Даны координаты вершин треугольника ABCA: (− 1,−1), B( 2,5 ), C( 3,2 ).
Найти:
1) Уравнение линии BC ;
Вектор ВС = (3-2; 2-5)= (1; -3).
Уравнение ВС: (х - 2)/1 = (у - 5)/(-3) или в виде уравнения с угловым коэффициентом у = -3х + 11.
2) Уравнение высоты AK - это перпендикуляр к стороне ВС.
Тогда к(АК) = -*1/к(ВС) = -1/(-3) = 1/3.
Уравнение АК: у = (1/3)х + в.
Чтобы найти в подставим координаты точки А: -1 = (1/3)*(-1) + в, отсюда
в = -1 + (1/3) = (-2/3).
Уравнение АК: у = (1/3)х - (2/3).
3) Длину высоты AK ;
Это расстояние от точки А до прямой ВС.
Для вычисления расстояния от точки M(Mx; My) до прямой Ax + By + C = 0 используем формулу:
d = |A·Mx + B·My + C| /√(A² + B²).
Подставим в формулу данные:
d = |3·(-1) + 1·(-1) + (-11)|/ √32 + 12 = |-3 - 1 - 11| /√(9 + 1 ) =
= 15 /√10 = 3√10 /2 ≈ 4.743416.
4) Уравнение прямой (l), которая проходит через точку A параллельно прямой BC ;
У этой прямой угловой коэффициент равен такому у прямой ВС,
Уравнение: у = -3х + в. Подставим координаты точки А:
-1 = (-3)*(-1) + в, отсюда в = -1 - 3 = -4.
Уравнение: у = -3х - 4.
5) Уравнение медианы (AM ), проведенной через вершину A;
Находим координаты точки М как середину стороны ВС. B( 2,5 ), C( 3,2 )
М = (2,5; 3,5). Вектор АМ = (2,5-(-1); 3,5-(-1)) = (3,5; 4,5).
Уравнение АМ: (х + 1)/3,5 = (у + 1)/4,5 или с целыми коэффициентами
(х + 1)/7 = (у + 1)/9.
Уравнение АМ в общем виде 9х - 7у + 2 = 0.
6) Угол (φ), образованный медианой, проведенной из вершины A, и стороной AB;
Вектор АВ = (2-(-1); 5-(-1)) = (3; 6). Модуль равен √(9+36) = √45 = 3√5.
Вектор АМ = (7; 9). Модуль равен √(49+81) = √130.
cos φ = (3*7 + 6*9)/(3√5*√130) = 75/15√26 = 5√26/26 = 0,98058.
Угол φ = arc cos(5√26/26) = 0,1974 радиан или 11,30993 градуса.
7) Площадь треугольника ABC ;
S=(1/2)*|(Хв-Ха)*(Ус-Уа)-(Хс-Ха)*(Ув-Уа)| = 7,5 кв.ед.
8) Периметр треугольника ABC .
Периметр Р = 14,87048 .
Даны вершины треугольника A(−2,1), B(3,3), С(1,0). Найти:
а) длина стороны AB = √((3-(-2))² + (3-1)² = √(25 + 4) = √29.
б) уравнение медианы BM.
Находим координаты точки М как середины стороны АС.
М(((-2+1)/2; (1+3)/2) = (-0,5; 2).
Вектор ВМ = ((-0,5-3); (2-3)) = (-3,5; -1).
Уравнение ВМ: (х – 3)/(-3,5) = (у – 3)/(-1). Это в каноническом виде.
Оно же в общем виде 7у – 2х – 15 = 0.
И в виде уравнения с угловым коэффициентом у = (2/7)х + (15/7).
в) cos угла BCA.
Вектор СВ = ((1-3); (0-3)) = (-2; -3). Модуль равен √(4 + 9) = √13.
Вектор СА = ((1-(-2)); (0-1)) = (3; -1). Модуль равен √(9 + 1) = √10.
cos(BCA) = (-2*3 + (-3)*(-1))/( √13*√10) = -3/√130 ≈ -0,26312.
г) уравнение высоты CD.
Находим уравнение стороны АВ.
Вектор AB = ((3-(-2)); (3-1)) = (5; 2).
Уравнение АВ: (х + 2)/5 = (у -1)/2 или у = (2/5)х + (9/5).
Угловой коэффициент перпендикуляра к АВ (это высота СD) равен -1/(2/5) = -5/2. Подставим координаты точки С.
0 = (-5/2)*1 + b. Отсюда b = 5/2.
Уравнение CD: y = (-5/2)x + (5/2).
д) длина высоты СD.
d = (A·Mx + B·My + C)/√A2 + B2
Подставим в формулу данные: координаты точки С(1; 0) и уравнение прямой АВ:
2х – 5у + 9 = 0.
d = (2·1 + (-5)·0 + 9)/√22 + (-5)2 = (2 + 0 + 9)/√4 + 25 =
= 11/√29 = 11√29/29 ≈ 2.0426487.
е) площадь треугольника АВС по векторам.
Если вершины треугольника заданы, как точки в прямоугольной декартовой системе координат: A1(x1,y1), A2(x2,y2), A3(x3,y3), то площадь такого треугольника можно вычислить по формуле определителя второго порядка:
S= ± (1 /2) *(x1−x3 y1−y3 )
(x2−x3 y2−y3 )
x1−x3 y1−y3
x2−x3 y2−y3
A(−2,1), B(3,3), С(1,0).
S = (1/2)}|((-2-1)*(3-0) – (1-0)*3-1))| = (1/2)*|(-9-2)| = 11/2 = 5,5 кв.ед.
Даны координаты вершин треугольника ABCA: (− 1,−1), B( 2,5 ), C( 3,2 ).
Найти:
1) Уравнение линии BC ;
Вектор ВС = (3-2; 2-5)= (1; -3).
Уравнение ВС: (х - 2)/1 = (у - 5)/(-3) или в виде уравнения с угловым коэффициентом у = -3х + 11.
2) Уравнение высоты AK - это перпендикуляр к стороне ВС.
Тогда к(АК) = -*1/к(ВС) = -1/(-3) = 1/3.
Уравнение АК: у = (1/3)х + в.
Чтобы найти в подставим координаты точки А: -1 = (1/3)*(-1) + в, отсюда
в = -1 + (1/3) = (-2/3).
Уравнение АК: у = (1/3)х - (2/3).
3) Длину высоты AK ;
Это расстояние от точки А до прямой ВС.
Для вычисления расстояния от точки M(Mx; My) до прямой Ax + By + C = 0 используем формулу:
d = |A·Mx + B·My + C| /√(A² + B²).
Подставим в формулу данные:
d = |3·(-1) + 1·(-1) + (-11)|/ √32 + 12 = |-3 - 1 - 11| /√(9 + 1 ) =
= 15 /√10 = 3√10 /2 ≈ 4.743416.
4) Уравнение прямой (l), которая проходит через точку A параллельно прямой BC ;
У этой прямой угловой коэффициент равен такому у прямой ВС,
Уравнение: у = -3х + в. Подставим координаты точки А:
-1 = (-3)*(-1) + в, отсюда в = -1 - 3 = -4.
Уравнение: у = -3х - 4.
5) Уравнение медианы (AM ), проведенной через вершину A;
Находим координаты точки М как середину стороны ВС. B( 2,5 ), C( 3,2 )
М = (2,5; 3,5). Вектор АМ = (2,5-(-1); 3,5-(-1)) = (3,5; 4,5).
Уравнение АМ: (х + 1)/3,5 = (у + 1)/4,5 или с целыми коэффициентами
(х + 1)/7 = (у + 1)/9.
Уравнение АМ в общем виде 9х - 7у + 2 = 0.
6) Угол (φ), образованный медианой, проведенной из вершины A, и стороной AB;
Вектор АВ = (2-(-1); 5-(-1)) = (3; 6). Модуль равен √(9+36) = √45 = 3√5.
Вектор АМ = (7; 9). Модуль равен √(49+81) = √130.
cos φ = (3*7 + 6*9)/(3√5*√130) = 75/15√26 = 5√26/26 = 0,98058.
Угол φ = arc cos(5√26/26) = 0,1974 радиан или 11,30993 градуса.
7) Площадь треугольника ABC ;
S=(1/2)*|(Хв-Ха)*(Ус-Уа)-(Хс-Ха)*(Ув-Уа)| = 7,5 кв.ед.
8) Периметр треугольника ABC .
Периметр Р = 14,87048 .
Даны вершины треугольника A(−2,1), B(3,3), С(1,0). Найти:
а) длина стороны AB = √((3-(-2))² + (3-1)² = √(25 + 4) = √29.
б) уравнение медианы BM.
Находим координаты точки М как середины стороны АС.
М(((-2+1)/2; (1+3)/2) = (-0,5; 2).
Вектор ВМ = ((-0,5-3); (2-3)) = (-3,5; -1).
Уравнение ВМ: (х – 3)/(-3,5) = (у – 3)/(-1). Это в каноническом виде.
Оно же в общем виде 7у – 2х – 15 = 0.
И в виде уравнения с угловым коэффициентом у = (2/7)х + (15/7).
в) cos угла BCA.
Вектор СВ = ((1-3); (0-3)) = (-2; -3). Модуль равен √(4 + 9) = √13.
Вектор СА = ((1-(-2)); (0-1)) = (3; -1). Модуль равен √(9 + 1) = √10.
cos(BCA) = (-2*3 + (-3)*(-1))/( √13*√10) = -3/√130 ≈ -0,26312.
г) уравнение высоты CD.
Находим уравнение стороны АВ.
Вектор AB = ((3-(-2)); (3-1)) = (5; 2).
Уравнение АВ: (х + 2)/5 = (у -1)/2 или у = (2/5)х + (9/5).
Угловой коэффициент перпендикуляра к АВ (это высота СD) равен -1/(2/5) = -5/2. Подставим координаты точки С.
0 = (-5/2)*1 + b. Отсюда b = 5/2.
Уравнение CD: y = (-5/2)x + (5/2).
д) длина высоты СD.
Для вычисления расстояния от точки M(Mx; My) до прямой Ax + By + C = 0 используем формулу:
d = (A·Mx + B·My + C)/√A2 + B2
Подставим в формулу данные: координаты точки С(1; 0) и уравнение прямой АВ:
2х – 5у + 9 = 0.
d = (2·1 + (-5)·0 + 9)/√22 + (-5)2 = (2 + 0 + 9)/√4 + 25 =
= 11/√29 = 11√29/29 ≈ 2.0426487.
е) площадь треугольника АВС по векторам.
Если вершины треугольника заданы, как точки в прямоугольной декартовой системе координат: A1(x1,y1), A2(x2,y2), A3(x3,y3), то площадь такого треугольника можно вычислить по формуле определителя второго порядка:
S= ± (1 /2) *(x1−x3 y1−y3 )
(x2−x3 y2−y3 )
x1−x3 y1−y3
x2−x3 y2−y3
A(−2,1), B(3,3), С(1,0).
S = (1/2)}|((-2-1)*(3-0) – (1-0)*3-1))| = (1/2)*|(-9-2)| = 11/2 = 5,5 кв.ед.