Как найти координаты точки между двумя точками

Стивен Торвальдс



Профи

(865),
закрыт



13 лет назад

Дополнен 13 лет назад

Мне бы формулу!

Дополнен 13 лет назад

Уважаемая cHin-cHillo! Если отметить все эти точки на координатной плоскости, то заметно, что точку, которую вы нашли, находится не между двух заданных точек! Или я что то неправильно делаю

Дополнен 13 лет назад

Упс, извиняюсь. У меня руки кривые! cHin-cHillo вы правы!!!

cHin-cHillo

Гений

(85854)


13 лет назад

Это нетрудно, если умеешь находить среднее арифметическое.
Сначала ищем точку х. Она будет средним арифметическим у иксов двух точек: х = (-2+4)/2 = 1.
Теперь так же у: у=(1-3)/2 = -1
Ответ: (1; -1)

п. с. первый отвечающий, видно забыл разделить на 2.

Источник: это точно

Другая я…

Гуру

(4428)


13 лет назад

Начертить систему координат, отметить точки по заданным координатам, провести прямую ч. з них, в центре будет находится та точка, у которой нужно определить координаты

Popou

Popou

@Popou

Программист энтузиаст , обожаю саморефлексию

Как найти точку, между двумя точками?

Есть две точки, например (1;1) и (2;4) и я прохожу какое то расстояние между ними , например расстояние длинною 1,расстояние между точками примерно 3 , и на какой точке я окажусь?


  • Вопрос задан

    более двух лет назад

  • 2808 просмотров

У вас есть 2 точки, скажем A и B с соответствующими координатами. Вам известна длина отрезка AB (рассчитывается из координат – квадратный корень из 10 в данном случае). Вам известно, что точка М (условно) находится на расстоянии 1 от точки А. Берите формулы деления отрезка в данном отношении и считайте.

векторная формула: A + (B-A)/sqrt(|A-B|)*3

В числах
x = Ax+(Bx-Ax)*3/sqrt((Ax-Bx)^2+(Ay-By)^2)
y = Ay+(By-Ay)*3/sqrt((Ax-Bx)^2+(Ay-By)^2)

Пригласить эксперта


  • Показать ещё
    Загружается…

15 мая 2023, в 22:07

100000 руб./за проект

15 мая 2023, в 21:59

5000 руб./за проект

15 мая 2023, в 21:55

5000 руб./за проект

Минуточку внимания

Содержание:

Декартовы координаты на плоскости:

Изучая материал этой лекции, вы расширите свои знания о координатной плоскости.

Вы научитесь находить длину отрезка и координаты его середины, зная координаты его концов.

Сформируете представление об уравнении фигуры, выведете уравнения прямой и окружности.

Ознакомитесь с методом координат, позволяющим решать геометрические задачи средствами алгебры.

Расстояние между двумя точками с заданными координатами. Координаты середины отрезка

В 6 классе вы ознакомились с координатной плоскостью, то есть с плоскостью, на которой изображены две перпендикулярные координатные прямые (ось абсцисс и ось ординат) с общим началом отсчета (рис. 8.1). Вы умеете отмечать на ней точки по их координатам и наоборот, находить координаты точки, отмеченной на координатной плоскости.

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Договорились координатную плоскость с осью Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Координаты точки на плоскости Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют декартовыми координатами в честь французского математика Рене Декарта (см. рассказ на с. 103).

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Вы знаете, как находить расстояние в между двумя точками, заданными своими координатами на координатной прямой. Для точек Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (рис. 8.2) имеем:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Научимся находить расстояние между точками Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемзаданными на плоскости Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Рассмотрим случай, когда отрезок Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не перпендикулярен ни одной из координатных осей (рис. 8.3).

Через точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением проведем прямые, перпендикулярные координатным осям. Получим прямоугольный треугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением в котором Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Отсюда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемДекартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Тогда формулу расстояния между точками Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением можно записать так:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Докажите самостоятельно, что эта формула остается верной и для случая, когда отрезок Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением перпендикулярен одной из осей координат.

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — точки плоскости Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Найдем координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — середины отрезка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Рассмотрим случай, когда отрезок Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не перпендикулярен ни одной из координатных осей (рис. 8.4). Будем считать, что Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (случай, когда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемрассматривается аналогично). Через точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемДекартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением проведем прямые, перпендикулярные оси абсцисс, которые пересекут эту ось соответственно в точках Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением По теореме Фалеса Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением тогда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Поскольку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемто можем записать: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Отсюда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Аналогично можно показать что Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Формулы для нахождения координат середины отрезка остаются верными и для случая, когда отрезок Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением перпендикулярен одной из осей координат. Докажите это самостоятельно.

Пример №1

Докажите, что треугольник с вершинами в точках Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является равнобедренным прямоугольным.

Решение:

Используя формулу расстояния между двумя точками, найдем стороны данного треугольника:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то есть треугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением равнобедренный.

Поскольку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то треугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением прямоугольный. Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №2

Точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — середина отрезка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Найдите координаты точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решение:

Обозначим Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — координаты точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемДекартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — координаты точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — координаты точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Поскольку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то получаем: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Аналогично Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №3

Докажите, что четырехугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с вершинами в точках Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является прямоугольником.

Решение:

Пусть точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — середина диагонали Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пусть точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — середина диагонали Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Таким образом, точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением совпадают, то есть диагонали четырехугольника Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением имеют общую середину. Отсюда следует, что четырехугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — параллелограмм.

Найдем диагонали параллелограмма:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, диагонали параллелограмма Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением равны. Отсюда следует, что этот параллелограмм является прямоугольником. Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Уравнение фигуры. Уравнение окружности

Из курса алгебры 7 класса вы знаете, какую фигуру называют графиком уравнения. В этом пункте вы ознакомитесь с понятием уравнения фигуры.

Координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением каждой точки параболы, изображенной на рисунке 9.1, являются решением уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением И наоборот, каждое решение уравнения с двумя переменными Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является координатами точки, лежащей на этой параболе. В этом случае говорят, что уравнение параболы, изображенной на рисунке 9.1, имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Определение. Уравнением фигуры Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением заданной на плоскости Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют уравнение с двумя переменными Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением обладающее следующими свойствами:

  1. если точка принадлежит фигуре Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то ее координаты являются решением данного уравнения;
  2. любое решение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением данного уравнения является координатами точки, принадлежащей фигуре Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Например, уравнение прямой, изображенной на рисунке 9.2, имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением а уравнение гиперболы, изображенной на рисунке 9.3, имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Принято говорить, что, например, уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением задают прямую и гиперболу соответственно.

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Если данное уравнение является уравнением фигуры Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то эту фигуру можно рассматривать как геометрическое место точек (ГМТ), координаты которых удовлетворяют данному уравнению.

Пользуясь этими соображениями, выведем уравнение окружности радиуса Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с центром в точке Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — произвольная точка данной окружности (рис. 9.4). Тогда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Используя формулу расстояния между точками, получим:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Отсюда

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Мы показали, что координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением произвольной точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением данной окружности являются решением уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Теперь покажем, что любое решение уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является координатами точки, принадлежащей данной окружности.

Пусть пара чисел Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — произвольное решение уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Тогда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Отсюда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Это равенство показывает, что точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением удалена от центра окружности Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением на расстояние, равное радиусу окружности, а следовательно, точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежит данной окружности.

Итак, мы доказали следующую теорему.

Теорема 9.1. Уравнение окружности радиуса Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с центром в точке Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением имеет вид

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Верно и такое утверждение: любое уравнение вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является уравнением окружности радиуса Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с центром в точке с координатами Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Если центром окружности является начало координат (рис. 9.5), то Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением В этом случае уравнение окружности имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №4

Составьте уравнение окружности, диаметром которой является отрезок Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решение:

Поскольку центр окружности является серединой диаметра, то можем найти координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением центра Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением окружности:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Радиус окружности Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением равен отрезку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, искомое уравнение имеет вид

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №5

Докажите, что уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением задает окружность. Найдите координаты центра и радиус этой окружности.

Решение:

Представим данное уравнение в виде Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, данное уравнение является уравнением окружности с центром в точке Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и радиусом Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №6

Докажите, что треугольник с вершинами в точках Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является прямоугольным, и составьте уравнение окружности, описанной около треугольника Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решение:

Найдем квадраты сторон данного треугольника:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Поскольку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то данный треугольник является прямоугольным с прямым углом при вершине Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Центром описанной окружности является середина гипотенузы Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением радиус окружности Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемСледовательно, искомое уравнение имеет вид

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Уравнение прямой

В предыдущем пункте, рассматривая окружность как ГМТ, равноудаленных от данной точки, мы вывели ее уравнение. Для того чтобы вывести уравнение прямой, рассмотрим ее как ГМТ, равноудаленных от двух данных точек.

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — данная прямая. Выберем две точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением так, чтобы прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением была серединным перпендикуляром отрезка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (рис. 10.1).

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — произвольная точка прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда по свойству серединного перпендикуляра отрезка выполняется равенство Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то есть

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Мы показали, что координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением произвольной точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением являются решением уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Теперь покажем, что любое решение уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является координатами точки, принадлежащей данной прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — произвольное решение уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Это равенство означает, что точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением равноудалена от точек Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением следовательно, точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежит серединному перпендикуляру отрезка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то есть прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Итак, мы доказали, что уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является уравнением данной прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Однако из курса алгебры 7 класса вы знаете, что уравнение прямой выглядит гораздо проще, а именно: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равны нулю одновременно. Покажем, что уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением можно преобразовать к такому виду. Возведем обе части уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением в квадрат. Имеем:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые. Получим:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Обозначив Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получим уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Поскольку точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением различны, то хотя бы одна из разностей Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равна нулю. Следовательно, числа Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равны нулю одновременно.

Итак, мы доказали следующую теорему.

Теорема 10.1. Уравнение прямой имеет вид?

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равны нулю одновременно.

Верно и такое утверждение: любое уравнение вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равны нулю одновременно, является уравнением прямой.

Если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то графиком уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является вся плоскость Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемЕсли Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то уравнение не имеет решений.

Из курса алгебры 7 класса вы знаете, что уравнение вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют линейным уравнением с двумя переменными. Уравнение прямой является частным видом линейного уравнения. Схема, изображенная на рисунке 10.2, иллюстрирует сказанное.

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

на уроках алгебры в 7 классе мы приняли без доказательства тот факт, что графиком линейной функции Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является прямая. Сейчас мы можем это доказать.

Перепишем уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Мы получили уравнение вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением для случая, когда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Поскольку в этом уравнении Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то мы получили уравнение прямой.

А любую ли прямую на плоскости можно задать уравнением вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемОтвет на этот вопрос отрицательный.

Дело в том, что прямая, перпендикулярная оси абсцисс, не может являться графиком функции, а следовательно, не может быть задана уравнением вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Вместе с тем, если в уравнении прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принять Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то его можно переписать так: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Мы получили частный вид уравнения прямой, все точки которой имеют одинаковые абсциссы. Следовательно, эта прямая перпендикулярна оси абсцисс. Ее называют вертикальной.

Если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то уравнение прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением можно записать так:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Обозначив Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получим уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то уравнение прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением задает вертикальную прямую; если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то это уравнение задает невертикальную прямую.

Уравнение невертикальной прямой удобно записывать в виде Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Данная таблица подытоживает материал, рассмотренный в этом пункте.

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №7

Составьте уравнение прямой, проходящей через точки:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решение:

1) Поскольку данные точки имеют равные абсциссы, то прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является вертикальной. Ее уравнение имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

2) Поскольку данные точки имеют разные абсциссы, то прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не является вертикальной. Тогда можно воспользоваться уравнением прямой в виде Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Подставив координаты точек Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением в уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получаем систему уравнений:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решив эту систему уравнений, находим, что Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №8

Найдите периметр и площадь треугольника, ограниченного прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и осями координат.

Решение:

Найдем точки пересечения данной прямой с осями координат.

С осью абсцисс: при Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получаем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

С осью ординат: при Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получаем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, данная прямая и оси координат ограничивают прямоугольный треугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (рис. 10.3) с вершинами Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Найдем стороны треугольника: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда искомые периметр и площадь соответственно равны Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Угловой коэффициент прямой

Рассмотрим уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Оно задает невертикальную прямую, проходящую через начало координат.

Покажем, что прямые Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельны.

Точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежат прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением а точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежат прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (рис. 11.1). Легко убедиться (сделайте это самостоятельно), что середины диагоналей Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением четырехугольника Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением совпадают. Следовательно, четырехугольник Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — параллелограмм. Отсюда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Теперь мы можем сделать такой вывод: если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то прямые Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельны (1).

Пусть прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением пересекает единичную полуокружность в точке Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (рис. 11.2). Угол Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют углом между данной прямой и положительным направлением оси абсцисс.

Если прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением совпадает с осью абсцисс, то угол между этой прямой и положительным направлением оси абсцисс считают равным Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Если прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением образует с положительным направлением оси абсцисс угол Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то считают, что и прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельная прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением также образует угол Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с положительным направлением оси абсцисс (рис. 11.3).

Рассмотрим прямую Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением уравнение которой имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением(рис. 11.2). Если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Поскольку точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежит прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Отсюда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Таким образом, для прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получаем, что

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — угол, который образует эта прямая с положительным направлением оси абсцисс. Поэтому коэффициент Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют угловым коэффициентом этой прямой.

Если невертикальные прямые параллельны, то они образуют равные углы с положительным направлением оси абсцисс. Тогда тангенсы этих углов равны, следовательно, равны и их угловые коэффициенты. Таким образом,

если прямые Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельны, то Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (2).

Выводы (1) и (2) объединим в одну теорему.

Теорема 11.1. Прямые Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельны тогда и только тогда, когда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пример №9

Составьте уравнение прямой, которая проходит через точку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и параллельна прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решение:

Пусть уравнение искомой прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Поскольку эта прямая и прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельны, то их угловые коэффициенты равны, то есть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, искомое уравнение имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Учитывая, что данная прямая проходит через точку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением получаем: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Отсюда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Искомое уравнение имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Ответ: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Метод координат

Мы часто говорим: прямая Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением парабола Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением окружность Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением тем самым отождествляя фигуру с ее уравнением. Такой подход позволяет сводить задачу о поиске свойств фигуры к задаче об исследовании ее уравнения. В этом и состоит суть метода координат.

Проиллюстрируем сказанное на таком примере.

Из наглядных соображений очевидно, что прямая и окружность имеют не более двух общих точек. Однако это утверждение не является аксиомой, поэтому его надо доказывать.

Эта задача сводится к исследованию количества решений системы уравнений

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

где числа Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением одновременно не равны нулю и Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Решая эту систему методом подстановки, мы получим квадратное уравнение, которое может иметь два решения, одно решение или вообще не иметь решений. Следовательно, для данной системы существует три возможных случая:

  1. система имеет два решения — прямая и окружность пересекаются в двух точках;
  2. система имеет одно решение — прямая касается окружности;
  3. система не имеет решений — прямая и окружность не имеют общих точек.

С каждым из этих случаев вы встречались, решая задачи 10.17-10.19.

Метод координат особенно эффективен в тех случаях, когда требуется найти фигуру, все точки которой обладают некоторым свойством, то есть найти геометрическое место точек.

Отметим на плоскости две точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Вы хорошо знаете, какой фигурой является геометрическое место точек Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением таких, что Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Это серединный перпендикуляр отрезка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Интересно выяснить, какую фигуру образуют все точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением для которых Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Решим эту задачу для Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Плоскость, на которой отмечены точки Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением «превратим» в координатную. Сделаем это так: в качестве начала координат выберем точку Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением в качестве единичного отрезка — отрезок Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением ось абсцисс проведем так, чтобы точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением имела координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением (рис. 11.6).

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — произвольная точка искомой фигуры Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Отсюда

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Следовательно, если точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежит фигуре Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то ее координаты являются решением уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Пусть Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторое решение уравнения Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда легко показать, что Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением А это означает, что точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением такова, что Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Тогда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Следовательно, точка Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением принадлежит фигуре Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Таким образом, уравнением фигуры Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является уравнение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то есть фигура Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — это окружность с центром в точке Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и радиусом Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Мы решили задачу для частного случая, когда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Можно показать, что искомой фигурой для любого положительного Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением будет окружность. Эту окружность называют окружностью АполлонияДекартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Как строили мост между геометрией и алгеброй

Идея координат зародилась очень давно. Ведь еще в старину люди изучали Землю, наблюдали звезды, а по результатам своих исследований составляли карты, схемы.

Во II в. до н. э. древнегреческий ученый Гиппарх впервые использовал идею координат для определения места расположения объектов на поверхности Земли.

Только в XIV в. французский ученый Николя Орем (ок. 1323-1382) впервые применил в математике идею Гиппарха: он разбил плоскость на клетки (как разбита страница вашей тетради) и стал задавать положение точек широтой и долготой.

Однако огромные возможности применения этой идеи были раскрыты лишь в XVII в. в работах выдающихся французских математиков Пьера Ферма и Рене Декарта. В своих трудах эти ученые показали, как благодаря системе координат можно переходить от точек к числам, от линий к уравнениям, от геометрии к алгебре.

Несмотря на то что П. Ферма опубликовал свою роботу на год раньше Р. Декарта, систему координат, которой мы сегодня пользуемся, называют декартовой. Р. Декарт в своей работе «Рассуждение о методе» предложил новую удобную буквенную символику, которой с незначительными изменениями мы пользуемся и сегодня. Вслед за Декартом мы обозначаем переменные последними буквами латинского алфавита Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением а коэффициенты — первыми: Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решениемДекартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением Привычные нам обозначения степеней Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением и т. д. также ввел Р. Декарт.

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Справочный материал

Расстояние между двумя точками

Расстояние между точками Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением можно найти по формуле Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Координаты середины отрезка

Координаты Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением середины отрезка с концами Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением можно найти по формулам:

Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Уравнение фигуры

Уравнением фигуры Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением заданной на плоскости Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют уравнение с двумя переменными Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением обладающее следующими свойствами:

1) если точка принадлежит фигуре Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то ее координаты являются решением данного уравнения;

2) любое решение Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением данного уравнения является координатами точки, принадлежащей фигуре Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Уравнение окружности

Уравнение окружности радиуса Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с центром в точке Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Любое уравнение вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением где Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением является уравнением окружности радиуса Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением с центром в точке с координатами Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

Уравнение прямой

Уравнение прямой имеет вид Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равны нулю одновременно. Любое уравнение вида Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением — некоторые числа, причем Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением не равны нулю одновременно, является уравнением прямой.

Если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то уравнение прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением задает вертикальную прямую; если Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением то это уравнение задает невертикальную прямую.

Угловой коэффициент прямой

Коэффициент Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением в уравнении прямой Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением называют угловым коэффициентом прямой, и он равен тангенсу угла, который образует эта прямая с положительным направлением оси абсцисс.

Необходимое и достаточное условие параллельности невертикальных прямых

Прямые Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением параллельны тогда и только тогда, когда Декартовы координаты на плоскости - определение и примеры с решением

  • Декартовы координаты в пространстве
  • Геометрические преобразования в геометрии
  • Планиметрия – формулы, определение и вычисление
  • Стереометрия – формулы, определение и вычисление
  • Перпендикулярность прямой и плоскости
  • Взаимное расположение прямых в пространстве, прямой и плоскости
  • Перпендикулярность прямых и плоскостей в пространстве
  • Ортогональное проецирование

Математика

§2. Координаты точки на плоскости

3. Расстояние между двумя точками.

Мы с вами умеем теперь говорить о точках на языке чисел. Например, нам уже нет необходимости объяснять: возьмите точку, находящуюся на три единицы правее оси Oy и на пять единиц ниже оси Ox. Достаточно сказать просто: возьмите точку (3,-5).

Мы говорили уже, что это создает определенные преимущества. Так, мы можем рисунок, составленный из точек, передать по телеграфу, сообщить его вычислительной машине, которая совсем не понимает чертежей, а числа понимает хорошо.

В предыдущем пункте мы задали при помощи соотношений между числами некоторые множества точек на плоскости. Теперь попробуем последовательно переводить на язык чисел другие геометрические понятия и факты.

Мы начнем с простой и обычной задачи.

Задача 1.

Найти расстояние между двумя точками плоскости.

Решение:
Как всегда, мы считаем, что точки заданы своими координатами, и тогда наша задача состоит в том, чтобы найти правило, по которому можно вычислить расстояние между точками, зная их координаты. При выводе этого правила, конечно, разрешается прибегать к чертежу, но само правило не должно содержать никаких ссылок на чертеж, а должно только показывать, какие действия и в каком порядке надо совершать над данными числами — координатами точек, чтобы получить искомое число — расстояние между точками.

Быть может, некоторым из читателей этот подход к решению задачи покажется странным и надуманным. Чего проще, скажут они, точки заданы, пусть даже координатами. Нарисуйте эти точки, возьмите линейку и измерьте расстояние между ними.

Этот способ иногда не так уж плох. Однако представьте себе опять, что вы имеете дело с вычислительной машиной. В ней нет линейки, и она не рисует, но зато считать она умеет настолько быстро, что это для неё вообще не составляет никакой проблемы. Заметьте, что наша задача поставлена так, чтобы правило вычисления расстояния между двумя точками состояло из команд, которые может выполнить машина.

Поставленную задачу лучше сначала решить для частного случая, когда одна из данных точек лежит в начале координат. Начните с нескольких числовых примеров: найдите расстояние от начала координат точек (12,5); (-3,15) и (-4,-7).

Указание. Воспользуйтесь теоремой Пифагора.

Теперь напишите общую формулу для вычисления расстояния точки от начала координат.

4_1

Ответ:

Расстояние точки M(x,y) от начала координат определяется по формуле:

rho(O, M)=sqrt{x^2+y^2}

Очевидно, правило, выражаемое этой формулой, удовлетворяет поставленным выше условиям. В частности, им можно пользоваться при вычислении на машинах, которые способны умножать числа, складывать их и извлекать квадратные корни.

Теперь решим общую задачу

Задача 2.

Даны две точки плоскости A (x_{1}, y_{1}) и B(x_{2}, y_{2}); найти расстояние rho(A,B) между ними.

Решение:
Обозначим через A_{1}, B_{1}, A_{2}, B_{2} проекции точек A и B на оси координат.

4_1

Точку пересечения прямых AA_{1} и BB_{2} обозначим буквой C. Из прямоугольного треугольника ABC по теореме Пифагора получаем:
rho^2(A,B)=rho^2(A,C)+rho^2(B,C).

Но длина отрезка AC равна длине отрезка A_{2}B_{2}. Точки A{2} и B_{2}, лежат на оси Oy и имеют соответственно координаты y_{1} и y_{2}. Согласно формуле, полученной в п. 3 параграфа 2, расстояние между ними равно |y_{1}-y_{2}|.

Аналогично рассуждая, получим, что длина отрезка BC равна |x_{1}-x_{2}|. Подставляя найденные значения AC и BC в формулу rho^2(A,B)=rho^2(A,C)+rho^2(B,C) получаем:
rho^2(A,B)=(x_{1}-x_{2})^2+(y_{1}-y_{2})^2.

Таким образом, rho(A,B) — расстояние между точками A(x_{1},y_{1}) и B(x_{2},y_{2}) — вычисляется по формуле:
rho(A,B)=sqrt{(x_{1}-x_{2})^2+(y_{1}-y_{2})^2}.

Ответ:

rho(A,B)=sqrt{(x_{1}-x_{2})^2+(y_{1}-y_{2})^2}

Заметим, что все наши рассуждения обслуживают не только такое расположение точек, как на рисунке 17, но и любое другое.

Сделайте другой чертеж (например, возьмите точку A в I четверти, а точку B —во II) и убедитесь, что все рассуждения можно будет дословно повторить, не меняя даже обозначений точек.

Заметим еще, что формулу для расстояния между точками на прямой можно переписать в аналогичном виде:

rho(A,B)=sqrt{(x_{1}-x_{2})^2}.

Всем привет!

Использую JS

У меня есть 2-(две) точки c координатами по широте и долготе

мне нужно найти точку между ними(по середине), а точнее ее координаты

Подскажите пожалуйста как это сделать?

задан 1 окт 2021 в 15:41

user447630's user avatar

6

Идея решения: от координат вида (широта, долгота) перейти к точкам в прострастве (x, y, z). Для двух таких точек посчитать среднее по формулам ((x1 + x2) / 2, ...). Из средней точки восстановить широту и долготу.

midLatlon решает задачу:

const degToRad = a => Math.PI / 180 * a;
const radToDeg = a => 180 / Math.PI * a;

const latlonToXyz = latlon => {
    const [lat, lon] = latlon.map(degToRad);
    return [
        Math.cos(lat) * Math.cos(lon),
        Math.cos(lat) * Math.sin(lon),
        Math.sin(lat)
    ];
};

const xyzToLatlon = xyz => {
    const [x, y, z] = xyz;
    return [
        Math.atan2(z, (x ** 2 + y ** 2) ** 0.5),
        Math.atan2(y, x)
    ].map(radToDeg);
};

const midXyz = (xyz1, xyz2) => [
    (xyz1[0] + xyz2[0]) / 2,
    (xyz1[1] + xyz2[1]) / 2,
    (xyz1[2] + xyz2[2]) / 2
];

const midLatlon = (latlon1, latlon2) => xyzToLatlon(midXyz(
    latlonToXyz(latlon1),
    latlonToXyz(latlon2)
)); 

const test = (latlon1, latlon2) => {
    console.log(JSON.stringify([latlon1, latlon2, midLatlon(latlon1, latlon2)]));
};

test([60, 45], [60, 45]); 
test([60, 45], [61, 46]); 
test([0, 90], [90, 0]); 
test([80, 90], [80, -90]); 

ответ дан 1 окт 2021 в 17:39

Stanislav Volodarskiy's user avatar

0

x = (x1+x2)/2
y = (y1+y2)/2

Отличия от координат на плоскости никаких нет

ответ дан 1 окт 2021 в 15:47

Alex Favn's user avatar

2

Просто представте эту линию как гипотенузу в треугольнике с катетами.
Первый катет (x2 + x1)/2, второй (y2 + y1)/2, это и есть координаты, на пересечении которых будет середина гипотенузы.

0xdb's user avatar

0xdb

51.3k194 золотых знака56 серебряных знаков232 бронзовых знака

ответ дан 1 окт 2021 в 16:13

Alexandr's user avatar

AlexandrAlexandr

1,7961 золотой знак7 серебряных знаков20 бронзовых знаков

3

Просто полусуммы не дадут нужный результат, т.к. нужно учитывать полушария.

При проектировании геоида на плоскость, в соответствии с используемой картографической проекцией, в свое время учитывал в представлении знаков декартовой плоскости:

СВ = (+,+), СЗ = (-,+), ЮВ = (+,-), ЮЗ = (-,-)

0xdb's user avatar

0xdb

51.3k194 золотых знака56 серебряных знаков232 бронзовых знака

ответ дан 1 окт 2021 в 17:41

Alexey Romanov's user avatar

1

Добавить комментарий