0 .
Түзудің жалпы теңдеуінің дербес жағдайларын зерттейік.
1. Егер С = 0; А * 0; В
ф
0 болса, онда Ах + Ву = 0 түзуі координаталардың
бас нүктесі аркылы өтеді.
2. Егер ,4 = 0; В
ф
0; С
ф
0 болса, онда Ву + С = 0 немесе у - b мұндағы
С
.
-
■■
1
' '
• й "■
Ы
; -
*-*
Ь = — түзуі Ох өсіне параллель болады.
В
Ах
С
а = — түзуі Оу өсіне параллель болады.
А
4. Егер В = С = 0; А
ф
О болса, онда А х - 0 немесе х - 0 түзуі Оу өсімен
беттеседі.
5. Егер ,4 = С = 0; В
ф
0 болса, онда By — 0 немесе у = 0 түзуі Ох өсімен
беттеседі.
j
2) Бұрыштық коэффициентпен берілген түзудің тецдеуі.
Егер түзудің жалпы теңдеуінде 5 ^ 0 болса, онда оны
у -
ке катысты
шешіп,
у - кх + Ъ
(4.8)
түріндегі теңдеуді аламыз, мұндагы к = -
А
В
b =
С
(4.8)
теңдеуі бұрыштық коэффициентпен берілген түзу теңдеуі деп
аталады. Бұрыштык коэффициент k Щ t g a , мұндағы a - түзудің Ox өсінің
оң багытымен жасайтын бұрышы (оң багыттағы бұрыш Ох өсінен сагат
тіліне карсы бағытта алынады). Ал бос мүше b түзудің Оу өсімен қиылысу
нүктесінің ординатасы болып табылады.
3) Кесіндідегі түзудің теңдеуі.
Егер түзудің
жалпы теңдеуінде С
Ф
0 болса, онда оның барлык
мүшелерін - С -ға бөліп,
z + f f l
a
b
С
С
түріндегі теңдеуді аламыз, мұндагы а = — , b = —
А
В
(4.9)
(4.9)
теңдеуі кесіндідегі түзу теңдеуі деп аталады. Теңдеудегі а түзудің
Ox өсімен киылысу нүктесінің абсциссасы, ал b түзудің Оу өсімен киылысу
нүктесінің ординатасы. Сондыктан а жэне b координат өстеріндегі
кесінділері деп аталады.
4) Түзудің нормаль теңдеуі.
Егер түзудің Ах + Ву + С = 0 жалпы теңдеуінің екі жагын нормальдаушы
көбейткіш
1
деп аталатын /л = — ;
санына, радикал алдындагы
± \ А 2 + В 2
52
таңдап
теңдеуін аламыз. Бұл теңдеу түзудің нормаль теңдеуі деп аталады. Мұндағы
Р координаталар бас нүктесінен түзуге түсірілген перпендикулярдың
-^ұзындығы, ал <р- осы перпендикулярдың Ох өсінің оң бағытымен жасайтын
бұрышы болып табылады.
х
cos
(р + у
sin
=
О
(4.10)
теңдеуі
түзу М 0(х0, у 0) нүктесі
гнті к болса, онда түзудің
У -У о = к( х - х 0)
(4.11)
теңдеүі
Г
>
1 7
4 —
Егер жазыктыкта
М 0 ( х 0 , у 0 )
нүктесі жэне
3 = { т \п }
векторы берілсе,
онда берілген нүкте аркылы өтіп, берілген векторға параллель болатын
түзудін теңдеуі
х - * о _ У ~ У о
т
п
формуласымен жазылады жэне түзудің
к а н о н д ы ң т е ң д е у і
деп аталады
7) Түзушн параметрлік теңдеуі.
(4.12)
Жоғардагы (4.12) тендеуін кандай да бір / параметріне теңестіру аркылы
мына теңдеуді аламыз:
х = Хл + mt
.
•
(4.13)
y = y 0 + n t
Бұл түзудін параметрлік теңдеуі деп аталады.
8
) Екі нүкте аркылы ететін түзудін тендеуі.
Жазыктыкта
нүкте
X ~ J \
-
_У_“ У\
х 2 ~ х і
У2
-
У\
(4.14)
формуласымен жазылады.
9) Түзулердін арасынлағы бүрыш.
тузулер
/ , : Аух 4 -
+ С, = 0 және
/2
: А2х + В2у + С2 = 0
түрінде (
табамыз:
А% А-)
+
В\Ву
cos <р
=
(4.15)
Ay
+
В* А2
-f
В \
Егер
AtA2 + f i,S
2
= 0
(4.16)
тендігі орынлалса, онда берілген екі түзу бір-біріне перпендикуляр, ал егер
53
А = А
*
А')
Вп
С'у
(4.17)
теңдігі орындалса, онда берілген екі түзу бір-біріне параллель болады.
Егер түзулер бұрыштык коэффициент теңдеулерімен берілсе, яғни
1\ : у = кхх + Ьх жэне /2 : у = £2х + Ь2
болса, онда олардың арасындағы ср бұрышын мына формуламен табамыз:
( 4 .1 8 )
1 + кхк2
Егер кф% т -1 немесе кх = ----- болса, онда екі түзу бір-біріне
* 2
перпендикуляр, ал егер £j = £ 2 болса, онда екі түзу бір-біріне параллель
болады.
10) Түзулердің киылысуы.
Егер түзулер жалпы теңдеулері
Іх: Лі* + Вху + Сх = 0 және /2 : ^42jc + 5 2<у + С2 = 0
түрінде беріліп және —
ф
- - болса, онда бұл екі түзу киылысады. Қиылысу
А')
В*)
. ■
■
t
нүктесінщ координаттарын осы екі түзуді біріктіріп шешу аркылы табамыз.
Қиылысу бұрышының биссектриса теңдеуін
А1х + В 1у + С1 ± А2х + В2у + С2 Я
а
\ + в \
а
\ + в \
формуласымен анықтаймыз.
Егер
/, : Ахх + Вху + Сх = 0
және
/2 : А2х
+ В2у + С 2 - 0
түзулері
киылысатын болса, онда
Ахх
+
Вху
+ С] 4-
Л(А2х
+
В2у + С2) =
0
(4.20)
теңдеуі киылысу нүктесінен А-нің
эрбір мәніне сэйкес эртүрлі түзулер
өтетін түзулер шоғырын береді.
11) Нүктеден түзуге дейінгі арақашықтық.
Жазыктыктағы
берілген
М(х0;у0)
нүктесінен
жалпы
теңдеуі
Ах + By + С = 0 түзуіне дейінгі аракашыктық
Ахп
+
Вуп
+ С
d =
L_o ---Г9— I
(4.21)
A 2 + В 2
теңдеуімен аныкталады.
Мысалы, ABC үшбұрышының А(4;3), В ( - 3;-3), С(2;7) үш төбесі
берілсін. Есептеңіз:
1) АВ кабырғасының теңдеуін;
2) СН биіктігінің теңдеуін;
3) А нүктесі аркылы өтетін ВС кабырғасына параллель болатын түзудің
теңдеуін;
4) AD медианасының теңдеуін;
54
5) В нүктесінен АС кабырғасына дейінгі аракашыктыкты;
6) ABC үшбұрышының ауданын.
Шешуі:
1) Екі нүкте аркылы өтетін түзудің тендеуі (4.14) формуласын колданып,
АВ кабырғасының теңдеуін аламыз:
!
jc—4 __ у - Ъ
- 3 - 4 ~ - 3 - 3 *
бұдан 6 ( х - 4 ) = 7 ( j/- 3 ) немесе 6 д : - 7 ^ - 3 = 0 болады;
-
v -■-#
У
. 1
-*■■■'- v
V
,
,
^
1
j
|
s
*>
-Г
2)
(4.8) негізінде
түзуінің теңдеуінен У ~ ^ х — теңдеуін аламыз,
демек £j = - . Ал
С Н
биіктігінің
А В
түзуіне перпендикулярлығын ескерсек,
7
.
. . . .
.
,
к2 = — болады. Енді C # биіктігінің теңдеуі С(2;7) нүктесінен өтетін
6
k
7
.
1
^
1
> ■' ■
коэффициенті
к2 = —
болатын
түзудін
теңдеуін
береді.
(4.11)
6
формул асынын негізінде:
7
у - 7 = — ( х - 2 ) немесе 1х + 6jy - 56 = 0 болады;
6
і
і
3) Екі нүкте аркылы өтетін түзудің теңдеуі (4.14) формуласын ескеріп,
В С
кабырғасының теңдеуін мына түрде жазамыз:
х + 3 _ у + 3
2 + 3 “ Т + 3
бұдан 10(х + 3) = 5(у + 3) немесе 2* - >> + 3 = 0 => у = 2jc + 3 демек
= 2
болады. Л(4;3) нүктесі аркылы өтіп,
В С
кабырғасына параллель болатын
түзудің бұрыштык коэффициенті к2 = 2 сондыктан (4.11) формуласын
колданып у - 3 = 2(х - 4) немесе 2х - у - 5 = 0 тендеуін аламыз;
4) AD медианасының теңдеуін жазу үшін
В С
кабырғасының ортасы
D( x; y) нүктесінің координаттарын (4.2) формуласын колданып табамыз:
- 3 + 2
1
- 3 + 7
L
Ж ------------ —
жэне
у = --------. =
2
,
2
2
2
сондыктан D (---;2 ) болатындыктан, (4.14) формуласын колданып, AD
медианасынын тендеуін жазамыз:
j c - 4
у — 3
— —
с
— немесе
2 х
- 9 у +19 = 0 болады;
- 12 —
4
2 - 3
5) (4.14) формуласын ескеріп, АС кабырғасынын тендеуін аламыз:
55
х - 4
у - 3
*
н
------ = -------
немесе 4 ( х - 4) = - 2 ( v - 3 ) => 2jc + >>-1 1 = О болатынлыктан
2 - 4 7 - 3
т
.
^тгоътг ж г ^
(4.21) формуласын ескере отырып, 5 ( -3 ;- 3 ) нүктесінен ,4С кабырғасына
дейінгі аракашыктыкты табамыз:
.
2 • (-3 ) +1 • (-3 ) - 1 lj
-2 0 !
'У)~
а = ---------- =====f------- - = — = - = 4 /5 ;
2 + 1
5
6) ABC үшбұрышыныц ауданын есептеу үшін (4.5) жэне (4.6)
формулаларын колданамыз:
1 1 1
і
Д = 4 - 3 2’ = —21 —12 + 6 + 9 + 6 — 28 = - 4 0 ,
3 - 3 7
5 = - - 4 0 = 2 0 .
2
4.2 №4 өздік ж үмы с тапсырмалары
ABC үшбұрышының Л (х,;>-,),
В (х2
;
у 2
),
С(х3;у 3)
үш төбесі берілсін.
Есептеңіз:
1)
АВ
қабырғасыныц теңдеуін;
2)
СН
биіктігінің теңдеуін;
3)
А
нүктесі аркылы өтетін
ВС
кабырғасына параллель болатын түзудің
теңдеуін;
4) AD медианасының теңдеуін;
5)
В
нүктесінен AC кабьфғасына дейінгі аракашыктыкты;
6) ABC үшбүрышынын ауданын.
1.1
А (-2 ;4 ), В(9;8), С (
6 ;7 ).
" г. *
. \ .
. - и * * -
1.2 ^ (-8 ;-5 ),
В(9;4),
С (3;0).
1.3
А(2;5), В ( -
3;-1), С(9;3).
1.4 і4(1;0), 5 (-1 ;8 ), С (9 ;-5 ).
...ft
•
1.5 А(1;-2), В(5;-1),
С (3;4).
1.6
А (2;-3), В (
1;8), С (6 ;7 ).
(
■
^
^
Й г Й
1-7
А (-8;9),
Я(6;5), С (4 ;3 ).
‘
^
......
~
'
1.8
А (
4;8),
В (
7;3), \ ( 1 ; 6 ) .
Ш Ш т
1.9 /4(6;-4), Я(8;2), С (3 ;-5 ).
1.10
А(3;-3), В(5;-7), С(б;9).
Р
^
-
1.11
Л(1;6), Д(3;4), С ( - 3 ; 5 ) .
1.12
А(-4;2), В(8
-
6
),
С (-2 ;6 ).
1.13 Л (-5;2), 5 (0 ;4 ), С (5;7).
1.14 Л(5;3),
В (
6;2), С (-1 ;8 ).
56
1.15 Ж -3;8),
B p ,2),
С (0 ;-5 ).
1.16 Ж 0;-9), Д(3;-1), С (-4 :1 ).
1.17 Ж4;0), Я (-3;-1), С(7;8).
1.18 Л(4;2), 5 (6 ;-4 ), С (3 ;-9 ).
VI 19
Л(3;1), Я(-1;-3), С (-6 ;2 ).
1.20 <4(7;-2), 5(-3;4), С(5;-5).
1.21 -<4(1;—4), В (7;5), С(3; 4) .
1.22 /4(9;-2), Д(4;5), С (0 ;1 ).
1.23 <4(3;-1), Я (0;-5), С(8;1).
1.24 /4(2;6), В ( 3;5), С( 4 ; 0 ) .
1.25 /4(-7;2), Я(3;8), С (-4;6 ).
1.26 /4(0;2), 5 (7 ;-4 ), С (3;-2).
1.27 /4(5;-5), Л(1;3), С (-8 ;-4 ).
1.28 Л(1;3), 5 (0 ;5 ), С ( - 2 ; 4 ) .
1.29 /1(-5;-1), В(5;-2), С(1;4).
1.30 Л(3;5), Я (9 ;І), С( 0 ; 8 ) .
4.3 Кеністіктегі коорлинаттар әдісі
Егер кеңістікте тік бұрышты декарттык координаталар жүйесі берілсе,
онда кеністіктегі М нүктесінін координаттарын M{ x , y , z ) деп белгілейміз,
мұндағы х - абсписсасы, у - ординатасы. z - апликатасы болады.
Кеністіктін
екі
A(xl ; y l ; z l )
және
B(x2',y2',z2)
нүктелерінің
аракашыктыгы
d = (х2 - ^ і ) 2
+ ( ^ 2
~ У \У + ( г 2 ~ 2\ ) 2
(4-22)
формуласымен аныкталады.
Дербес жағдайда M( x; y; z ) нүктесінен координаталардын бас нүктесіне
дейінгі аракашыктык
d = х г + у г + z 2
(4.23)
формуласымен аныкталады.
Егерде шеткі нүктелері
A{xx\ y x\ z x)
және В(х2\У2Ші) нүктелері
болатын кесіндіні C( x; y; z) нүктесі Я катынасында бөлсе, онда С нүктесінің
координаталары мына формуламен аныкталады:
-
хх + Лх2
-
У\ + Лу7
-
Z\
+ Яг9
* = - Т П Г ’
У -
Г ’
2 = Л Г - 1 1 -
(4-24)
1 + Я
1 + Я
1 + Я
Бұл формула кесіндіні берілгеи қатынаста бөлу формуласы.
Егер С нүктесі кесіндінің ортасы болса, онда
~
*1
+
Х 2
-
У \+ у
2
-
z x
+
Z j
_ л
х = -1— 2 ;
у = П _ _ І 2 .
2 =
(4 2 5 )
57
теңдіктері орындалады.
C( x \ y \ z )
нүктесі Я = 3
қатынасында бөлетін болсын.
С нүктееінің
координаталарын есептеңіз.
Шешімі:
Кесіндіні
берілген
катынаста
бөлу
формуласы
(4.24)
пайдаланып, мына теңдеулерді аламыз:
Я І 2 + 3• (-2 )
,
і 4 + 3 -4
1
-
- 2 + 3 -2
х ~ — г ц —
1 >
у
= ~
л
;
= 4 >
z = ------------- - = і -
1 + 3
1 + 3
1 + 3
Сонымен жауабы: С(-1;4;1).
1 ' ■
-
Мысалы, Л(2;4;-2) және В ( - 2;4;2) нүктелерін косатын кесіндіні
4.4 К ецістіктегі ж а з ы қ т ы қ тендеулері
Ж а зы қ т ы қ т ы н ж ал п ы теңдеуі.
Кеңістіктегі тік бұрышты декарттык координаталар жүйесінде кез
і теңдеуі келесі түрде
Ах + Bv + C z + П = 0
(4.26)
мұндағы A , B , C , D теңдеудің коэффициенттері деп аталады, сонымен бірге
А 2
П 2
л
’г.
;
4 + 5 “ + С > 0 болуы керек.
түрлерін төмендегідей түрде
V ~ - и иилса, онда a y + ^ z + и = и жазыктығы
О х
өсіне параллель
2) В = 0 болса, онда Ax + Cz + D = 0 жазыктығы Оу өсіне параллель
Ах
---------------------------------------------— — —
— —
v
V
/ Л І І Д Ш в
4 )
D
= 0
болса, онда
Ax + By + Cz =
0 жазыктығы координаталардың бас
нүктесі аркылы өтеді;
5)
А = В =
0 болса, онда
Cz + D =
0 жазыктығы
Oz
перпендикуляр
(Оху
жазыктығына параллель) болады;
6)
А =
С
= 0
болса, онда
By +
D
=
0 жазыктығы
Оу
перпендикуляр
(Oxz
жазьпстығына параллель) болады;
7)
В =
С
=
0 болса, онда
Ax +
D
=
0 жазыктығы
Ох
перпендикуляр
(Oyz
жазыктығына параллель) болады;
8
)
A = D = 0
болса, онда
By
+
Cz =
0 жазыктығы
Ox
өсі аркылы өтеді;
9)
В = D =
0 болса, онда
Ах
+
Cz =
0 жазыктығы
Оу
өсі аркылы отеді;
10)
С =
D
=
0 болса,Ч)нда
Ах
+
By =
0 жазыктығы
Oz
өсі аркылы өтеді;
11)
А - В - D - 0
болса,
онда
Cz = 0
(2
= 0)
жазыктығы
Оху
жазыктығымен беттеседі;
12)
A = C =
D
=
0
болса,
онда
Ву
=
0
(у = 0)
жазыкгыгы
Ох
жазыктығымен беттеседі;
13)
В - С - D - 0
болса,
онда
Ах = 0
(х = 0)
жазыктығы
Oyz
жазықтығымен беттеседі;
онда
Cz = 0
(z = 0)
онда
By = 0
(У = 0)
онда
Ах = 0
(х = 0)
58
2) Ж азыктыктын кесіндідегі тецдеуі.
Егер жазыктыктын жалпы теңдеуіндегі
D Ф
О коэффициенті болса, онда
(4.26) теңдеуінің барлык мүшелерін - D -ға бөліп, жазыктык теңдеуін былай
жазамыз:
- + ^ + - = 1,
(4.27)
а
Ъ с
мұндагы
а =
- — ,
Ь =
-
—
,
с = - —
тен. Бұл тендеу жазыктыктын
кесіндідегі
A
B
C
теңдеуі
деп аталады. (4.27) тендеуіндегі
а,
6
,с
жазыктыктын
Ох,Оу
жэне
Oz
өстерімен киылысу нүктелерінін сэйкес абсциссасы, ординатасы жэне
апликатасы болып табылады.
3) Ж азыктыктын берілген нүкте аркылы өтетін нормаль векторы
бойынша тецдеуі.
W
Кеністіктегі
Oxyz
тікбұрьппты декарттык координат жүйесінде кандайда
бір жазьпстьпс берілсін. Осы жазыктыктын теңдеуі жазыктыкта жататын
M 0(x0;y G;z0)
нүктесі мен осы жазыктыкка перпендикуляр болатын
ft
=
AT
+
В] + Ck ( N
=
\A\B\C})
вектор аркылы толык аныкталады. Ал
N
=
\A\B\C]
векторы жазыктыкка
нормаль вектор
деп аталады. Қарастырып
отырган жазыктык тендеуі мына түрде жазылады:
А(х
- *0) +
В(у
-
у
0) +
C(z
-
z
0)
=
0.
(4.28)
4) Берілген үш нүкте аркылы өтетін ж азыкты к тендеуі.
Кеністікте
A/x(xx; y x; z x)9 М 2(x2; y 2;z2)
және
(хз
і Л ^ z3) үш нүктесі
аркылы өтетін жазыктык тендеуін жазу керек болсын. Ол үшін
M }(xx; y x; z x)
нүктесін жазыктыктын берілген нүктесі деп алып, жазыктыктын нормаль
векторын табу үшін
М ХМ 2
жэне
М хМ ъ
векторларынын векторлык
көбейтіндісін табамыз:
M lM 2 = { x
2
- x i ; y 2 - y };z2 - z ]}
жэне
М хМ г
= {*3
- х }, у }
-_у,;г3 - г ,}
болгандыктан
Достарыңызбен бөлісу: |