Аналитическая геометрия

та часть математики, в которой геометрические задачи решаются аналитическими (алгебраическими)

методами. И в этом ей помогает метод координат. Основателем метода координат считается французский математик и философ Рене Декарт (1596-1650г.г.). Опубликование его “Геометрии” (приложение к философскому трактату ”Рассуждение о методе”) в 1637 году условно считается датой рождения аналитической геометрии.

в пространстве понимают способ, позволяющий численно описать положение точки плоскости

или пространства. Одной из таких систем является прямоугольная (декартова) система координат. Прямоугольная система координат задается взаимно перпендикулярными прямыми (рис.1,2), на каждой из которых выбрано положительное направление, и задан единичный отрезок. Эти прямые называются осями координат, точка их пересечения О – начало координат, ох – ось абсцисс, oy – ось ординат.

уравнением F(x,y)=0, называется геометрическое место точек плоскости Oxy, координаты которых

удовлетворяют этому уравнению.
Это означает, что координаты любой точки линии, при подстановке в уравнение F(x,y) = 0 превращают его в тождество.
А координаты любой другой точки, не принадлежащей линии, этому уравнению не удовлетворяют.

Уравнение линии дает возможность изучение геометрических свойств линии заменить исследованием его уравнения.
Чтобы ответить на вопрос, лежит ли точка на линии L, достаточно знать координаты точки M и уравнение линии L.

, например, состоит из тех и только

тех точек плоскости xoy, координаты которых удовлетворяют этому уравнению (т.е. при подстановке координат точек в данное уравнение получается тождество).

?

Решение. Подставим x=-2, y=1 в уравнение линии:

Точка K(-2,1) лежит на данной линии.

параллельную оси ординат, можно представить уравнением вида

где к есть тангенс угла образованного прямой с положительным
направлением оси абсцисс (ox).

оси Ox угол и ордината ее точки

пересечения с осью Oy равна b.
Возьмем на прямой точку , тогда
, , , .

Так как , получим или

Если прямая параллельна оси ox, то уравнение прямой примет

вид: y = b

не существует.

В этом случае уравнение прямой будет иметь вид: x = a ,

где а – абсцисса точки, через которую проходит данная прямая ( точки пересечения прямой с осью ox).

точку и

имеет угловой коэффициент к.


Уравнение такой прямой можно записать в виде
y=kx+b, где b - неизвестная величина.

Так как прямая проходит через точку ,
то координаты этой точки удовлетворяют
уравнению y=kx+b.
Имеем Отсюда

Подставим значение “b” в уравнение
y=kx+b , получим

и образующей угол

с положительным направлением оси ox.

Решение
Найдем угловой коэффициент прямой: .
Используем уравнение прямой, проходящей через данную точку:


Подставляем числовое значение углового коэффициента и координаты точки .

вектору.
Пусть прямая проходит через точку
Направляющим

вектором данной прямой
называется вектор, параллельный этой прямой.
Пусть дан вектор , параллельный
прямой.
Возьмем на прямой произвольную точку M(x,y) и
рассмотрим вектор .

Векторы и коллинеарны,
следовательно, их соответствующие
координаты пропорциональны:




Полученное уравнение является уравнением прямой по точке и направляющему вектору.

через две данные точки
можно провести единственную прямую.
Пусть прямая

проходит через точки

За направляющий вектор
данной прямой можно взять вектор

.
Составим уравнение прямой по точке
и направляющему вектору :

то прямая параллельна оси oy.
Ее уравнение

имеет вид: .




Если то прямая параллельна оси ox.
Ее уравнение

Ax + By + C =

0
это уравнение называется общим уравнением прямой.

1). Если А = 0, то уравнение примет вид By + C = 0 ; y = -
Прямая параллельна оси ox.

2). Если В = 0, то уравнение примет вид: Ax + C = 0, x = -
Прямая параллельна оси oy.

3). Если С = 0, то уравнение примет вид: Ax + By = 0. y = -

Прямая проходит через начало координат и имеет угловой коэффициент k = -

можно найти угловой коэффициент к.

Для этого выразим y из этого уравнения : Ax + By + C = 0.
By = - Ax – C ;

.

Сравнивая с формулой Ax + By + C = 0, видим, что
A = 3, B = 5, значит по формуле получим:

Углом между двумя пересекающимися прямыми

называется острый угол между ними. На рисунке это
угол .
Уравнение первой прямой : .

Уравнение второй прямой : , значит

, ,





Формула для нахождения острого угла между прямыми имеет вид:

параллельны, то они имеют одинаковый угол наклона с осью ox

и, следовательно, одинаковые угловые коэффициенты:

взаимно перпендикулярны, то угол

между ними Так как не существует, то это означает, что в

формуле знаменатель равен 0: Отсюда

или



Это и есть условие перпендикулярности двух
прямых.