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

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

§ 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 угУй 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

— 12 = — Зх — 12,

откуда

Зх + = 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

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

=

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).