Файл: Зайцев И.Л. Элементы высшей математики для техникумов учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 376
Скачиваний: 10
40 |
ПРЯМАЯ ЛИНИЯ |
[ГЛ. ш |
Ох. Если прямая не параллельна ни одной из координат ных осей и не проходит через начало координат, то ее положение может быть определено и другими данными, например отрезками, которые она отсекает на осях.
Действительно, прямая отсекает на обеих координат ных осях ненулевые отрезки лишь в том случае, если все коэффициенты общего уравнения прямой отличны от нуля. Следовательно, ее уравнение
Ах -|- By -j- С = 0
можно переписать так:
или
Положив
получим уравнение нашей прямой в виде:
( 1)
Легко выяснить геометрический смысл величин а и Ь:
|
|
|
|
|
|
|
при |
X |
|
0 |
у |
= |
а, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а прии Ь |
у = |
0 |
X |
|
|
|
|
|
ОМ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
= Ь. |
|
|
|
|
||||||||
Следовательно, |
|
|
— это |
величины |
отрезков |
|
|
|
и |
||||||||||||
ON, |
отсекаемых прямой на |
осях |
|
Ох |
и |
Оу |
(рис. |
|
21). |
||||||||||||
|
Уравнение |
|
(1) |
называется |
уравнением, прямой |
|
в от |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
AB |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
резках. |
|
например, дана |
прямая |
|
|
(рис. |
22). Здесь |
||||||||||||||
а |
Пусть, |
b |
|
|
|||||||||||||||||
|
— |
—2, |
= |
—3; |
следовательно, |
|
уравнение |
прямой |
AB |
||||||||||||
запишется |
в таком |
виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ М] |
УРАВНЕНИЕ ПРЯМОЙ В ОТРЕЗКАХ |
41 |
ИЛИ
X _______У
2 3
По уравнению вида (1) очень просто строится пря мая. Для этого нужно только отложить на осях отрезки
а и Ь, взятые из уравнения (с учетом их знаков!), и че рез их концы провести прямую.
Упражнения
1.Построить прямые:
|
|
|
1> т + т = 1’ |
|
|
' |
- — |
|
|
1, |
|
||||||||
|
|
|
3) |
|
J/ |
|
|
|
2) |
|
|
3 Т+ ^4- |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
4)’ |
|
—------— = |
|
|
|
|||||||
|
2. |
Прямая |
3 |
|
4 |
|
|
|
|
А |
3 |
|
8: |
4 |
Л(0;2), 6(4; 0), |
||||
2) |
проходит |
через точки |
|
|
и |
|
1) |
||||||||||||
Л(—2; 0), |
6 (0 ;— 1), |
3) |
Л(0; |
3), |
б ( —2; |
|
0). Написать |
уравнение |
|||||||||||
прямой в отрезках. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1, |
заключен |
|||||
|
3. Определить длину отрезка прямой |
|
осями |
||||||||||||||||
ного между точками пересечения прямой с |
|
координат. |
|||||||||||||||||
|
4. Преобразовать следующие |
|
уравнения прямой в форму урав |
||||||||||||||||
нения |
прямой |
в |
отрезках: |
1) |
2х |
+ |
Зу — 6 = 0, 2) |
х |
— бу + 6 = 0, |
||||||||||
3) |
2х — у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бх — |
|
|
|
|
|
|||
Зх — 2у— 1 = 0. |
отсекаемые |
на |
|
координат |
прямыми: |
||||||||||||||
1) |
5. |
Найти |
отрезки, |
|
осях |
||||||||||||||
|
— 12 = |
0, 2) |
уX= |
2 — Зх, 3) |
|
|
|
|
4у = 0. |
|
|
||||||||
|
6. Определить |
площадь |
треугольника, заключенного между ося- |
||||||||||||||||
|
|
|
|
. |
|
|
у |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ми координат и прямой |
-g--r~g- = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
7. Диагонали ромба совпадают с осями координат. Определить |
||||||||||||||||||
площадь ромба, если одна |
из сторон его задана уравнением |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
л _ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2Д + |
|
ю |
= |
|
1. |
|
|
|
|
|
|
42 |
ПРЯМАЯ ЛИНИЯ |
[ГЛ. Ill |
8. Две |
смежные вершины ромба лежат |
в точках Л (5; 0) и |
5(0; 8). Написать уравнения в отрезках для всех его сторон, если диагонали ромба совпадают с осями координат.
|
} |
9. |
Отрезок прямой, заключенный между осями координат, равен |
||||
3 |
|
г2 |
и наклонен к положительному направлению оси |
Ох |
под |
||
углом |
135°. |
Написать уравнение этой прямой в отрезках (два |
|||||
случая). |
|
ОА |
|
|
|||
|
|
10. Даны |
точки 0(0; 0) и Л(—3; 0). На отрезке |
построен |
|||
|
|
|
параллелограмм, диагонали которого пересекаются в точке ß(0; 2), Написать уравнения сторон параллелограмма.
§ 15. Уравнение пучка прямых. |
В § 11 было выве |
|
дено уравнение |
y = kx, |
(1) |
определяющее прямую, проходящую через начало ко ординат. Это уравнение представляет одну прямую, если в нем угловой коэффициент /г имеет одно, определенное значение. Если же величине k давать разные значения, то уравнение (1) будет определять множество прямых, проходящих через начало координат.
Совокупность всех прямых, проходящих через одну точку, называется пучком прямых с центром в этой точ
|
ке. |
Таким образом, |
уравнение |
(1), |
||||||
|
k |
|
||||||||
|
в |
|
котором |
угловой |
коэффициент |
|||||
|
|
— переменная |
величина, |
можно |
||||||
|
рассматривать как уравнениеОупучка |
|||||||||
|
прямых, |
проходящих |
через |
начало |
||||||
|
координат, |
исключая |
ось |
|
(так |
|||||
|
как |
tg 90° |
числового |
значения не |
||||||
|
имеет). |
|
теперь |
уравнение |
пуч |
|||||
|
|
|
Выведем |
|||||||
|
ка прямых с ОхцентромОу, в любой точке |
|||||||||
|
|
|
|
0\{хр,у{). |
Для этого |
сде |
||||
плоскости, например, в точке0\{х\\у{). |
и |
|||||||||
лаем параллельный |
XпереносO iY |
осей |
|
|
поместив на |
|||||
чало координат в точке |
|
|
Мы |
получим |
новую |
|||||
систему координат |
|
|
(рис. 23), |
относительно |
кото |
рой уравнение пучка прямых с центром в точке О і имеет
вид: |
Y = |
kX . |
|
|
|
|
(2)у. |
|
Перейдем от новых координат |
X |
и |
У к прежним |
х |
||||
|
|
и |
||||||
С этой целью |
подставим |
вместо |
X |
и У их значения, |
||||
|
§ 15] |
УРАВНЕНИЕ |
ПУЧКА ПРЯМЫХ |
|
|
43 |
||||
взятые из формул |
(2) § 8, в которых |
а |
и |
b |
заменим со |
||||
ответственно на |
х х |
и |
у |
|. |
k (X — л:,). |
|
|
|
(3) |
Получим: |
|
i j — ij\ = |
|
|
|
Уравнение (3) представляет собой уравнение пучка пря
мых |
с |
центром в точке |
Оі(хі\у\), |
исключается только |
||||
прямая, |
параллельная |
оси |
Оу |
(так как /г = tg 90° не |
||||
имеет числового значения)Ох . |
|
|
|
|||||
|
Чтобы выделить из этого пучка прямую, образующую |
|||||||
заданный угол с осью |
|
, нужно |
в уравнение (3) вме |
|||||
сто |
k |
подставить его числовое значение. Пусть, например, |
||||||
|
центр пучка прямых находится в точке М (2; —5), тогда
уравнение этого пучка прямых имеет вид: |
|
|||
У |
4- 5 = |
k {х — |
2). |
(4) |
|
|
Выделим из этого пучка одну прямую, которая на клонена к положительному направлению оси Ох под углом а = 45°; тогда
А— tg 45° = 1,
иуравнение (4) обратится в следующее:
у-\- Ъ = х — 2,
или |
X — у — 7 = |
|
0. |
|
|
||
1. |
|
Упражнения |
|
|
2 — k(x |
— 6). Найти ко |
|
Дано уравнение пучка прямых (/+ |
|
||||||
ординаты центра этого пучка прямых. |
у |
|
|
|
|||
2. |
Дано уравнение пучка прямых |
— 4 = А(л: -f- 3). Проходят |
|||||
ли эти прямые через точку |
М( |
—3; 4)? |
|
|
проходящих через точку |
||
3. |
Написать уравнение |
пучка прямых, |
М(—6; —9).
4.Из пучка прямых, проходящих через точку Л1(2; —7), одна
прямая образует |
с положительным направлением оси Ох угол 60°, |
|||||||
а другая — угол |
150°. Написать уравнения этих прямых. |
|
Ох |
|||||
5. |
Написать |
уравнение |
прямой, |
проходящей |
через |
точку |
||
Л4(— 1; |
8) и образующей с |
положительным направлением |
оси |
|
||||
один из углов: 45°. 30°, 135°, 180'1. |
|
проходящей |
через |
|
Ох |
|||
угол,6. |
Написать |
уравнение |
прямой, |
точку |
||||
М(10; —2) и образующей с положительным направлением оси |
|
|||||||
равный |
1) atctg3, |
2) |
arctg (—2). |
|
|
|
4 4 |
7. |
Высота |
ПРЯМАЯ ЛИНИЯ |
|
совпадает |
с |
[ГЛ. ш |
|||||
|
равнобедренного |
треугольника |
положи |
|||||||||
тельным направлением оси |
Оу, |
а основание — с |
осью |
Ох. |
Написать |
|||||||
|
из |
|||||||||||
уравнения боковых сторон |
треугольника, если |
одна |
них |
обра |
||||||||
зует с положительным направлением оси |
Ох |
угол в |
135°, а |
высота |
||||||||
его |
равна 5. |
равностороннего |
|
Оу, |
равная |
|
_ |
совпа |
||||
Ох. |
8. |
Высота |
треугольника, |
6 К з , |
||||||||
дает с положительным направлением осп |
|
а |
основание — с |
осью |
||||||||
|
Написать уравнения боковых сторон треугольника. |
|
|
зная, |
||||||||
|
9. |
Написать уравнения |
сторон равнобедренной трапеции, |
что основания ее равны 10 и 6, а боковые стороны образуют с осно
ванием угол |
в |
60°. За оси |
координат |
взяты |
большее основание |
||||
(ось |
Ох) |
и |
ось |
симметрии |
трапеции |
(ось |
Оу). |
Рассмотреть два |
|
|
|
|
случая.
§ 16. Уравнение прямой, проходящей через две дан ные точки. Пусть даны две точки /4(A',; г/,) и В (х2; г/г); требуется найти уравнение прямом, проходящем через эти точки.
Предположим сначала, что а'і ф х2, Ц іФ у і. Если взять, например, точку А, то через нее можно провести пучок прямых, уравне
ние которого будет:
У — У\ = к (х — Х|), (1)
где каждому значению k отвечает одна пря мая.
Выделим из этого пучка прямую, которая проходит и через вто рую точку В (рис. 24). Чтобы найти ее урав
нение, необходимо определить угловой коэффициент. Но так как точка В лежит на искомой прямой, то ее коорди наты должны обращать уравнение (1) в тождество при А?,..равном угловому коэффициенту этой прямой. Подста вка в уравнение (1) вместо текущих координат х н у координаты точки В, получим:
У 2 ~ У і = Ь (хо — д:,);
отсюда находим угловой коэффициент искомой прямой:
k ^ Уз —Уі
Хц — Х ,