Ზღაპრები

მოცემულია სამკუთხედის სიმაღლეების განტოლებები. როგორ ვისწავლოთ ამოცანების ამოხსნა ანალიტიკურ გეომეტრიაში? ტიპიური პრობლემა სამკუთხედის სიბრტყეზე

1-20 ამოცანებში მოცემულია ABC სამკუთხედის წვეროები.
იპოვეთ: 1) AB გვერდის სიგრძე; 2) AB და AC გვერდების განტოლებები და მათი კუთხური კოეფიციენტები; 3) შიდა კუთხე A რადიანებში 0,01 სიზუსტით; 4) CD-ის სიმაღლისა და მისი სიგრძის განტოლება; 5) წრის განტოლება, რომლის სიმაღლე CD არის დიამეტრი; 6) სისტემა წრფივი უტოლობები, განსაზღვრავს სამკუთხედს ABC.

სამკუთხედის გვერდის სიგრძე:
|AB| = 15
|AC| = 11.18
|ძვ.წ.| = 14.14
მანძილი d M წერტილიდან: d = 10
მოცემულია სამკუთხედის წვეროების კოორდინატები: A(-5,2), B(7,-7), C(5,7).
2) სამკუთხედის გვერდების სიგრძე
მანძილი d შორის M 1 (x 1 ; y 1) და M 2 (x 2 ; y 2) წერტილებს შორის განისაზღვრება ფორმულით:

8) წრფის განტოლება
სწორი ხაზი, რომელიც გადის A 1 (x 1 ; y 1) და A 2 (x 2 ; y 2) წერტილებზე წარმოდგენილია განტოლებით:

AB წრფის განტოლება

ან

ან
y = -3 / 4 x -7 / 4 ან 4y + 3x +7 = 0
AC წრფის განტოლება
წრფის კანონიკური განტოლება:

ან

ან
y = 1 / 2 x + 9 / 2 ან 2y -x - 9 = 0
წრფის განტოლება BC
წრფის კანონიკური განტოლება:

ან

ან
y = -7x + 42 ან y + 7x - 42 = 0
3) კუთხე სწორ ხაზებს შორის
სწორი წრფის განტოლება AB:y = -3 / 4 x -7 / 4
წრფის განტოლება AC:y = 1 / 2 x + 9 / 2
კუთხე φ ორ სწორ ხაზს შორის, მოცემული განტოლებებიკუთხოვანი კოეფიციენტებით y = k 1 x + b 1 და y 2 = k 2 x + b 2, გამოითვლება ფორმულით:

ამ ხაზების ფერდობებია -3/4 და 1/2. მოდით გამოვიყენოთ ფორმულა და ის მარჯვენა მხარემოდულის აღება:

tg φ = 2
φ = არქტანი (2) = 63,44 0 ან 1,107 რად.
9) სიმაღლის განტოლება C წვეროზე
სწორ ხაზს, რომელიც გადის N 0 წერტილში (x 0 ;y 0) და სწორი ხაზის პერპენდიკულარულია Ax + By + C = 0 აქვს მიმართულების ვექტორი (A;B) და, შესაბამისად, წარმოდგენილია განტოლებებით:

ეს განტოლება სხვა გზითაც შეიძლება მოიძებნოს. ამისათვის ვიპოვოთ AB სწორი ხაზის k 1 დახრილობა.
AB განტოლება: y = -3 / 4 x -7 / 4, ე.ი. k 1 = -3 / 4
ორი სწორი წრფის პერპენდიკულარობის პირობიდან ვიპოვოთ პერპენდიკულარის k კუთხური კოეფიციენტი: k 1 *k = -1.
ამ ხაზის დახრილობის ჩანაცვლებით k 1-ის ნაცვლად, მივიღებთ:
-3 / 4 k = -1, საიდანაც k = 4 / 3
ვინაიდან პერპენდიკულარი გადის C(5,7) წერტილში და აქვს k = 4/3, ჩვენ ვეძებთ მის განტოლებას სახით: y-y 0 = k(x-x 0).
x 0 = 5, k = 4 / 3, y 0 = 7 ჩანაცვლებით მივიღებთ:
y-7 = 4/3 (x-5)
ან
y = 4 / 3 x + 1 / 3 ან 3y -4x - 1 = 0
ვიპოვოთ AB წრფესთან გადაკვეთის წერტილი:
ჩვენ გვაქვს ორი განტოლების სისტემა:
4y + 3x +7 = 0
3y -4x - 1 = 0
პირველი განტოლებიდან გამოვხატავთ y-ს და ვცვლით მეორე განტოლებით.
ჩვენ ვიღებთ:
x = -1
y=-1
D(-1;-1)
9) C წვეროდან გამოყვანილი სამკუთხედის სიმაღლის სიგრძე
მანძილი d M 1 წერტილიდან (x 1 ;y 1) სწორ ხაზამდე Ax + By + C = 0 უდრის სიდიდის აბსოლუტურ მნიშვნელობას:

იპოვეთ მანძილი C(5;7) წერტილსა და AB წრფეს შორის (4y + 3x +7 = 0)

სიმაღლის სიგრძე შეიძლება გამოითვალოს სხვა ფორმულის გამოყენებით, როგორც მანძილი C(5;7) და წერტილი D(-1;-1) შორის.
ორ წერტილს შორის მანძილი გამოიხატება კოორდინატებით ფორმულით:

5) წრის განტოლება, რომლის სიმაღლე CD არის დიამეტრი;
R რადიუსის წრის განტოლებას ცენტრით E(a;b) წერტილში აქვს ფორმა:
(x-a) 2 + (y-b) 2 = R 2
ვინაიდან CD არის სასურველი წრის დიამეტრი, მისი ცენტრი E არის CD სეგმენტის შუა წერტილი. სეგმენტის ნახევრად გაყოფის ფორმულების გამოყენებით მივიღებთ:

ამიტომ, E(2;3) და R = CD / 2 = 5. ფორმულის გამოყენებით ვიღებთ სასურველი წრის განტოლებას: (x-2) 2 + (y-3) 2 = 25

6) ABC სამკუთხედის განმსაზღვრელი წრფივი უტოლობების სისტემა.
AB წრფის განტოლება: y = -3 / 4 x -7 / 4
AC წრფის განტოლება: y = 1 / 2 x + 9 / 2
BC წრფის განტოლება: y = -7x + 42

როგორ ვისწავლოთ პრობლემების გადაჭრა გამოყენებით ანალიტიკური გეომეტრია?
ტიპიური პრობლემა სამკუთხედის სიბრტყეზე

ეს გაკვეთილი შექმნილია ეკვატორთან მიდგომაზე სიბრტყის გეომეტრიასა და სივრცის გეომეტრიას შორის. ამ დროისთვის საჭიროა დაგროვილი ინფორმაციის სისტემატიზაცია და ძალიან მნიშვნელოვან კითხვაზე პასუხის გაცემა: როგორ ვისწავლოთ ამოცანების ამოხსნა ანალიტიკურ გეომეტრიაში?სირთულე იმაში მდგომარეობს, რომ გეომეტრიაში უსასრულო რაოდენობის ამოცანების შედგენა შეგიძლია და არცერთი სახელმძღვანელო არ შეიცავს მაგალითების მრავალფეროვნებას. Არ არის ფუნქციის წარმოებულიდიფერენცირების ხუთი წესით, ცხრილით და რამდენიმე ტექნიკით...

გამოსავალი არსებობს! ხმამაღლა არ ვისაუბრებ იმაზე, რომ მე შევიმუშავე რაიმე სახის გრანდიოზული ტექნიკა, თუმცა, ჩემი აზრით, განსახილველი პრობლემისადმი ეფექტური მიდგომაა, რაც საშუალებას აძლევს სრულ მატყუარასაც კი მიაღწიოს კარგ და ჩინებულ შედეგებს. სულ მცირე გადაწყვეტის ზოგადი ალგორითმი გეომეტრიული პრობლემებიძალიან ნათლად ჩამოყალიბდა ჩემს თავში.

ის, რაც უნდა იცოდეთ და შეგეძლოთ ამის გაკეთება
გეომეტრიის ამოცანების წარმატებით გადაჭრისთვის?

ამისგან თავის დაღწევა არ არის - იმისთვის, რომ ღილაკებს შემთხვევით ცხვირით არ მოკიდოთ, თქვენ უნდა დაეუფლოთ ანალიტიკური გეომეტრიის საფუძვლებს. ამიტომ, თუ ახლახან დაიწყეთ გეომეტრიის შესწავლა ან სრულიად დაგავიწყდათ, გთხოვთ, გაკვეთილით დაიწყოთ ვექტორები დუიმებისთვის. გარდა ვექტორებისა და მათთან მოქმედებებისა, თქვენ უნდა იცოდეთ სიბრტყის გეომეტრიის ძირითადი ცნებები, კერძოდ, წრფის განტოლება სიბრტყეშიდა . სივრცის გეომეტრია წარმოდგენილია სტატიებში სიბრტყის განტოლება, წრფის განტოლებები სივრცეში, ძირითადი ამოცანები სწორ ხაზზე და სიბრტყეზე და კიდევ რამდენიმე გაკვეთილი. მეორე რიგის მოხრილი ხაზები და სივრცითი ზედაპირები გარკვეულწილად ერთმანეთისგან დგას და მათთან არც ისე ბევრი კონკრეტული პრობლემაა.

დავუშვათ, რომ მოსწავლეს უკვე აქვს საბაზისო ცოდნა და უნარ-ჩვევები ანალიტიკური გეომეტრიის უმარტივესი ამოცანების ამოხსნისას. მაგრამ ეს ასე ხდება: თქვენ კითხულობთ პრობლემის განცხადებას და... გსურთ მთლიანად დახუროთ ყველაფერი, გადააგდოთ იგი შორეულ კუთხეში და დაივიწყოთ, როგორც ცუდი სიზმარი. უფრო მეტიც, ეს ფუნდამენტურად არ არის დამოკიდებული თქვენი კვალიფიკაციის დონეზე, მე თვითონ ვხვდები დროდადრო ამოცანებს, რომელთა გადაწყვეტაც აშკარა არ არის. რა უნდა გააკეთოს ასეთ შემთხვევებში? არ არის საჭირო შეგეშინდეთ ამოცანის, რომელიც არ გესმით!

ჯერ ერთი, უნდა დამონტაჟდეს - არის ეს „ბინა“ თუ სივრცითი პრობლემა?მაგალითად, თუ პირობა მოიცავს ვექტორებს ორი კოორდინატით, მაშინ, რა თქმა უნდა, ეს არის სიბრტყის გეომეტრია. და თუ მასწავლებელმა მადლიერი მსმენელი პირამიდით დატვირთა, მაშინ აშკარად ჩანს სივრცის გეომეტრია. პირველი ნაბიჯის შედეგები უკვე საკმაოდ კარგია, რადგან ჩვენ მოვახერხეთ ამ ამოცანისთვის არასაჭირო ინფორმაციის უზარმაზარი რაოდენობის ამოჭრა!

მეორე. ეს მდგომარეობა ჩვეულებრივ გეომეტრიულ ფიგურას ეხება. მართლაც, გაიარეთ თქვენი მშობლიური უნივერსიტეტის დერეფნები და ნახავთ უამრავ შეშფოთებულ სახეს.

"ბრტყელ" პრობლემებში, რომ აღარაფერი ვთქვათ აშკარა წერტილებსა და ხაზებზე, ყველაზე პოპულარული ფიგურა არის სამკუთხედი. ჩვენ მას ძალიან დეტალურად გავაანალიზებთ. შემდეგ მოდის პარალელოგრამი და გაცილებით ნაკლებად გავრცელებულია მართკუთხედი, კვადრატი, რომბი, წრე და სხვა ფორმები.

IN სივრცითი პრობლემებიიგივე ბრტყელი ფიგურები + თავად თვითმფრინავები და საერთო სამკუთხა პირამიდები პარალელეპიპედებით შეიძლება ფრენა.

კითხვა მეორე - იცით ყველაფერი ამ ფიგურის შესახებ?დავუშვათ, მდგომარეობა საუბრობს ტოლფერდა სამკუთხედზე და თქვენ ძალიან ბუნდოვნად გახსოვთ, როგორი სამკუთხედია ეს. ვხსნით სასკოლო სახელმძღვანელოს და ვკითხულობთ ტოლფერდა სამკუთხედის შესახებ. რა ვქნა... ექიმმა რომბი თქვა, ეს რომბს ნიშნავს. ანალიტიკური გეომეტრია არის ანალიტიკური გეომეტრია, მაგრამ პრობლემა მოგვარდება თავად ფიგურების გეომეტრიული თვისებებითჩვენთვის ცნობილი საიდან სკოლის სასწავლო გეგმა. თუ არ იცით რა არის სამკუთხედის კუთხეების ჯამი, შეიძლება დიდხანს იტანჯოთ.

მესამე. ყოველთვის შეეცადეთ მიჰყვეთ ნახატს(პროექტზე/დასრულებულ ასლზე/გონებრივად), მაშინაც კი, თუ ეს არ არის მოთხოვნილი პირობით. „ბრტყელ“ პრობლემებში, თავად ევკლიდმა ბრძანა, აეღო სახაზავი და ფანქარი - და არა მხოლოდ მდგომარეობის გასაგებად, არამედ თვითშემოწმების მიზნით. ამ შემთხვევაში ყველაზე მოსახერხებელი სასწორია 1 ერთეული = 1 სმ (2 ნოუთბუქის უჯრედი). ნუ ვისაუბრებთ უყურადღებო სტუდენტებსა და მათემატიკოსებზე, რომლებიც მათ საფლავებში ტრიალებენ - ასეთ პრობლემებში შეცდომის დაშვება თითქმის შეუძლებელია. სივრცითი ამოცანებისთვის ვასრულებთ სქემატურ ნახატს, რომელიც ასევე ხელს შეუწყობს მდგომარეობის ანალიზს.

ნახატი ან სქემატური ნახაზი ხშირად საშუალებას გაძლევთ დაუყოვნებლივ ნახოთ პრობლემის გადაჭრის გზა. რა თქმა უნდა, ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ ძირითადი გეომეტრია და გატეხოთ თვისებები გეომეტრიული ფორმები(იხ. წინა პუნქტი).

მეოთხე. ამოხსნის ალგორითმის შემუშავება. გეომეტრიის მრავალი პრობლემა მრავალსაფეხურიანია, ამიტომ გამოსავალი და მისი დიზაინი ძალიან მოსახერხებელია წერტილებად დაშლა. ხშირად ალგორითმი მაშინვე იბადება აზრზე, როდესაც წაიკითხავთ მდგომარეობას ან დაასრულებთ ნახატს. სირთულეების შემთხვევაში ვიწყებთ ამოცანის QUESTION-ით. მაგალითად, პირობის მიხედვით „სწორი ხაზი უნდა ააგოთ...“. აქ ყველაზე ლოგიკური კითხვაა: "რა არის საკმარისი იმისათვის, რომ ვიცოდეთ ამ სწორი ხაზის ასაგებად?" დავუშვათ, "ჩვენ ვიცით წერტილი, ჩვენ უნდა ვიცოდეთ მიმართულების ვექტორი". ჩვენ ვსვამთ შემდეგ კითხვას: „როგორ ვიპოვოთ ეს მიმართულების ვექტორი? სად?" და ა.შ.

ზოგჯერ არის "შეცდომა" - პრობლემა არ მოგვარდება და ეს არის ის. გაჩერების მიზეზები შეიძლება იყოს შემდეგი:

- სერიოზული ხარვეზი საბაზისო ცოდნაში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თქვენ არ იცით და/ან ვერ ხედავთ ძალიან მარტივ რამეს.

– გეომეტრიული ფიგურების თვისებების იგნორირება.

- ამოცანა რთული იყო. დიახ, ეს ხდება. აზრი არ აქვს საათობით ორთქლვას და ცხვირსახოცში ცრემლების შეგროვებას. მიიღეთ რჩევა თქვენი მასწავლებლისგან, თანაკლასელებისგან ან დასვით შეკითხვა ფორუმზე. უფრო მეტიც, სჯობს მისი განცხადება კონკრეტული იყოს - გადაწყვეტის იმ ნაწილზე, რომელიც არ გესმით. ტირილი "როგორ მოვაგვაროთ პრობლემა?" არ გამოიყურება ძალიან კარგად... და, უპირველეს ყოვლისა, საკუთარი რეპუტაციისთვის.

ეტაპი მეხუთე. ჩვენ ვწყვეტთ-შეამოწმეთ, გადავწყვიტეთ-შეამოწმეთ, გადავწყვიტეთ-შევამოწმეთ-გავცემთ პასუხს. სასარგებლოა დავალების თითოეული წერტილის შემოწმება მისი დასრულებისთანავე. ეს დაგეხმარებათ დაუყოვნებლივ შეამჩნიოთ შეცდომა. ბუნებრივია, არავინ კრძალავს მთელი პრობლემის სწრაფად გადაჭრას, მაგრამ არსებობს ყველაფრის ხელახლა გადაწერის რისკი (ხშირად რამდენიმე გვერდი).

ეს არის, ალბათ, ყველა ძირითადი მოსაზრება, რომელიც უნდა გავითვალისწინოთ პრობლემების გადაჭრისას.

გაკვეთილის პრაქტიკული ნაწილი წარმოდგენილია სიბრტყის გეომეტრიაში. იქნება მხოლოდ ორი მაგალითი, მაგრამ ეს საკმარისი არ იქნება =)

მოდით გადავიდეთ ალგორითმის ძაფზე, რომელიც მე ახლახან გადავხედე ჩემს პატარა სამეცნიერო ნაშრომში:

მაგალითი 1

მოცემულია პარალელოგრამის სამი წვერო. იპოვე ზედა.

დავიწყოთ გაგება:

Პირველი ნაბიჯი: აშკარაა, რომ საუბარია „ბრტყელ“ პრობლემაზე.

ნაბიჯი მეორე: პრობლემა ეხება პარალელოგრამს. ყველას ახსოვს ეს პარალელოგრამის ფიგურა? არ არის საჭირო ღიმილი, ბევრი ადამიანი განათლებას 30-40-50 და მეტი წლის ასაკში იღებს, ამიტომ უბრალო ფაქტებიც კი შეიძლება წაიშალოს მეხსიერებიდან. პარალელოგრამის განმარტება გვხვდება გაკვეთილის მე-3 მაგალითში ვექტორების წრფივი (არა) დამოკიდებულება. ვექტორების საფუძველი.

ნაბიჯი სამი: დავხატოთ ნახატი, რომელზეც სამ ცნობილ წვეროს მოვნიშნავთ. სასაცილოა, რომ არ არის რთული სასურველი წერტილის დაუყოვნებლივ აშენება:

მისი აშენება, რა თქმა უნდა, კარგია, მაგრამ გამოსავალი ანალიტიკურად უნდა ჩამოყალიბდეს.

ნაბიჯი მეოთხე: ამოხსნის ალგორითმის შემუშავება. პირველი, რაც მახსენდება არის ის, რომ წერტილი შეიძლება მოიძებნოს, როგორც ხაზების გადაკვეთა. ჩვენ არ ვიცით მათი განტოლებები, ამიტომ მოგვიწევს ამ საკითხთან გამკლავება:

1) მოპირდაპირე მხარეები პარალელურია. ქულების მიხედვით ვიპოვოთ ამ გვერდების მიმართულების ვექტორი. ეს უმარტივესი დავალებარომელიც კლასში განიხილებოდა ვექტორები დუიმებისთვის.

Შენიშვნა: უფრო სწორია ვთქვათ „გვერდის შემცველი წრფის განტოლება“, მაგრამ აქ და შემდგომი სიზუსტისთვის გამოვიყენებ ფრაზებს „გვერდის განტოლება“, „გვერდის მიმართულების ვექტორი“ და ა.შ.

3) მოპირდაპირე მხარეები პარალელურია. წერტილების გამოყენებით ვპოულობთ ამ გვერდების მიმართულების ვექტორს.

4) შევქმნათ სწორი ხაზის განტოლება წერტილისა და მიმართულების ვექტორის გამოყენებით

1-2 და 3-4 აბზაცებში ერთი და იგივე პრობლემა ფაქტობრივად ორჯერ გადავწყვიტეთ, გაკვეთილის მე-3 მაგალითში იყო განხილული სიბრტყეზე სწორი ხაზის უმარტივესი პრობლემები. შესაძლებელი იყო უფრო გრძელი მარშრუტის გავლა - ჯერ იპოვნეთ ხაზების განტოლებები და მხოლოდ ამის შემდეგ "ამოიღეთ" მიმართულების ვექტორები მათგან.

5) ახლა ცნობილია წრფეების განტოლებები. რჩება მხოლოდ შესაბამისი სისტემის შედგენა და გადაჭრა წრფივი განტოლებები(იხილეთ ამავე გაკვეთილის მაგალითები No4, 5 სიბრტყეზე სწორი ხაზის უმარტივესი პრობლემები).

წერტილი ნაპოვნია.

პრობლემა საკმაოდ მარტივია და მისი გადაჭრა აშკარაა, მაგრამ არსებობს უფრო მოკლე გზა!

მეორე გამოსავალი:

პარალელოგრამის დიაგონალები იკვეთება მათი გადაკვეთის წერტილით. პუნქტი მოვნიშნე, მაგრამ ნახატი რომ არ დამეშალა, თავად დიაგონალები არ დავხატე.

შევადგინოთ გვერდის განტოლება წერტილი-პუნქტით :

შესამოწმებლად, თქვენ გონებრივად ან პროექტზე უნდა ჩაანაცვლოთ თითოეული წერტილის კოორდინატები მიღებულ განტოლებაში. ახლა ვიპოვოთ ფერდობი. ამისათვის ჩვენ ხელახლა ვწერთ ზოგად განტოლებას განტოლების სახით დახრილობის კოეფიციენტით:

ამრიგად, დახრილობა არის:

ანალოგიურად, ჩვენ ვპოულობთ გვერდების განტოლებებს. მე ვერ ვხედავ დიდ აზრს ერთი და იგივეს აღწერაში, ამიტომ დაუყოვნებლივ მივცემ დასრულებულ შედეგს:

2) იპოვეთ მხარის სიგრძე. ეს არის ყველაზე მარტივი პრობლემა, რომელიც კლასშია. ვექტორები დუიმებისთვის. ქულებისთვის ჩვენ ვიყენებთ ფორმულას:

იგივე ფორმულის გამოყენებით ადვილია სხვა გვერდების სიგრძის პოვნა. შემოწმება შეიძლება გაკეთდეს ძალიან სწრაფად ჩვეულებრივი სახაზავით.

ჩვენ ვიყენებთ ფორმულას .

მოდი ვიპოვოთ ვექტორები:

ამრიგად:

სხვათა შორის, გზაზე ვიპოვეთ გვერდების სიგრძე.

Როგორც შედეგი:

ისე, როგორც ჩანს, დამაჯერებელია, შეგიძლიათ კუთხეში მიამაგროთ პროტრაქტორი.

ყურადღება! არ აურიოთ სამკუთხედის კუთხე სწორი ხაზებს შორის. სამკუთხედის კუთხე შეიძლება იყოს ბლაგვი, მაგრამ კუთხე სწორ ხაზებს შორის არ შეიძლება (იხილეთ სტატიის ბოლო პუნქტი სიბრტყეზე სწორი ხაზის უმარტივესი პრობლემები). თუმცა, სამკუთხედის კუთხის საპოვნელად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ზემოაღნიშნული გაკვეთილის ფორმულები, მაგრამ უხეშობა ის არის, რომ ეს ფორმულები ყოველთვის იძლევა მახვილ კუთხეს. მათი დახმარებით ეს პრობლემა დრაფტში მოვაგვარე და შედეგიც მივიღე. და ბოლო ასლზე მომიწევს დამატებითი საბაბების ჩაწერა, რომ .

4) დაწერეთ განტოლება წრფის პარალელურ წერტილში გავლისას.

სტანდარტული დავალება, დეტალურად განხილული გაკვეთილის No2 მაგალითში სიბრტყეზე სწორი ხაზის უმარტივესი პრობლემები. დან ზოგადი განტოლებასწორი ამოვიღოთ სახელმძღვანელო ვექტორი. შევქმნათ სწორი ხაზის განტოლება წერტილის და მიმართულების ვექტორის გამოყენებით:

როგორ გავიგოთ სამკუთხედის სიმაღლე?

5) შევქმნათ სიმაღლის განტოლება და ვიპოვოთ მისი სიგრძე.

მკაცრი განმარტებებისგან თავის დაღწევა არ არის, ასე რომ თქვენ მოგიწევთ სასკოლო სახელმძღვანელოდან მოიპაროთ:

სამკუთხედის სიმაღლე ეწოდება სამკუთხედის წვეროდან მოპირდაპირე მხარის შემცველ წრფემდე გამოყვანილ პერპენდიკულარს.

ანუ აუცილებელია განტოლების შექმნა წვეროდან გვერდისკენ გამოყვანილი პერპენდიკულურისთვის. ეს დავალება განხილულია გაკვეთილის No6, 7 მაგალითებში სიბრტყეზე სწორი ხაზის უმარტივესი პრობლემები. მდებარეობა Eq. ამოიღეთ ნორმალური ვექტორი. მოდით შევადგინოთ სიმაღლის განტოლება წერტილის და მიმართულების ვექტორის გამოყენებით:

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ჩვენ არ ვიცით წერტილის კოორდინატები.

ზოგჯერ სიმაღლის განტოლება გვხვდება პერპენდიკულარული წრფეების კუთხური კოეფიციენტების შეფარდებით: . ამ შემთხვევაში, მაშინ: . შევადგინოთ სიმაღლის განტოლება წერტილის და კუთხური კოეფიციენტის გამოყენებით (იხილეთ გაკვეთილის დასაწყისი სწორი ხაზის განტოლება სიბრტყეზე):

სიმაღლის სიგრძე შეიძლება მოიძებნოს ორი გზით.

არის შემოვლითი გზა:

ა) პოვნა – სიმაღლისა და გვერდის გადაკვეთის წერტილი;
ბ) იპოვეთ მონაკვეთის სიგრძე ორი ცნობილი წერტილის გამოყენებით.

მაგრამ კლასში სიბრტყეზე სწორი ხაზის უმარტივესი პრობლემებიგანიხილებოდა წერტილიდან ხაზამდე მანძილის მოსახერხებელი ფორმულა. წერტილი ცნობილია: , წრფის განტოლება ასევე ცნობილია: , ამრიგად:

6) გამოთვალეთ სამკუთხედის ფართობი. სივრცეში, სამკუთხედის ფართობი ტრადიციულად გამოითვლება გამოყენებით ვექტორების ვექტორული ნამრავლი, მაგრამ აქ მოცემულია სამკუთხედი სიბრტყეზე. ჩვენ ვიყენებთ სკოლის ფორმულას:
- სამკუთხედის ფართობი უდრის მისი ფუძისა და სიმაღლის ნამრავლის ნახევარს.

Ამ შემთხვევაში:

როგორ მოვძებნოთ სამკუთხედის მედიანა?

7) შევქმნათ განტოლება მედიანასთვის.

სამკუთხედის მედიანა ეწოდება სეგმენტი, რომელიც აკავშირებს სამკუთხედის წვეროს მოპირდაპირე მხარის შუათან.

ა) იპოვეთ წერტილი - მხარის შუა. Ჩვენ ვიყენებთ ფორმულები სეგმენტის შუა წერტილის კოორდინატებისთვის. სეგმენტის ბოლოების კოორდინატები ცნობილია: , შემდეგ შუა კოორდინატები:

ამრიგად:

მოდით შევადგინოთ მედიანა განტოლება წერტილი-პუნქტით :

განტოლების შესამოწმებლად, თქვენ უნდა ჩაანაცვლოთ მასში წერტილების კოორდინატები.

8) იპოვეთ სიმაღლისა და მედიანის გადაკვეთის წერტილი. ვფიქრობ, ყველამ უკვე ისწავლა, როგორ შეასრულოს ფიგურული სრიალის ეს ელემენტი დაცემის გარეშე:

პრობლემა 1. ABC სამკუთხედის წვეროების კოორდინატები მოცემულია: A(4; 3), B(16;-6), C(20; 16). იპოვეთ: 1) AB გვერდის სიგრძე; 2) AB და BC გვერდების განტოლებები და მათი კუთხური კოეფიციენტები; 3) კუთხე B რადიანებში ორი ციფრის სიზუსტით; 4) სიმაღლის CD და მისი სიგრძის განტოლება; 5) AE მედიანას განტოლება და ამ მედიანას K წერტილის გადაკვეთის CD სიმაღლეზე; 6) სწორი ხაზის განტოლება, რომელიც გადის K წერტილში AB მხარის პარალელურად; 7) M წერტილის კოორდინატები, რომლებიც სიმეტრიულად მდებარეობს A წერტილის მიმართ სწორი ხაზის CD-სთან მიმართებაში.

გამოსავალი:

1. მანძილი d A(x 1,y 1) და B(x2,y 2) წერტილებს შორის განისაზღვრება ფორმულით.

(1) გამოყენებით ვპოულობთ AB მხარის სიგრძეს:

2. A(x 1 ,y 1) და B(x 2 ,y 2) წერტილებში გამავალი წრფის განტოლებას აქვს ფორმა.

(2)

A და B წერტილების კოორდინატების (2) ჩანაცვლებით, მივიღებთ AB მხარის განტოლებას:

y-ის ბოლო განტოლების ამოხსნის შემდეგ, ჩვენ ვპოულობთ AB გვერდის განტოლებას კუთხოვანი კოეფიციენტით სწორი ხაზის განტოლების სახით:

სადაც

B და C წერტილების კოორდინატების (2) ჩანაცვლებით, მივიღებთ BC სწორი წრფის განტოლებას:

ან

3. ცნობილია, რომ ორ წრფეს შორის კუთხის ტანგენსი, რომელთა კუთხური კოეფიციენტები შესაბამისად ტოლია, გამოითვლება ფორმულით.

(3)

სასურველ კუთხეს B ქმნიან AB და BC სწორი ხაზებით, რომელთა კუთხური კოეფიციენტები გვხვდება: (3) გამოყენებით ვიღებთ

ან მიხარია.

4. მოცემულ წერტილში მოცემული მიმართულებით გამავალი სწორი წრფის განტოლებას აქვს ფორმა

(4)

სიმაღლე CD არის AB მხარის პერპენდიკულარული. CD სიმაღლის დახრილობის საპოვნელად ვიყენებთ ხაზების პერპენდიკულარობის პირობას. Მას შემდეგ C წერტილის კოორდინატებით (4) და სიმაღლის ნაპოვნი კუთხური კოეფიციენტის ჩანაცვლებით, მივიღებთ

სიმაღლის CD სიგრძის საპოვნელად ჯერ განვსაზღვრავთ D წერტილის კოორდინატებს - AB და CD სწორი ხაზების გადაკვეთის წერტილი. სისტემის ერთად გადაჭრა:

ჩვენ ვიპოვეთ იმათ. D(8;0).

ფორმულის გამოყენებით (1) ვიპოვით სიმაღლის CD სიგრძეს:

5. AE მედიანას განტოლების საპოვნელად ჯერ განვსაზღვრავთ E წერტილის კოორდინატებს, რომელიც არის BC მხარის შუა ნაწილი სეგმენტის ორ ტოლ ნაწილად დაყოფის ფორმულების გამოყენებით:

(5)

აქედან გამომდინარე,

A და E წერტილების კოორდინატების (2) ჩანაცვლებით, ჩვენ ვპოულობთ მედიანის განტოლებას:

სიმაღლის CD და მედიანა AE გადაკვეთის წერტილის კოორდინატების საპოვნელად ერთად ვხსნით განტოლებათა სისტემას.

Ჩვენ ვიპოვეთ.

6. ვინაიდან სასურველი სწორი ხაზი AB გვერდის პარალელურია, მისი კუთხური კოეფიციენტი AB სწორი ხაზის კუთხური კოეფიციენტის ტოლი იქნება. ნაპოვნი K წერტილის კოორდინატებისა და კუთხური კოეფიციენტის (4) ჩანაცვლებით ვიღებთ

3x + 4y – 49 = 0 (KF)

7. ვინაიდან სწორი ხაზი AB არის მართკუთხა CD-ზე პერპენდიკულარული, სასურველი წერტილი M, რომელიც სიმეტრიულად მდებარეობს A წერტილის მიმართ სიმეტრიულად სწორ ხაზთან CD-სთან მიმართებაში, დევს AB სწორ ხაზზე. გარდა ამისა, წერტილი D არის AM სეგმენტის შუა წერტილი. ფორმულების (5) გამოყენებით, ჩვენ ვპოულობთ სასურველი M წერტილის კოორდინატებს:

სამკუთხედი ABC, სიმაღლე CD, მედიანა AE, სწორი ხაზი KF და წერტილი M აგებულია xOy კოორდინატთა სისტემაში ნახ. 1.

დავალება 2. შექმენით განტოლება იმ წერტილების ლოკუსისთვის, რომელთა მანძილი მოცემულ წერტილამდე A(4; 0) და მოცემულ სწორ წრფემდე x=1 უდრის 2-ს.

გამოსავალი:

xOy კოორდინატთა სისტემაში ვაშენებთ A(4;0) წერტილს და სწორ ხაზს x = 1. მოდით M(x;y) იყოს წერტილების სასურველი გეომეტრიული მდებარეობის თვითნებური წერტილი. ჩამოვწიოთ პერპენდიკულარული MB მოცემულ წრფეზე x = 1 და განვსაზღვროთ B წერტილის კოორდინატები. ვინაიდან B წერტილი დევს მოცემულ წრფეზე, მისი აბსციზა უდრის 1-ს. B წერტილის ორდინატი უდრის M წერტილის ორდინატს. მაშასადამე, B(1;y) (ნახ. 2).

პრობლემის პირობების მიხედვით |მა|: |მვ| = 2. დისტანციები |MA| და |მბ| 1-ის პრობლემის ფორმულიდან (1) ვპოულობთ:

მარცხენა და მარჯვენა მხარეების კვადრატში ვიღებთ

შედეგად მიღებული განტოლება არის ჰიპერბოლა, რომელშიც რეალური ნახევრადღერძი არის a = 2, ხოლო წარმოსახვითი ნახევარღერძი არის

განვსაზღვროთ ჰიპერბოლის კერები. ჰიპერბოლისთვის, თანასწორობა დაკმაყოფილებულია და - ჰიპერბოლური ხრიკები. როგორც ხედავთ, მოცემული წერტილი A(4;0) არის ჰიპერბოლის სწორი ფოკუსი.

მოდით განვსაზღვროთ მიღებული ჰიპერბოლის ექსცენტრიულობა:

ჰიპერბოლის ასიმპტოტების განტოლებებს აქვთ ფორმა და . მაშასადამე, ან და არის ჰიპერბოლის ასიმპტოტები. ჰიპერბოლის აგებამდე ჩვენ ვაშენებთ მის ასიმპტოტებს.

პრობლემა 3. შექმენით განტოლება A(4; 3) წერტილიდან თანაბარი მანძილით დაშორებული წერტილების ლოკუსისთვის და y = 1 სწორი წრფედან. მიღებული განტოლება გადაიტანეთ უმარტივეს ფორმამდე.

გამოსავალი:მოდით M(x; y) იყოს წერტილების სასურველი გეომეტრიული ლოკუსის ერთ-ერთი წერტილი. მოდით ჩამოვაგდოთ პერპენდიკულარული MB M წერტილიდან ამ სწორ წრფეზე y = 1 (ნახ. 3). განვსაზღვროთ B წერტილის კოორდინატები. ცხადია, B წერტილის აბსციზა უდრის M წერტილის აბსცისა, ხოლო B წერტილის ორდინატი 1-ის, ანუ B(x; 1). პრობლემის პირობების მიხედვით |MA|=|MV|. შესაბამისად, ნებისმიერი წერტილისთვის M(x;y), რომელიც მიეკუთვნება წერტილების სასურველ გეომეტრიულ ადგილს, ჭეშმარიტია შემდეგი ტოლობა:

შედეგად მიღებული განტოლება განსაზღვრავს პარაბოლას წვეროსთან ერთად იმისთვის, რომ პარაბოლის განტოლება მის უმარტივეს ფორმამდე მივიყვანოთ, დავაყენოთ y + 2 = Y, შემდეგ პარაბოლის განტოლება იღებს ფორმას:

სავარჯიშო 1

57. მოცემულია ABC სამკუთხედის წვეროები. იპოვე

) AB მხარის სიგრძე;

) AB და AC გვერდების განტოლებები და მათი კუთხური კოეფიციენტები;

) შიდა კუთხე A;

) B წვეროდან გამოყვანილი მედიანის განტოლება;

) სიმაღლის CD და მისი სიგრძის განტოლება;

) წრის განტოლება, რომლის სიმაღლე CD არის დიამეტრი და ამ წრის გადაკვეთის წერტილები AC მხარესთან;

) შიდა კუთხის A ბისექტრის განტოლება;

) ABC სამკუთხედის ფართობი;

) ABC სამკუთხედის განმსაზღვრელი წრფივი უტოლობების სისტემა.

გააკეთე ნახატი.

A(7, 9); B(-2, -3); C(-7, 7)

გამოსავალი:

1) ვიპოვოთ ვექტორის სიგრძე

= (x ბ -x ა )2+ (y ბ -ი ა )2 = ((-2)-7)2 + (-3 - 9)2 = 92 + 122 = 225

= = 15 - AB მხარის სიგრძე

2) ვიპოვოთ AB გვერდის განტოლება

წერტილებში გამავალი წრფის განტოლება

ოჰ ა ; ზე ვ ) და B(x ა ; ზე ვ ) ვ ზოგადი ხედი

ჩავანაცვლოთ A და B წერტილების კოორდინატები სწორი ხაზის ამ განტოლებაში

ს AB = (- 3, - 4) ეწოდება AB სწორი წრფის მიმართულების ვექტორს. ეს ვექტორი AB წრფის პარალელურია.

4(x - 7) = - 3(y - 9)

4x + 28 = - 3y + 27

4x + 3y + 1 = 0 - AB წრფის განტოლება

თუ განტოლება იწერება სახით: y = X - მაშინ შეგვიძლია გამოვყოთ მისი კუთხური კოეფიციენტი: k 1 =4/3

ვექტორი ნ AB = (-4, 3) ეწოდება AB წრფის ნორმალურ ვექტორს.

ვექტორი ნ AB = (-4, 3) არის AB წრფის პერპენდიკულარული.

ანალოგიურად, ჩვენ ვპოულობთ AC მხარის განტოლებას

ს AC = (- 7, - 1) - AC მხარის მიმართულების ვექტორი

(x - 7) = - 7 (y - 9)

x + 7 = - 7y + 63

x + 7y - 56 = 0 - AC მხარის განტოლება

y = = x + 8 საიდანაც დახრილობა k 2 = 1/7

ვექტორი ნ A.C. = (- 1, 7) - AC ხაზის ნორმალური ვექტორი.

ვექტორი ნ A.C. = (- 1, 7) პერპენდიკულარულია AC წრფეზე.

3) ვიპოვოთ კუთხე A

დავწეროთ ვექტორების სკალარული ნამრავლის ფორმულა და

* = *cos ∟A

A კუთხის საპოვნელად საკმარისია ამ კუთხის კოსინუსის პოვნა. წინა ფორმულიდან ვწერთ გამოხატულებას A კუთხის კოსინუსისთვის

cos ∟A =

ვექტორების სკალარული ნამრავლის პოვნა და

= (x ვ - X ა ; ზე ვ - თ ა ) = (- 2 - 7; - 3 - 9) = (-9, -12)

= (x თან - X ა ; ზე თან - თ ა ) = (- 7 - 7; 7 - 9) = (-14; -2)

9*(-14) + (-12)*(-2) = 150

ვექტორის სიგრძე = 15 (ნაპოვნი ადრე)

ვიპოვოთ ვექტორის სიგრძე

= (x თან -x ა )2+ (y თან -ი ა )2 = (-14)2 + (-2)2 = 200

= = 14.14 - მხარის სიგრძე AC

მაშინ cos ∟A = = 0,7072

∟A = 45 0

4) ვიპოვოთ B წერტილიდან AC მხარეს დახატული BE მედიანას განტოლება

მედიანური განტოლება ზოგადი ფორმით

ახლა ჩვენ უნდა ვიპოვოთ BE სწორი ხაზის მიმართულების ვექტორი.

მოდით შევავსოთ ABC სამკუთხედი ABCD პარალელოგრამამდე, ისე, რომ გვერდი AC არის მისი დიაგონალი. პარალელოგრამში დიაგონალები იყოფა ნახევრად, ანუ AE = EC. მაშასადამე, E წერტილი დევს BF წრფეზე.

ვექტორი BE შეიძლება მივიღოთ, როგორც BE სწორი ხაზის მიმართულების ვექტორი , რომელსაც ჩვენ ვიპოვით.

= +

= (x გ - X ბ ; ზე გ - თ ბ ) = (- 7- (-2); 7 - (-3)) = (-5. 10)

= + = (-5 + 9; 10 + 12) = (4; 22)

ჩავანაცვლოთ განტოლებაში

ჩავანაცვლოთ C წერტილის კოორდინატები (-7; 7)

(x + 7) = 2 (y - 7)

x + 77 = 2y - 14

x - 2y + 91 = 0 - მედიანური BE-ს განტოლება

ვინაიდან წერტილი E არის AC მხარის შუა, მისი კოორდინატები

X ე = (x ა + x თან )/2 = (7 - 7)/2 = 0

ზე ე = (y ა + y თან )/2 = (9 + 7)/2 = 8

E წერტილის კოორდინატები (0; 8)

5) მოდი ვიპოვოთ განტოლება სიმაღლის CD და მისი სიგრძისთვის

ზოგადი განტოლება

საჭიროა სწორი ხაზის CD-ის მიმართულების ვექტორის პოვნა

სწორი ხაზი CD არის AB სწორი ხაზის პერპენდიკულარული, შესაბამისად, სწორი ხაზის CD-ის მიმართულების ვექტორი პარალელურია სწორი ხაზის AB ნორმალური ვექტორის პარალელურად.

CD ‖AB

ანუ სწორი ხაზის AB ნორმალური ვექტორი შეიძლება მივიღოთ, როგორც სწორი ხაზის CD ვექტორი

ვექტორი AB ადრე ნაპოვნი: AB (-4, 3)

ჩავანაცვლოთ C წერტილის კოორდინატები, (- 7; 7)

(x + 7) = - 4 (y - 7)

x + 21 = - 4y + 28

x + 4y - 7 = 0 - სიმაღლის განტოლება C D

D წერტილის კოორდინატები:

წერტილი D ეკუთვნის AB წრფეს, შესაბამისად, D(x) წერტილის კოორდინატები დ . წ დ ) უნდა აკმაყოფილებდეს ადრე ნაპოვნი სწორი წრფის AB განტოლებას

წერტილი D ეკუთვნის CD წრფეს, შესაბამისად, D(x) წერტილის კოორდინატები დ . წ დ ) უნდა აკმაყოფილებდეს სწორი ხაზის CD განტოლებას,

ამის საფუძველზე შევქმნათ განტოლებათა სისტემა

კოორდინატები D(1; 1)

იპოვეთ სწორი ხაზის CD სიგრძე

= (x დ -x გ )2+ (y დ -ი გ )2 = (1 + 7)2 + (1 - 7)2 = 64 +36 = 100

= = 10 - სწორი ხაზის CD სიგრძე

6) იპოვეთ CD დიამეტრის მქონე წრის განტოლება

აშკარაა, რომ სწორი ხაზი CD გადის კოორდინატების საწყისზე, რადგან მისი განტოლება არის -3x - 4y = 0, შესაბამისად, წრის განტოლება შეიძლება დაიწეროს ფორმით.

(x - a) 2 + (y - b) 2= რ 2- წრის განტოლება ცენტრით წერტილში (a; b)

აქ R = СD/2 = 10/2 = 5

(x - a) 2 + (y - b) 2 = 25

O (a; b) წრის ცენტრი დევს CD სეგმენტის შუაში. ვიპოვოთ მისი კოორდინატები:

X 0= a = = = - 3;

წ 0= ბ = = = 4

წრის განტოლება:

(x + 3) 2 + (y - 4) 2 = 25

ვიპოვოთ ამ წრის კვეთა AC მხარესთან:

წერტილი K ეკუთვნის წრესაც და AC წრფესაც

x + 7y - 56 = 0 - ადრე ნაპოვნი სწორი ხაზის AC განტოლება.

მოდით შევქმნათ სისტემა