§ 2. Найпростіші задачі аналітичної геометрії на площині

Розглянемо деякі найпростіші задачі на застосування методу координат на площині.

1. Відстань між двома точками

Теорема 4. Для будь-яких двох точок іплощини відстаньd між ними виражається формулою

(1)

Приклад. Знайти відстань між точкамиі

Розв’язок.Використовуючи формулу (1), отримаємо

Вправи

Дані точки ,,. Знайдіть відстаньміж точками: а)А і В; б) В і С; в) А і С.

Відповідь: а) 5; б) 10; в) 5.

2. Площа трикутника

Теорема 5. Для будь-яких трьох точок ,іщо не лежать на одній прямі, площатрикутникавиражається формулою

(2)

Приклад. Дані точки ,і. Знайти площу трикутника.

Розв’язок.За формулою (2) знаходимо

.

Таким чином, .

Вправа

Обчислити площу трикутника, вершинами якого є точки: а) іб),і; в),і

3. Ділення відрізка в даному відношенні

Нехай на площині даний довільний відрізок і нехайМ — будь-яка точка цього відрізка, що відрізняється від точки (рис. 13).

Рис. 13

Число , що визначається рівністю

називається відношенням, в якому точка М ділить відрізок .

Теорема 6. Якщо точка ділить відрізоку відношенні, то координати цієї точки визначаються формулами

(4)

де — координати точки,— координати точки.

Наслідок. Якщо і— дві довільні точки і точка— середина відрізка, тобто, тоі формула (4) набуде вигляду

(5)

Приклад. Дані точки і. Відрізок, обмежений цими точками, розділений у відношенні. Знайти координати точки ділення.

Розв’язок.За формулами (4) знаходимо

; .

Таким чином, ,— координати точки ділення.

Вправи

1) На осі Ox, знайдіть точку, відстань якої від точки А(3; 4) дорівнює 5.

Відповідь:(6; 0) і (0; 0).

2) Точка М є серединою відрізка ОА, що з’єднує початок координат О з точкою А(–5; 2). Знайдіть координати точки М.

Відповідь: (–5/2; 1).

3) Точка М(2, 3) поділяє відрізок АВ у відношенні 1:2. Знайдіть координати точки В, якщо відомо, що точка А має координати х = 1, у = 2.

Відповідь: В(4; 5).

4) Вершинами трикутника служать точки А(–2; 1), В(2; 2), С(4; у). Площа трикутника дорівнює 15. Визначите ординату вершини С.

Відповідь: ;.

5) Знайдіть координати центра ваги однорідної пластинки, що має форму трикутника з вершинами А(–2; 1), В(2, –1), С(4; 3).

Відповідь: ;у = 1.

Вказівка. Центр ваги трикутника знаходиться в точці перетину його медіан, що ділить кожну з медіан у відношенні 2:1, відраховуючи від вершини.

6) Площа трикутника дорівнює 3, дві його вершини — точки А(3; 1) і В(1; –3). Знайдіть координати третьої вершини, якщо відомо, що вона лежить на осі ординат.

Відповідь: С(0; –8) чи С(0; 2).

7) Площа паралелограма дорівнює 12, дві його вершини — точки А(–1; 3) і В(–2; 4). Знайдіть дві інші вершини паралелограма, якщо відомо, що точка перетину його діагоналей лежить на осі абсцис.

Відповідь: C₁(–7; –3), або,D₂(18; –4).

8) Вершини трикутника — точки А(3; 6), В(–1; 3) і С(2; –1). Знайдіть довжину його висоти, проведеної з вершини С.

Відповідь: 5.

Питання для самоперевірки

1. Вивести формулу відстані між двома точками.

2. Довести формулу площі трикутника. У якому випадку права частина формули, змінює знак на протилежний?

3. Вивести формули координат точок розподілу відрізка в даному відношенні. У якому випадку координати точок розподілу дорівнюють півсумі відповідних координат?