Аналитичка геометрија у равни – решени задаци 3

Једначина праве кроз једну тачку. Сегментни облик једначине праве.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

Пр.1)   Одреди једначину праве која yy-осу сече у тачки -4,

            а са позитивним делом xx-осе гради угао од 150∘{150^ \circ }.

Пр.2)   Да ли тачка MM (-4,5) припада прави која xx-осу сече у 2,

            а yy-осу у -3?

Пр.3)   Одреди коефицијент mm тако да права 3mx−y−3m+6=03mx - y - 3m + 6 = 0

            сече yy-осу у тачки 5, а затим одреди угао који права заклапа са

            позитивним делом xx-осе.


Пр.1)

p:y=kx+np:y = kx + n kk-коефицијент правца k=tgαk = tg\alpha,  nn-одсечак на yy-оси.

n=−4α=150∘k=tg150∘=−33p:y=−33x−4\begin{aligned}&n = - 4 \\ &\alpha = 150^\circ \\ &k = tg150^\circ = - \frac{{\sqrt 3 }}{3} \\ & \\ &p:y = - \frac{{\sqrt 3 }}{3}x - 4\end{aligned}

Пр.2)p:xm+yn=1p:\frac{x}{m} + \frac{y}{n} = 1

mm-одсечак на xx-оси,nn-одсечак на yy-оси.

m=2,n=−3p:x2−y3=1p:3x−2y=6p:2y=3x−6p:y=32x−3‾\begin{aligned}&m = 2,n = - 3 \\ &p:\frac{x}{2} - \frac{y}{3} = 1 \\ &p:3x - 2y = 6 \\ &p:2y = 3x - 6 \\ &\underline {p:y = \frac{3}{2}x - 3}\end{aligned}

p:y=kx+nn=−3p:y=kx−3(2,0)∈p⇒0=k⋅2−32k=3k=32p:y=32x−3‾\begin{aligned}&p:y = kx + n \\ &n = - 3 \\ &p:y = kx - 3 \\ &\left( {2,0} \right) \in p \Rightarrow 0 = k \cdot 2 - 3 \\ &2k = 3 \\ &k = \frac{3}{2} \\ & \\ &\underline {p:y = \frac{3}{2}x - 3}\end{aligned}

Проверићемо да ли тачка MM (-4,5) припада прави pp.

Ако M∈pM \in p онда:

 5=32(−4)−35 = \frac{3}{2}\left( { - 4} \right) - 3

али 

5≠−9⇒M∉p5 \ne - 9 \Rightarrow M \notin p

Пр.3)

Запишећемо једначиу праве 3mx−y−3m+6=03mx - y - 3m + 6 = 0 у облику: y=kx+ny = kx + n

y=3m⋅x−3m+6y = 3m \cdot x - 3m + 6

права 3mx−y−3m+6=03mx - y - 3m + 6 = 0 сече yy-осу у тачки 5, онда n=5n=5

−3m+6=5−3m=−1m=13k=3mk=3⋅13=1k=tgα=1⇒α=45∘\begin{aligned}&- 3m + 6 = 5 \\ &- 3m = - 1 \\ &m = \frac{1}{3} \\ &k = 3m \\ &k = 3 \cdot \frac{1}{3} = 1 \\ &k = tg\alpha = 1 \Rightarrow \alpha = {45^ \circ }\end{aligned}

Праву у облику y=kx+ny = kx + n одређују коефицијент правца k=tg⁡αk = \operatorname{tg}\alpha, где је α\alpha угао са позитивним делом осе xx, и одсечак nn на оси yy. Кад су задати угао и пресек са осом yy, једначину пишете одмах: за α=150∘\alpha = 150^\circ и n=−4n = -4 је y=−33x−4y = -\frac{\sqrt{3}}{3}x - 4.

Кад права сече осе у тачкама (m,0)(m, 0) и (0,n)(0, n), користите сегментни облик xm+yn=1\frac{x}{m} + \frac{y}{n} = 1. Тачка лежи на правој ако њене координате задовољавају једначину; ако не задовољавају, тачка је изнад или испод праве. Ако једначина садржи параметар, доведите је на облик y=kx+ny = kx + n и изједначите одсечак или коефицијент са задатим бројем. Пазите на угао: туп угао даје негативан коефицијент kk.

500100015002000250050100150200250300350x (m)y (m)путањастуб
6°
Коефицијент правца k
0,1051
Висина авиона изнад тла код стуба
225,2 m
Размак до врха стуба
45,2 m
Путања је права y=tg⁡α⋅x+15y = \operatorname{tg}\alpha \cdot x + 15. Што је угао мањи, мањи је коефицијент правца и авион ниже прелази стуб; кад је размак негативан, права пролази испод врха стуба. На почетку је угао из примера, 6∘6^\circ.

Путања авиона у почетном пењању је готово права, па се њеном једначином проверава колико високо авион надлеће антене и брда у правцу полетања. Исти рачун користе пројектанти рампи и косих путева.

Авион после узлетања

Авион прелази крај писте на висини од 15 m и пење се праволинијски под углом од 6∘6^\circ у односу на тло. Оса xx иде по тлу у правцу лета, почетак је на крају писте, а јединица је метар. На 2 km од краја писте налази се антенски стуб висок 180 m. Напишите једначину путање и израчунајте колико високо изнад врха стуба пролази авион.

Решење

  1. Коефицијент правца је k=tg⁡6∘≈0,1051k = \operatorname{tg}6^\circ \approx 0{,}1051, а одсечак n=15n = 15, па је путања y=0,1051x+15y = 0{,}1051x + 15.
  2. Изнад стуба је x=2000x = 2000: y≈0,1051⋅2000+15≈225,2y \approx 0{,}1051 \cdot 2000 + 15 \approx 225{,}2 m.
  3. Врх стуба је тачка (2000,180)(2000, 180). Она не лежи на путањи, већ испод ње, за 225,2−180=45,2225{,}2 - 180 = 45{,}2 m.

Одговор: Путања је y=tg⁡6∘⋅x+15≈0,1051x+15y = \operatorname{tg}6^\circ \cdot x + 15 \approx 0{,}1051x + 15, а авион пролази око 45 m изнад врха стуба.

Задатак за вежбу

Одредите параметар mm тако да права (m−3)x−y+m=0(m - 3)x - y + m = 0 сече осу yy у тачки (0,2)(0, 2), а затим угао који та права заклапа са позитивним делом осе xx.

Прикажи решење

y=(m−3)x+my = (m - 3)x + m, па је n=m=2n = m = 2. Тада је k=2−3=−1=tg⁡αk = 2 - 3 = -1 = \operatorname{tg}\alpha, дакле α=135∘\alpha = 135^\circ.