Файл: Тарасов, Н. П. Курс высшей математики для техникумов учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 145
Скачиваний: 2
|
38. Доказать, что если система |
состоит |
из |
п |
точек |
Аі{хі; |
уі), |
||||||||
Аг(хг; уг), |
Ân{xn\ |
Уп), |
в |
которых |
сосредоточены |
соответствен |
|||||||||
но |
массы |
піі, тг, |
от„, |
то |
координаты центра |
тяжести |
этой |
си |
|||||||
стемы определяются |
следующими |
выражениями: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Х\ІПі + X;fft; |
+ |
••• |
+ |
Хптп |
|
|
|
|
|
|||
|
|
~ |
ті |
+ |
ш 2 |
+ |
. . . + т,і |
|
' |
|
|
|
|
||
|
|
|
Уі"і1+у.2іп2+ |
|
... |
+ |
уптп |
|
|
|
|
|
|||
|
|
J |
tili + |
"h |
+ |
. . . |
+ |
mn |
|
|
|
|
|
|
|
|
39. Зная, что центр тяжести однородной |
треугольной |
пластинки |
||||||||||||
лежит в точке пересечения медиан, |
выразить |
координаты |
центра |
||||||||||||
тяжести |
через координаты |
вершин |
пластинки |
|
(xi; |
уі), |
|
(xz; |
yi),, |
||||||
(xy, |
Уі). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ore. |
ж |
+ |
|
|
|
у=аЖ±У1±Ш.ш |
|
|
|
|
|
|
ГЛАВА II
ПРЯМАЯ ЛИНИЯ
§ 5. Понятие уравнения прямой линии. Уравнение прямой с угловым коэффициентом. 1. В предыдущей главе был рассмотрен вопрос об определении положе ния точки на плоскости при помощи чисел. Кроме того, там же были разобраны некоторые простые задачи, ре шение которых опиралось на применение этой идеи.
Однако метод координат находит применение не только в вопросах, связанных с рассмотрением положе ния отдельных точек. Оказывается, что расширение основной идеи — определения положения точки на плос кости при помощи координат — дает возможность изу чать геометрические образы (линии и поверхности) главным образом при помощи вычислений, а не мето дом построений, как это делается в элементарной гео
метрии.- Решение этой задачи мы |
начнем применительно |
||
к простейшей линии, именно, к прямой. |
|
||
2. Рассмотрим точку М(х;у), |
перемещающуюся по |
||
плоскости хОу; будем |
называть |
такую точку перемен |
|
ной. Ясно, что при каждом определенном |
положении |
||
точки M на плоскости |
ее координаты (х; у) |
будут иметь |
определенные численные значения и что различным по ложениям точки M на плоскости будут отвечать и раз личные численные значения ее координат. Таким обра
зом, координаты переменной точки являются |
величи |
нами переменными; поэтому их называют |
текущими |
координатами. |
|
3. Построим биссектрису угла хОу (рис. |
10). Бис |
сектриса есть геометрическое место точек плоскости, равноудаленных от сторон угла. Следовательно, пере менная точка М(х;у) окажется лежащей на проведен ной биссектрисе только в том случае, когда ее текудіие
29
координаты |
будут связаны равенством |
|
|
У = х. |
(1) |
Отсюда |
следует, что, например, точка Я (2; 2) |
лежит |
на биссектрисе, а точка Q(2;3) — на биссектрисе |
не ле |
|
жит (см. рис. 10). |
|
4. Условимся называть углом наклона прямой к оси
Ох угол, образуемый вращением положительно направ ленной части оси Ох около точки пересечения прямой с осью Ох, против движения ча совой стрелки, до совпадения с прямой (рис. 11).Угол накло на к оси Ох прямой, парал лельной этой оси, будем счи тать равным 0°. При таком ус ловии для угла ф наклона лю бой прямой к оси Ох доста
|
точно рассматривать значения, |
• 1 0 ' |
содержащиеся между 0° и 180° |
|
( 0 ° < ф < 180°). |
5. Пусть дана прямая, проходящая через начало ко |
|
ординат и образующая |
с осью Ох угол наклона, равный |
Ф (рис. 12). Предположим, что переменная точка М(х;у) плоскости лежит на этой прямой. Из прямо угольного треугольника ON M имеем NM = ON tg ф или (так как NM = у и ON = х)
|
y = xtgy. |
(2) |
Таким образом, |
если переменная точка М(х;у) пло |
|
скости лежит на данной прямой, то ее текущие |
коорди |
|
наты оказываются |
связанными соотношением |
(2). За |
метим, что соотношение (2) сохраняет силу и в том слу-
30
чае, когда переменная точка плоскости окажется лежа щей в начале координат: в этом случае х — О, у = 0, и так как O-tgcp = 0, то приходим к равенству 0 = 0-tgcp.
Будут ли текущие координаты точки M связаны со отношением (2), если точка M не лежит на данной пря мой? Пусть переменная точка занимает на плоскости положение, отмеченное на рис. 12 точкой Р. Для лю бой точки Р(х;у), не лежа щей, на данной прямой, отре зок ОР будет наклонен к оси Ох под углом, отличным от
угла ф. Поэтому QP Ф
¥=OQtgy, т. е. y¥=xtgq>.
Из |
сказанного |
вытекает, |
|
|
|
что |
переменная |
точка |
|
Рис. |
12. |
M (х; у) |
плоскости |
окажется |
|
|
|
лежащей на данной прямой лишь |
при том условии, что |
||||
ее текущие координаты будут |
связаны соотношением |
||||
|
|
y = xtg |
ф . |
|
(2) |
На |
рис. 12 угол ср — острый. Полезно |
убедиться, |
что соотноше |
ние (2) остается справедливым для координат переменной точки,
лежащей |
на |
данной прямой и в том случае, когда ф — угол |
тупой |
||||||
(рис. 13). Действительно, из |
прямоугольного |
треугольника |
ON M |
||||||
имеем |
A/M = ON tg (180° — ф) |
или NM = |
(—ÔN) tg ср. |
Здесь |
|||||
NM = у, а абсцисса х, будучи |
отрицатель- . |
|
|
||||||
ной, выразится |
длиной |
отрезка |
ON, взятой |
|
|
||||
со знаком |
—, т. е. х =. —ON. Следователь |
|
|
||||||
но, опять |
получаем |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
у = X tg ф. |
|
(2) |
|
|
|
Нетрудно |
убедиться, что |
равен |
|
|
|||||
ство |
(2) |
остается |
справедливым |
|
|
||||
для |
всякого |
другого |
положения |
|
|
||||
точки |
M на данной |
прямой. |
|
|
|
||||
6.- Рассмотрим прямую, |
проходя- |
Рис. 13. |
щую через начало координат и на клоненную к оси Ох под углом ф, тангенс которогоравен
3. Для этого частного случая соотношение |
(2) примет |
|||
вид |
|
|
|
|
или |
г/ = |
3дг, |
|
|
— |
у=0. |
(3) |
||
Зх |
'31.,