Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Аналитическая геометрия на плоскости дистанционные динамические расчетные проекты. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.08.2026
Размер:
1 Мб
Скачать

k

M 3N 3

= −

1

, b

= y

M 3

k

M 3N 3

x

M 3

= y

M 3

+

xM 3

.

 

 

 

kAB

M 3N 3

 

 

 

 

 

kAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

серединного

перпендикуляра

M3 N3 :

y = kM 3N 3 x + bM 3N 3 .

Нахождение координат точек пересечения сторон и серединных

 

 

 

 

 

 

 

перпендикуляров для треугольника

 

 

 

 

 

Для серединного перпендикуляра M1N1

 

и

 

стороны

AB

треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических

уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

= k

 

 

x

 

 

+ b

 

 

k

 

x

 

 

y

 

 

= −b

 

 

 

 

N1

 

 

M 1N1

 

 

N1

M 1N1

, или

M 1N1

 

N1

 

N1

 

M 1N1 .

 

 

 

 

yN1 = kAB xN1 + bAB

 

 

 

kAB xN1 yN1 = −bAB

 

При решении данной системы линейных алгебраических

уравнений получим

 

выражения для

нахождения

 

координат

точки

N1(xN1 ,yN1 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xN1

= − bAB bM 1N1 = − bM 1N1 bAB ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kAB kM 1N1

kM 1N1 kAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

N1

= k

M 1N1

x

N1

+ b

 

= − bAB bM 1N1 k

M 1N1

+ b

 

или

 

 

 

 

 

 

 

M 1N1

 

kAB kM 1N1

 

 

M 1N1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = k x + b = − bAB bM 1N1 k + b .

kAB kM 1N1

Витоге получим значения координат точки пересеченияABN1 ABAB N1 AB

серединного перпендикуляра M1N1 и стороны AB треугольника ∆ABC , то есть точки N1(xN1 ,yN1 ).

101

Для серединного перпендикуляра M2 N2 и стороны BC треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

yN 2 = kM 2N 2

 

yN 2 = kBC

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

= −b

 

N 2

M 2N 2

, или

M 2N 2

 

N 2

 

N 2

M 2N 2 .

xN 2 + bBC

 

kBC xN 2 yN 2 = −bBC

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения координат точки

N2 (xN 2 ,yN 2 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xN 2

= − bBC bM 2N 2 = − bM 2N 2 bBC ,

 

 

 

 

 

 

 

kBC kM 2N 2

kM 2N 2 kBC

 

 

 

 

y

N 2

= k

M 2N 2

x

N 2

+ b

 

= − bBC bM 2N 2

k

M 2N 2

+ b

или

 

 

 

M 2N 2

kBC kM 2N 2

 

M 2N 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = k x + b = − bBC bM 2N 2 k + b .

kBC kM 2N 2

Витоге получим значения координат точки пересеченияBCN 2 BCN 2BC BC

серединного перпендикуляра M2 N2 и стороны BC треугольника

ABC , то есть точки N2 (xN 2 ,yN 2 ).

 

 

 

 

 

 

 

Для серединного перпендикуляра M3 N3

и

 

стороны AC

треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических

уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

 

= −b

 

N 3

 

M 3N 3

 

N 3

M 3N 3

, или

M 3N 3

 

N 3

 

N 3

M 3N 3 .

 

yN 3 = kAC xN 3 + bAC

 

kAC xN 3 yN 3 = −bAC

При

решении

данной

системы линейных

 

алгебраических

уравнений получим выражения для нахождения координат точки

N3 (xN 3 ,yN 3 ):

102

xN 3

= − bAC bM 3N 3 = − bM 3N 3 bAC ,

 

 

 

 

 

 

 

kAC kM 3N 3

kM 3N 3 kAC

 

 

 

 

y

N 3

= k

M 3N 3

x

N 3

+ b

 

= − bAC bM 3N 3

k

M 3N 3

+ b

или

 

 

 

M 3N 3

kAC kM 3N 3

 

M 3N 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = k x + b = − bAC bM 3N 3 k + b .

kAC kM 3N 3

Витоге получим значения координат точки пересеченияACN 3 ACN 3 ACAC

серединного перпендикуляра M3 N3 и стороны AC треугольника ∆ABC , то есть точки N3 (xN 3 ,yN 3 ).

Нахождение величин серединных перпендикуляров треугольника

Значения величин серединных перпендикуляров треугольника ∆ABC (M1N1, M2 N2 и M3 N3 ) определяются согласно следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

lM 1N1 = (xN1 xM 1 )2 + (yN1 yM 1 )2 ,

lM 2N 2 = (xN 2 xM 2 )2 + (yN 2 yM 2 )2 , lM 3N 3 = (xN 3 xM 3 )2 + (yN 3 yM 3 )2 .

Нахождение координат точки пересечения серединных перпендикуляров треугольника или центра описанной

вокруг треугольника окружности

Для серединных перпендикуляров M1N1 и M2 N2 треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

= −b

 

NC

 

M 1N1

 

NC

M 1N1

, или

M 1N1

 

NC

 

NC

M 1N1 .

yNC = kM 2N 2 xNC + bM 2N 2

kM 2N 2 xNC yNC = −bM 2N 2

103

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения координат точки

NC (xNC ,yNC ):

xNC

= − bM 2N 2 bM 1N1 = − bM 1N1 bM 2N 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kM 2N 2 kM 1N1

kM 1N1 kM 2N 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

NC

= k

M 1N1

x

NC

+ b

= − bM 2N 2 bM 1N1 k

M 1N1

+ b

или

 

 

 

 

 

 

M 1N1

 

kM 2N 2 kM 1N1

 

 

M 1N1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

NC

= k

M 2N 2

x

NC

+ b

= − bM 2N 2 bM 1N1 k

M 2N 2

+ b

 

.

 

 

 

 

 

 

 

M 2N 2

 

kM 2N 2 kM 1N1

 

 

M 2N 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В итоге получим значения координат точки пересечения

серединных перпендикуляров M1N1 и M2 N2 треугольника ∆ABC , то

есть точки NC (xNC ,yNC ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для серединных перпендикуляров M1N1

и M3 N3

 

треугольника

ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

 

 

y

 

 

= k

 

 

x

 

 

+ b

 

k

 

x

 

y

 

= −b

 

 

 

 

NC

 

 

M 1N1

 

 

 

NC

M 1N1

, или

M 1N1

 

NC

 

 

 

NC

 

M 1N1 .

yNC = kM 3N 3 xNC + bM 3N 3

kM 3N 3 xNC yNC = −bM 3N 3

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения координат точки

NC (xNC ,yNC ):

xNC

= − bM 3N 3 bM 1N1 = − bM 1N1 bM 3N 3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kM 3N 3 kM 1N1

kM 1N1 kM 3N 3

 

 

 

 

 

 

y

NC

= k

M 1N1

x

NC

+ b

= − bM 3N 3

bM 1N1 k

M 1N1

+ b

или

 

 

 

M 1N1

kM 3N 3

kM 1N1

 

M 1N1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

NC

= k

M 3N 3

x

NC

+ b

= − bM 3N 3

bM 1N1 k

M 3N 3

+ b

 

.

 

 

 

 

M 3N 3

kM 3N 3

kM 1N1

 

M 3N 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

104

 

 

 

 

 

 

 

В итоге получим значения координат точки пересечения

серединных перпендикуляров M1N1 и M3 N3

треугольника ∆ABC , то

есть точки NC (xNC ,yNC ).

 

 

 

 

 

 

 

Для серединных перпендикуляров M2 N2 и M3 N3

треугольника

ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

= −b

 

NC

 

M 2N 2

 

NC

M 2N 2 ,

или

M 2N 2

 

NC

 

NC

M 2N 2 .

yNC = kM 3N 3 xNC + bM 3N 3

kM 3N 3 xNC yNC = −bM 3N 3

При решении данной системы линейных алгебраических

уравнений

получим

выражения

для нахождения координат точки

NC (xNC ,yNC ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xNC

yNC

yNC

= − bM 3N 3 bM 2N 2 = − bM 2N 2 bM 1N1 ,

 

kM 3N 3 kM 2N 2

kM 2N 2 kM 1N1

= k

M 2N 2

x

NC

+ b

= − bM 3N 3 bM 2N 2

 

 

M 2N 2

kM 3N 3 kM 2N 2

 

 

 

 

 

= k

M 3N 3

x

NC

+ b

= − bM 3N 3 bM 2N 2

 

 

M 3N 3

kM 3N 3 kM 2N 2

 

 

 

 

 

kM 2N 2 + bM 2N 2 или

kM 3N 3 + bM 3N 3 .

В итоге получим значения координат точки пересечения серединных перпендикуляров M2 N2 и M3 N3 треугольника ∆ABC , то есть точки NC (xNC ,yNC ).

Нахождение величин расстояний между точкой пересечения серединных перпендикуляров к сторонам треугольника и

серединами сторон треугольника

Значения величин расстояний между точкой пересечения серединных перпендикуляров к сторонам треугольника ∆ABC , то есть точкой NC , и серединами сторон треугольника (NC M1 , NC M2 и

105

NC M3 ) определяются согласно следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

lNCM 1 = (xNC xM 1 )2 + (yNC yM 1 )2 ,

lNCM 2 = (xNC xM 2 )2 + (yNC yM 2 )2 ,

lNCM 3 = (xNC xM 3 )2 + (yNC yM 3 )2 .

Нахождение уравнений прямых или радиусов описанной вокруг треугольника окружности, проходящих через центр описанной вокруг

треугольника окружности и вершины треугольника

Для радиуса описанной окружности DC A треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

+ b

= y

DC .

 

DC

 

DCA

 

DC

DCA , или

DCA

 

DC

DCA

 

 

yA = kDCA xA + bDCA

 

kDCA xA + bDCA = yA

При решении данной системы линейных алгебраических

уравнений

получим

выражения

для

 

нахождения значений

коэффициентов kDCA и bDCA :

kDCA =

yA yDC

=

yDC yA

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xA xDC

 

 

 

xDC xA

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

A

k

DCA

x

A

 

= y

A

yA

yDC

x

A

или

 

 

 

 

 

 

DCA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xA

xDC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

DC

k

DCA

x

DC

= y

DC

yA yDC

x

DC

.

 

DCA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xA xDC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

 

прямой

 

радиуса

 

описанной окружности DC A:

y = kDCA x + bDCA .

Для радиуса описанной окружности DC B треугольника ∆ABC

имеем систему линейных алгебраических уравнений:

106

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

+ b

= y

DC .

 

DC

 

DCB

 

DC

DCB , или

DCB

 

DC

DCB

 

 

yB = kDCB

xB + bDCB

 

kDCB xB + bDCB

= yB

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения значений коэффициентов kDCB и bDCB :

kDCB =

yB yDC

=

yDC yB

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xB xDC

 

 

 

xDC xB

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

B

k

DCB

x

B

= y

B

yB

yDC

x

B

или

 

 

 

 

 

DCB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xB

xDC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

DC

k

DCB

x

DC

= y

DC

yB yDC

x

DC

.

 

DCB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xB xDC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

 

прямой

 

радиуса

 

описанной окружности DC B:

y = kDCB x + bDCB .

Для радиуса описанной окружности DCC треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

+ b

= y

DC .

 

DC

 

DCC

 

DC

DCC , или

DCC

 

DC

DCC

 

 

yC

= kDCC

xC + bDCC

 

kDCC xC

+ bDCC

= yC

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения значений коэффициентов kDCC и bDCC :

kDCC =

yC yDC

=

yDC yC

,

 

 

 

 

 

 

 

xC xDC

 

xDC xC

 

b

= y

C

k

DCC

x

= y

C

yC yDC

x

или

 

DCC

 

 

 

 

C

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xC xDC

 

bDCC = yDC kDCC xDC = yDC yC yDC xDC . xC xDC

107

Уравнение прямой радиуса описанной окружности DCC :

y = kDCC x + bDCC .

Нахождение величин радиусов описанной вокруг треугольника окружности

Значения величин радиусов описанной вокруг треугольника ∆ABC окружности (DC A = DC B = DCC ) определяются согласно

следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

lDCA = (xDC xA )2 + (yDC yA )2 ,

lDCB = (xDC xB )2 + (yDC yB )2 ,

lDCC = (xDC xC )2 + (yDC yC )2 .

2.4.2. Описание демо-версии расчетного проекта

Описание демо-версии дистанционного динамического расчетного проекта «Определение параметров сторон, биссектрис и вписанной окружности треугольника» приведем на примере реализации дистанционной системой динамических расчетных проектов расчетов значений промежуточных и итоговых результатов вычислений для произвольного треугольника на плоскости (ABC) со

следующими координатами вершин: A(xA ,yA ), B(xB ,yB ) и C(xC ,yC ) в сопровождении соответствующих скриншотов программы для ЭВМ.

По автоматически сгенерированным дистанционной системой динамических расчетных проектов значениям исходных данных осуществляется вывод в виде автоматически создаваемой статической Интернет-страницы полученных значений исходных данных (рис. 45), а также информации о рассчитанных значениях параметров сторон, биссектрис и вписанной окружности треугольника с визуальным выводом треугольника (рис. 46-49).

108

Рис. 46. Формирование значений исходных данных

Рис. 47. Расчет значений параметров сторон, серединных перпендикуляров и описанной окружности треугольника (часть 1)

109

Рис. 48. Расчет значений параметров сторон, серединных перпендикуляров и описанной окружности треугольника (часть 2)

110

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]