векторы на плоскости.Уравнения прямой на плоскости.
опыты и эксперименты на тему

Пособие для  проведения  самостоятельной  работы  по  теме  векторы. Краткая  теория  по  теме  векторы  и  уравнения  прямой  на  плоскости.

Скачать:


Предварительный просмотр:

Вариант   ђ        Дано      А(-1;2)     B (4;-3)    C(1;2)   D(4;5)

Вариант   ξ        Дано      К(1;-2)     М (3;5)    Т(5;4)   Р(-2;-7)

В -  ђ    Найти:                                                 В - ξ   Найти:  

__________________________________________________________________________

Вариант   £        Дано      Z(-2;4)     B (5;2)    R(2;4)   O(5;-5)

Вариант   ǽ        Дано      G(2;5)     М (7;8)    F(-5;-4)   S(2;5)

В -  £    Найти:                                                 В -  ǽ   Найти:  

Вариант      Ħ    Дано      V(3;2)     B (-1;4)    H(-1;2)   D(4;0)

Вариант      ψ    Дано      F(6;4)     М (5;2)    Т(2;4)   E(5;-1)

В - Ħ     Найти:                                                 В - ψ   Найти:  

__________________________________________________________________________

Вариант   λ      Дано      X(2;5)     C (4;8)    I(2;4)   M(1;-5)

Вариант     ς     Дано      D(2;5)     М (8;-5)    Y(0;2)   S(4;8)

В -  λ    Найти:                                                 В -  ς   Найти:  

Вариант    Œ     Дано      R(-3;5)     J(5;1)    I(-5;-5)   U(0;5)

Вариант     Ω    Дано      X(2;4)     М (-5;3)    Y(4;2)   R(-5;1)

В -  Œ    Найти:                                                 В -  Ω   Найти:  

Вариант    Œ     Дано      R(-3;5)     J(5;1)    I(-5;-5)   U(0;5)

Вариант     Ω    Дано      X(2;4)     М (-5;3)    Y(4;2)   R(-5;1)

В -  Œ    Найти:                                                 В -  Ω   Найти:  



Предварительный просмотр:

Векторы.

Величины, не имеющие направления, называются скалярными. Масса, работа, электрический заряд никуда не направлены. Они характеризуются лишь числовым значением — «сколько килограмм» или «сколько джоулей».Физические величины, имеющие не только абсолютное значение, но и направление, называются векторными. Скорость, сила, ускорение — векторы. Для них важно «сколько» и важно «куда».

                                                                                                   В

                            А                                                                                                          

Вектор - направленный  отрезок.

Длиной вектора называется длина этого отрезка. Обозначается:  или 

коллинеарные векторы -  векторы, лежащие на параллельных прямых  или  на  одной  прямой.

сонаправленные    ↑↑                      противоположно направленные    ↑↓

                                            

                                                                                         

Если  сонаправленные  векторы                         Если  противоположно направленные                                        

 имеют одинаковую длину, то                          векторы    имеют одинаковую     длину, то                                                                                                                                                                                                                                      

 они называются равные                                          они называются противоположные                                                                                                        

                                                         

                                                                                    

         

 =  ↑↑                                         =                  ↑↓                                                                         

нуль-вектор  вектор с нулевой длиной, такой вектор коллинеарен любому вектору.

компланарные векторы     -   три вектора компланарны, если будучи приведенные к общему началу, лежат в одной плоскости.

Действия над векторами заданными своими координатами

1.Сложение  векторов:      Правило параллелограмма. Чтобы сложить векторы http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/01.png и http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/02.png, помещаем начала обоих в одну точку. Достраиваем до параллелограмма и из той же точки проводим диагональ параллелограмма. Это и будет сумма векторов http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/01.png и http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/02.png.

http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/12.pngВторой способ сложения векторов — правило треугольника. Возьмем те же векторы http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/01.png и http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/02.png. К концу первого вектора пристроим начало второго. Теперь соединим начало первого и конец второго. Это и есть сумма векторов http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/01.png и http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/02.png.

http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/13.pngПо тому же правилу можно сложить и несколько векторов. Пристраиваем их один за другим, а затем соединяем начало первого с концом последнего.

http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/14.png

2.Вычитание  векторов:

Правило параллелограмма                              правило треугольника

http://wiki.eduvdom.com/_media/subjects/geometry/%D0%B2%D1%8B%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B2_123.png?w=200                http://komane.ru/nuda/otrezok-dlya-kotorogo-ukazano-kakaya-iz-ego-granichnih-tochek/42.jpg

Если на  векторах построен параллелограмм,то его  бОльшая  диагональ  сумма  исходных векторов, а  его  меньшая  диагональ  разность этих векторов.

 http://lib.convdocs.org/pars_docs/refs/68/67698/67698_html_m121901b4.gif

3. Умножение  вектора  на  число:   Произведением    ненулевого вектора   на число  К 0  называется  вектор    длина которого  на  модуль  числа  К ,  а  направление  совпадает с направлением  вектора  

 =

http://ege-study.ru/materialy-ege/vektory-na-ege-po-matematike-v-zadache-v6-dejstviya-nad-vektorami/pict_vectors/19.png

Условие  коллинеарности:   Векторы  коллинеарные  если  один  вектор  является  результатом  произведения  другого  вектора  на  число К.

Ось  - Прямая с выбранным  положительным  направлением  и единицей  измерения. Ось можно задать вектором, лежащим на ней и имеющим то же направление.

Проекция  точки на ось:         . м                       м                            

                                                       .                 l

         

Проекция  вектора  на  ось:

                                                 В

                                                                                              l

                                                         

                                                                                                                                                                                 

                  

                         

   Прямоугольная система  координат (Декартова) -

Две  взаимно  перпендикулярные  оси  с  общим  началом

                                            У       ось  ординат

                                                  1

                                              0                                         Х   ось  абсцисс

                                                                       

  - единичный   вектор  сонаправленный  оси   -      орт          

Координаты  вектора   

                                       У

                                                                                               B

                                                                                                        

                                                              A                   С

                                   

                                                             1                                                          

                                                              0                                           Х  

Точка    А   с координатами  () и точка  В  с  координатами ()

Эти две  точки  задают  вектор

 Координаты  вектора - проекции  вектора  на  оси координат (   ;    )

Координаты  вектора -  разность  координат  конца и начала  вектора.

Координаты  вектора   - коэффициенты  при  единичных  векторах в                

                                       разложении  вектора  по  ортам (       ;    )      

    -  разложение  вектора  на  составляющие

Т.к.                        ,то



Предварительный просмотр:

Длина  вектора -это расстояние    =

         АВС                   

             =    теорема   Пифагора

скалярное произведение          

                                           

                    

                                              

  • скалярное произведение двух  ненулевых  векторов    это число,  равное  произведение их модулей на косинус угла между ними:

Или  в  координатах          =+

  • Отсюда  выражаем  косинус  угла  между  векторами:

Или  в  координатах:        

                                               

  • Если  скалярное  произведение  равно  0 , то  угол  между  векторами  
  • И наоборот   если  векторы  перпендикулярны  то  их  скалярное  произведение  равно  0


Предварительный просмотр:

Уравнения  прямой  на  плоскости.

 Любой не нулевой  вектор  перпендикулярный  прямой  l   называется нормальным вектором этой  прямой. 

                 y

                                                                          l

                                                               

                                                                                                x

  вектор перпендикулярный  прямой l  (нормальный вектор )

 точки   прямой l , известная

 произвольная точка прямой l

  тогда  их скалярное произведение  равно  0

    (1) нормальное   уравнение прямой.

Раскроем скобки:

           пусть         С=

  (2)  Общее   уравнение  прямой

                   y

                                                           

              l                    

  1. x

Любой не нулевой  вектор  параллельный  прямой  l   называется направляющим   вектором этой  прямой.

  вектор параллельный  прямой l  (направляющий  вектор )

 точки   прямой l , известная

 произвольная точка прямой l

  тогда  векторы  коллинеарны  и  их  координаты  пропорциональны:

(3)      каноническое  уравнение  прямой.

Уравнение  прямой  через  две  точки и  составим,  используя свойство  коллинеарности  векторов     и    лежащих на одной  прямой.

 точки   прямой l , известная                                                     

 точки   прямой l , известная                          

 произвольная точка прямой l            

   (4)  уравнение  прямой  через  две  точки (и  

Перепишем это  уравнение  применив  свойство  пропорции  в  виде:

http://www.bestreferat.ru/images/paper/92/43/8144392.jpeg

   (5)    угловой  коэффициент  прямой.

 - угловой  коэффициент  прямой  равен  тангенсу  угла  наклона  прямой  (tg к  оси  ОХ

 (6)  уравнение  пучка  прямых

Уравнение   прямой  проходящей  через  заданную  точку  и  известным  угловым  коэффициентом

Раскроем  скобки:

  (7)- уравнение  прямой  с  угловым  коэффициентом.

b- начальная  ордината (точка  пересечения  прямой  с  осью ОУ)

 - угловой  коэффициент  прямой  

http://fullref.ru/files/57/84af3828148cc18de92b7e083b6edd9e.html_files/19.png

C:\Documents and Settings\Сергей\Рабочий стол\linear_html_m404abed8.gif



Предварительный просмотр:

Формулы деления отрезка в данном отношении

Дан произвольный отрезок на плоскости или в пространстве

Отрезок  AB  делится на две части с помощью некоторой точки M , которая, понятно, расположена прямо на нём:
Деление отрезка в данном отношении

В данном примере точка M  делит отрезок  AB  таким  образом, что отрезок АМ  в два раза короче отрезка МВ   и  можно сказать, что точка  М делит отрезок  АВ  в отношении   1:2   («один к двум»), считая от вершины А.

Математически  этот факт записывают следующим образом: АМ:МВ=1:2, или чаще в виде привычной пропорции: . Отношение отрезков принято стандартно обозначать греческой буквой «лямбда», в данном случае: λ=.

Как разделить отрезок в данном отношении? Пример второй
Здесь справедливо соотношение: 
. Если составить пропорцию наоборот, тогда получаем: ...

Формулы деления отрезка в данном отношении на плоскости

Если известны две точки плоскости http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image035.gif, то координаты точки http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image037.gif, которая делит отрезок http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image004_0003.gif в отношении http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image039.gif, выражаются формулами:
Формулы деления отрезка в данном отношении на плоскости

Пример 1

Найти координаты точки http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image043.gif, делящей отрезок http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image004_0004.gif в отношении http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image046.gif, если известны точки http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image048.gif

Решение: В данной задаче http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image050.gif. По формулам деления отрезка в данном отношении, найдём точку http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image037_0000.gif:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image053.gif

Ответhttp://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image055.gif

При делении отрезка в данном отношении полезно выполнить чертёж

Равноценен второй способ решения: в нём отсчёт начинается с точки http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image063.gif и справедливым является отношение: http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image065.gif (человеческими словами, отрезок http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image014_0002.gif в три раза длиннее отрезка http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image012_0002.gif). По формулам деления отрезка в данном отношении:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image067.gif

Ответhttp://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image055_0000.gif

Пример 3

Точка http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image085.gif принадлежит отрезку http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image087.gif. Известно, что отрезок http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image089.gif в два раза длиннее отрезка http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image091.gif. Найти точку http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image093.gif, если http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image095.gif.

Решение: Из условия следует, что точка http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image085_0000.gif делит отрезок http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image087_0000.gif в отношении http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image098.gif, считая от вершины http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image100.gif, то есть, справедлива пропорция: http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image102.gif. По формулам деления отрезка в данном отношении:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image104.gif

Сейчас нам неизвестны координаты точки http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image093_0000.gifhttp://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image106.gif, но это не является особой проблемой, так как их легко выразить из вышеприведённых формул. В общем виде выражать ничего не стОит, гораздо проще подставить конкретные числа и аккуратно разобраться с вычислениями:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image108.gif

Ответhttp://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image110.gif

Формулы координат середины отрезка

Задача деления отрезка на две равные части – это частный случай деления отрезка в данном отношении. Деление отрезка пополам
 
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image153.gif. И общие формулы http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image041_0000.gif чудесным образом преображаются в нечто знакомое  и простое:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image155.gif

Удобным моментом является тот факт, что координаты концов отрезка можно безболезненно переставить:
Формулы координат середины отрезка на плоскости

Пример 7

Параллелограмм http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image163.gif задан координатами своих вершин http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image165.gif. Найти точку пересечения его диагоналей.

Решение.

По известному свойству, диагонали параллелограмма своей точкой пересечения http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image167.gif делятся пополам, поэтому задачу можно решить двумя способами.

Способ первый: Рассмотрим противоположные вершины http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image169.gif. По формулам деления отрезка пополам найдём середину диагонали http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image171.gif:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image173.gif

В результате: http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image175.gif

Способ второй: Рассмотрим противоположные вершины http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image177.gif. По формулам деления отрезка пополам найдём середину диагонали http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image179.gif:
http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image181.gif

Таким образом: http://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image175_0000.gif

Ответhttp://www.mathprofi.ru/d/delenie_otrezka_v_dannom_otnoshenii_clip_image175_0001.gif