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

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

+ b

= y

B .

 

B

 

BC

 

B

BC

, или

BC

 

B

BC

 

yC = kBC xC + bBC

kBC xC + bBC = yC

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения значений коэффициентов kи b:

kBC =

yC yB

=

yB yC

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xC xB

 

xB xC

 

 

 

 

 

 

 

 

b = y

C

k

BC

x

 

= y

C

yC yB

x

или

 

 

 

BC

 

 

C

 

 

 

 

xC xB

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b = y

B

k

BC

x

B

= y

B

yC yB

x

B

.

 

BC

 

 

 

 

 

 

 

xC xB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение стороны BC : y = kBC x + bBC .

Нахождение величин сторон треугольника

Значения величин сторон треугольника ∆ABC ( AB , AC и BC ) определяются согласно следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

lAB = (xB xA )2 + (yB yA )2 ,

lAC = (xC xA )2 + (yC yA )2 ,

lBC = (xC xB )2 + (yC yB )2 .

Нахождение координат точек пересечения сторон и опущенных на них биссектрис для треугольника

При решении данной задачи необходимо воспользоваться утверждением, что биссектриса внутреннего угла треугольника делит противоположную сторону на отрезки, отношение которых равно отношению прилежащих сторон.

81

Координаты

основания

биссектрисы

AK1 ,

 

то

 

есть

точки

K1(xK1 ,yK1 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lK1C = lAC ,

 

xC xB

=

lBC

= lK1B + lK1C = lAB + lAC = 1 + lAC .

lK1B

lAB

 

xK1 xB

 

 

 

lK1B

lK1B

lAB

 

 

 

lAB

 

Тогда xK1 = xB +

xC

xB

, аналогично yK1

= yB

+

yC

yB

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +

lAC

 

 

 

 

1 +

lAC

 

 

 

 

 

 

lAB

 

 

lAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Координаты

основания

биссектрисы

BK2 ,

 

то

 

есть

точки

K2 (xK 2 ,yK 2 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lK 2C = lBC ,

xC xA

=

lAC

= lK 2 A + lK 2C

lK 2 A

lAB

xK 2 xA

 

lK 2 A

lK 2 A

Тогда xK 2

= xA +

xC xA

, аналогично yK 2

 

 

1 +

lBC

 

 

 

lAB

 

 

 

= lAB + lBC = 1 + lBC .

lAB

lAB

= yA + yC l yA . 1 + BC

lAB

Координаты

основания

биссектрисы

CK3 ,

 

то

 

есть точки

K3 (xK 3 ,yK 3 ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lK 3B = lBC ,

xB xA

=

lAB

= lK 3 A + lK 3B = lAC + lBC = 1 + lBC .

lK 3 A

lAC

xK 3 xA

 

 

lK 3 A

 

lK 3 A

lAC

 

 

 

lAC

Тогда xK 3 = xA +

xB xA

, аналогично yK 3 = yA

+

yB yA

.

 

 

 

 

1 +

lBC

 

 

 

 

 

 

1 +

lBC

 

 

 

 

lAC

 

 

 

 

lAC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нахождение уравнений биссектрис треугольника

Для

биссектрисы AK1

треугольника ∆ABC имеем систему

линейных алгебраических уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

yA = kAK1

xA + bAK1

 

 

 

 

 

kAK1 xA

+ bAK1 = yA

.

 

 

 

= kAK1

xK1 + bAK1

, или

 

+ bAK1 = yK1

 

 

yK1

 

 

 

 

kAK1 xK1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82

 

 

 

 

 

 

 

 

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения значений коэффициентов kAK1 и bAK1 :

kAK1

=

yK1 yA

=

yA yK1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK1 xA

 

xA xK1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bAK1

= yK1 kAK1 xK1 = yK1

yK1 yA

xK1 или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK1 xA

 

 

 

 

bAK1

= yA kAK1

xA = yA

yK1 yA

xA .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK1 xA

 

 

 

 

 

 

Уравнение биссектрисы AK1 :

 

y = kAK1 x + bAK1 .

 

Для

биссектрисы BK2

треугольника ∆ABC имеем систему

линейных алгебраических уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

B

= k

BK 2

x

B

+ b

, или

 

k

BK 2

x

B

+ b

= y

B .

 

 

 

 

 

BK 2

 

 

 

 

BK 2

 

yK 2 = kBM 2 xK 2 + bBK 2

 

 

 

kBK 2 xK 2 + bBK 2 = yK 2

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения значений коэффициентов kBK 2 и bBK 2 :

kBK 2

=

yK 2 yB

=

yB yK 2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK 2 xB

 

 

 

xB xK 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

K 2

k

BK 2

x

K 2

= y

K 2

yK 2 yB

 

x

K 2

или

 

 

BK 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK 2 xB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

B

k

BK 2

x

B

= y

B

yK 2

yB

x

B

.

 

 

 

 

 

 

BK 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK 2 xB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение биссектрисы BK2 : y = kBK 2 x + bBK 2 .

Для

биссектрисы

 

CK3

 

треугольника

ABC имеем систему

линейных алгебраических уравнений:

83

 

y

 

= k

 

x

+ b

 

k

 

x

+ b

= y

 

 

C

 

CK 3

C

CK 3

, или

 

CK 3

C

CK 3

C .

yK 3 = kCK 3 xK 3 + bCK 3

kCK 3 xK 3 + bCK 3 = yK 3

При решении данной системы линейных алгебраических уравнений получим выражения для нахождения значений коэффициентов kCK 3 и bCK 3 :

kCK 3

=

yK 3 yC

=

yC yK 3

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xK 3 xC

 

 

xC xK 3

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

K 3

k

CK 3

x

K 3

= y

K 3

yK 3

yC

x

K 3

или

 

 

 

CK 3

 

 

 

 

 

 

 

 

xK 3

xC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

= y

C

k

CK 3

x = y

yK 3

yC

x .

 

 

 

 

 

 

CK 3

 

 

 

 

 

 

C

 

C

 

 

xK 3

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xC

 

 

Уравнение биссектрисы CK3 : y = kCK 3 x + bCK 3 .

Нахождение величин биссектрис треугольника

Значения величин биссектрис треугольника ∆ABC ( AK1 , BK2 и CK3 ) определяются согласно следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

lAK1 = (xK1 xA )2 + (yK1 yA )2 , lBK 2 = (xK 2 xB )2 + (yK 2 yB )2 , lCK 3 = (xK 3 xC )2 + (yK 3 yC )2 .

Нахождение координат точки пересечения биссектрис треугольника или центра вписанной в треугольник окружности

Для биссектрис AK1 и BK2 треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

84

yKC = kAK1 xKC + bAK1

kAK1 xKC

yKC = −bAK1

.

 

 

, или

yKC = −bBK 2

yKC = kBK 2 xKC + bBK 2

kBK 2 xKC

 

При решении данной системы уравнений получим выражения для

нахождения координат точки KC (xKC ,yKC ):

 

 

xKC = − bBK 2 bAK1 = − bAK1 bBK 2 ,

 

 

kBK 2 kAK1

kAK1 kBK 2

 

 

yKC = kAK1 xKC + bAK1

= − bBK 2 bAK1 kAK1 + bAK1 или

 

 

 

kBK 2 kAK1

 

 

y = k x + b

= − bBK 2 bAK1 k

+ b .

 

kBK 2 kAK1

Витоге получим значения координат точки пересеченияKC BK 2 BK 2KC BK 2BK 2

биссектрис AK1 и BK2 для треугольника ∆ABC , то есть точки

KC (xKC ,yKC ).

Для биссектрис AK1 и CK3 треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

yKC = kAK1 xKC + bAK1

kAK1

xKC yKC = −bAK1

.

 

xKC + bCK 3

, или

xKC yKC = −bCK 3

yKC = kCK 3

kCK 3

 

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

KC (xKC ,yKC ):

xKC

= − bCK 3 bAK1 = − bAK1 bCK 3 ,

 

 

 

kCK 3 kAK1

kAK1 kCK 3

yKC

= kAK1 xKC + bAK1

= − bCK 3 bAK1

 

 

 

 

 

 

 

kCK 3 kAK1

y

KC

= k

CK 3

x

KC

+ b

= − bCK 3 bAK1

 

 

 

CK 3

kCK 3 kAK1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85

kAK1 + bAK1 или

kCK 3 + bCK 3 .

В итоге получим значения координат точки пересечения биссектрис AK1 и CK3 для треугольника ∆ABC , то есть точки

KC (xKC ,yKC ).

Для биссектрис BK2 и CK3 треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

= −b

 

KC

 

BK 2

 

KC

BK 2

, или

BK 2

 

KC

 

KC

BK 2 .

yKC = kCK 3 xKC + bCK 3

kCK 3 xKC yKC = −bCK 3

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

KC (xKC ,yKC ):

xKC = − bCK 3 bBK 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kCK 3 kBK 2

 

 

 

 

 

 

 

y

KC

= k

BK 2

x

KC

+ b

 

= − bCK 3

bBK 2 k

BK 2

+ b

или

 

 

 

BK 2

kCK 3

kBK 2

 

BK 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

KC

= k

CK 3

x

KC

+ b

 

= − bCK 3

bBK 2 k

CK 3

+ b

.

 

 

 

CK 3

kCK 3

kBK 2

CK 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В итоге получим значения координат точки пересечения

биссектрис

BK2

и

CK3

для треугольника ∆ABC ,

то есть точки

KC (xKC ,yKC ).

Нахождение величин расстояний между точкой пересечения биссектрис треугольника и вершинами треугольника

Значения величин расстояний между точкой пересечения биссектрис треугольника ∆ABC , то есть точкой KC , и вершинами треугольника (KC A, KC B и KCC ) определяются согласно следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

86

lKCA = (xKC xA )2 + (yKC yA )2 ,

lKCB = (xKC xB )2 + (yKC yB )2 ,

lKCC = (xKC xC )2 + (yKC yC )2 .

Нахождение уравнений перпендикуляров или радиусов вписанной в треугольник окружности, опущенных из центра

вписанной в треугольник окружности на стороны треугольника

Для радиуса вписанной в треугольник ∆ABC окружности IC L1 , опущенного из центра вписанной окружности IC на сторону BC , имеем соотношения для нахождения значений коэффициентов kICL1 и

bICL1:

k

ICL1

= −

1

, b

= y

IC

k

ICL1

x

IC

= y

IC

+

xIC

.

 

 

 

kBC

ICL1

 

 

 

 

 

kBC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

радиуса

 

вписанной

 

окружности

IC L1 :

y = kICL1 x + bICL1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для радиуса вписанной в треугольник ∆ABC окружности

IC L2 ,

опущенного из центра вписанной окружности IC на сторону AC , имеем соотношения для нахождения значений коэффициентов kICL2 и

bICL2 :

k

ICL2

= −

1

, b

= y

IC

k

ICL2

x

IC

= y

IC

+

xIC

.

 

 

 

 

 

 

kAC

ICL2

 

 

 

 

 

kAC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

радиуса

вписанной

 

окружности

IC K2 :

y = kICL2 x + bICL2 .

87

Для радиуса вписанной в треугольник ∆ABC окружности IC L3 , опущенного из центра вписанной окружности IC на сторону AB , имеем соотношения для нахождения значений коэффициентов kICL3 и

bICL3 :

k

ICL3

= −

1

 

,

b

 

= y

IC

k

ICL3

x

IC

= y

IC

+

xIC

.

 

 

 

 

kAB

ICL3

 

 

 

 

 

 

 

 

kAB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнение

 

 

радиуса

 

вписанной

 

 

 

окружности

IC L3 :

y = kICL3 x + bICL3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нахождение координат точек пересечения перпендикуляров

 

 

или радиусов вписанной в треугольник окружности,

 

опущенных из центра вписанной в треугольник окружности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на стороны треугольника

 

 

 

Для

радиуса

вписанной окружности IC L1

и стороны

BC

треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических

уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

= k

 

 

x

 

+ b

 

 

k

 

 

 

x

 

y

 

= −b

 

 

 

L1

 

ICL1

 

 

L1

 

ICL1 , или

 

ICL1

 

 

L1

 

 

 

L1

 

ICL1 .

 

 

 

yL1 = kBC xL1 + bBC

 

 

 

kBC xL1 yL1 = −bBC

 

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

L1(xL1 ,yL1 ):

xL1

= − bBC bICL1 = − bICL1 bBC ,

 

 

 

 

 

 

kBC kICL1

kICL1 kBC

 

 

 

y

L1

= k

ICL1

x

L1

+ b

= − bBC bICL1 k

ICL1

+ b

или

 

 

 

ICL1

kBC kICL1

ICL1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

88

 

 

 

y = k x + b = − bBC bICL1 k + b .

kBC kICL1

Витоге получим значения координат точки пересечения радиусаBC BCL1 BC L1 BC

вписанной окружности IC L1 и стороны BC для треугольника ∆ABC ,

то есть точки L1(xL1 ,yL1 ).

Для радиуса вписанной окружности IC L2 и стороны AC треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

= −b

 

L2

 

ICL2

 

L2

ICL2 ,

или

ICL2

 

L2

 

L2

 

ICL2 .

 

yL2 = kAC xL2 + bAC

 

kAC xL2 yL2 = −bAC

При

решении

данной

системы

 

линейных

алгебраических

уравнений получим выражения для нахождения координат точки

L2 (xL2 ,yL2 ):

xL2

= − bAC bICL2

= − bICL2 bAC ,

 

 

 

 

 

 

 

kAC kICL2

 

kICL2 kAC

 

 

 

 

y

L2

= k

ICL2

x

L2

+ b

 

= − bAC bICL2

k

ICL2

+ b

или

 

 

 

ICL2

kAC kICL2

 

ICL2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

= k

x

+ b

= − bAC bICL2 k

 

+ b .

 

kAC kICL2

Витоге получим значения координат точки пересечения радиусаAC ACL2 AC L2 AC

вписанной окружности IC L2 и стороны AC для треугольника ∆ABC ,

то есть точки L2 (xL2 ,yL2 ).

Для радиуса вписанной окружности IC L3 и стороны AB треугольника ∆ABC имеем систему линейных алгебраических уравнений:

89

y

 

= k

 

x

 

+ b

k

 

x

 

y

 

= −b

 

L3

 

ICL3

 

L3

ICL3 ,

или

ICL3

 

L3

 

L3

 

ICL3 .

 

yL3 = kAB xL3 + bAB

 

kAB xL3 yL3 = −bAB

При

решении

данной

системы

линейных

алгебраических

уравнений получим выражения для нахождения координат точки

L3 (xL3 ,yL3 ):

xL3

= − bAB bICL3

= − bICL3 bAB ,

 

 

 

 

 

 

 

kAB kICL3

 

kICL3 kAB

 

 

 

 

y

L3

= k

ICL3

x

L3

+ b

 

= − bAB bICL3

k

ICL3

+ b

или

 

 

 

ICL3

kAB kICL3

 

ICL3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

= k

x

+ b

= − bAB bICL3 k

 

+ b .

 

kAB kICL3

Витоге получим значения координат точки пересечения радиусаAB ABL3 L3 ABAB

вписанной окружности IC L3 и стороны AB для треугольника ∆ABC , то есть точки L3 (xL3 ,yL3 ).

Нахождение величин радиусов вписанной в треугольник окружности

Значения величин радиусов вписанной в треугольника ∆ABC окружности (IC L1 , IC L2 и IC L3 ) определяются согласно следующим формулам нахождения расстояний между двумя точками на плоскости:

lICL1 = (xL1 xIC )2 + (yL1 yIC )2 ,

lICL2 = (xL2 xIC )2 + (yL2 yIC )2 ,

lICL3 = (xL3 xIC )2 + (yL3 yIC )2 .

90

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]