Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
vyshaya_matem.pdf
Скачиваний:
85
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
13.06 Mб
Скачать

Часть I. Теория

 

Глава 1. Аналитическая геометрия

 

1.1. Прямая на плоскости

 

Меню 1.1.2. Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Назад Вперёд

1.1.2. Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Определение. Линией на плоскости называется множество точек плоскости, обладающих каким-то характерным свойством.

Например, окружность состоит из точек, равноудалённых от некоторой точки, называемой центром.

Декартовы координаты позволяют задавать линии с помощью уравнения, которое часто упрощает исследование их геометрических свойств.

Определение. Уравнение с двумя неизвестными и называется уравнением линии , если этому уравнению удовлетворяют координаты и любой точки ( , ), лежащей на линии , и не удовлетворяют координаты никаких точек, не лежащих на этой линии. В таком случае говорят, что уравнение

определяет, или задает линию .

Например, уравнение 2 + 2 = 1 задает окружность единичного радиуса с центром в начале координат.

Простейшей линией является прямая на плоскости. Рассмотрим некоторую прямую, не перпендикулярную оси .

Определение. Назовем углом наклона данной прямой к оси угол , на который нужно повернуть ось против часовой стрелки до совпадения с прямой.

Определение. Тангенс угла наклона прямой к оси называют угловым коэффициентом этой прямой и обозначают буквой :

= tg .

Из определения углового коэффициента, в частности, следует, что если= 0, т.е. прямая параллельна оси , то = 0. Если = 2 , т.е. прямая

Часть I. Теория

Глава 1. Аналитическая геометрия 1.1. Прямая на плоскости

Меню 1.1.2. Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Назад Вперёд

перпендикулярна оси , то выражение = tg не имеет смысла. Тогда говорят, что угловой коэффициент «обращается в бесконечность».

Выведем уравнение прямой, если известны ее угловой коэффициент и величина отрезка , отсекаемого ей на оси .

Пусть — произвольная точка плоскости с координатами и . Если провести прямые и , параллельные осям, то образуется прямоугольный треугольник (см. рисунок 1.6). Точка лежит на прямой тогда и только тогда, когда величины и удовлетворяют условию = tg . Но

= − = − = − ,

= .

Отсюда по определению углового коэффициента получаем, что точка

лежит на данной прямой тогда и только тогда, когда ее координаты удовле-

творяют уравнению = , которое после преобразования примет вид:

 

= + .

 

(1.5)

y

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

bb

 

 

 

 

y − b

 

B b

x

b N

 

α

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

C

x

 

Рисунок 1.6

 

 

Определение. Уравнение (1.5) называют уравнением прямой с угловым коэффициентом.

Часть I. Теория

 

Глава 1. Аналитическая геометрия

 

1.1. Прямая на плоскости

 

Меню 1.1.2. Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Назад Вперёд

Если = 0, то прямая параллельна оси , и ее уравнение имеет вид

= .

Итак, любая прямая, не перпендикулярная оси , имеет уравнение вида (1.5). Верно и обратное: любое уравнение вида (1.5) определяет прямую, которая имеет угловой коэффициент и отсекает на оси отрезок, величина которого равна .

Пример 1.4. Составить уравнение прямой, отсекающей на оси отрезок

= 2 и образующей с осью угол = .

3

 

 

 

Решение. Находим угловой коэффициент:

 

 

 

 

 

 

=

 

.

= tg = tg

 

3

 

3

 

 

 

 

Подставляя и в уравнение (1.5), получаем искомое уравнение прямой:

 

 

 

 

=

3 + 2 или −

 

3 − 2 = 0.

Часть I. Теория

 

Глава 1. Аналитическая геометрия

 

1.1. Прямая на плоскости

 

Меню 1.1.3. Уравнение прямой по точке и угловому коэффициенту

Назад Вперёд

1.1.3.Уравнение прямой, проходящей через данную точку, с данным угловым коэффициентом

Иногда возникает необходимость составить уравнение прямой, зная одну ее точку 1( 1; 1) и угловой коэффициент . Запишем уравнение прямой в виде (1.5), где — пока неизвестное число. Так как прямая проходит через точку 1( 1; 1), то координаты этой точки удовлетворяют уравнению (1.5):

1 = 1 + . Отсюда = 1 1.

Подставляя найденное значение в уравнение (1.5), получаем искомое

уравнение прямой:

 

 

1

= ( − 1).

(1.6)

Пример 1.5. Составить уравнение прямой, проходящей через точку (1; 2)

и образующей с осью угол = .

 

4

 

Решение. Находим угловой коэффициент: = tg = tg

= 1. Подставляя

4

 

координаты точки и значение углового коэффициента в уравнение (1.6), получим искомое уравнение прямой:

− 2 = 1( − 1), − − 1 = 0.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]