Файл: Моиз Э.Э. Геометрия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 278

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

4. Множество всех точек, удаленных на расстояние 1см от данной прямой,

есть

цилиндрическая поверхность радиуса 1 см, осью которой служит дан­

ная

прямая.

5. Множество всех центров окружностей, касающихся данной прямой в данной ее точке, есть луч, перпендикулярный этой прямой в данной точке.

6. Множество всех центров сфер радиуса г, касающихся данной плоскости, есть плоскость, параллельная данной плоскости и удаленная от нее на рас­ стояние г.

7. Множество всех вершин прямых углов прямоугольных треугольников, лежа­ щих в данной плоскости и имеющих данный отрезок своей гипотенузой,

есть лежащая в этой плоскости окружность, имеющая данный отрезок своим

диаметром,

из которой исключены

концы

данного отрезка.

8. Множество всех точек плоскости,

расстояние которых от данной точки мень­

ше 5 см, есть объединение окружности

с центром в данной точке и радиусом

5 см и внутренности этой окружности.

 

 

В задачах

9 — 20 сделайте рисунок

и

охарактеризуйте данное множество

точек.

 

 

 

 

9.Множество всех точек, равноудаленных от двух данных точек.

10.Множество середин всех хорд окружности, имеющих данную длину.

И. Множество середин всех хорд окружности, имеющих данную точку этой

окружности одним из своих концов.

 

12. Множество всех

точек, удаленных на

1см от данного отрезка1 длины 4 см

и на расстояние

2 см от его середины.

 

1 См. подстрочное примечание на стр.

478.

495


13. Множество всех точек А плоскости, для которых Д А В С , основанием кото­

рого служит данный отрезок В С , имеет данную площадь.

14.Множество всех центров окружностей на плоскости, касающихся данной окружности в данной ее точке.

15.Множество всех точек, лежащих вне данной окружности диаметра 6 и являющихся концами касательных отрезков этой окружности длины 4.

16.Множество всех точек плоскости, удаленных на расстояние 1 см от данного

отрезка1 A B длины 5 см.

17. Множество всех точек, удаленных на расстояние 1 см от данного отрезка

А В длины 5 см.

18.Множество всех центров окружностей на плоскости, имеющих данный ра­ диус и содержащих данную точку. ”

19. Множество

всех

точек

плоскости,

удаленных на расстояние 8 см

от каждой

из двух точек А

и В , где A B = 1 2

см.

 

 

20. Множество

всех

точек,

удаленных

на

расстояние 8 см от данной

плоскости

ина расстояние 12 см от данной точки этой плоскости.

21.Даны окружность С с центром Р и

точка А, лежащая в плоскости окруж ­ ности С. Пусть В — точка пересечения

прямой

А Р и окружности С такая,

что

Р не лежит между Л

и В . Тогда число

A B

называется

расст оянием точки

А

от

окруж ност и

 

С.

Охарактеризуйте

множество всех

точек плоскости, рас­

стояние

которых

от данной окружно­

сти

равно радиусу

этой

окружности.

22. Охарактеризуйте множество всех

то­

чек плоскости, расстояние которых от

данной окружности есть данное число,

меньшее радиуса

данной

окружности.

23. Охарактеризуйте

множество всех

то­

чек плоскости, расстояние которых от

данной

окружности

равно известному

числу,

большему

радиуса

этой окруж ­

ности.

24+. Иногда решение характеризационной задачи требует разбора различных сл учаев12. Рассмотрим, например, сле­ дующую задачу и ее решение, в кото­ ром вам нужно заполнить пропуски.

 

И4

*12

 

1 А

/ Л

1

 

1 Ь

 

per' ' г 1

 

1

 

 

1

 

 

1 R

 

 

1 В

 

 

t

'

О характ еризоват ь м нож ест во

всех точек плоскости,

удаленны х

на д ан -

ное расст ояние от данной точки

и равноудаленны х от

двух данны х

парал ­

лельных прямых.

 

 

 

Р е ш е н и е .

1°. Множество

всех

точек,

удаленных на расстояние г от точки Р , есть ... С с . . .

... Р

и ... г.

 

 

 

 

2°. Множество

всех

точек,

равноудаленных

от параллельных прямых Іг и /s,

есть

... A B

отрезка, соединяющего точки

прямых Іг и /2 и перпендикуляр­

ного

им обеим.

 

 

•«—>

 

 

 

 

 

3°. Искомое множество является пересечением С и А В .

(і) Если С и A B не пересекаются, то искомое множество ...

1 См.

подстрочное примечание на стр. 478.

2 Ср.

с задачами 21 — 23.

496


(ii)

Если

С и

A B ... , то искомое множество

состоит из одной точки.

(iii)

Если

A B

содержит точку, лежащую ... С ,

то искомое множество состоит

 

из ... точек.

 

 

 

 

 

 

25+

. Охарактеризуйте множество всех точек плоскости, равноудаленных от двух

 

данных точек и в то же время равноудаленных от двух данных параллельных

 

прямых.

 

 

 

 

 

 

 

26+

. Охарактеризуйте множество всех точек плоскости, находящихся на данном

 

расстоянии от данной точки и на данном расстоянии от данной прямой.

27+ . Охарактеризуйте

множество

всех точек на плоскости, являющихся цент­

 

рами окружностей,

касающихся

данной

прямой в данной

ее

точке, и в то

 

же время центрами окружностей данного радиуса, касающихся той же дан­

 

ной прямой.

 

 

 

 

 

 

28+. Охарактеризуйте

множество

всех

точек, находящихся

на

данном рас­

 

стоянии

от данной

плоскости

и в

то

же время на данном

расстоянии от

 

данной

точки этой

плоскости.

 

 

 

 

 

§ 2. РОЛЬ НЕОБХОДИМЫХ И ДОСТАТОЧНЫХ УСЛОВИИ

ВАНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ

Ваналитической геометрии мы постоянно пользуемся не­ обходимыми и достаточными условиями (характеризационными теоремами). Например, прямая I на нашем рисунке является графи­ ком уравнения

х+ У=* 1.

(Почему?)

Это

значит, что прямая

t характеризуется условием

х - \ - у = \

или

что условие х + г/ = 1

необходимо и достаточно для

принадлежности точки (х, у) прямой I. Каждая точка (х, у) прямой I

удовлетворяет этому условию,

н и к а к и е другие точки (х,у) ему

не удовлетворяют.

 

 

Точно

так

же окружность

на следующем рисунке характери­

зуется условием

 

 

 

 

(х — l)2 + z/2 = 1.

(Почему?) Фактически каждый раз, когда мы говорим, что какаянибудь фигура является графиком некоторого уравнения, это оз­ начает," что это уравнение характеризует данный график. По боль­ шей части’ успешное решение задач в аналитической геометрии зависит от того факта, что фигуры, с которыми мы имеем дело, характеризуются простыми уравнениями.

497


Задачи к § 2

( З а м е ч а н и е . Д ля описания множеств в аналитической геометрии часто ис­ пользуются обозначения следующего типа:

{(х, у)\х +

у = \ и

х = 1 }

Последняя запись означает: «Множество всех

упорядоченных пар (х, у), таких,

что х~Уу = 1 и х = 1 » . Конечно, это

множество состоит из одной точки (1, 0).

Таким образом, мы можем написать:

{(х, у ) \х - \ - у — \ и х = 1 } = {(1, 0 )}.)

1.Изобразите каждое из следующих множеств (т. е. нарисуйте соответствую­ щие графики):

a)

{(* ,

у)

I х = 3 };

B)

{(*, у ) \ у = - 2};

c)

{(х,

У) I

у = х — 2 };

d){(х, у) I х-\-у — 0 ).

2.Изобразите каждое из следующих множеств:

a){(х, у) | х > — 1};

 

B )

{(х ,

y ) ! y s = 0 } ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c)

{(X, у ) \ х < у } \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d) { ( х ,

y

) l x + y S s 1}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Сделайте

рисунок

и опишите

уравнением

множество

всех

точек

Р

(х,

у),

 

равноудаленных от

точек А(5,

0)

и ß ( l, 0).

 

 

 

 

 

 

4.

Сделайте

рисунок

и опишите уравнением

множество

всех

точек

Р

(х,

у),

 

равноудаленных от точек С(2, 2)

и D(2,

— 8).

 

 

 

 

 

5. Сделайте

рисунок и опишите уравнением множество всех точек Р (х , у),

 

равноудаленных от прямых, задаваемых уравнениями

х = — 3 и х =

7.

 

6.

Изобразите каждое из следующих множеств:

 

 

 

 

 

 

 

а)

{(* ,

V) |х2+ г / 2=

2 5 };

Ь)

{(х, у) |

х 2+ */2 = 8 };

 

 

 

 

 

с)

{(X,

у ) \ ( х - \ ) * + у* = А}-

d)

{(х,у )| х 2 +

( і / + 1 ) 2 =

9 }.

 

 

 

 

7.

Изобразите и опишите множество всех точек Р(х, у), равноудаленных от то­

 

чек Л(0,

5) и В( 5,

0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Изобразите каждое из следующих множеств и опишите его самым коротким возможным способом:

a)

{(х,

у ) \ х =

3

и

у =

6 );

 

 

 

 

 

 

B )

{(х,

у) I х =

у

и

х =

5};

 

 

 

 

 

 

c)

{(*>

У) I * 2 +

 

#2 — 16

иX — — 4 };

 

 

 

 

 

d)

І(х,

у) I х 2 +

 

г/2 = 25

и у — ѣ }\

 

 

 

 

 

e) {( * , У ) \ У = — 2 и |х |— 7 };

 

 

 

 

 

О {(*> у ) ! I X j === 3

и | г/1 =

5}.

 

 

 

 

 

9+. Чем отличаются следующие два множества:

 

 

 

a)

{(х,

у) I х =

4

и

у =

5 };

 

 

 

 

 

 

B )

{(х,

у) |х =

4

или

у = 5 }?

 

 

 

rf-

 

10*+. Сделайте рисунок

и опишите уравнением множество

всех точек

Р(х,

у),

 

расстояние

от

которых

до точки

(8, 0)

вдвое больше

расстояния

до

точ­

11*+.

ки (2, 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изобразите следующее

множество:

 

 

 

 

{(х, у)\ — 1 «S х sg 5

и Osс у ^ < :4 }.

 

 

 

 

 

12*+ . Изобразите

следующее

множество:

 

 

 

 

 

{(х,

у) I ( х - 3 ) 2+

г/2 = 25 или (х +

6)2 +

(/2 = 5 2}.

 

 

 

498