11 Вопрос
Теорема. Пусть
и
– общие уравнения двух прямых на координатной плоскости Оху. Тогда
1)
если
,
то прямые
и
совпадают;
2)
если
,
то прямые
и
параллельные;
3)
если
,
то прямые
пересекаются.
Доказательство.
Условие
равносильно
коллинеарности нормальных векторов
данных прямых:
.
Поэтому, если
,
то
и
прямые
пересекаются.
Если
же
,
то
,
,
и
уравнение
прямой
принимает
вид:
или
,
т.е. прямые
совпадают. Заметим, что коэффициент
пропорциональности
,
иначе все коэффициенты общего уравнения
были бы равны нулю, что невозможно.
Если же прямые не совпадают и не пересекаются, то остается случай , т.е. прямые параллельны.
Теорема доказана.
Заметим, что если прямые пересекаются, то для нахождения координат их точки пересечения достаточно решить систему двух уравнений с двумя неизвестными:
.
(4)
Следствие.
Пусть
–
определитель системы
(4). Если
,
то прямые
пересекаются в одной точке и система
(4) имеет единственное решение, которое
можно найти по формулам Крамера:
,
(5)
где
,
.
Если
,
то прямые
или параллельны и тогда система
(4) не имеет решений, или прямые
совпадают и тогда система
(4) имеет бесконечно много решений.
Доказательство. По определению определителя второго порядка
.
Если
,
то
и
,
т.е. прямые
пересекаются и координаты
точки пересечения можно найти по формулам
Крамера (5).
Если
же
,
то
и
,
т.е. либо прямые
параллельны и тогда система
не может иметь ни одного решения, либо
прямые
совпадают и тогда система
(4) состоит из одного уравнения
и решениями такой системы
являются координаты
любой точки, лежащей на прямой, а их
бесконечно много.
следствие доказано.
Пример. Выяснить взаимное расположение двух прямых
и
и если они пересекаются, найти их точку пересечения.
Решение. Решим систему
.
Определитель системы
,
следовательно прямые пересекаются. Вычисляем координаты точки пересечения:
,
,
,
.
Ответ.
Прямые
пересекаются в точке
.
Вопрос 12
Рассмотрим некоторые способы графического задания плоскости. Положение плоскости в пространстве может быть определено:
1. тремя точками, не лежащими на одной прямой линии (рис.41);
|
|
|
|
|
|||
|
|||
а) модель |
б) эпюр |
||
Рисунок 41. Плоскость, заданная тремя точками, не лежащими на одной прямой |
|||
2. прямой линией и точкой, не принадлежащей этой прямой (рис.42);
|
|
|
|
|
|||
|
|||
а) модель |
б) эпюр |
||
Рисунок 42. Плоскость, заданная прямой линией и точкой, не принадлежащей этой линии |
|||
3. двумя пересекающимися прямыми (рис.43);
|
|
|
|
||
|
|||||
|
|||||
а) модель |
б) эпюр |
|
|||
Рисунок 43. Плоскость, заданная двумя пересекающимися прямыми |
|
||||
|
|
|
|
||
|
|||||
|
|
||||
|
|||||
4. О положении плоскости относительно плоскостей проекций удобно судить по её следам (рис.45).
Следом плоскости называется прямая линия, по которой плоскость пересекается с плоскостью проекций. В зависимости от того, какую плоскость проекций пересекает данная плоскость различают горизонтальныйП1, фронтальный П2 и профильный П3 следы.
|
|
|
|
|
|||
|
|||
а) модель |
б) эпюр |
||
Рисунок 45. Плоскость, заданная следами |
|||
Следы плоскости общего положения пересекаются попарно на осях в точках ax,ay,az. Эти точки называются точками схода следов, их можно рассматривать как вершины трехгранных углов, образованных данной плоскостью с двумя из трех плоскостей проекций.
Каждый из следов плоскости совпадает со своей одноименной проекцией, а две другие разноименные проекции лежат на осях.
