- •§15.Уравнение прямой линии на плоскости.
- •10. Векторное, параметрическое, общее и каноническое уравнение прямой.
- •20. Взаимное расположение прямых на плоскости. Полуплоскости.
- •30. Прямая линия на плоскости с прямоугольной системой координат. Нормальное уравнение прямой.
- •§ 16. Уравнение плоскости в пространстве.
- •§ 17. Уравнение прямой в пространстве.
§15.Уравнение прямой линии на плоскости.
10. Векторное, параметрическое, общее и каноническое уравнение прямой.
Зафиксируем на плоскости аффинную систему координат, определяемую точкой О - началом координат, базисным вектором
Тогда точка плоскости определяется координатами .
Зафиксируем на плоскости некоторую прямую линию.
Определение 1. Всякий ненулевой вектор ∥ прямой l называется направляющим вектором этой прямой.
Пусть есть точка , тогда производная точки лишь при условии, когда вектор коллинеарен .
Другими словами это означает, что (1)
С другой стороны всякая точка М, для которой выполнено уравнение (1) принадлежит прямой в силу определения произведения вектора на число.
Таким образом т.Мвыполняется (1). Уравнение (1) называется векторным уравнением прямой.
Если обозначить радиус вектора т. через и соответственно, то и уравнение (1) : , (2)
также называется векторным уравнением прямой.
Если , то (2) в координатах:
(3)
- параметрическое уравнение прямой на плоскости, проходящей через т. в направлении .
M0 M
0
Рис.1
Исключая из уравнения (3) параметр t получаем (4)
- каноническое уравнение прямой на плоскости.
Уравнение (4) необходимо воспринимать, как пропорцию, если , то это прямая ∥-ая оси Oy, проходящей через т..
Приведем уравнение (4) к общему знаменателю: . Если обозначить получаем: (5)
- общее уравнение прямой на плоскости.
Так как , то один из коэффициентов А или В отличен от нуля ⇒ уравнение (5) представляет собой уравнение первого порядка.
Показали, что прямая является алгебраической линией первого порядка.
Покажем, что алгебраическая линия первого порядка на плоскости является прямой.
Действительно, уравнение (5) имеет частное решение, например:
, то можно выбрать , , тогда полученное решение можно ???, как координаты точки , через которую проходит искомая прямая.
В качестве прямой K вектор
Покажем, что т.прямой лишь при условии, когда её координаты удовлетворяют уравнению (5).
Действительно, по построению прямой, если , т.е.
0=0 получаем тождество
Таким образом доказана следующая теорема:
Теорема 1. Прямые на плоскости – алгебраические линии первого порядка.
Из доказательства теоремы 1 следует, что если - уравнение прямой, то вектор является направляющим вектором этой прямой.
y
l2
x
l1
y=x
Рис.2.
Если , то из уравнения (5) получаем: , т.е. , где .
.
Вместе с каноническим уравнением (4) используется уравнение прямой, проходящей через 2 точки: если l проходит через точку и , то можно выбрать K в качестве направляющего вектора прямой, поэтому уравнение (6)
называется уравнением прямой, проходящей через т. и .
??? частные случаи уравнения (5):
-
А=0 прямая ∥-ая Ox
-
B=0 прямая ∥-ая Oy
-
C=0 проходящая через начало координат
-
A=C=0 ось Ox
-
B=C=0 ось Oy