Ne do të konsiderojmë një vijë në një rrafsh si vendndodhjen e pikave M(x, y) që plotëson një kusht të caktuar.
Nëse shkruajmë në një sistem koordinativ kartezian një veti që kanë të gjitha pikat në një drejtëz, duke lidhur koordinatat dhe disa konstante, mund të marrim një ekuacion të formës: F(x, y) = 0 ose .
Shembull. Shkruani ekuacionin e një rrethi me qendër në pikën C(x 0 , y 0) dhe rreze R.
Një rreth është vendndodhja gjeometrike e pikave të barabarta nga pika C. Le të marrim pikën M me koordinatat aktuale. Pastaj |CM| = R ose ose .
Nëse qendra e rrethit është në origjinë, atëherë x 2 + y 2 = R 2 .
Jo çdo ekuacion i formës F(x, y) = 0 përcakton një vijë në kuptimin e treguar: x 2 + y 2 = 0 është një pikë.
Drejtpërsëdrejti në një avion.
Vijat në një plan të caktuar janë një rast i veçantë i vijave në hapësirë. Prandaj, ekuacionet e tyre mund të merren nga ekuacionet përkatëse të drejtëzave në hapësirë.
Ekuacioni i përgjithshëm i një drejtëze në një rrafsh. Ekuacioni i një drejtëze me një koeficient këndor.
Çdo vijë e drejtë në rrafshin XOY mund të përkufizohet si vija e kryqëzimit të planit Ax + By + Cz + D = 0 me rrafshin XOY: z = 0.
- drejtëz në rrafshin XOY: Ax + By + D = 0.
Ekuacioni që rezulton quhet ekuacion i përgjithshëm i drejtëzës. Në të ardhmen do ta shkruajmë në formën:
Ax + By + C = 0 (1)
1) Le të , atëherë ose y = kx + b (2) – ekuacion i drejtëzës me koeficient këndor. Le të zbulojmë kuptimin gjeometrik të k dhe b.
Le të vendosim x = 0. Atëherë y = b është ordinata fillestare e drejtëzës.
Le të vendosim y = 0. Pastaj ; - koeficienti i pjerrësisë së një vije të drejtë.
Raste të veçanta: a) b = 0, y=kx – drejtëza kalon nga origjina; b) k = 0, y = b – drejtëza paralele me boshtin OX; b) nëse B = 0, atëherë Ax + C = 0, ,
Ky është vendndodhja e pikave me abshisa konstante të barabarta me a, d.m.th. drejtëza është pingul me boshtin OX.
Ekuacioni i një drejtëze në segmente.
Le të jepet ekuacioni i përgjithshëm i drejtëzës: Ax + By + C = 0, dhe . Le t'i ndajmë të dyja anët me –C:
ose (3),
Ku; . Ky është ekuacioni i një rreshti në segmente. Numrat a dhe b janë vlerat e segmenteve të prera në boshtet koordinative.
Ekuacioni i një drejtëze që kalon nëpër një pikë të caktuar me një pjerrësi të caktuar.
Le të jepet një pikë M 0 (x 0 , y 0) e shtrirë në një drejtëz L dhe një koeficient këndor k. Le të shkruajmë ekuacionin:
Këtu b është i panjohur. Le ta gjejmë atë, duke marrë parasysh se M 0 L:
y 0 = kx 0 + b (**).
Zbrit term pas termi nga (1) (2):
y – y 0 = k(x – x 0) (4).
Ekuacioni i një drejtëze që kalon nëpër një pikë të caktuar në një drejtim të caktuar.
Ekuacioni i drejtëzës që kalon nëpër dy pika të dhëna.
Le të jepen dy pika M 1 (x 1 , y 1) dhe M 2 (x 2 , y 2) L. Le të shkruajmë ekuacionin (4) në formën: y – y 1 = k(x – x 1). Sepse M 2 L, pastaj y 2 – y 1 = k(x 2 – x 1). Le ta ndajmë atë term pas termi:
(5),
Ky ekuacion ka kuptim nëse , . Nëse x 1 = x 2, atëherë M 1 (x 1, y 1) dhe M 2 (x 1, y 2). Nëse y 2 = y 1, atëherë M 1 (x 1, y 1); M 2 (x 2, y 1).
Kështu, nëse një nga emëruesit në (5) bëhet zero, numëruesi përkatës duhet të vendoset i barabartë me zero.
Shembull. M 1 (3, 1) dhe M 2 (-1, 4). Shkruani ekuacionin e drejtëzës që kalon nëpër këto pika. Gjeni k.
Ekuacioni i një drejtëze në një rrafsh.
Siç dihet, çdo pikë në aeroplan përcaktohet nga dy koordinata në një sistem koordinativ. Sistemet e koordinatave mund të jenë të ndryshme në varësi të zgjedhjes së bazës dhe origjinës.
Përkufizimi. Ekuacioni i linjës i quajtur raport y = f(x ) ndërmjet koordinatave të pikave që përbëjnë këtë drejtëz.
Vini re se ekuacioni i një drejtëze mund të shprehet në mënyrë parametrike, domethënë secila koordinatë e secilës pikë shprehet përmes një parametri të pavarur.t.
Një shembull tipik është trajektorja e një pike lëvizëse. Në këtë rast, roli i parametrit luhet nga koha.
Ekuacioni i një vije të drejtë në një plan.
Përkufizimi. Çdo vijë e drejtë në aeroplan mund të specifikohet nga një ekuacion i rendit të parë
Ax + Wu + C = 0,
Për më tepër, konstantet A dhe B nuk janë të barabarta me zero në të njëjtën kohë, d.m.th. A 2 + B 2¹ 0. Ky ekuacion i rendit të parë quhet ekuacioni i përgjithshëm i një drejtëze.
Në varësi të vlerave të konstanteve A, B dhe C, rastet e mëposhtme të veçanta janë të mundshme:
C = 0, A 1 0, B 1 0 - vija e drejtë kalon nëpër origjinë
A = 0, B 1 0, C 1 0 (Me + C = 0) - vijë e drejtë paralele me boshtin Ox
B = 0, A ¹ 0, C 1 0 ( Ax + C = 0) – drejtëza paralele me boshtin Oy
B = C = 0, A 1 0 - vija e drejtë përkon me boshtin Oy
A = C = 0, B 1 0 - vija e drejtë përkon me boshtin Ox
Ekuacioni i një vije të drejtë mund të paraqitet në forma të ndryshme në varësi të kushteve fillestare të dhëna.
Largësia nga një pikë në një vijë.
Teorema. Nëse është dhënë një pikë M(x 0, y 0), atëherë distanca në drejtëzën Ax + Bу + C = 0 përcaktohet si
.
Dëshmi. Le të jetë pika M 1 (x 1, y 1) baza e pingulit të rënë nga pika M në një drejtëz të dhënë. Atëherë distanca midis pikave M dhe M 1:
(1)
Koordinatat x 1 dhe y 1 mund të gjendet si zgjidhje për sistemin e ekuacioneve:
Ekuacioni i dytë i sistemit është ekuacioni i një drejtëze që kalon nëpër një pikë të caktuar M 0 pingul me një drejtëz të caktuar.
Nëse e transformojmë ekuacionin e parë të sistemit në formën:
A(x – x 0) + B(y – y 0) + Ax 0 + Nga 0 + C = 0,
pastaj, duke zgjidhur, marrim:
Duke i zëvendësuar këto shprehje në ekuacionin (1), gjejmë:
.
Teorema është vërtetuar.
Shembull. Përcaktoni këndin midis vijave të drejta: y = -3 x + 7; y = 2 x + 1.
K1 = -3; k 2 = 2 tg j = ; j = p /4.
Shembull. Tregoni se drejtëzat 3x – 5y + 7 = 0 dhe 10x + 6y – 3 = 0 janë pingul.
Gjejmë: k 1 = 3/5, k 2 = -5/3, k 1 k 2 = -1, pra, vijat janë pingule.
Shembull. Duke pasur parasysh kulmet e trekëndëshit A(0; 1), B (6; 5), C (12; -1). Gjeni ekuacionin e lartësisë të nxjerrë nga kulmi C.
10.1. Konceptet Bazë
Një vijë në një rrafsh konsiderohet (e specifikuar) si një grup pikash që kanë disa veti gjeometrike të qenësishme vetëm për to. Për shembull, një rreth me rreze R është grupi i të gjitha pikave të rrafshit të vendosura në një distancë - R nga një pikë fikse O (qendra e rrethit).
Futja e një sistemi koordinativ në një aeroplan lejon që dikush të përcaktojë pozicionin e një pike në aeroplan duke specifikuar dy numra - koordinatat e tij dhe pozicionin e një linje në plan që do të përcaktohet duke përdorur një ekuacion (d.m.th., një barazi që lidh koordinatat e pikave në vijë).
Ekuacioni i linjës(ose kurbë) në planin Oxy është një ekuacion i tillë F(x;y) = 0 me dy ndryshore, i cili plotësohet nga koordinatat x dhe y të secilës pikë në vijë dhe nuk plotësohet nga koordinatat e asnjë pike që nuk shtrihet. në këtë linjë.
Ndryshoret x dhe y në ekuacionin e një drejtëze quhen koordinatat aktuale të pikave të drejtëzës.
Ekuacioni i një drejtëze lejon që studimi i vetive gjeometrike të një linje të zëvendësohet me studimin e ekuacionit të saj.
Pra, për të përcaktuar nëse pika A (x 0 ; y 0) shtrihet në një vijë të caktuar, mjafton të kontrolloni (pa iu drejtuar ndërtimeve gjeometrike) nëse koordinatat e pikës A plotësojnë ekuacionin e kësaj drejtëze në koordinatën e zgjedhur. sistemi.
Problemi i gjetjes së pikave të kryqëzimit të dy drejtëzave, të dhëna nga ekuacionet F 1 (x 1 ;y 1) = 0 dhe F 2 (x 2 ;y) = 0, reduktohet në gjetjen e pikave, koordinatat e të cilave plotësojnë ekuacionet e të dyjave. linjat, d.m.th., reduktohet në zgjidhjen e një sistemi prej dy ekuacionesh me dy të panjohura:
Nëse ky sistem nuk ka zgjidhje reale, atëherë linjat nuk kryqëzohen.
Koncepti i ekuacionit të një linje në një sistem koordinativ polar është prezantuar në mënyrë të ngjashme.
Ekuacioni F(r; φ)=O quhet ekuacioni i një drejtëze të caktuar në sistemin koordinativ polar nëse koordinatat e çdo pike që shtrihet në këtë drejtëz dhe vetëm ato e plotësojnë këtë ekuacion.
Një vijë në një aeroplan mund të përcaktohet duke përdorur dy ekuacione:
ku x dhe y janë koordinatat e një pike arbitrare M(x; y) që shtrihet në një vijë të caktuar, dhe t është një ndryshore e quajtur parametër; parametri t përcakton pozicionin e pikës (x; y) në plan.
Për shembull, nëse x = t + 1, y = t 2, atëherë vlera e parametrit t = 1 korrespondon me pikën (3; 4) në aeroplan, pasi x = 1 + 1 = 3, y = 22 - 4.
Nëse parametri t ndryshon, atëherë pika në aeroplan lëviz, duke përshkruar këtë linjë. Kjo metodë e përcaktimit të një linje quhet parametrike, dhe ekuacionet (10.1) - ekuacionet parametrike linjat.
Për të kaluar nga ekuacionet parametrike të një rreshti në një ekuacion të formës F(x;y) = 0, është e nevojshme që disi të eliminohet parametri t nga dy ekuacionet.
Për shembull, nga ekuacionet duke zëvendësuar t = x
në ekuacionin e dytë, është e lehtë të merret ekuacioni y = x 2 ; ose y-x 2 = 0, d.m.th., të formës F(x; y) = 0. Megjithatë, vini re se një tranzicion i tillë nuk është gjithmonë e mundur.
Një vijë në një rrafsh mund të specifikohet nga një ekuacion vektorial r =r(t), ku t është një parametër variabël skalar. Çdo vlerë t 0 korrespondon me një vektor specifik r =r(t) aeroplan. Kur parametri t ndryshon, fundi i vektorit r =r(t) do të përshkruajë një linjë të caktuar (shih Fig. 31).
Ekuacioni i vijës vektoriale r =r(t) në sistemin e koordinatave Oxy korrespondojnë dy ekuacione skalare (10.1), d.m.th., ekuacionet e projeksioneve në boshtet koordinative të ekuacionit vektorial të një linje janë ekuacionet parametrike të saj. I Ekuacioni vektorial dhe ekuacionet parametrike të drejtëzës I kanë kuptim mekanik. Nëse një pikë lëviz në një plan, atëherë ekuacionet e treguara quhen ekuacione të lëvizjes, dhe vija quhet trajektorja e pikës; parametri t është koha. Pra, çdo vijë në plan korrespondon me një ekuacion të formës F(x; y) = 0.
Çdo ekuacioni të formës F(x; y) = 0 i korrespondon, në përgjithësi, një vijë e caktuar, vetitë e së cilës përcaktohen nga ky ekuacion (shprehja "në përgjithësi" do të thotë se sa më sipër lejon përjashtime. Kështu, ekuacioni (x-2) 2 + (y- 3) 2 =0 nuk korrespondon me një vijë, por me një pikë (2; 3); ekuacioni x 2 + y 2 + 5 = 0 në plan nuk korrespondon me çdo imazh gjeometrik).
Në gjeometrinë analitike në aeroplan, lindin dy probleme kryesore. Së pari: njohja e vetive gjeometrike të lakores, gjeni ekuacionin e saj) së dyti: njohja e ekuacionit të lakores, studioni formën dhe vetitë e saj.
Figurat 32-40 tregojnë shembuj të disa kthesave dhe ekuacionet e tyre.
10.2. Ekuacionet e një drejtëze në një rrafsh
Vija më e thjeshtë është një vijë e drejtë. Në një sistem koordinativ drejtkëndor, mënyra të ndryshme për të përcaktuar një vijë korrespondojnë me lloje të ndryshme të ekuacioneve të saj.
Ekuacioni i një drejtëze me pjerrësi
Le të jepet një vijë e drejtë arbitrare në rrafshin Oxy, jo paralel me boshtin Oy. Pozicioni i tij përcaktohet plotësisht nga ordinata b e pikës N(0; b) të kryqëzimit me boshtin Oy dhe këndi a ndërmjet boshtit Ox dhe drejtëzës (shih Fig. 41).