Как найти границы отрезка

Отрезок

• Длина отрезка
• Равные отрезки
• Сравнение отрезков
• Середина отрезка

Отрезок — это часть прямой, ограниченная двумя точками, лежащими на этой прямой. Точки, определяющие границы отрезка, называются концами отрезка.

Отрезок обозначается двумя большими латинскими буквами, поставленными при его концах: отрезок  AB  или  BA.

Длина отрезка

Длина отрезка — это расстояние между концами отрезка. Любой отрезок имеет длину, бо́льшую нуля:

Измерение длины отрезка осуществляется путём сравнения данного отрезка с длиной единичного отрезка. Единичный отрезок — это отрезок, длина которого принимается за единицу. Следовательно:

длина отрезка – это положительное число, показывающее, сколько раз единичный отрезок и его части укладываются в данном отрезке.

Чаще всего используются единичные отрезки равные  1 мм,  1 см,  1 дм,  1 м  или  1 км. Измерить длину отрезка можно линейкой или любым другим прибором для измерения длины:

AB = 6 см.

Свойства длин отрезков:

• Основное свойство длины отрезка: если точка делит отрезок на два отрезка, длина всего отрезка равна сумме длин этих двух отрезков.

  
• Длины равных отрезков равны.
• Любой отрезок имеет определённую длину, большую нуля.

Равные отрезки

Равные отрезки — это отрезки, имеющие одинаковую длину. Если наложить равные отрезки друг на друга, то их концы совпадут.

Сравнение отрезков

Сравнить два отрезка — это значит определить, равны они, или один больше другого.

Сравнить два отрезка можно, отложив на прямой оба отрезка из одной точки в одну и туже сторону. Для этого можно воспользоваться циркулем.

Чтобы отложить на прямой отрезок равный данному, сначала помещают ножки циркуля так, чтобы острия их концов упирались в концы отрезка, а затем, не изменяя раствора циркуля, переносят его так, чтобы оба его конца находились на прямой.

При сравнении двух отрезков возможно получение одного из представленных результатов: отрезки будут равны, первый отрезок будет больше второго или первый отрезок будет меньше второго.

Если при наложении отрезков оба их конца совмещаются, значит отрезки равны.

При сравнении отрезков путём измерения их длин больше будет тот отрезок, у которого больше длина.

Если при измерении отрезков их длины равны, то и отрезки равны.

Середина отрезка

Середина отрезка — это точка, делящая отрезок на две равные части.

Содержание

• – Как определить отрезки?
• – Что такое отрезок в геометрии 7 класс?
• – Что такое отрезок по математике?
• – Как правильно измерить отрезок?
• – Какие могут быть отрезки?
• – Что такое отрезок пример?
• – Как в геометрии обозначается отрезок?
• – Как изображается точка?
• – Что такое точка и отрезок?
• – Что такое отрезок в математике 2 класс?
• – Что такое отрезок математика пятый класс?
• – Как выглядит луч и отрезок?
• – Как правильно измерить длину карандаша?
• – Как обозначать отрезок?
• – Что такое отрезок длина отрезка?

Отрезок — это часть прямой, которая ограничена двумя точками, то есть она имеет и начало и конец, а значит можно измерить её длину. Длина отрезка — это расстояние между его начальной и конечной точками

Как определить отрезки?

Отрезок – это часть прямой, ограниченная двумя точками на ней. У отрезка есть начало и конец, а расстояние между ними называется его длиной. Обычно отрезок обозначается двумя большими латинским буквами, которые соответствуют точкам на прямой (или его концам), причем неважно в каком порядке.

Что такое отрезок в геометрии 7 класс?

Отрезок – это часть прямой, ограниченная точками, вместе с этими точками. Концы отрезка – это точки, ограничивающие отрезок.

Что такое отрезок по математике?

Отрезок – это часть прямой, ограниченный двумя точками. Это значит, что в отличие от прямой или луча, отрезок конечен и не имеет направления. Числовой отрезок на числовом луче или числовой прямой означает конкретное число.

Как правильно измерить отрезок?

Для того чтобы правильно измерить длину отрезка, нужно приложить линейку нолем к началу отрезка и посмотреть, на каком делении наш отрезок заканчивается. Получается, второй конец отрезка находится на делении 10. Значит, длина отрезка 10 сантиметров. В математике сокращенно записывают ответ так: длина отрезка 10 см.

Какие могут быть отрезки?

Отрезки бывают двух видов:

• Ненаправленные.
• Направленные.

Что такое отрезок пример?

Отрезок — это часть прямой, которая ограничена двумя точками, то есть она имеет и начало и конец, а значит можно измерить её длину. Длина отрезка — это расстояние между его начальной и конечной точками

Как в геометрии обозначается отрезок?

Отрезок — это часть прямой, ограниченная двумя точками, лежащими на этой прямой. Точки, определяющие границы отрезка, называются концами отрезка. Отрезок обозначается двумя большими латинскими буквами, поставленными при его концах: отрезок AB или BA.

Как изображается точка?

Точки изображаются остро отточенным карандашом или ручкой на листе бумаги, мелом на доске и т. … Прямые проводятся на листе бумаги или доске с помощью линейки. Хотя изображения прямых ограничены, их следует представлять себе неограниченно продолженными в обе стороны.

Что такое точка и отрезок?

Точка – след от прикосновения острозаточенного карандаша на бумаге, а прямая – ровная линия без начала и конца. … Отрезок – это часть прямой, ограниченная двумя точками, включает в себя граничные точки (показать на рисунке). Точки могут принадлежать прямой, а могут и не принадлежать ей (показать на рисунке).

Что такое отрезок в математике 2 класс?

Отрезок – это часть прямой, у которой есть начало и конец. Длина отрезка — это расстояние между его начальной и конечной точками.

Что такое отрезок математика пятый класс?

Отрезком называют часть прямой между двумя точками. … При этом точки А и В называют концами отрезка АВ. В отличие от луча, в названии отрезка переставлять буквы допустимо, поэтому его можно обозначить как АВ, так и ВА. Заметим, что два отрезка называются равными, если они совмещаются при наложении.

Как выглядит луч и отрезок?

Луч — это часть прямой, ограниченная одной точкой. Луч имеет начало, но не имеет конца. … Отрезок — часть прямой, ограниченная двумя точками. Отрезок имеет начало и конец, его нельзя продолжить.

Как правильно измерить длину карандаша?

Для этого мы наводим карандаш на натюрморт, а точнее на кувшин. Фиксируем пальцем отрезок карандаша, соответствующий высоте верхней части кувшина. Затем наводим этот отрезок на нижнюю часть.

Как обозначать отрезок?

Длиной отрезка называют расстояние между его концами. В математике принято обозначать точки, и соответственно отрезки, большими буквами латинского алфавита. Если нужно нарисовать отрезок, чаще всего его изображают без прямой, а лишь от одного конца до другого.

Что такое отрезок длина отрезка?

Длиной отрезка называют число, которое показывает, сколько раз в отрезке содержится единица измерения. Отрезок, длина которого принята за единицу измерения, называется единичным отрезком.

Интересные материалы:

Что такое сумка для женщины?
Что такое существительное среднего рода?
Что такое Сверхширокоугольная камера?
Что такое свойство предмета?
Что такое сычужный сырный продукт?
Что такое Сыропригодное молоко?
Что такое тай дай?
Что такое тайм капсула?
Что такое тампон для месячных?
Что такое тандерболт 3?

Что такое отрезок? Ответ на этот вопрос кажется весьма простым, когда вы учитесь в школе. Но с возрастом школьный курс математики постепенно забывается настолько, что такие простые вещи становятся не столь очевидными.

Отрезок — что это за фигура

Не стоит недооценивать значимость геометрических понятий в человеческой жизни, так как иногда эти знания помогают решать вполне реальные задачи, а не только блистать кругозором в кругу друзей.

Отрезок — это составная часть прямой, расположенная между двумя точками.

Вы можете дать определение также исходя из структурного подхода:

Отрезок — это такая математическая фигура, которая состоит из следующих элементов:

• начало отрезка;
• конец фигуры;
• прямая линия.

С этими составными частями вы можете ознакомиться на слайде:

В связи с тем, что границы отрезка отмечаются точками, которые в рамках математики выделяются латинскими буквами, сама фигура описывается двумя буквами, например, NK.

Пример визуального изображения отрезка вы видите на рисунке: точки N и K являются началом и концом.

Важная характеристика, которая присуща любому отрезку – его длина.

Основные меры измерения длины отрезков– это миллиметр, сантиметр, метр, километр.

Из математической трактовки следует, что отрезок – это такая прямая, которая расположена между двумя точками не выходя за их пределы. При этом одна же точка может быть концом множества отрезков.

Такую ситуацию вы видите на рисунке: точка А является общей для всех отрезков. При этом точки B, C, D — индивидуальны для каждого из отрезков.

Сравнение отрезка с геометрическими фигурами

В математике существуют три очень похожих понятия – это отрезок, луч, прямая. Учащиеся нередко задают такой вопрос «Что такое отрезок, чем он отличается от луча и прямой?». Давайте сразу определимся с понятиями, которые позволят вам понять разницу между фигурами.

Отрезок — это часть линии, которая проходит от точки начала до точки, обозначающей конец.

Луч — составная часть прямой, которая  ограничена точкой с одной стороны. С другого конца луч продлевается до бесконечности.

Прямая — это линия, не подверженная искривлениям, у которой к тому же, в отличие от отрезков, отсутствуют начало и конец.

Сравнив 3 понятия, вы можете убедиться, что луч совмещает ограниченность отрезка и бесконечность прямой.

Примечательно, что прямая и луч бесконечны, поэтому вы сможете измерить длину только у отрезков.

У вас может возникнуть вопрос: «Как быстро определить, что именно перед вами — отрезок, луч или прямая?». Визуально идентифицировать геометрические фигуры можно по количеству ограничивающих их длину точек:

1 точка — луч;

2 точки — отрезок;

Нет точек — прямая.

Направленный отрезок

В статье вы увидели базовый вид отрезка — ненаправленный. Это отрезок, у которого невозможно определить, что является его началом, а что — концом.

Существует второй вид отрезков – направленные.

Альтернативное название этой математической фигуры — вектор.

Особенностью направленного отрезка является то, что одна из точек, ограничивающих его длину, обозначается стрелкой. Она указывает, что именно там находится конец. Соответственно часть вектора, обозначенная точкой — это его начало.

Характерной чертой вектора является то, что он может быть описан не только двумя латинскими буквами, но и одной маленькой буквой, над которой располагается стрелка.

Направленный отрезок вместо показателя длины имеет характеристику — модуль, которая измеряется величинами, измеряющими расстояние – миллиметр, сантиметр, метр, километр.

В процессе работы с отрезками возникает вопрос: «Как рассчитать модуль вектора с использованием системы координат?».

Вы определите его следующим образом:

• координаты начала и конца возведите во вторую степень;
• два полученных числа суммируйте между собой;
• вычислите квадратный корень из результата предыдущего действия и получите модуль.

Направленные отрезки, которые лежат на одной прямой или параллельных прямых – это коллинеарные направленные отрезки.

Направленные отрезки, расположенные на параллельных прямых – это коллинеарные направленные отрезки.

Нулевой вектор — это отрезок, у которого одна точка включает начало и его конец.

Отрезки, соединённые в ломаную линию

Ломаная линия — это совокупность соединённых между собой отрезков, в которой окончание одного отрезка совпадает с начальной точкой другого. Каждая из составных частей ломаной линии называется звеном.

Ломаная линия содержит три типа вершин — точек, из которых состоят отрезки:

• начальная точка фигуры;
• конечная точка фигуры;
• промежуточные точки фигуры, которые являются началом или концом одного из звеньев (отрезков).

Первое и последнее звенья фигуры имеют по одной точке, которую они не делят с другими звеньями, а все остальные точки являются одновременно концом одного отрезка и началом другого, поэтому количество точек ломаной линии всегда на одну больше числа составляющих её отрезков.

Сравнение отрезков

Сравнить два отрезка — это значит сделать вывод о том,  одинаковы ли они, или один по размеру больше другого.

Если наложить один отрезок на другой и они совпадут — это значит, что фигуры равны.

Наложение не всегда является возможным, поэтому для сравнения размеров отрезков вы можете использовать циркуль или линейку.

Отрезок: разные значения слова

Обратите внимание, что отрезок — это не только математическое понятие, хотя наибольшее распространение получило именно в этой точной науке.

Часто слово употребляется для характеристики временного промежутка — «отрезок времени»

Так же вы можете услышать словосочетание — «отрезок пути». Эта фраза обозначает расстояние — составную часть путешествия. Суть слова «отрезок» — ограничение какого-либо понятия, которое подлежит измерению.

Простой алгоритм определения пересечения двух отрезков

Введение

В былые времена я увлекался компьютерной графикой, как 2х так и 3х мерной, в том числе математическими визуализациями. Что называется just for fun, будучи студентом, написал программу визуализирующую N-мерные фигуры, вращающиеся в любых измерениях, хотя практически меня хватило только на определение точек для 4-D гиперкуба. Но это только присказка. Любовь к геометрии осталась у меня с тех пор и по сей день, и я до сих пор люблю решать интересные задачи интересными способами.
Одна из таких задач попалась мне в 2010 году. Сама задача достаточно тривиальна: необходимо найти, пересекаются ли два 2-D отрезка, и если пересекаются — найти точку их пересечения. Более интересно решение, которое, я считаю, получилось достаточно элегантным, и которое я хочу предложить на суд читателя. На оригинальность алгоритма не претендую (хотя и хотелось бы), но в сети подобных решений я найти не смог.

Задача

Даны два отрезка, каждый из которых задан двумя точками: (v11, v12), (v21, v22). Необходимо определить, пересекаются ли они, и если пересекаются, найти точку их пересечения.

Решение

Для начала необходимо определить, пересекаются ли отрезки. Необходимое и достаточное условие пересечения, которое должно быть соблюдено для обоих отрезков следующее: конечные точки одного из отрезков должны лежать в разных полуплоскостях, если разделить плоскость линией, на которой лежит второй из отрезков. Продемонстрируем это рисунком.

На левом рисунке (1) показаны два отрезка, для обоих из которых условие соблюдено, и отрезки пересекаются. На правом (2) рисунке условие соблюдено для отрезка b, но для отрезка a оно не соблюдается, соответственно отрезки не пересекаются.
Может показаться, что определить, с какой стороны от линии лежит точка — нетривиальная задача, но у страха глаза велики, и всё не так сложно. Мы знаем, что векторное умножение двух векторов даёт нам третий вектор, направление которого зависит от того, положительный или отрицательный угол между первым и вторым вектором, соответственно такая операция антикоммутативна. А так как все вектора лежат на плоскости X-Y, то их векторное произведение (которое обязано быть перпендикулярным перемножаемым векторам) будет иметь ненулевой только компоненту Z, соответственно и отличие произведений векторов будет только в этой компоненте. Причем при изменении порядка перемножения векторов (читай: угла между перемножаемыми векторами) состоять оно будет исключительно в изменении знака этой компоненты.
Поэтому мы можем умножить попарно-векторно вектор разделяющего отрезка на векторы направленные от начала разделяющего отрезка к обеим точкам проверяемого отрезка.

Если компоненты Z обоих произведений будет иметь различный знак, значит один из углов меньше 0 но больше -180, а второй больше 0 и меньше 180, соответственно точки лежат по разные стороны от прямой. Если компоненты Z обоих произведений имеют одинаковый знак, следовательно и лежат они по одну сторону от прямой.
Если один из компонент Z является нулём, значит мы имеем пограничный случай, когда точка лежит аккурат на проверяемой прямой. Оставим пользователю определять, хочет ли он считать это пересечением.
Затем нам необходимо повторить операцию для другого отрезка и прямой, и убедиться в том, что расположение его конечных точек также удовлетворяет условию.
Итак, если всё хорошо и оба отрезка удовлетворяют условию, значит пересечение существует. Давайте найдём его, и в этом нам также поможет векторное произведение.
Так как в векторном произведении мы имеем ненулевой лишь компоненту Z, то его модуль (длина вектора) будет численно равен именно этой компоненте. Давайте посмотрим, как найти точку пересечения.

Длина векторного произведения векторов a и b (как мы выяснили, численно равная его компоненте Z) равна произведению модулей этих векторов на синус угла между ними (|a| |b| sin(ab)). Соответственно, для конфигурации на рисунке мы имеем следующее: |AB x AC| = |AB||AC|sin(α), и |AB x AD| = |AB||AD| sin(β). |AC|sin(α) является перпендикуляром, опущенным из точки C на отрезок AB, а |AD|sin(β) является перпендикуляром, опущенным из точки D на отрезок AB (катетом ADD’). Так как углы γ и δ — вертикальные углы, то они равны, а значит треугольники PCC’ и PDD’ подобны, а соответственно и длины всех их сторон пропорциональны в равном отношении.
Имея Z1 (AB x AC, а значит |AB||AC|sin(α) ) и Z2 (AB x AD, а значит |AB||AD|sin(β) ), мы можем рассчитать CC’/DD’ (которая будет равна Z1/Z2), а также зная что CC’/DD’ = CP/DP легко можно высчитать местоположение точки P. Лично я делаю это следующим образом:

Px = Cx + (Dx-Cx)*|Z1|/|Z2-Z1|;
Py = Cy + (Dy-Cy)*|Z1|/|Z2-Z1|;

Вот и все. Мне кажется что это действительно очень просто, и элегантно. В заключение хочу привести код функции, реализующий данный алгоритм. В функции использован самодельный шаблон vector<typename, int>, который является шаблоном вектора размерностью int с компонентами типа typename. Желающие легко могут подогнать функцию к своим типам векторов.

 1 template<typename T>
 2 bool are_crossing(vector<T, 2> const &v11, vector<T, 2> const &v12, vector<T, 2> const &v21, vector<T, 2> const &v22, vector<T, 2> *crossing)
 3 {
 4   vector<T, 3> cut1(v12-v11), cut2(v22-v21);
 5   vector<T, 3> prod1, prod2;
 6 
 7   prod1 = cross(cut1 * (v21-v11));
 8   prod2 = cross(cut1 * (v22-v11));
 9 
10   if(sign(prod1[Z]) == sign(prod2[Z]) || (prod1[Z] == 0) || (prod2[Z] == 0)) // Отсекаем также и пограничные случаи
11     return false;
12 
13   prod1 = cross(cut2 * (v11-v21));
14   prod2 = cross(cut2 * (v12-v21));
15 
16   if(sign(prod1[Z]) == sign(prod2[Z]) || (prod1[Z] == 0) || (prod2[Z] == 0)) // Отсекаем также и пограничные случаи
17     return false;
18 
19   if(crossing) { // Проверяем, надо ли определять место пересечения
20     (*crossing)[X] = v11[X] + cut1[X]*fabs(prod1[Z])/fabs(prod2[Z]-prod1[Z]);
21     (*crossing)[Y] = v11[Y] + cut1[Y]*fabs(prod1[Z])/fabs(prod2[Z]-prod1[Z]);
22   }
23 
24   return true;
25 }

Отрезок

Определение отрезка

Определение 1. Отрезок (или отрезок прямой)− это часть прямой, ограниченная двумя точками.

Определение 2. Отрезок − это множество, состоящая из двух различных точек данной прямой и всех точек, лежащих между ними.

Точки, ограничивающие отрезки называются концами отрезка, а точки, которые находятся между концами отрезка называются внутренними точками.

На рисунке 1 отрезок выделен красным цветом. Точки A и B концы отрезка, а точки между ними − внутренние точки.

Обозначение отрезков

Отрезки обозначаются с помощью его конечных точек. Отрезок на рисунке 1 обозначается так: AB или BA. Порядок следования имен конечных букв не имеет значения.

Сравнение отрезков

Для сравнения отрезков нужно:

• Взять любую прямую и отметить на ней какую-нибудь точку.
• Отложить на прямой оба отрезка из отмеченной точки на прямой на одну и ту же сторону.

Если два других конца совместяться, то отрезки равны. Если же конец одного отрезка находится внутри другого, то длина первого отрезка меньше второго.

Пусть даны два отрезка AB и CD (Рис.2). Требуется сравнить эти отрезки, т.е. определить какой из них больше. Отложим эти отрезки на прямой a. Как видим, точка D находится внутри отрезка AB. Значит отрезок CD меньше отрезка AB. Это обозначается так: CD < AB.

Середина отрезка

Определение 3. Точка отрезка,делящая его на два равных отрезка называется серединой отрезка.

На рисунке 3 ( small M ) является серединой отрезка ( small AB ) поскольку ( small AM = MB ).

Длина отрезка

Для определения длины отрезка его нужно сравнить с другим отрезком, принятым за единицу измерения.

В качестве единицы измерения можно взять, например, сантиметр. В этом случае для определения длины отрезка узнают, сколько раз в данном отрезке укладывается сантиметр. Этот показатель и является длиной отрезка выраженная в сантиметрах. Если длина отрезка AB равна трем сантиметрам, то пишут AB=3см.

Если отрезок, принятый за единицу измерения не укладывается целое число раз в измеряемом отрезке, то его обычно делят на 10 равных частей и определяют сколько раз одна такая часть укладывается в остатке. Одна десятая часть сантиметра называется миллиметром. В итоге получаем длину отрезка в сантиметрах и миллиметрах.

На Рис.4 1см укладывается в отрезке AB 4 раза и в остатке укладывается ровно 8 одну десятую часть сантиметра. Поэтому можно писать: AB=4см 8мм или AB=4.8см.

Направленный отрезок

Если для отрезка определить направление, то такой отрезок называется направленным отрезком. Направленный отрезок имеет начальную точку и конечную точку. В конечной точке направленного отрезка рисуют стрелку (Рис.5)

Для обозначения направленных отрезков сначала пишется начальная точка, а затем конечная точка. На рисунке 2 верхний направленный отрезок обозначают так: ( small overrightarrow {CD} ) а нижний отрезок так: ( small overrightarrow {BA.} ) Направленный отрезок называют вектором.