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

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

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)

+

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 _

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

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 ,