
- •Лекционно-практическое занятие по теме
- •Раздел «Аналитическая геометрия на плоскости» курса «Высшая математика» включает две основные темы:
- •Прямая на плоскости
- •Прямая на плоскости. Основные
- •Прямая на плоскости. Основные
- •Задачи на составление уравнений прямой , определение параметров уравнений
- •2. Составить уравнение прямой, проходящей через
- •3. Составить уравнение прямой, проходящей черезAточку( 5;2)
- •4. Составить уравнение прямой, проходящей черезMточку0 (2;4)
- •5. Составить уравнение прямой, проходящей черезMточку(4; 1)
- •6. Составить уравнение прямой, проходящей через точкуM0 (3;2)
- •Взаимное расположение прямых на плоскости
- •Нахождение угла между прямыми
- •Проверка условий параллельности и перпендикулярности прямых
- •1. Найти угол между прямыми2x y 3 0 и
- •Кривые 2-го порядка
- •1. Окружность
- •Построение окружностей
- •Построить окружностьx2 6x y2 4 y 12
- •2. Эллипс
- •Разновидности эллипса
- •Построение эллипса
- •2. Построить эллипс9x2 5 y2 45
- •3. Построить кривую
- •4. Построить кривую
- •3. Гипербола
- •Построение гиперболы
- •Виды гипербол
- •Рассмотрим примеры построения гипербол
- •2. Построить кривуюy x2 4
- •3. Построить кривую
- •4. Парабола
- •Парабола со смещенной вершинойO'(x0 ; y0 )
- •Построение парабол
- •2. Построить кривуюy 3 21 x
- •4.Построить параболу4x2 6x 3y 2 0

Лекционно-практическое занятие по теме
Аналитическая геометрия на плоскости

Раздел «Аналитическая геометрия на плоскости» курса «Высшая математика» включает две основные темы:
1.Прямая на плоскости
2.Кривые 2-го порядка

Прямая на плоскости
Основные уравнения прямой на плоскости
1. Уравнение прямой, проходящей через |
|
|
|||||||||
заданную0 0точку0 |
перпендикулярно |
|
|
||||||||
M |
(x ; y |
) |
|
|
|
|
N A; B |
|
|
||
заданному вектору |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
N A; B |
|
|
|
|
||
A(x x0 ) B( y y0 ) 0 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Общее уравнение прямой |
|
M 0 (x0 ; y0 ) |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
N A; B |
Ax By C 0 |
|
|
|
|
||||||
- вектор нормали |
|
Y |
|
|
|||||||
|
|
|
|||||||||
3. Уравнение прямой « в отрезках» |
b |
|
X |
||||||||
|
|
x |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
a |
|
|
||||
|
|
a |
b |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Прямая на плоскости. Основные
уравнения
4. Уравнение прямой, проходящей через
заданную точку |
|
|
|
|
|
|
параллельно |
|
s m; n |
|||||||||
M 0 (x0 ; y0 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
заданномуx xвекторуy y |
|
- каноническое уравнение |
||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
m |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
s m; n - направляющий вектор |
|
|
s m; n |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Параметрические уравнения |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
x mt x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 0 (x0 ; y0 ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
y nt y0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
6. Уравнение прямой, проходящей через две |
||||||||||||||||||
заданные точки1 |
|
1 |
1 |
|
|
2 |
2 |
2 |
) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
M |
(x |
; y ) и M |
(x |
; y |
s M1M2 |
||||||||||
|
|
x x1 |
|
|
|
y y1 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M2 (x2 ; y2 ) |
||||||||
|
|
x2 x1 |
y2 y1 |
|
|
|
|
M1 (x1; y1 ) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Прямая на плоскости. Основные |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
7. Уравнение прямой, проходящей через |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
заданную0 0 |
точку0 |
|
с заданным угловым |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
M (x |
; y ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициентом |
|
|
|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
y |
y0 k(x |
x0 ) |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
k tg |
|
|
y0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
||||||||||||||||||||||||||||
Угловой коэффициентk |
- это тангенс угла наклона прямой. |
Угол отсчитывается от положительного направления оси O
8. Уравнение прямой с угловым коэффициентом
y kx b
Y |
|
b |
|
|
X |
|
|
O |
|

Задачи на составление уравнений прямой , определение параметров уравнений
1. Составить уравнение прямой, проходящей черезMточку0 (2;4)
параллельно прямой 5x 3y 15 0 . Построить прямую.
Решение.Нам задано уравнение прямой общего вида
Ax By C 0 |
N A; B -вектор нормали |
Сравнивая с заданным уравнением, получаем координаты |
|
вектора нормалиN 5; 3 |
Так как все параллельные прямые |
можно охарактеризовать одним вектором нормали, то можно состави уравнение параллельной прямой, проходящей через данную
в условии точку. За основу берем уравнениеA(x x0 ) B( y y0 ) 0
5(x 2) 3( y |
4) 0 |
|
|
|
|
|
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Найдем угловой коэффициент |
|
2 |
|||||||||
5x 10 3y 12 0 |
|
||||||||||
5x 2 3y |
|
|
|
|
|
|
3 |
||||
5x 3y 2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
y 5 x |
2 |
|
k 5 |
|
|
|
|
|
||
N 5; 3 |
|
|
|
2 |
|
O X |
|||||
|
|
3 |
3 |
|
3 |
|
|
||||
s 3;5 |
-направляющий вектор |
|
|
5 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|

2. Составить уравнение прямой, проходящей через |
|||||
данную точку |
x 1 |
|
y 3 |
||
M 0 ( 3;4) |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|||
параллельно прямой 2 |
Из канонического уравнения заданной прямой можно опреде ее направляющий векторs 2; 5
Поскольку для всех параллельных прямых можно взять один и тот же направляющий вектор, то берем за основу
каноническоеx x0 |
|
|
|
y y0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
уравнение подставляем в него координаты то |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
n |
|
и направляющего вектора |
|
|
|
|
|
|||||||
|
m |
|
|
7 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
x 3 |
|
|
y 4 |
|
|
|
|
x |
0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
5 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
y |
72 |
|
0 |
|
|
|
|||||||
Это уравнение можно преобразовать к уравнению |
|
|
|
|
|||||||||||||||
общего вида и к уравнению с угловым коэффициентом |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Y |
||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
5(x 3) 2( y 4) |
|
|
|
|
5x 15 2 y 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
||||
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|||||||
5 |
|
|
|
|
|
|
5x 2 y 7 0 |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
||
( y 4) 2 (x 3) |
|
|
|
k |
5 |
N 5;2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
- вектор нормали |
|||||||||||||
угловой коэффициент |
2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

3. Составить уравнение прямой, проходящей черезAточку( 5;2)
параллельно прямой |
. |
y 3x 5 |
|
В данном случае прямая задана уравнением с известным угловым коэффициентом y=kx+b. K=3
Все параллельные прямые имеют один угловой коэффициент. |
||||
|
Y |
|
|
|
Т.о. нам известна точка на прямой и угловой Yкоэффициент. |
||||
Берем уравнениеy y0 k(x x0 ) |
Y |
|
|
|
|
|
|||
y 2 3(x 5) |
17 |
|
|
|
y 2 3x 15 |
17 / 3 |
X |
||
y 3x 17 |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
Записав уравнение в виде3x y 17 0, определим вектор нормали
N 3; 1 |
и направляющий |
|
|
|
|
|
|
s |
|
1;3 |
|
|
|||
|
|
вектор |
|
|
|
||
Для построения прямой используем таблицу |
0 |
-17/3 |
|||||
|
|
|
|
|
x |
||
|
|
|
|
|
y |
17 |
0 |

4. Составить уравнение прямой, проходящей черезMточку0 (2;4)
перпендикулярно прямой5x 3y 15 0
M0 (2;4) |
|
|
|
N 5; 3 |
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5x 3y 15 0 |
||||||
|
|
|
x x0 |
|
y y0 |
|
||
|
|
|||||||
|
|
|
m |
n |
||||
|
|
|
|
|||||
3(x 2) 5( y 4) |
3x 6 |
Из рисунка видно, что вектор
нормали известной прямой является направляющим для искомой прямой, поэтому используем каноническое уравнен
|
x |
2 |
|
y 4 |
|
5 |
|
3 |
|||
|
|
||||
5 y 20 |
|
|
3x 5 y 26 0 |
Таким образом, получили общее уравнение прямой, из которого определяем вектор нормалиN 3;5
Из канонического уравнения можно перейти к уравнению с угловым коэффициентом
x 2 |
|
y 4 |
|
3 |
|
3 |
k 3/ 5 |
|
|
|
|
5 x y 4 |
y |
5 x 4 |
|
5 |
3 |

5. Составить уравнение прямой, проходящей черезMточку(4; 1) |
|
перпендикулярно прямой |
0 |
x 3t 1 |
|
|
|
|
y 2t 5 |
M0 |
(4; 1) |
|
s 3; 2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A(x x0 ) B( y y0 ) 0
3(x 4) 2( y 1) 0 3x
Прямая задана параметрическими уравнениями, из которых найдем
направляющий векторs 3; 2
Из рисунка видно, что направляющий вектор известной прямой является вектором нормали для искомой прямой, поэтому используем уравнение прямой
с известной точкой и вектором
нормали |
3x 2 y 14 0 |
12 2 y 2 0 |
Получили общее уравнение прямой, из которого |
, |
s 2;3 |
|
|
N 3; 2 |
|
|
Записав уравнение в виде |
|
|
|
3 |
|
3 |
|
( y 1) 2 (x 4) , |
найдем угловой коэффициентk 2 |
|