование координат на плоскости
- •§17. Понятие о многомерном евклидовом пространстве
- •§18. Поверхности второго порядка. Сфера. Цилиндр
- •§19. Эллипсоид
- •§21. Однополостный и двуполостный гиперболоиды
- •§22. Эллиптический и гиперболический параболоиды
- •Глава 3. Элементы линейной алгебры
- •§1. Определители высших порядков
- •§2. Свойства определителей
- •§3. Матрицы и действия над ними. Обратная матрица
- •§4. Системы линейных алгебраических уравнений с неизвестными. Матричный метод решения
- •§5. Формулы Крамера
- •§6. Общая система линейных алгебраических уравнений. Метод Гаусса
- •§7. Ранг матрицы. Теорема Кронекера – Капелли
- •§8. Однородные системы
§9. Общее уравнение прямой на плоскости, угол между прямыми
Мы знаем, что уравнение первой степени
(26)
в пространстве
определяет плоскость, параллельную
оси Oz,
причём её нормальный вектор
.
Пусть эта плоскость пересекается с
плоскостью
по прямой
(рис. 21) и
– произвольная точка этой прямой. Так
как точка M
лежит на плоскости с уравнением (26), то
координаты этой точки в пространстве
удовлетворяют этому уравнению. Таким
образом, координаты
произвольной точки
прямой
удовлетворяют (26). Следовательно, это
и есть уравнение указанной прямой
.
Итак, уравнение
(26) в пространстве Oxyz
определяет
плоскость, параллельную оси Oz.
Это же уравнение на плоскости
определяет прямую, являющуюся линией
пересечения указанной плоскости с
плоскостью
.
Уравнение (26) называется общим
уравнением прямой на плоскости.
В
дальнейшем у точки
этой
прямой и у нормального вектора
этой прямой третьи нулевые координаты
записывать не будем. Прямую будем
изображать в плоскости
(рис. 22).
Рис. 21 Рис. 22
Из изложенного
видно, что в общем уравнении прямой
коэффициенты
и
при текущих координатах
являются проекциями нормального вектора
прямой на оси координат. По аналогии с
общим уравнением плоскости можно
рассмотреть частные случаи общего
уравнения прямой, когда те или иные
коэффициенты этого уравнения обращаются
в нуль.
Пусть на плоскости
две прямые заданы уравнениями
(27)
(28)
соответственно,
при этом
– заданные числа;
,
– нормальные векторы этих прямых. За
угол
между ними примем один из двух смежных
углов, равный углу между нормальными
векторами
и
этих прямых. Но последний определяется
через косинус угла
,
который найдем по формуле (18) главы 1:
.
В этой формуле,
выведенной ранее для косинуса угла
между векторами в пространстве, угол
берётся без знака, т. е. считается
положительным и измеряется от
до
![]()
§10. Уравнение прямой с угловым коэффициентом,
условия параллельности и перпендикулярности прямых
Пусть в общем
уравнении прямой
коэффициент
.
Тогда
.
Обозначим
,
,
(29)
Получим
![]()
.
(30)
Выясним геометрический
смысл коэффициентов
,
.
На оси Oy
возьмём точку
.
Ее координаты удовлетворяют уравнению
(30), следовательно, эта точка лежит на
рассматриваемой прямой (в этом и состоит
геометрический смысл числа
).
Пусть
– угол, образованный рассматриваемой
прямой с осью Ox.
Он считается положительным, если
отсчитывается от оси Ox
против хода часовой стрелки. Пусть
– произвольная точка рассматриваемой
прямой. Из рис. 23 видно, что
С другой стороны, из (30) следует, что
Сравнив два послед-них соотношения,
получим
Это соотношение определяет геометрический
смысл коэффициента
,
который называют угловым
коэффициентом прямой на плоскости.
Условие
параллельности прямых. Если
,
то прямые (27), (28) параллельны, так как
коллинеарны их нормальные векторы. С
учётом формулы (29) записанное выше
условие параллельности прямых можно
представить в виде
.
Условие
перпендикулярности прямых. Если
имеет место равенство
,
то прямые (27) и (28) перпендикулярны. С
учётом формулы (29) условие перпендикулярности
прямых запишем так:
.
