Лого за уроци по математика
самоподготовка

Самоподготовка по Математика
за кандидат-студенти и матура
Геометрия


I. Общо уравнение на права

  • чрез две дадени точки, през които тя минава;
  • чрез една дадена точка, през която тя минава и перпендикулярен на нея даден вектор;
  • чрез една дадена точка, през която тя минава и колинеарен (успореден) на нея даден вектор;
  • чрез една дадена точка, през която тя минава и даден ъгъл, който тя сключва с определена ос.
  • Точка лежаща върху права – Нека да е дадена правата g, точка върху нея M0 (x0; y0) и вектор (A;B), перпендикулярен на g (Фиг. 1). Една точка M (x; y) лежи върху правата точно тогава, когато координатите ѝ удовлетворяват уравнението:

    (1): A.(x – x0) + B.(y – y0) = 0.

    Бележка:
    Вижте решена Зад. 2 подточка е).
  • Общо уравнение на права – Ако във формула (1) въведем числото C = Ax0 – By0, то получаваме уравнението:

    (2): g: Ax + By + C = 0.

    Теорема – Ако g е произволна права от равнината, то съществуват числа A, B и C (поне едно от числата A и B да е различно от нула, т.е. |A| + |B| ≠ 0), така че координатите x и y на всяка точка M (x; y) от правата g удовлетворяват уравнението (2).

    Свойство1 – Ако M (x, y) е точка от правата g, то координатите ѝ удовлетворяват (2).

    Свойство2 – Ако координатите (x, y) на една точка M удовлетворяват (2), то M лежи на правата g.

    Уравнение (2) се нарича общо уравнение на правата g, а числата A, B и C се наричат коефициенти на общото уравнение.

    Може да се докаже, че всяко уравнение от вида (2) е уравнение точно на една права в равнината. Ако две уравнения са еквивалентни, то те задават една и съща права.

    Например, уравненията 3x – 2y + 5 = 0, 2(3x – 2y + 5) = 0, x – y + = 0 са общи уравнения на една и съща права.

  • Безброй много общи уравнения на права – Във формула (1) или (2) векторът (A;B) бе избран произволно по направление, перпендикулярно на правата. Това означава, че всяка права притежава безброй общи уравнения със съответно пропорционални коефициенти.
  • Нормален вектор – Ако дължината на вектора (A;B) е единица, т.е. = 1, то той се нарича нормален вектор на правата g с уравнение (2).
  • Общо уравнение на права и колинеарен на нея вектор (-B;A) – Формулата за общото уравнение на права (формула 2) е получена за вектора (A;B), който е перпендикулярен на g. Тогава векторът (-B;A) е успореден на същата права g (Фиг. 1), защото векторното им произведение е нула, т.е. = 0. Това означава, че векторът (-B;A), а следователно и правата g с общо уравнение (2) са успоредни на една от координатните оси.
  • Уравнение на права, която е успоредна на абсцисната ос Ox – Във формулата за общото уравнение на права (формула 2), ако A = 0, то уравнението на правата е:

    (3): g: By + C = 0 или y = – .

    Векторът (-B;0) е успореден на оста Ox. Това означава, че и правата g е успоредна на оста Ox. Всички точки от правата имат една и съща ордината (y = const).

  • Уравнение на права, която е успоредна на ординатната ос Oy – Във формулата за общото уравнение на права (формула 2), ако B = 0, то уравнението на правата е:

    (4): g: Ax + C = 0 или x = – .

    Това означава, че правата g е успоредна на оста Oy. Всички точки от правата имат една и съща абсциса (x = const).

  • Уравнение на права, която минава през центъра на координатната система т. O (0; 0) – Във формула (2), ако C = 0, то уравнението на правата е:

    (5): g: Ax + By = 0.

  • Отрезово уравнение – Ако A ≠ 0, B ≠ 0, C ≠ 0 (Фиг. 2), то правата g пресича и двете координатни оси, като НЕ минава през O (центъра на координатната система). Ако пресечните ѝ точки с координатните оси са M (m; 0) и N (0; n), то числата m и n се наричат отрези на правата от координатните оси.
    • Дължини на отрезите – Заместваме последователно координатите на т. M и т. N в уравнението на правата g (формула 2) и получаваме:

      (6): g: A.m + B.0 + C = 0 или m = – .

      (7): g: A.0 + B.n + C = 0 или n = – .

    • Отрезово уравнение на права:

      (8): .

Решени задачи

II. Декартово (обикновено) уравнение на права. Начини на задаване на права

Нека е дадена права в равнината, която НЕ е успоредна на ординатната ос Oy. Тогава общото ѝ уравнение се записва във вида:

(9): y = kx + b,

където: k се нарича ъглов коефициент, b – свободен (независим) коефициент.

Уравнение (9) се нарича декартово (обикновено) уравнение на права.

  • Декартово уравнение на права през една точка – Нека е дадена точка M1 (x1; y1). През нея минават безброй много прави, но има само една, която е успоредна на ординатната ос Oy. Тя ще има уравнение x = x1. Тази права няма ъглов коефициент, няма свободен коефициент, т.е. няма декартово уравнение. Всички останали прави (Фиг. 3), които НЕ са успоредни на ординатната ос Oy и точката M1 (x1; y1) лежи върху тях, ще имат декартово уравнение от вида:

    (10): y – y1 = k(x – x1).

    В това уравнение, ако даваме различни стойности на коефициента k, то получаваме уравненията на различните прави през т. M1, разбира се с изключение на правата, която е успоредна на ординатната ос Oy.

    Числената стойност на ъгловия коефициент k се намира от формула (10), а геометричният му смисъл се определя (Фиг. 3) от ΔMPM1 (P = 90°):

    (11): k = tg α,

    т.е. ъгловият коефициент на права, неуспоредна на ординатната ос Oy, е равен на тангенса на ъгъла, който правата сключва с положителната посока на оста Ox.

  • Декартово уравнение на права през две точки – Нека е дадена правоъгълна координатна система, точките M1 (x1; y1) и M2 (x2; y2), права g, която НЕ е успоредна на оста Oy и минаваща през тези точки (Фиг. 4). Декартовото уравнение на тази права има вида:

    (12): y – y1 = (x – x1).

    Числовата стойност на ъгловия коефициент k се намира от формула (12), а геометричният му смисъл се определя (Фиг. 4) от ΔM1PM2 (P = 90°):

    (13): k = = tg α.

  • Декартово уравнение на права, която е зададена с общо уравнение – Нека е зададена права g с общо уравнение:

    g: Ax + By + C = 0, B ≠ 0.

    Това уравнение може да се преобразува до вида:

    (14): y =

    Бележка:
    Вижте решена Зад. 1 подточка в).

    При сравняването на (14) и формулата за декартово уравнение на права (формула 9) установяваме, че коефициентът k и свободният коефициент b се определят от формулите:

    (15): k = – ; b = –

Решени задачи

III. Взаимно положение на прави

Нека общите уравнения на две прави в равнината, никоя от които НЕ е успоредна на координатните оси, са:

g1: A1 x + B1 y + C1 = 0.

g2: A2 x + B2 y + C2 = 0.

  • Двете прави се сливат (съвпадат), ако съответните им коефициенти в уравненията са пропорционални, т.е. съществува число λ, за което:

    (16): A2 = λA1; B2 = λB1; C2 = λC1; .

  • I начин:

    Ако условие (16) НЕ е изпълнено, то правите g1 и g2 се пресичат или са успоредни. Разбираме кой от двата случая имаме, ако решим системата

    (17):

  • Двете прави се пресичат, ако система (17) има едно решение. Това решение е координатите на пресечната точка на правите.

    Например, ако допуснем, че решението на система (17) е (x; y), то правите g1 и g2 се пресичат в точка M (x; y).

  • Двете прави са успоредни, ако система (17) няма решение.
  • II начин:

    Взаимното положение на правите g1 и g2 може да се определи и без да решаваме системата (17).

  • Двете прави се пресичат, ако коефициентите пред x и y в уравненията им НЕ са пропорционални, т.е. е изпълнено условието:

    (18): .

    Нека ъгълът под който се пресичат правите g1 и g2 да отбележим с φ. Като използваме формулата за координати на косинуса на ъгъла между два вектора (формула 22), може да получим следната формула за косинуса на ъгъла между двете прави:

    (19):

  • Двете прави са успоредни, ако коефициентите пред x и y в уравненията им са пропорционални, но свободните им членове НЕ са пропорционални, т.е. е изпълнено условието:

    (20): .

  • Двете прави са перпендикулярни – Този случай е налице тогава и само тогава, когато колинеарните им вектори (–B1; A1) и (–B2; A2) са също перпендикулярни, т.е. когато за скаларното има произведение (формула 8) е изпълнено:

    (21): = 0 A1A2 + B1B2 = 0.

Нека декартовите уравнения на правите g1 и g2 са:

g1: y = k1 x + b1.

g2: y = k2 x + b2.

  • Двете прави се сливат (съвпадат), ако ъгловите им коефициенти и свободните им членове са равни, т.е.:

    (22): k1 = k2; b1 = b2.

  • Двете прави се пресичат, ако ъгловите им коефициенти са различни, т.е.:

    (23): k1 ≠ k2.

  • Двете прави са успоредни, ако ъгловите им коефициенти са равни, но свободните им членове са различни, т.е.:

    (24): k1 = k2; b1 ≠ b2.

  • Двете прави са перпендикулярни, ако за ъгловите им коефициенти е изпълнено:

    (25): k1.k2; = – 1 или k1 = – .

Нека е дадена произволна точка M (x0; y0) и права g: Ax + By + C = 0 (Фиг. 5). По подобен начин както в Зад 2 доказваме, че разстоянието d от т. M до правата g се намира по формулата:

(26): d = |MN| = .

Решени задачи

IV. Приложение на аналитичната геометрия за решаване на триъгълник и успоредник

Върни се нагоре Начало Предходен Следващ


Вижте още

самоподготовка

Самоподготовка


Предстоят ви изпити или матура по Математика или Физика, но не сте убедени, че сами ще се справите. Учебен център „СОЛЕМА“ ви предоставя следните програми и тестове към тях:

МАТЕМАТИКА

Кандидат-студенти

Матура

10 клас

7 клас


ФИЗИКА

Кандидат-студенти

Матура

тестове по математика

Тестове от изпити по МАТЕМАТИКА


Опитайте да решите тестовите от изпитите по Математика. Ако не можете, разгледайте упътванията.

Последната ви възможност е да разгледате примерните решения.

Всички задачи са с кратки упътвания и пълни решения.

Всички тестове

Тестове от последната година:

Софийски университет

Технически университет

Матура

10 клас

7 клас

физика

Тестове от изпити по ФИЗИКА


Решили сме тестовете по Физика давани в Софийски университет и на Матура през последните няколко години.

Всички тестове

Тестове от последната година:

Софийски университет

Матура


© Учебен център „СОЛЕМА”

Реклама