Как найти параметрическое уравнение прямой через общее

Получить уравнение прямой, проходящей через две точки помогут созданные нами калькуляторы. Предлагаем найти каноническое и параметрическое уравнение прямой, а также уравнение прямой с угловым коэффициентом как на плоскости, так и в пространстве.

Прямая – это бесконечная линия, по которой проходит кратчайший путь между любыми двумя её точками.

Уравнения прямой, проходящей через две точки могут быть следующих видов:

  • каноническое уравнение,
  • параметрическое уравнение,
  • общее уравнение прямой,
  • уравнение прямой с угловым коэффициентом,
  • уравнение прямой в полярных координатах и другие.

Для получения уравнений введите координаты двух точек прямой. Онлайн-калькулятор найдет уравнения и выдаст результат с подробным решением.

Каноническое уравнение прямой на плоскости

{dfrac{x-x_a}{x_b-x_a} = dfrac{y-y_a}{y_b-y_a}}

xa и ya – координаты первой точки A,

xb и yb – координаты второй точки B

Параметрическое уравнение прямой на плоскости

{begin{cases} x=l cdot t + x_a \ y=m cdot t + y_a end{cases}}

xa, ya – координаты точки, лежащей на прямой,

{l;m} – координаты направляющего вектора прямой,

t – произвольный параметр, аналогичный параметру в векторно-параметрическом уравнении.

Каноническое уравнение прямой в пространстве

{dfrac{x-x_a}{x_b-x_a} = dfrac{y-y_a}{y_b-y_a} = dfrac{z-z_a}{z_b-z_a}}

xa, ya и za – координаты первой точки A,

xb, yb и zb – координаты второй точки B

Параметрическое уравнение прямой в пространстве

{ begin{cases} x=l cdot t + x_a \ y=m cdot t + y_a \ z=n cdot t + z_a end{cases} }

xa, ya и za – координаты точки, лежащей на прямой,

{l;m;n} – координаты направляющего вектора прямой,

t – произвольный параметр, аналогичный параметру в векторно-параметрическом уравнении.

Пример нахождения уравнения прямой, проходящей через две точки

Найдем уравнения прямой, проходящей через точки A(1,2) и B(3,8).

Каноническое уравнение прямой

Каноническое уравнение прямой, проходящей через две точки имеет вид {dfrac{x-x_a}{x_b-x_a} = dfrac{y-y_a}{y_b-y_a}}

Подставим в формулу координаты точек A и B: {dfrac{x-1}{3-1} = dfrac{y-2}{8-2}}

Получаем каноническое уравнение прямой: {dfrac{x-1}{2} = dfrac{y-2}{4}}

Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Из канонического уравнения получаем уравнение прямой с угловым коэффициентом: {y=3x-1}

Параметрическое уравнение прямой

Параметрическое уравнение прямой имеет вид:

{ begin{cases} x=l cdot t + x_a \ y=m cdot t + y_a end{cases} }

где {x_a, y_b} – координаты точки, лежащей на прямой, {{l;m}} – координаты направляющего вектора прямой, t – произвольный параметр, аналогичный параметру в векторно-параметрическом уравнении. В качестве координат используем координаты точки {A(x_a, y_b)}.

Найдем координаты направляющего вектора:

overline{AB} = {x_b – x_a; y_b – y_a} = {3-1; 8-2} = {2; 6}

Получаем параметрическое уравнение:

begin{cases} x=2 t + 1 \ y=6 t + 2 end{cases}

Используем калькулятор для проверки полученного ответа.

Параметрическое уравнение прямой на плоскости

В данной статье мы рассмотрим параметрическое уравнение прямой на плоскости. Приведем примеры построения параметрического уравнения прямой, если известны две точки этой прямой или если известна одна точка и направляющий вектор этой прямой. Представим методы преобразования уравнения в параметрическом виде в канонический и общий виды.

Параметрическое уравнение прямой L на плоскости представляется следующей формулой:

где x1, y1 координаты некоторой точки M1 на прямой L. Вектор q={m, p} является направляющим вектором прямой L, t − некоторый параметр.

Отметим что при записи уравнения прямой в параметрическом виде, направляющий вектор прямой не должен быть нулевым вектором, т.е хотя бы один координат направляющего вектора q должен быть отличным от нуля.

Для построения прямой на плоскости в декартовой прямоугольной системе координат, заданной параметрическим уравнением (1), достаточно задать параметру t две разные значения, вычислить x и y и провести через эти точки прямую линию. При t=0 имеем точку M1(x1, y1) при t=1, получим точку M2(x1+m, y1+p).

Для составления параметрического уравнения прямой на плоскости L достаточно иметь точку на прямой L и направляющий вектор прямой или две точки, принадлежащие прямой L. В первом случае, для построения параметрического уравнения прямой нужно координаты точки и направляющего вектора вставить в уравнение (1). Во втором случае сначала нужно найти направляющий вектор прямой q={m, p}, вычисляя разности соответствующих координатов точек M1 и M2: m=x2x1, p=y2y1(Рис.1). Далее, аналогично первому случаю, подставить координаты одной из точек (не имеет значение какой именно) и направляющего вектора q прямой в (1).

Можно также вывести формулу параметрического уравнения прямой, проходящей через две точки. Для этого подставим значения m=x2x1, p=y2y1 в (1), получим параметрическое уравнение прямой на плоскости, проходящей через точки M1(x1, y1) и M2(x2, y2):

Пример 1. Прямая проходит через точку M=(3,−1) и имеет направляющий вектор q={−3, 5}. Построить параметрическое уравнение прямой.

Решение. Для построения параметрического уравнения прямой, подставим координаты точки и направляющего вектора в уравнение (1):

Ответ:

Пример 2. Прямая проходит через точки M1=(−5, 2) и M2=(−2, 3). Построить параметрическое уравнение прямой.

Решение. Воспользуемся формулой (2). Подставим координаты точек M1 и M2 в уравнение (2):

Упростим полученное уравнение:

Ответ:

Приведение параметрического уравнения на плоскости к каноническому виду

Выразим параметр t в (1) через переменные x и y:

Из выражений (3), можем записать каноническое уравнение прямой на плоскости:

Обратное преобразование смотрите здесь.

Пример 3. Прямая на плоскости представлена следующим параметрческим уравнением:

Привести данное уравнение прямой к каноническому виду.

Решение: Выразим параметр t через переменные x и y:

Из выражений (5), можем записать:

Ответ.

Приведение параметрического уравнения на плоскости к общему виду

Для приведения параметрического уравнения прямой на плоскости к общему виду, в формулах (1) выразим из второго уравнения параметр t через переменную y и подставим в первое уравнение:

Умножим обе части уравнения (6) на p и группируем элементы уравнения:

Сделаем обозначения: A=p, B=−m, C=−px1+my1. Тогда получим общее уравнение прямой:

Обратное преобразование смотрите здесь.

Пример 4. Прямая на плоскости представлена следующим параметрческим уравнением:

Привести данное уравнение прямой к общему виду.

Решение: В уравнении (9) имеем: x1=−5, y1=0, m=4, p=−2. Подставим эти значения в формулу (7):

Упростив выражение (10) получим общее уравнение прямой (9):

Ответ.

Простейшая
линия на плоскости – прямая.

Уравнение
линии на плоскости:

Уравнение
с угловым коэффициентом

Под углом
наклона
прямой понимается наименьший угол, на
который нужно повернуть вокруг точки
пересечения прямой и осипротив часовой стрелки осьдо ее совпадения с прямой.

Число
=tgназываетсяугловым коэффициентомпрямой, а уравнениеуравнением прямой с угловым
коэффициентом.

Если прямая проходит через начало
координат, то
и, следовательно, уравнение прямой будет
иметь вид.

Если прямая параллельна оси
,
то,
следовательно,=tg=0
и уравнение имеет вид.

Если прямая параллельна оси
,
тои уравнение теряет смысл, так как для
нее угловой коэффициент=tg=tgне существует. В этом случае уравнение
прямой будет иметь вид,
гдеабсцисса
точки пересечения прямой с осью.

Общее
уравнение
,
где,
так как нормальный векторпрямойL:не равен нулю и перпендикулярен прямойL.

Возможны два случая.

Если
,
то уравнение имеет вид,
причем,
т. е..
Это есть уравнение прямой, параллельной
осии проходящей через точку.

Если
,
то получаем уравнение.
Это есть уравнение прямой с угловым
коэффициентом=tg=.

Есть частные случаи общего уравнение
прямой:

  1. Если
    ,
    то уравнение приводится к виду.
    Это есть уравнение прямой, параллельной
    оси;

  2. Если
    ,
    то прямая параллельна оси;

  3. Если
    ,
    то получаем.
    Уравнению удовлетворяют координаты
    точки,
    прямая проходит через начало координат.

Уравнение
прямой, проходящей через две заданные
точки
(при,).

Пусть прямая проходит через точки
М1(x1;y1)иM2(x2;y2).
Уравнение прямой, проходящей через
точкуМ1, имеет видyy1=k(xx1),
гдеkпока
неизвестный коэффициент.

Так как прямая проходит через точку
M2(x2;y2),
то координаты этой точки должны
удовлетворять уравнениюy2y1=k(x2x1).
Отсюда находим.
Подставляя найденное значениев уравнениеyy1=k(xx1),
получим уравнение прямой, проходящей
через точкиМ1иM2:.

Параметрическое
уравнение –

Пусть на плоскости зафиксирована
прямоугольная
декартова система координатOxy.
Зададим прямуюa, указав лежащую на
ней точкуM1(x1;y1)
и направляющий вектор этой прямой.

Возьмем произвольную точку плоскости
M(x;y).
Мы можемвычислить
координаты вектора.
Очевидно, что множество всех точек
M(x;y)
задают прямую, проходящую через точкуM1(x1;y1)
и имеющую направляющий вектор,
тогда и только тогда, когда векторыиколлинеарны.

Необходимое
и достаточное условие коллинеарности
векторовизаписывается в виде уравнения,
где– некоторое действительное число.
Полученное уравнение называется
векторно-параметрическим уравнением
прямой. Векторно-параметрическое
уравнение прямой в координатной форме
имеет вид.
Уравнения полученной системыназываютсяпараметрическими
уравнениями прямой
на плоскости.

Каноническое
уравнение –

Пусть на плоскости зафиксирована
прямоугольная
декартова система координатOxy.
Нужно получить уравнение прямойa,
еслиM1(x1;y1)
– некоторая точка прямойaи-направляющий
вектор прямойa.

Пусть M(x;y)-
плавающая точка прямойa. Тогда
векторявляется направляющим вектором прямойaи имеет координаты.
Очевидно, что множество всех точекM(x;y)на
плоскости определяют прямую, проходящую
через точкуM1(x1;y1)
и имеющую направляющий вектортогда
и только тогда, когда векторыи– коллинеарны.

Равенство
в координатной форме имеет вид.

Если
и,
то мы можем записать.

Полученное уравнение вида
называютканоническим уравнениемпрямойна плоскости. Это уравнение также
называют уравнением прямой в каноническом
виде.

* Уравнение
прямой в отрезках –

Пусть прямая пересекает ось в точке
М1(),
а ось– в точкеМ2().
В этом случае уравнение имеет вид,
т. е..
Это уравнение называетсяуравнением
прямой в отрезках
, так как числаиуказывают, какие отрезки отсекает прямая
на осях координат.

Полярное
уравнение –
.

Положение прямой можно определить,
указав расстояние
от полюса О до данной прямой и уголмежду полярной осью ОР и осью,
проходящей через полюс О перпендикулярно
данной прямой.

Для любой точки М()
на данной прямой имеем:

прl=.

С другой стороны,

прl=||.

Следовательно,

Полученное уравнение и есть уравнение
прямой в полярных координатах
илиполярное уравнение прямой.

Нормальное
уравнение прямой –

Пусть прямая определяется заданием
и.
Рассмотрим прямоугольную систему
координатOxy. Введем
полярную систему, взявОза полюс иOx за полярную ось.
Уравнение прямой можно записать в виде,
т. е..

Но, в силу формул, связывающих прямоугольные
и полярные координаты, имеем:
,.
Следовательно уравнениепрямой в прямоугольной системе координат
имеет вид.

Это уравнение называется нормальным
уравнением прямой.

Геометрический
смысл коэффициентов в уравнениях прямой.

Коэффициент kв уравнении прямой с
точностью до знака равен тангенсу
острого угла, который образует прямая
с осью.

Переход из
одного вида уравнения в другой.

Приведение общего уравнения прямойк каноническому уравнению прямой: если,
то переносим слагаемоев правую часть равенствас
противоположным знаком.
В левой части равенства выносимАза скобки.
Полученное равенство можно записать
как пропорцию вида.

Если
,
то оставляем в левой части общего
уравнения прямойтолько слагаемое,
а остальные переносим в правую часть с
противоположным знаком:.
Теперь выносим в правой части равенства–Bза скобкии записываем полученное равенство в
виде пропорции.

Переход от общего уравнения прямой к
параметрическим уравнениям прямой
проводится в два этапа: сначала общее
уравнение приводится к каноническому
виду, а затем осуществляется переход
от канонического уравнения прямой к
параметрическим уравнениям прямой.

Разберем этот алгоритм при решении
примера.

Нужно написать параметрические уравнения
прямой, которая задана общим уравнением
прямой
.

Сначала приведем исходное общее уравнение
прямой к каноническому уравнению
прямой:.

Теперь принимаем левую и правую части
полученного уравнения равными параметру
Теперь принимаем левую и правую части
полученного уравнения равными параметру
:.

Из общего уравнения прямой вида
получить
уравнение прямой с угловым коэффициентомвозможно лишь тогда, когда.

Для этого в левой части общего уравнения
прямой оставить только слагаемое:.
Затем разделить обе части полученного
равенства на число B, которое отлично
от нуля,.

Чтобы получить уравнение прямой в
отрезках вида
из общего уравнения прямой переносим
числоСв правую часть равенствас противоположным знаком, делим обе
части полученного равенства на–С,
и в заключении переносим в знаменатели
коэффициенты при переменных x иy:

Чтобы привести общее уравнение прямой
к нормальному виду нужно обе части
равенства
умножить на так называемый нормирующий
множитель, который равен.
Знак нормирующего множителя берется
противоположным знаку слагаемогоС.
Если,
то знак нормирующего множителя не имеет
значения и может быть выбран произвольно.

Для перехода к общему уравнению от
уравнения прямой в отрезках и уравнения
прямой с угловым коэффициентом достаточно
просто собрать все слагаемые в левой
части равенства:

Каноническое уравнение прямой приводится
к общему уравнению прямой с помощью
следующих преобразований:

От параметрических уравнений прямой
следует сначала перейти к каноническому
уравнению прямой, а уже потом к общему
уравнению прямо:

Соседние файлы в папке 1семестр_ответы

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Прямая в пространстве – это линия, которая проходит от одной точки к другой, а также за пределы этих точек в бесконечность. Есть несколько видов уравнения прямой в пространстве: каноническое, параметрическое, угол между двумя прямыми в пространстве и т. д. Про это расскажем в данной статье и для наглядности предоставим несколько примеров.

Параметрическое и каноническое уравнение прямой в пространстве

Параметрическое и каноническое уравнение прямой рассматривается практически так, как и для прямой на плоскости. Значит, нужно составить уравнение прямой L, которая проходит через данную точку M_{1} (x_{1}, y_{1}, z_{1}) параллельно направляющему вектору overline{S} = (l, m, p).

Пусть, M(x, y, z) in{L} – произвольная точка прямой, тогда векторы overline{M_{1}M} = (x - x_{1}, y - y_{1}, z - z_{1}) и overline{S} коллинеарные, а это значит, что координаты их пропорциональны, поэтому получаем:

{x - x_{1}over{l}} = {y - y_{1}over{m}} = {z - z_{1}over{p}}

(1)

это и есть канонические уравнения прямой.

Приравнивая каждую из дробей (1) к параметру t, запишем параметрические уравнения прямой:

left{ begin{aligned} x = lt + x_{0}\ y = mt + y_{0}\ z = pt + z_{0} end{aligned}

(2)

Уравнение прямой в пространстве, которая проходит через две заданные точки

Уравнение прямой в пространстве – тема очень лёгкая, так как здесь самое важное – знать нужную формулу. Тогда легко можно решить любую задачу.

Итак, через две точки M_{1}(x_{1}, y_{1}z_{1} и M_{2}(x_{2}, y_{2}, z_{2}) можно не только геометрично провести линию, но и сложить её уравнения.

За направляющий вектор возьмём overline{S} =  overline{M_{1}M} = (x_{2} - x_{1}, y_{2} - y_{1}, z_{2} - z_{1}), тогда по формуле (1) у нас получается:

{x - x_{1}over{x_{2} - x_{1}}} = {y - y_{1}over{y_{2} - y_{1}}} = {z - z_{1}over{z_{2} - z_{1}}}

(3)

 уравнение прямой в пространстве, которые проходят через две заданные точки.

Нужна помощь в написании работы?

Написание учебной работы за 1 день от 100 рублей. Посмотрите отзывы наших клиентов и узнайте стоимость вашей работы.

Подробнее

Общее уравнение прямой – переход к каноническому уравнению

Объяснение про общее уравнение прямой начнём с прямой, которая задана двумя плоскостями, что пересекаются по этой прямой.

Пусть известны их уравнения:

left{begin{aligned}A_{1}x + B_{1}y + C_{1}z + D_{1} = 0\A_{2}x + B_{2}y + C{2}z + D_{2} = 0 end{aligned}

(4)

Тогда система (4) называется общим уравнением прямой.

Чтобы перейти к каноническим уравнениям вида (1), необходимо найти вектор overline{S} и точку M_{0} этой прямой.

Точку M_{0} находим, как один из решений системы (4). Например, положив в (4) z = 0 находим x_{0}, y_{0}, тогда и точку M_{0} (x_{0}, y_{0}, 0). Направляющий вектор overline{S}, который параллелен к каждой из плоскостей P_{1} и P_{2} и перпендикулярен к их нормальным векторам overline{n_{1}} = (A_{1}, B_{1}, C_{1}) и overline{n_{2}} = (A_{2}, B_{2}, C_{2}), то есть overline{S}perp{overline{n_{1}}}, overline{S}perp{overline{n_{2}}}. (см. рис. 1). Поэтому вектор overline{S} можно найти при помощи векторного произведения overline{n_{1}} и overline{n_{2}}

overline{S} = overline{n}_{1} x overline{n}_{2} = begin{vmatrix} overline{i}&overline{j}&overline{k}\ A_{1}&B_{1}&C_{1}\ A_{2}&B_{2}&C_{2} end{vmatrix}

Найдены координаты M_{0} и overline{S} подставим в каноническое уравнение (1).

Например, от общих уравнений прямой:

left{begin{aligned} 2x + 7y - z - 4 = 0\ 4x - 9y - 2z - 8 = 0 end{aligned}

Перейдём к каноническим, положив в системе y = 0 (при нём относительно больше коэффициенты). найдём x = 2, z = 0, M_{0} (2, 0, 0). Нормальные векторы overline{n_{1}} = (2, 7, -1) и overline{n_{2}} = (4, -9, -2). Тогда направляющий вектор

Уравнение прямой

Рис. 1

 overline{S} = overline{n}_{1} x overline{n}_{2} = begin{vmatrix} overline{i}&overline{j}&overline{k}\ 2&7&-1\ 4&-9&-2 end{vmatrix} = -23overline{i} - 0overline{j} - 46overline{k},

и канонические уравнения станут:

{x - 2over{-23}} = {y - 0over{0}} = {z - 0over{-46}}arrowvert * (-23)to{x - 1over{1}} = {yover{0}} = {zover{2}}.

Угол между двумя прямыми в пространстве. Условия параллельности и перпендикулярности прямых

Угол между двумя прямыми (varphi):

{x - x_{1}over{l_{1}}} = {y - y_{1}over{m_{1}}} = {z - z_{1}over{p_{1}}} и {x - x_{2}over{l_{2}}} = {y - y_{2}over{m_{2}}} = {z - z_{2}over{p_{2}}}

равен углу между их направляющими векторами overline{S_{1}} = (l_{1}, m_{1}, p_{1}) и overline{S_{2}} = (l_{2}, m_{2}, p_{2}), поэтому

{cosvarphi = cos(overline{S}_{1}}, overline{S}_{2}}) = {l_{1}l_{2} + m_{1}m_{2} + p_{1}p_{2}}over{sqrt{l_{1}^2 + m_{1}^2 + p_{1}^2}} * {sqrt{l_{2}^2 + m_{2}^2 + p_{2}^2}}

(5)

Условия параллельности и перпендикулярности прямых соответственно запишутся:

{l_{1}over{l_{2}}} = {m_{1}over{m_{2}}} = {p_{1}over{p_{2}}} и l_{1}l_{2} + m_{1}m_{2} + p_{1}p_{2} = 0.

(6)

Примеры решения задач

Давайте рассмотрим первый пример, где можно двумя способами построить прямую:

Задача

При точке M (1, 5, 2) и направляющем векторе overline{S} = (3, 0, 4) необходимо:

  1. составить каноническое уравнение прямой;
  2. построить эту прямую.

Решение

1) По формуле (1) запишем каноническое уравнение прямой l:

{x - 1over{3}} = {y - 5over{0}} = {z - 2over{4}} = (t).

2) Рассмотрим два способа построения прямой l.

Первый способ

В системе координат XYZ строим вектор overline{S} = (3, 0, 4) и точку M (1, 5, 2) и проводим через точку M прямую параллельную вектору overline{S}.

Второй способ

По формуле (2) запишем каноническое уравнение прямой в параметрическом виде:

left{begin{aligned} x = 3t + 1\ y = 0 * t + 5\ z = 4t + 2 end{aligned} right

Уравнение прямой

На рисунке видно, что при произвольных значениях t из системы находим координаты соответствующих точек, которые принадлежат прямой l. Так при t = 1 находим координаты M_{1}(4, 5, 6).  Через две точки M и M_{1} проводим прямую l.

Очевидно, что найти острый угол между прямыми совершенно не сложно при знании темы и определённых формул. Давайте разберём такой пример:

Задача

Найти острый угол между прямыми:

{x - 4over{6}} = {y + 2over{-2}} = {zover{3}}, {x + {2}over{-2}} = {y - {5}over{-1}} = {z + 1over{-2}}

(7)

Решение

По формуле (7) получаем:

costheta = {6 * (-2) + (-2)(-1) + 3 * (-2)}over{sqrt{6^2 + (-2)^2 + 3^2} * sqrt{(-2)^2 + (-1)^2 + (-2)^2} = {-12 +2 -6over{7 * 3}} = -{16over21}.

Так как costheta = -{16over{21}} < 0, тогда угол theta тупой, theta = arccos (-{16over{21}}, а острый угол varphi = 180^0 - theta.

Ответ

varphi = arccos{16over{21}}.

Рассмотрим последний пример, где нужно составить уравнение. Здесь, как и в каждой задаче, важно знать и понимать, какой формулой нужно воспользоваться.

Задача

Составить уравнение прямой l,  которая проходит через точку M(2, -4, 3) и параллельна прямой x = -5t + 4, y = 2t, z = 8t - 5.

Решение

От параметрического уравнения  переходим к каноническому {x - 4over{(-5)}} = {yover{2}} = {z + 5over{8}}tooverline{S} = (-5, 2, 8) При условии параллельности прямых overline{S}||overline{S_{1}} то есть направляющим вектором новой прямой может служить известный вектор overline{S} = (-5, 2, 8) и по формуле (1) у нас получается:

{x - 2over{-5}} = {y - 4over{2}} = {z - 3over{8}}.

Ответ

{x - 2over{-5}} = {y - 4over{2}} = {z - 3over{8}}.

Прямая (прямая линия) – это бесконечная линия, по которой проходит кратчайший путь между любыми двумя её точками.

Уравнение прямой на плоскости

Любую прямую на плоскости можно задать уравнением прямой первой степени вида

A x + B y + C = 0

где A и B не могут быть одновременно равны нулю.

Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Уравнение прямой с угловым коэффициентом

Общее уравнение прямой при B≠0 можно привести к виду

y = k x + b

где kугловой коэффициент равный тангенсу угла, образованного данной прямой и положительным направлением оси ОХ.

k = tg φ

Уравнение прямой в отрезках на осях

Уравнение прямой в отрезках на осях

Если прямая пересекает оси OX и OY в точках с координатами (a, 0) и (0, b), то она может быть найдена используя формулу уравнения прямой в отрезках

Уравнение прямой, проходящей через две различные точки на плоскости

Если прямая проходит через две точки M(x1, y1) и N(x2, y2), такие что x1x2 и y1y2, то уравнение прямой можно найти, используя следующую формулу

xx1  =  yy1
x2x1 y2y1

Параметрическое уравнение прямой на плоскости

Параметрическое уравнение прямой на плоскости

Параметрические уравнения прямой могут быть записаны следующим образом

x = l t + x0y = m t + y0

где N(x0, y0) – координаты точки лежащей на прямой, a = {l, m} – координаты направляющего вектора прямой.

Каноническое уравнение прямой на плоскости

Если известны координаты точки N(x0, y0) лежащей на прямой и направляющего вектора a = {l; m} (l и m не равны нулю), то уравнение прямой можно записать в каноническом виде, используя следующую формулу

Пример 1. Найти уравнение прямой проходящей через две точки M(1, 7) и N(2, 3).

Решение. Воспользуемся формулой для уравнения прямой проходящей через две точки

x – 12 – 1 = y – 73 – 7

Упростив это уравнение получим каноническое уравнение прямой

x – 11 = y – 7-4

Выразим y через x и получим уравнение прямой с угловым коэффициентом

y – 7 = -4(x – 1)

y = -4x + 11

Найдем параметрическое уравнение прямой. В качестве направляющего вектора можно взять вектор MN.

MN = {2 – 1; 3 – 7} = {1; -4}

Взяв в качестве координат точки лежащей на прямой, координаты точки М, запишем параметрическое уравнение прямой

x = t + 1y = -4t + 7

Пример 2. Найти уравнение прямой проходящей через две точки M(1, 3) и N(2, 3).

Решение. Так как My – Ny = 0, то невозможно записать уравнение прямой проходящей через две точки.

Найдем параметрическое уравнение прямой. В качестве направляющего вектора можно взять вектор MN.

MN = {2 – 1; 3 – 3} = {1; 0}

Взяв в качестве координат точки лежащей на прямой, координаты точки М, запишем параметрическое уравнение прямой

x = t + 1y = 3

Уравнение прямой в пространстве

Уравнение прямой, проходящей через две различные точки в пространстве

Если прямая проходит через две точки M(x1, y1, z1) и N(x2, y2, z2), такие что x1x2, y1y2 и z1z2, то уравнение прямой можно найти используя следующую формулу

xx1  =  yy1  =  zz1
x2x1 y2y1 z2z1

Параметрическое уравнение прямой в пространстве

Параметрические уравнения прямой могут быть записаны следующим образом

x = l t + x0
y = m t + y0
z = n t + z0

где (x0, y0, z0) – координаты точки лежащей на прямой, {l; m; n} – координаты направляющего вектора прямой.

Каноническое уравнение прямой в пространстве

Если известны координаты точки M(x0, y0, z0) лежащей на прямой и направляющего вектора n = {l; m; n}, то уравнение прямой можно записать в каноническом виде, используя следующую формулу

xx0  =  yy0  =  zz0
l m n

Прямая как линия пересечения двух плоскостей

Если прямая является пересечением двух плоскостей, то ее уравнение можно задать следующей системой уравнений

A1x + B1y + C1z + D1 = 0
A2x + B2y + C2z + D2 = 0

при условии, что не имеет место равенство

A1  =  B1  =  C1 .
A2 B2 C2

Добавить комментарий