Нормальное уравнение прямой имеет вид
,
где длина перпендикуляра (нормали), опущенного из начала координат на прямую, угол наклона этого перпендикуляра к оси . Чтобы привести общее уравнение прямой к нормальному виду, нужно обе части равенства (12) умножить на нормирующий множитель , взятый со знаком противоположным знаку свободного члена .
Расстояние точки от прямой найдём по формулам
или
. (9)
Уравнение биссектрис углов между прямыми и :
.
Задача 16. Дана прямая . Составить уравнение прямой, проходящей через точку параллельно данной прямой.
Решение. По условию параллельности прямых . Для решения задачи будем использовать уравнение прямой, проходящей через данную точку в данном направлении (8):
.
Найдём угловой коэффициент данной прямой. Для этого от общего уравнения прямой (5) перейдём к уравнению с угловым коэффициентом (6) (выразим через ):
.
Следовательно, .
Тогда .
Задача 17. Найти точку , симметричную точке , относительно прямой .
Решение. Для того, чтобы найти точку симметричную точке относительно прямой (Рис.7) необходимо:
1) опустить из точки на прямую перпендикуляр,
2) найти основание этого перпендикуляра точку ,
3) на продолжении перпендикуляра отложить отрезок .
Итак, запишем уравнение прямой, проходящей через точку перпендикулярно данной прямой. Для этого воспользуемся уравнением прямой, проходящей через данную точку в данном направлении (8):
.
Подставим координаты точки :
. (11)
Угловой коэффициент найдём из условия перпендикулярности прямых:
.
Угловой коэффициент данной прямой
,
следовательно, угловой коэффициент перпендикулярной прямой
.
Подставим его в уравнение (11):
|
.
Далее, найдём точку точку пересечения данной прямой и ей перпендикулярной прямой. Так как точка принадлежит обеим прямым, то её координаты удовлетворяют их уравнениям. Значит, для отыскания координат точки пересечения требуется решить систему уравнений, составленную из уравнений этих прямых:
Решение системы , , т. е. .
Точка является серединой отрезка , тогда из формул (4):
, ,
найдём координаты точки :
, .
Таким образом, искомая точка .
Задача 18. Составить уравнение прямой, которая проходит через точку и отсекает от координатного угла треугольник с площадью, равной 150 кв.ед. (Рис.8).
Решение. Для решения задачи будем использовать уравнение прямой «в отрезках» (7):
. (12)
Так как точка лежит на искомой прямой, то её координаты должны удовлетворять уравнению этой прямой:
.
Площадь треугольника, отсекаемого прямой от координатного угла вычисляется по формуле:
(записан модуль, так как и могут быть отрицательными).
Таким образом, получили систему для отыскания параметров и :
Эта система равносильна двум системам:
Решение первой системы , и , .
Решение второй системы , и , .
Подставим найденные значения в уравнение (12):
, , , .
Запишем общие уравнения этих прямых:
, , , .
Задача 19. Вычислить расстояние между параллельными прямыми и .
Решение. Расстояние между параллельными прямыми равно расстоянию произвольной точки одной прямой до второй прямой.
Выберем на прямой точку произвольно, следовательно, можно задать одну координату, т. е. например , тогда .
Теперь найдём расстояние точки до прямой по формуле (10):
.
|
|
Задача 20. Найти уравнение прямой, проходящей через точку пересечения прямых и (не находя точки пересечения) и
1) проходящей через точку ;
2) параллельной прямой .
Решение. 1) Запишем уравнение пучка прямых с известными образующими (9):
.
Тогда искомая прямая имеет уравнение
. (13)
Требуется найти такие значения и , при которых прямая пучка пройдёт через точку , т. е. её координаты должны удовлетворять уравнению (13):
.
Отсюда
.
Подставим найденное в уравнение (13) и после упрощении получим искомую прямую:
.
2) По условию задачи искомая прямая параллельна прямой
.
Воспользуемся условием параллельности прямых: . Найдём угловые коэффициенты прямых и . Имеем, что , .
Следовательно,
.
Подставим найденное значение в уравнение (13) и упростим, получим уравнение искомой прямой .