2. Векторная алгебра и элементы аналитической геометрии
2.5 Линии на плоскости и их уравнения
2.5 Линии на плоскости и их уравнения
2.5 Линии на плоскости и их уравнения
2.5 Линии на плоскости и их уравнения
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
2.6 Прямая линия на плоскости
Продолжение следует...
780.29K
Category: mathematicsmathematics

05 VA-3 2026

1.

ВЫСШАЯ МАТЕМАТИКА
СУЗ
СТРОИТЕЛЬСТВО
1 семестр
2026

2. 2. Векторная алгебра и элементы аналитической геометрии

2. ВЕКТОРНАЯ АЛГЕБРА И ЭЛЕМЕНТЫ
АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ
2.1 Векторы, общие понятия
2.2 Скалярное произведение векторов
2.3 Векторное произведение векторов
2.4 Смешанное произведение векторов
2.5 Линии на плоскости и их уравнения
2.6 Прямая линия на плоскости

3. 2.5 Линии на плоскости и их уравнения

2.5 ЛИНИИ НА ПЛОСКОСТИ И ИХ УРАВНЕНИЯ
(
)
Уравнение вида F x; y = 0 называется уравнением линии L в
декартовой системе координат Oxy, если:
1) координаты х и у любой точки М(х;у) L удовлетворяют этому
уравнению,
2) координаты х и у любой точки N(х;у) L не удовлетворяют ему.
М(х;у) - текущая точка линии L
х и у - текущие координаты
Пусть заданы две линии
L1 : F1 ( x; y ) = 0 и L2 : F2 ( x; y ) = 0.
Их точки пересечения можно найти,
решив систему уравнений:
F1 ( x; y ) = 0,
F2 ( x; y ) = 0
Если эта система не имеет действительных решений, то линии не
пересекаются.

4. 2.5 Линии на плоскости и их уравнения

2.5 ЛИНИИ НА ПЛОСКОСТИ И ИХ УРАВНЕНИЯ
Примеры
Задана линия L : 2 x − 3 xy + 1 = 0.
Лежат ли точки А(2;2) и В(1;1) на этой линии?
2
A ( 2;2 ) : 2 22 − 3 2 2 + 1 = 8 − 12 + 1 = −3 0
B (1;1) : 2 12 − 3 1 1 + 1 = 2 − 3 + 1 = 0
Получили:
A ( 2;2 ) L, B (1;1) L.

5. 2.5 Линии на плоскости и их уравнения

2.5 ЛИНИИ НА ПЛОСКОСТИ И ИХ УРАВНЕНИЯ
Примеры
Найти точки пересечений двух линий
L1 : x 2 + y − 4 = 0 и L2 : 4x − y + 8 = 0.
x2 + y − 4 = 0
4x − y + 8 = 0
Выразим у из второго:
y = 4x + 8
y = 4 ( −2 ) + 8 = 0
Сложим оба уравнения:
x 2 + y − 4 + 4x − y + 8 = 0
x 2 + 4x + 4 = 0
2
x
+
2
(
) =0
x = −2
Получили одну точку пересечения: K
( −2;0 ) .

6. 2.5 Линии на плоскости и их уравнения

2.5 ЛИНИИ НА ПЛОСКОСТИ И ИХ УРАВНЕНИЯ
Линия L на плоскости задана параметрическими уравнениями, если
текущие координаты х и у точек линии выражены через
вспомогательный параметр t, т. е.
x = x ( t )
L:
t ( ; )
y = y ( t )
Пример
Уравнение окружности с заданным центром и заданным радиусом в
декартовой системе координат имеет вид
( x − x0 ) + ( y − y0 ) = R 2 , где M 0 ( x0 ; y0 ) − центр, R − радиус.
2
2
Тогда параметрические уравнения окружности
x = x0 + R cos t
t 0;2 )
y = y0 + R sin t

7. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Задача 1
y
n
M
M0
L
x
O
Вывести уравнение прямой L, проходящей через
заданную точку, перпендикулярно заданному вектору.
Дано:
M 0 ( x0 ; y0 ) L, n = A; B ⊥ L
Найти: L
Решение:
Пусть M
( x; y ) L – текущая точка, тогда M 0 M = x − x0 ; y − y0
n ⊥ M 0 M критерий перпендикулярности векторов n M 0 M = 0
A ( x − x0 ) + B ( y − y0 ) = 0
Ax − Ax0 + By − By0 = 0
Ax + By + ( − Ax0 − By0 ) = 0
C
Ax + By + C = 0
общее уравнение прямой
n = A; B – нормальный вектор

8. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Замечание
Ax + By + C = 0
C
1) A = 0 By + C = 0 y = −
B
C
2) B = 0 Ax + C = 0 x = −
A
A
3) C = 0 Ax + By = 0 y = − x
B
4) A = C = 0 By = 0 y = 0
уравнение
горизонтальной прямой
уравнение
вертикальной прямой
уравнение прямой, проходящей
через начало координат
y
уравнение оси Ох
5) B = C = 0 Ax = 0 x = 0
уравнение оси Оу
x
O

9. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Замечание
Ax + By + C = 0
Из этого уравнения выразим у:
A
C
By = − Ax − C y = − x −
B
B
A
C
Пусть k = − , b = − , тогда
B
B
y = kx + b
Здесь k – тангенс угла наклона прямой
к положительному направлению оси Ох,
b – ордината точки пересечения прямой и
оси Оу.
уравнение прямой с
угловым коэффициентом
Для составления уравнения прямой по заданному углу и любой
точке M 0
( x0 ; y0 ), лежащей на прямой, используют формулу:
( y − y0 ) = tg ( x − x0 )

10. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Задача 2
y
s
M
M0
L
O
x
Вывести уравнение прямой L, проходящей через
заданную точку, параллельно заданному вектору.
Дано:
Найти: L
Решение:
Пусть M
( x; y ) L – текущая точка, тогда M 0 M = x − x0 ; y − y0
их координаты пропорциональны
x − x0 y − y0
=
sx
sy
каноническое уравнение прямой
s = sx ; s y – направляющий вектор

11. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Замечание
x − x0 y − y0
=t
=
sx
sy
Пусть коэффициент пропорциональности равен t, тогда
x − x0
s =t
x
y − y0 = t
s y
x − x0 = t sx
y − y0 = t s y
x = x0 + t sx
y = y0 + t s y
t ( − ; + )
параметрические уравнения прямой

12. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Задача 3
y
M
M1
L
O M2
x
Вывести уравнение прямой L, проходящей через две
заданные точки.
Дано:
M 1 ( x1; y1 ) L, M 2 ( x2 ; y2 ) L
Найти: L
Решение:
M 1M 2 = x2 − x1; y2 − y1
Пусть M
( x; y ) L – текущая точка, тогда M 1M = x − x1; y − y1
их координаты пропорциональны
x − x1
y − y1
=
x2 − x1 y2 − y1
уравнение прямой, проходящей
через две заданные точки

13. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
y
Замечание
B
x − x1
y − y1
=
x2 − x1 y2 − y1
b
A
O
x
L
a
Пусть заданные точки расположены на осях координат, т. е. отсекают на
осях заданные отрезки,
Тогда координаты этих точек: A a;0 , B 0; b .
(
x−a y−0
=
0−a b−0
−
x
y
+1 =
a
b
x−a y
=
−a
b
)
(
)
x −a y
+
=
−a −a b
x y
+ =1
a b
уравнение прямой в отрезках

14. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Обобщение
Мы получили несколько типов (форм записи) уравнений прямой на
плоскости, которые отличаются по внешнему виду:
1) общее уравнение,
2) уравнение с угловым коэффициентом,
3) каноническое уравнение,
4) параметрические уравнения,
5) уравнение прямой, проходящей через две точки,
6) уравнение прямой в отрезках.
Очевидно, что с помощью алгебраических преобразований можно легко
перейти от одной формы записи к другой.
Таким образом можно утверждать, что любой способ определения
прямой линии на плоскости приводит к уравнению первой степени
относительно х и (или) у.
Ax + By + C = 0
( числа А и В одновременно не могут быть равны нулю)

15. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Указания к составлению уравнений прямой на плоскости
Дано
Точка и перпендикулярный вектор
Выбор формулы
A( x − x0 ) + B ( y − y0 ) = 0
Точка и параллельный вектор
x − x0 y − y0
=
sx
sy
Две точки
x − x1
y − y1
=
x2 − x1 y2 − y1

16. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Взаимное расположение прямых на плоскости
Рассмотрим две прямые, заданные общими уравнениями,
и соответствующие им нормальные векторы:
L1 : A1 x + B1 y + C1 = 0
L2 : A2 x + B2 y + C2 = 0
n1 = A1; B1 ⊥ L1
n2 = A2 ; B2 ⊥ L2
1
Параллельность прямых
2
Совпадение прямых
3
Перпендикулярность прямых
A1 B1
=
A2 B2
A1 B1 C1
=
=
A2 B2 C2
L1 ⊥ L2 n1 ⊥ n2 n1 n2 = 0 A1 A2 + B1B2 = 0

17. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Взаимное расположение прямых на плоскости
4
Угол между прямыми
(
)
cos ( L1; L2 ) = cos n1; n2 =
( L1; L2 ) = arccos
5
n1 n2
n1 n2
A1 A2 + B1B2
A +B A +B
2
1
2
1
Пересечение прямых
A1 x + B1 y + C1 = 0
K ( xk ; yk ) :
A2 x + B2 y + C2 = 0
2
2
2
2
=
A1 A2 + B1B2
A12 + B12 A22 + B22
=
L2
K
L1

18. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Задача 4
y
n
O
L
Найти расстояние h от заданной точки до заданной
прямой L.
M0
h
Дано:
M1
x
L : Ax + By + C = 0, n = A; B ⊥ L,
M 0 ( x0 ; y0 ) L.
Найти: h
Решение:
( x1; y1 ) L - проекция точки M 0 на прямую L,
тогда M 1M 0 = x0 − x1; y0 − y1 .
Пусть точка M 1
Рассмотрим модуль скалярного произведения векторов
(
)
M 1M 0 n :
M 1M 0 n = M 1M 0 n cos M 1M 0 , n = M 1M 0 n
=1
(векторы коллинеарны и угол между ними может быть равен 00 или 1800 )

19. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Задача 4 (продолжение)
M 1 M 0 n = M 1M 0 n
M 1M 0 =
M 1M 0 n
n
=h
M 1M 0 n = ( x0 − x1 ) A + ( y0 − y1 ) B = Ax0 − Ax1 + By0 − By1 =
= Ax0 + By0 + ( − Ax1 − By1 ) = Ax0 + By0 + C
точка M 1 ( x1; y1 ) L , значит её координаты удовлетворяют уравнению
прямой L: Ax1 + By1 + C = 0 C = − Ax1 − By1
n = А2 + В 2
h=
Ax0 + By0 + C
A2 + B 2
расстояние
от точки до
прямой

20. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
h0 =
C
A +B
2
расстояние от начала координат
до прямой
2
Пример
Найти длину высоты АН треугольника АВС, если
А ( 2;4 ) , В ( −7;3) , С ( −1; −2 ) .
А
Требуется найти расстояние от точки А до
прямой ВС.
h
В
H
С

21. 2.6 Прямая линия на плоскости

2.6 ПРЯМАЯ ЛИНИЯ НА ПЛОСКОСТИ
Пример (продолжение)
Уравнение прямой ВС, проходящей через две точки:
x − x1
y − y1
=
x2 − x1 y2 − y1
А ( 2;4 ) , В ( −7;3) , С ( −1; −2 ) .
x+7
y −3
=
−1 + 7 −2 − 3
x +7 y −3
=
6
−5
Подставим в формулу:
h=
h=
Ax0 + By0 + C
A2 + B 2
5 2 + 6 4 + 17
5 +6
2
2
=
10 + 24 + 17
25 + 36
−5 ( x + 7 ) = 6 ( y − 3)
−5 x − 35 = 6 y − 18
−5 x − 6 y − 35 + 18 = 0
5 x + 6 y + 17 = 0
51
=
61
длина
высоты АН
треугольника
АВС

22. Продолжение следует...

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...
English     Русский Rules