- •Скалярное произведение векторов
- •2. Векторное произведение векторов
- •3. Смешанное произведение векторов
- •Аналитическая геометрия
- •1. Прямоугольная система координат
- •Полярная система координат
- •Прямая на плоскости Различные виды уравнения прямой
- •У равнение прямой с угловым коэффициентом:
- •О бщее уравнение прямой:
- •Уравнение прямой, проходящей через данную точку в
- •Уравнение прямой, проходящей через две данные точки
- •Нормальное уравнение прямой:
- •У равнение прямой в полярных координатах:
- •Угол между двумя прямыми, условия параллельности и перпендикулярности двух прямых, пересечение прямых
- •Расстояние от данной точки до данной прямой
- •Плоскость в пространстве Различные виды уравнения плоскости
- •У равнение плоскости, проходящей через
- •О бщее уравнение плоскости:
- •Нормальное уравнение плоскости:
- •Расстояние от данной точки до данной прямой
- •П рямая в пространстве Различные виды уравнения прямой в пространстве
- •К анонические уравнения прямой,
- •Параметрические уравнения прямой, проходящей через
- •Уравнения прямой, проходящей через две точки
- •Угол между двумя прямыми, условия параллельности и перпендикулярности прямых
- •Прямая и плоскость в пространстве
- •Кривые второго порядка
- •Окружность
Угол между двумя прямыми, условия параллельности и перпендикулярности двух прямых, пересечение прямых
Под углом
между
прямыми l1
и l2
плоскости
понимается наименьший (острый) из двух смежных
у
глов,
образованных этими прямыми.
Если прямые заданы
уравнениями с угловым
коэффициентом y = k1x + b1 и y = k2x + b2,
то угол
φ
между ними равен: tg
φ
=
.
Условие параллельности прямых l1 и l2: k1 = k2 .
Условие
перпендикулярности прямых l1
и l2:
k1
= –
(или k1
k2
= –1).
Если прямые l1 и l2 заданы общими уравнениями
А1х + В1у + С1 = 0 и А2х + В2у + С2 = 0,
то угол
φ
между ними равен углу между их нормальными
векторами
= {A1;
B1}
и
= {A2;
B2}:
cos
φ
=
=
или
tg
φ
=
.
Условие
параллельности прямых l1
и l2:
(или A1 B2 – А2B1 = 0).
Условие перпендикулярности прямых l1 и l2: A1 А2 + B1B2 = 0.
Для нахождения общих точек прямых l1 и l2 необходимо решить систему уравнений
или
При этом:
если
,
то имеется единственная
точка пересечения прямых;
если
,
прямые не имеют общей точки, т.е.
параллельны;
если
,
прямые совпадают.
Пример 8. Найти угол между прямыми:
а) у = 2х – 3 и у = х + 5; б) 2х – 3у + 10 = 0 и 5х – у + 4 = 0; в) у = 5х + 1 и у = 5х – 2.
• а) k1
= 2, k2
=
=> tg φ
=
=
=> φ = arctg
(φ
37°);
б)
= {2, –3},
= {5, –1} => (
,
)
= 2 5
+ (–3)
(–1) = 13,
|
|
=
=
,
|
|
=
=
cos φ
=
=
=
=> φ =
;
в) k1 = 5, k2 = 5 => tg φ = 0 => φ = 0.
Пример 9. Исследовать взаимное расположение следующих пар прямых:
а) 3х + 5у – 9 = 0 и 10х – 6у + 4 = 0; б) 2х + 5у – 2 = 0 и х + у + 4 = 0;
в) 2у = х – 1 и 4y – 2x + 2 = 0; г) х + 8 = 0 и 2х – 3 = 0.
• а) А1 = 3, В1 = 5, С1 = –9; А2 = 10, В2 = –6, С2 = 4 => А1 А2 + В1 В2 =
= 3 10 + 5 (–6) = 0 => прямые перпендикулярны;
б) А1
= 2, В1
= 5, С1
= –2; А2
= 1, В2
= 1, С2
= 4 =>
=
,
=
=>
=> ≠ => прямые не параллельны.
А1 А2 + В1 В2 = 2 1 + 5 1 = 7 ≠ 0 => прямые не перпендикулярны.
Следовательно, прямые пересекаются.
в) А1
= 1, В1
= –2, С1
= –1; А2
= –2, В2
= 4, С2
= 2 =>
=
,
=
,
=
=>
=
=
=> прямые совпадают.
г) х + 8 = 0 х = –8, 2х – 3 = 0 х = => прямые параллельны.
Пример 10. Через точку пересечения прямых 3х – 2у + 5 = 0, х + 2у – 9 = 0
проведена прямая, параллельная прямой 2х + у + 6 = 0. Составить ее уравнение.
• Найдем точку М пересечения данных
прямых. Для этого решим систему уравнений
,
из которой получаем х = 1, у = 4,
т.е. М (1; 4).
Уравнение искомой прямой должно иметь вид 2х + у + С = 0. Для нахождения С подставим в данное уравнение координаты точки М : 2 1 + 4 + С = 0 => С = –6.
Т.о., уравнение искомой прямой 2х + у – 6 = 0.
Пример 11. Найти координаты точки М2, симметричной точке М1(–3; 4)
относительно прямой 4х – у – 1 = 0.
• Точки М1
и М2
лежат на перпендикуляре к заданной
прямой. Уравнение этого перпендикуляра
y = k1x
+ b, где k1
= –
,
k = 4 – угловой
коэффициент заданной прямой: k1
= –
.
Для нахождения b
подставим в уравнение перпендикуляра
координаты точки М1
: 4 = –
(–3) + b => b
=
.
Следовательно, уравнение перпендикуляра
y = –
x
+
или х
+ 4у
– 13 = 0.
Найдем координаты точки М пересечения
данных прямых. Для этого решим систему
уравнений
,
из которой получаем х = 1, у = 3,
т.е. М (1; 3).
Точка М делит отрезок М1М2
пополам. Из соотношений 1 =
и 3 =
находим координаты х и у искомой
точки М2:
х = 5, у = 2, т.е. М2
(5; 2).
