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: 377
Скачиваний: 10
§ 16] |
ПРЯМАЯ, ПРОХОДЯЩАЯ ЧЕРЕЗ ДВЕ ДАННЫЕ ТОЧКИ |
45 |
Заменим в уравнении (1) k найденным его значе нием:
у — и I X 2 — Х\ •(*-*■ )•
Преобразуем это уравнение, разделив обе части его на уг— Уй получим:
у — УI _ |
х — хі |
/ |
2 |
\ |
Уг — Уі |
Х 2 — Х і ' |
' |
' |
Равенство (2) является уравнением прямой, проходящей через две данные точки. Это — частный случай общего уравнения прямой.
Если Xi == х2 или Уі = yz, то формула (2) теряет смысл, так как делить на нуль нельзя. В этих случаях точки А и В лежат либо на прямой, параллельной оси Оу, либо на прямой, параллельной оси Ох. В первом слу чае уравнение прямой запишется в виде
а во втором — в виде |
X |
= х х, |
|
|
||
У = |
У\- |
|
прямой, проходя |
|||
П р и м е р |
1. Написать |
уравнение |
||||
щей через две точки: |
|
и |
В (2; |
- |
3). |
|
|
А ( - 4 ; 6) |
|
||||
Р е ш е н и е. Имеем: |
—4, |
х2 = |
2 |
|
||
и |
Хі = |
3 . |
||||
Уі — 5, |
|
Уг— |
|
Подставим эти значения в уравнение (2), получим:
|
у - |
6 |
|
х + і |
|
или |
- 3 |
- 6 |
___ |
2 + |
4 ' |
У — 6 |
X + |
4 |
|||
|
— 9 |
~ |
6 |
* |
Умножение обеих частей последнего уравнения на — 18 дает
2у — 12 = — Зх — 12,
откуда
Зх + 2у = 0.
п р я м а я |
л и т і я |
[ГЛ. ш |
||
46 П р и м е р 2. Через две точки |
/1(3; 2) и |
ß(5;2) про |
||
ходит прямая. Написать ее уравнение. |
|
Ох, |
||
Р е ш е н и е . Так как ординатыу |
данных |
точек равны, |
||
то заключаем, что искомая прямая параллельна оси |
|
|||
а потому ее уравнение будет |
= 2. |
|
|
Упражнения
1. Написать уравнение прямой, проходящей через две данные точки, если дано:
|
1) |
А (1; 2) |
и 5(4; 3), |
4 )А (3 ;0 ) |
|
|
и |
5 (0; —5), |
|
|||||||||||
|
2) |
А (—2; 3) |
и |
В |
(5; —3), |
5) |
А |
(—2; —3) |
и |
В |
(—2; 5), |
|
||||||||
|
|
|
В |
|
||||||||||||||||
|
3) |
А |
(0; 6) |
и |
ß ( 4 ;— 1), |
6) |
|
А (8; |
1) |
|
и |
|
(— |
I). |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
8; |
|
|||||||||||||
|
2. Даны |
вершины |
треугольника |
АВС: |
Л (3; |
— 1), |
5(4; |
2) и |
||||||||||||
С (—2; 0). Написать уравнения его сторон. |
|
|
|
направлением |
||||||||||||||||
А3. Найти |
угол, |
образованный с положительным |
||||||||||||||||||
осп |
Ох |
каждой |
из |
прямых, |
проходящих |
через |
точки |
А |
и |
В: |
||||||||||
1) (2; —5) |
и 5(4; |
1), 2) |
А |
(—3; — 1) |
и 5(3; |
2). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4. На план участка нанесено положение двух вех, координаты |
|||||||||||||||||||
которых М|(30; 40) |
и Л42(50; 80). Найти угол наклона |
прямой Л4)Л42 |
||||||||||||||||||
к положительному направлению оси абсцисс плана. |
на |
одной |
прямой |
|||||||||||||||||
|
5. |
Найти |
абсциссу |
точки |
А (.г; 4), |
лежащей |
||||||||||||||
с точками 5(1; 1) |
и |
С (—3; —5). Дать |
аналитическое и графическое |
|||||||||||||||||
решения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
6. Точка, двигаясь прямолинейно, в некоторые моменты зани |
|||||||||||||||||||
мала |
положения |
Л (5; |
2) |
|
и |
5 (— 1; |
—2). |
Определить |
|
положение |
||||||||||
этой точки в момент нахождения ее на оси |
Ох. |
Дать |
аналитическое |
|||||||||||||||||
|
играфическое решения.
7.Определить отрезки, отсекаемые на координатных осях пря
мой, проходящей через две точки |
А |
(2; 3) и 5(4; |
1). |
|
|
А |
|
|
||||||
8. Написать уравнение прямой, проходящей через точку |
(3; —2) |
|||||||||||||
и отсекающей на оси |
Ох |
отрезок, равный 5. |
АВС: А( |
|
|
|
|
|
||||||
9. Даны координаты вершин треугольника |
2; 4), 5(0; 2) |
|||||||||||||
п С (4; —2). Написать уравнение |
прямой, проходящей |
через |
сере |
|||||||||||
дины сторон АС и |
ВС |
треугольника. |
|
|
АВС: |
|
|
|
|
|||||
10. Даны координаты вершин |
треугольника |
А (4; |
—2), |
|||||||||||
|
|
5 ( — 1; 5) и С (—5; —3). Написать уравнения медианы, проведенной из вершины А.
11. Даны |
координаты трех |
вершин |
параллелограмма |
ABCD: |
|||||
А (— 1; 2), |
б (—2; —2) и С(5; —2). Написать уравнения |
его диаго |
|||||||
налей АС |
и |
BD. |
|
|
|
|
|
|
|
12. Проверить аналитически и графически, лежат ли на одной |
|||||||||
прямой точки А (—4; 0), 5 (—8; 3) |
и С (4; —6). |
|
|
||||||
13. Даны |
вершины треугольника |
АВС: |
А (2; — 1), |
5(4; 5) и |
|||||
|
|
С (—3; 2). Написать уравнение прямой, соединяющей центр тяжести этого треугольника с началом координат.
§ 17! |
|
УГОЛ МЕЖДУ ДВУМЯ ПРЯМЫМИ |
4 7 |
|||||
|
§ 17. Угол между двумя прямыми. Пусть даны урав |
|||||||
нения двух прямых: |
tj = |
kyx |
bi, |
|
||||
|
|
|
|
|
У = |
k2x |
- f b2, |
|
где |
ki, k2, bi |
и |
b2 |
|
|
|
+ |
|
|
|
имеют вполне определенные значения. |
Выведем формулу для определения угла между этими прямыми.
ОбозначимОх, |
искомый угол через ср, а углы, образуе |
|||||
мые данными прямыми с положительным направлением |
||||||
оси |
|
через |
ccj |
и а2 |
||
(рис. 25). |
а2, |
как |
|
В С, |
|
|
Угол |
|
Авнешний |
||||
угол |
треугольника |
|
|
бу |
||
дет |
равен сумме внутренних, |
|||||
с ним не |
смежных, |
т. е. |
|
|||
|
а2 = а, + |
ср, |
|
|
||
откуда |
|
|
|
|
|
Ф = а2 — а,.
Если углы равны между собой, то и тангенсы их равны, поэтому
tgr Ф = tgf (а2 — а,).
Применяя формулу для тангенса разности двух углов, получим:
Но |
tg а, = ki |
tg tt2 — lg g| |
|||
1 + tg а, tg a 2 |
|||||
и tg <x2 = k2, |
|||||
поэтому |
|
|
— fei |
П) |
|
|
tg Ф |
1-f* |
|||
|
Определив tgф по формуле (1), можно найти и са |
||||
мый угол ф. |
|
|
|
|
|
|
П р и м е р . Определить угол между прямыми: |
||||
и |
2х |
— |
Ъу |
+ 6 = |
О |
X + 5# — 2 = |
0. |
48 |
Р е ш е н и е . |
Из |
ПРЯМАЯ |
ЛИНИЯ |
|
[ГЛ. ш |
||
данных |
уравнений |
найдем угловые |
||||||
коэффициенты этих прямых [(8) § 13]: |
|
|||||||
|
|
, 2 |
|
и |
, |
— |
1 |
|
|
|
= -д |
/г2 = |
|
|
|||
|
Согласно формуле (1) |
имеем: |
13 |
|
||||
откуда |
|
1 |
2 |
|
|
|||
Ф = |
acrtg (— 1) = |
135°. |
|
|||||
|
Полученный угол между прямыми тупой. Но если |
|||||||
принять |
г |
|
|
к , |
|
|
|
|
|
|
1д |
И , 2 |
|
д |
, |
||
|
|
Я] |
|
то, вычисляя t g фі но той же формуле (1), получим:
откуда фі = 45°. Получился угол острый, смежный
с ранее найденным тупым углом (рис. 26). Первое и второе значение угла будет ответом на вопрос задачи.
§ |
18] |
УСЛОВИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ |
|
ПРЯМЫХ |
|
|
|
|
49 |
|
|||||||||||
|
|
Упражнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
1. Определить острый угол между прямыми: |
|
|
|
|
|
” ’ ’ |
|
|||||||||||||
1) </ = 2х + 3 н / = |
а |
— 2, |
|
3)х — — |
|
|
|
= 1 и |
|
|
|
|
|||||||||
2) |
З.ѵ- — у + |
і |
= 0 |
|
и |
|
|
|
|
|
|
4 = 0, |
4) |
|
|
5 = За и |
|
||||
6 |
|
|
|
З у |
|
|
|
|
у + |
у — 2 — |
|||||||||||
|
2. Найти угол между прямой |
|
— у + |
6 = |
|
|
|
прохо |
|||||||||||||
|
2а — |
|
+ |
|
0 и прямой, |
|
|||||||||||||||
дящей через точки /4(4; —5) и |
В( |
—3; 2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3. Под каким углом пересекаются прямые: |
X + 3, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
1) а — 2 у — 2 = 0 |
|
и |
и у = j |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
2) З + у — 2 = 0 |
|
|
а |
— Зу + 1= 0? |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4. Две прямые пересекаются в точке |
|
(2; |
— 1). Одна |
из |
них |
|
||||||||||||||
проходит через начало координат, другая же через точку ß(5; |
1). |
|
|||||||||||||||||||
Найти острый угол между этими прямыми. |
|
|
|
координат |
под |
углом |
|
||||||||||||||
|
5. Две |
прямые |
проходят через начало |
|
|
||||||||||||||||
Ф = 45° друг к другу. Их угловые коэффициенты |
относятся |
между |
|
||||||||||||||||||
собой, как 6:1. Написать уравнения этих прямых. |
|
|
|
|
|
|
|
§ 18. Условие параллельности прямых. Если прямые параллельны между собой, то угол ф между ними равен 0° или 180°. В этом случае в формуле (1) § 17 t g 9 = 0 и мы имеем
Л^2 —
1+ ft|*2 '
Дробь же равна нулю, если ее |
числитель равен нулю, |
|||||||||
т. е. |
kz |
— |
ki |
= |
0, откуда |
|
|
|
||
|
|
k\z:=z k%. |
|
|||||||
Обратно, |
если |
|
|
k\ — &2> |
|
|||||
то числитель |
дроби в |
|
правой части формулы (1) § 17 |
|||||||
обращается в нуль; в этом случае t g ф = 0, откуда |
||||||||||
|
|
|
|
|
Ф |
= |
0° |
или |
180°. |
|
А это значит, что данные прямые параллельны. |
||||||||||
Итак, |
прямые параллельны тогда и только тогда ко |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
, |
гда угловые коэффициенты равны.
П р и м е р . Написать уравнение прямой, параллельной прямой 5х + 3г/ — 7 = 0 и проходящей через точку Л (—2; 6).