Материал: Практикум по высшей математике. векторная алгебра и аналитическая геометрия. Пантелеев И.Н

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

y +1 = −

3

(x −3), 3x +4 y −5

= 0.

 

4

 

 

Пусть х, у текущие координаты

точки на искомой

прямой, тогда расстояние от этой точки до прямой, проходящей через точку А, находится по формуле

d = Ax + By +C . A2 + B2

Подставляя

сюда значение

d = 3 и коэффициенты

А,В,С, находим

3 =

 

3x +4 y −5

 

 

или, раскрывая

модуль,

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

15 = 3x +4 y −5 и 15 = 3x −4 y +5

 

 

Отсюда имеем 3x +4 y −20 = 0 и 3x +4 y +10 = 0.

4.6. Через

 

 

точку

пересечения

прямых

2x − y +3 = 0 и x + y −2 = 0.

провести

прямую,

перпендикулярную прямой 3x −4 y −7 = 0.

Решение. Пользуясь уравнением (9), запишем уравнение пучка прямых, проходящих через точку пересечения данных прямых

2x − y +3 +λ(x + y −2)= 0 или (2 +λ)x +(λ −1)y +3 −2λ = 0.

Угловой коэффициент пучка прямых k = −

2 +λ

, а угловой

λ −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент перпендикулярной прямой

k

= 3 .

По условию

 

 

 

 

 

 

 

1

4

 

 

 

 

 

 

 

2 +λ

 

 

перпендикулярностиk = −

1

,

откуда

=

3 , а λ =10

 

λ −1

 

k

 

 

 

 

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя найденное значение λ

в уравнение пучка,

получаем уравнение искомой прямой

12х+9 у−17 = 0 .

4.7. Даны две вершины треугольника А(-4;2) и В(2;-5) и

 

 

 

8

; −2

 

Найти третью вершину С

точка пересечения высот М

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и расстояние ее от биссектрисы угла А.

111

Решение. По уравнению прямой, проходящей через две

точки A и В, находим

y −2

 

=

x +4

,

y = −

7 x −

8 .

−5 −2

 

 

2 +4

 

 

6

3

Используя условие

 

перпендикулярности (7), из

уравнения пучка прямых (8) находим уравнение перпендикуляра МС к прямой АВ, проходящего через точку М

 

6

 

8

 

 

 

(рис. 3.23) y +2 =

 

x −

 

 

,

6x −7 y −30 = 0.

7

3

 

 

 

 

 

Рис. 3.23

Уравнение перпендикуляра ВМ к прямой АС находим по уравнению прямой проходящей через две точки В и М

y +5

=

x −2

,

y = −

9 x −14.

−2 +5

 

8

−2

 

 

2

 

3

 

 

 

Учитывая, что прямые АС и ВМ перпендикулярны (7), из уравнения пучка прямых, проходящих через точку А, находим уравнение стороны АС

y −2 = − 2 (x +4), 2x +9 y −10 = 0.

 

9

Решая совместно уравнения прямых АС и МС, находим

координаты точки C (5;0). Подставляя уравнения сторон АВ и

AC в формулу (12), находим уравнение биссектрисы угла А

7x +6 y +16

= − 2x +9 y −10 , 3x +5y +2 = 0.

49 +36

4 +81

Расстояние точки С от биссектрисы находим по формуле (11)

112

d =

 

3 5 +5 0 +2

 

=

17

=

34

.

 

 

 

− 9 +25

 

34

2

 

 

 

 

 

 

4.8. Пересечение медиан в точке M (3;3), а x − y −2 = 0 и 7x − y −8 = 0 - уравнения двух сторон треугольника. Найти

уравнение третьей стороны.

Решение. Найдем точку пересечения известных сторон треугольника и обозначим ее за A (рис. 3.24)

 

 

Рис. 3.24

 

 

x − y −2

= 0,

x =1, y = −1.

Точка пересечения

медиан

 

 

7x − y −8 = 0,

 

 

 

 

делит их в отношении 2:1, поэтому AM : MD = 2 :1,

отсюда

λ = 2

 

 

 

 

 

xD = (1+λ)xM − xA =

3 3 −1 = 4, yD

= (1+λ)yM − yA = 3 3 +1 = 5.

λ

 

2

λ

 

2

Координаты точек C и B удовлетворяют уравнениям

прямых AC и AB

 

 

 

 

 

7xc − yc −8 = 0, и xB − yB −2 = 0.

 

 

Точка

D делит отрезок CB пополам

xc + xB = xD =8,

yc + yB = 2 yD =10.

 

 

 

 

Решая

эти

четыре

уравнения

относительно

xC , yC , xB , yB ,

находим координаты точек C и B :

 

 

 

xC = 2, yC = 6, xB = 3, yB = 4.

 

 

 

 

113

 

 

 

xA =1, yA =1; xB = 32 , yB = 2.

Используя уравнение прямой, проходящей через две точки, находим уравнение прямой BC

 

y −4

=

x −6

, x +2 y −14 = 0.

 

 

6 −4

2 −6

 

 

 

 

 

 

 

4.9. Через точку

 

−3;

5

провести прямую

так,

M

 

 

 

 

 

 

2

 

 

чтобы середина ее отрезка между прямыми 2x + y −3 = 0 и 2x + y −5 = 0 лежала на прямой 2x − y −1 = 0 .

Решение. Проведем параллельные прямые на плоскости Oxy (рис. 3.25) и найдем точки пересечения A, B с

третьей прямой.

Для этого решим системы уравнений

2x + y −3 = 0,2x − y −1 = 0,

2x + y −5 = 0,2x − y −1 = 0,

Поскольку середина отрезка искомой прямой между параллельными прямыми лежит на прямой AB , то из равенства треугольников ACN и BDN следует, что точка пересечения N делит прямую AB пополам. Найдем ее координаты

xN = xA +2 xB = 54 , yN = yA +2 yB = 32 .

Рис. 3.25

114

Подставляя

координаты

точек

M

 

и

 

N

уравнение

прямой, проходящей через две точки, получим

 

 

 

 

y −

3

 

x −

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

=

 

4

, 8x +34 y −61 = 0.

 

5

−

3

−3 −

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.10. Даны уравнения двух

сторон

параллелограмма

2x + y +9 = 0 и x − y −

3 = 0 и точка

M

 

−

7

,

7

 

пересечения

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

его диагоналей. Составить уравнения двух других сторон параллелограмма.

Решение. Поскольку заданные стороны параллелограмма не параллельны, то найдем точку A их пересечения (рис. 3.26)

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x + y +

9 = 0,

xA

= −2, yA = −5.

 

 

 

 

 

 

 

− y −3 = 0,

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диагонали параллелограмма при пересечении делятся

пополам. Отсюда координаты точки C

 

 

 

 

 

 

x

= 2x

− x

A

= −2

7 +2

= −5, y

= 2 y

M

− y

A

= 2

7

+5 =12.

C

M

 

 

2

 

C

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения прямых BC и CD находим из уравнения пучка прямых проходящих через точку C . Прямая BC параллельна

115

Источник: https://studfile.net/preview/16565730/