§ 5

Прямая на плоскости

[67/99%]
Показать
LaTeX
Подпараграф
Задача 5.1

При каком необходимом и достаточном условии прямые r=r1+a1t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a}_{1} t и r=r2+a2t(ai≠0,i=1,2)\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a}_{2} t\quad \left(\mathbf{a}_{i} \neq 0, i = 1, 2\right):

?
(1)

пересекаются в единственной точке

(2)

параллельны, но не совпадают

(3)

совпадают?

Задача 5.2

Найти угол между прямыми, заданными своими уравнениями:

?
(1)

r=r1+a1t\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a}_{1} t и r=r2+a2t(ai≠0,i=1,2)\mathbf{r} = \mathbf{r}_{2} + \mathbf{a}_{2} t\quad \left(\mathbf{a}_{i} \neq 0, i = 1, 2\right)

(2)

(r,n1)=D1\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{1}\right) = D_{1} и (r,n2)=D2(n1↚n2)\left(\mathbf{r}, \mathbf{n}_{2}\right) = D_{2}\left(\mathbf{n}_{1} \nleftarrow \mathbf{n}_{2}\right).

Задача 5.3

Две прямые заданы векторными уравнениями (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D и r=r0+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{0} + \mathbf{a} t, причем (a,n)≠0(\mathbf{a}, \mathbf{n}) \neq 0. Найти радиус — вектор точки пересечения прямых.

?
Задача 5.4

Даны точка M0M_{0} с радиус — вектором r0\mathbf{r}_{0} и прямая (r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0). Найти радиус — векторы:

?
(1)

проекции точки M0M_{0} на прямую

(2)

точки M1M_{1}, симметричной с M0M_{0} относительно данной прямой.

Задача 5.5

Найти расстояние от точки M0(r0)M_{0}\left(\mathbf{r}_{0}\right) до прямой, заданной уравнением:

?
(1)

(r,n)=D(\mathbf{r}, \mathbf{n}) = D (n≠0)(\mathbf{n} \neq 0)

(2)

r=r1+at\mathbf{r} = \mathbf{r}_{1} + \mathbf{a} t (a≠0)(\mathbf{a} \neq 0)

Подпараграф
Задача 5.6

Указать хотя бы один направляющий вектор прямой, которая:

?
(1)

имеет угловой коэффициент kk

(2)

задана общим уравнением Ax+By+C=0Ax + By + C = 0.

Задача 5.7
?
(1)

Записать уравнение прямой x=2+3t,y=3+2tx = 2 + 3t, y = 3 + 2t в виде Ax+By+C=0Ax + By + C = 0.

(2)

Записать уравнение прямой 3x−4y+4=03x - 4y + 4 = 0 в параметрической и канонической формах.

(3)

Найти угловой коэффищиент прямой x=2+3t,y=3+2tx = 2 + 3t, y = 3 + 2t.

Задача 5.8

Составить уравнение прямой, проходящей через точку A(−3,4)A(- 3, 4) и параллельной прямой:

?
(1)

x−2y+5=0x - 2y + 5 = 0

(2)

x−12=y+23\frac{x - 1}{2} = \frac{y + 2}{3}

(3)

x=2x = 2

(4)

y=−1y = - 1

(5)

x=3+t,y=4−7tx = 3 + t, y = 4 - 7t.

Задача 5.9

Составить уравнение прямой, проходящей через две данные точки:

?
(1)

A(−3,1)A(- 3, 1) и B(1,2)B(1, 2)

(2)

A(0,2)A(0, 2) и B(−1,0)B(- 1, 0)

(3)

A(2,1)A(2, 1) и B(2,−5)B(2, - 5)

(4)

A(1,−3)A(1, - 3) и B(3,−3)B(3, - 3).

Задача 5.10

Установить, пересекаются, параллельны или совпадают прямые данной пары; если прямые пересекаются, найти координаты точки их пересечения:

?
(1)

x−3y−2=0x - 3y - 2 = 0 и 2x+y−1=02x + y - 1 = 0

(2)

x+3y−1=0x + 3y - 1 = 0 и 2−2x−6y=02 - 2x - 6y = 0

(3)

−x−y−3=0- x - y - 3 = 0 и 3x+3y+1=03x + 3y + 1 = 0

(4)

x=1+2t,y=1−tx = 1 + 2t, y = 1 - t и x=2−t,y=2+tx = 2 - t, y = 2 + t.

Задача 5.11

При каких aa прямые ax−4y=6ax - 4y = 6 и x−ay=3x - ay = 3:

?
(1)

пересекаются

(2)

параллельны

(3)

совпадают?

Задача 5.12

При каких aa три прямые ax+y=1,x−y=aax + y = 1, \quad x - y = a, x+y=a2x + y = a^{2} имеют общую точку?

?
Задача 5.13

Точка MM лежит на прямой Ax+By+C=0Ax + By + C = 0; вектор MM1→\overrightarrow {MM_{1}} имеет координаты A,BA, B. Доказать, что точка M1M_{1} лежит в положительной полуплоскости относительно прямой с уравнением Ax+By+C=0Ax + By + C = 0.

?
Задача 5.14

Точка M(3,2)M(3, 2) является центром параллелограмма, а его стороны лежат на некоторых четырех прямых. На каждой из этих прямых расположена одна из точек: P(2,1),Q(4,−1)P(2, 1), Q(4, - 1), R(−2,0),S(1,5)R(- 2, 0), S(1, 5). Найти уравнения прямых.

?
Задача 5.15

Даны две вершины треугольника (3,−1)(3, - 1) и (1,4)(1, 4) и точка пересечения его медиан (0,2)(0, 2). Найти координаты третьей вершины треугольника и составить уравнения его сторон.

?
Задача 5.16

Составить уравнение прямой, проходящей через точку A(1,2)A(1, 2) так, что отрезок этой прямой, заключенный между прямыми 3x+y+2=03x + y + 2 = 0 и 4x+y−1=04x + y - 1 = 0, в точке AA делится пополам.

?
Задача 5.17

Две медианы треугольника лежат на прямых x+y=3x + y = 3 и 2x+3y=12x + 3y = 1, а точка A(1,1)A(1, 1) является вершиной треугольника. Составить уравнения сторон треугольника.

?
Задача 5.18

Точки K(1,−2),L(3,4)K(1, - 2), L(3, 4) и M(5,0)M(5, 0) являются соответственно серединами сторон AD,ABAD, AB и BCBC четырехугольника ABCDABCD, диагонали которого пересекаются в точке O(2,2)O(2, 2). Найти координаты вершин четырехугольника.

?
Задача 5.19

Составить уравнения прямых, проходящих через точку A(−1,5)A(- 1, 5) и равноудаленных от двух точек B(3,7)B(3, 7) и C(1,−1)C(1, - 1).

?
Задача 5.20

(p). Составить уравнения прямых, равноудаленных от трех точек A(3,−1),B(9,1)A(3, - 1), B(9, 1) и C(−5,5)C(- 5, 5).

?
Задача 5.21

Через вершину CC параллелограмма ABCDABCD проведена прямая, пересекающая продолжения сторон ABAB и ADAD соответственно в точках KK и LL таких, что ∣AK∣/∣AB∣=5∣AL∣/∣AD∣\left|AK\right| / \left|AB\right| = 5\left|AL\right| / \left|AD\right|. Найти отношение площади параллелограмма к площади треугольника AKLAKL.

?
Подпараграф
Задача 5.22

Указать хотя бы один нормальный вектор прямой, которая:

?
(1)

имеет угловой коэффициент kk

(2)

задана общим уравнением Ax+By+C=0Ax + By + C = 0.

Задача 5.23

Составить уравнение прямой, проходящей через точку A(−3,4)A(- 3, 4) и перпендикулярной прямой:

?
(1)

x−2y+5=0x - 2y + 5 = 0

(2)

x−12=y+23\frac{x - 1}{2} = \frac{y + 2}{3}

(3)

x=2x = 2

(4)

y=−1y = - 1

(5)

x=3+t,y=4−7tx = 3 + t, y = 4 - 7t.

Задача 5.24

Точка A(3,−2)A(3, - 2) является вершиной квадрата, а точка M(1,1)M(1, 1) — точкой пересечения его диагоналей. Составить уравнения сторон квадрата.

?
Задача 5.25

Длина стороны ромба с острым углом 60∘60^{\circ } равна 2. Диагонали ромба пересекаются в точке M(1,2)M(1, 2), причем большая диагональ параллельна оси абсцисс. Составить уравнения сторон ромба.

?
Задача 5.26

На прямой 5x−y−4=05x - y - 4 = 0 найти точку, равноудаленную от точек A(1,0)A(1, 0) и B(−2,1)B(- 2, 1).

?
Задача 5.27

Найти расстояние от точки A(1,−2)A(1, - 2) до прямой, заданной своим уравнением:

?
(1)

2x−3y+5=02x - 3y + 5 = 0

(2)

4x−3y−15=04x - 3y - 15 = 0

(3)

4x=3y4x = 3y

(4)

4x−3y−10=04x - 3y - 10 = 0

(5)

x=7x = 7

(6)

y=9y = 9.

Задача 5.28

Найти расстояние между параллельными прямыми Ax+By+C1=0Ax + By + C_{1} = 0 и Ax+By+C2=0Ax + By + C_{2} = 0.

?
Задача 5.29

Составить уравнения прямых, параллельных прямой −2x+y+5=0- 2x + y + 5 = 0 и отстоящих от точки A(1,−2)A(1, - 2) на расстояние 20\sqrt{20}.

?
Задача 5.30

Точка AA лежит на прямой 2x−3y+4=02x - 3y + 4 = 0. Расстояние от точки AA до прямой 3y=4x3y = 4x равно 2. Найти координаты точки AA.

?
Задача 5.31

Точка AA лежит на прямой x+y=8x + y = 8, причем AA равноудалена от точки B(2,8)B(2, 8) и от прямой x−3y+2=0x - 3y + 2 = 0. Найти координаты точки AA.

?
Задача 5.32

Найти координаты всех точек, равноудаленных от точки A(−1,1)A(- 1, 1) и прямых y=−xy = - x и y=x+1y = x + 1.

?
Задача 5.33

Найти множество точек плоскости, отношение расстояний от которых до двух пересекающихся прямых A1x+B1y+C1=0A_{1} x + B_{1} y + C_{1} = 0 и A2x+B2y+C2=0A_{2} x + B_{2} y + C_{2} = 0 есть постоянная величина k>0k > 0.

?
Задача 5.34

Даны точка A(1,2)A(1, 2) и прямая 3x−y+9=03x - y + 9 = 0. Найти координаты:

?
(1)

проекции точки AA на прямую

(2)

точки BB, симметричной с AA относительно прямой.

Задача 5.35

Составить уравнение прямой, симметричной прямой 3x−y+5=03x - y + 5 = 0 относительно прямой x+y=1x + y = 1.

?
Задача 5.36

Даны уравнения сторон треугольника: x+2y+1=0x + 2y + 1 = 0, 2x−y−2=0,2x+y+2=02x - y - 2 = 0, 2x + y + 2 = 0. Составить уравнение высоты, опущенной на третью сторону.

?
Задача 5.37

Точка H(−3,2)H(- 3, 2) является точкой пересечения высот треугольника, две стороны которого лежат на прямых y=2xy = 2x и y=−x+3y = - x + 3. Составить уравнение третьей стороны.

?
Задача 5.38

Даны координаты двух вершин треугольника A(1,3)A(1, 3), B(2,5)B(2, 5) и точки пересечения его высот H(1,4)H(1, 4). Найти координаты третьей вершины треугольника и составить уравнения его сторон.

?
Задача 5.39

Точка A(1,2)A(1, 2) является серединой одного из оснований прямоугольной трапеции, а точка B(3,−1)B(3, - 1) — серединой средней линии. Боковая сторона, перпендикулярная основаниям, лежит на прямой x+13=y−24\frac{x + 1}{3} = \frac{y - 2}{4}. Составить уравнения остальных сторон трапеции.

?
Задача 5.40

Точка A(−1,4)A(- 1, 4) — вершина ромба ABCDABCD, диагонали которого пересекаются в точке M(2,3)M(2, 3). Точка P(3,1)P(3, 1) лежит на стороне ABAB. Составить уравнения сторон ромба.

?
Задача 5.41

Составить уравнения сторон прямоугольного треугольника, если C(−3,4)C(- 3, 4) — вершина прямого угла, M(1,2)M(1, 2) — середина гитотенузы, а точка H(3,3)H(3, 3) лежит на гипотенузе.

?
Задача 5.42

В треугольнике ABCABC точки M1(2,3),M2(0,7)M_{1}(2, 3), M_{2}(0, 7) и M3(−2,5)M_{3}(- 2, 5) — середины сторон BC,CABC, CA и ABAB. Составить уравнение прямой ABAB. Найти угол между медианами AM1AM_{1} и BM2BM_{2}.

?
Задача 5.43

В параллелограмме ABCDABCD вершины AA и CC имеют координаты (1,2)(1, 2) и (7,10)(7, 10) соответственно, H(3,0)H(3, 0) — основание высоты, опущенной из BB на сторону ADAD. Составить уравнение прямой ADAD. Найти угол между прямыми ADAD и ABAB.

?
Задача 5.44

В параллелограмме ABCDABCD точки K(−1,2),L(3,4)K(- 1, 2), L(3, 4) и M(5,6)M(5, 6) — середины сторон соответственно AB,BCAB, BC и CDCD. Составить уравнение прямой BCBC. Найти угол между прямыми ALAL и AMAM.

?
Задача 5.45

В трапеции ABCDABCD с основаниями ADAD и BCBC сторона CDCD перпендикулярна основаниям, точки AA и CC имеют координаты соответственно (5,2)(5, 2) и (−2,3)(- 2, 3), а продолжения боковых сторон пересекаются в точке P(−3,6)P(- 3, 6). Составить уравнение прямой ADAD. Найти угол между прямыми ADAD и ABAB.

?
Задача 5.46

Точки K(1,3)K(1, 3) и L(−1,1)L(- 1, 1) являются серединами оснований равнобедренной трапеции, а точки P(3,0)P(3, 0) и Q(−3,5)Q(- 3, 5) лежат на ее боковых сторонах. Составить уравнения сторон трапеции.

?
Задача 5.47

Найти угол между прямыми:

?
(1)

2x+y−1=02x + y - 1 = 0 и y−x=2y - x = 2

(2)

x=4x = 4 и 2x−y−1=02x - y - 1 = 0

(3)

x−23=y−1−4\frac{x - 2}{3} = \frac{y - 1}{ - 4} и x−14=y+23\frac{x - 1}{4} = \frac{y + 2}{3}

(4)

x−11=y−32\frac{x - 1}{1} = \frac{y - 3}{2} и x−4−2=y−4\frac{x - 4}{ - 2} = \frac{y}{ - 4}

(5)

x=3t,y=−1+2tx = 3t, y = - 1 + 2t и x=1−2t,y=−5+tx = 1 - 2t, y = - 5 + t.

Задача 5.48

Составить уравнения прямых, проходящих через точку A(3,1)A(3, 1) и образующих с прямой 3x=y+23x = y + 2 углы в 45∘45^{\circ }.

?
Задача 5.49

Точка A(2,0)A(2, 0) является вершиной правильного треугольника, а противолежащая ей сторона лежит на прямой x+y−1=0x + y - 1 = 0. Составить уравнения двух других сторон.

?
Задача 5.50

Основание равнобедренного треугольника лежит на прямой x+2y=2x + 2y = 2, а одна из боковых сторон — на прямой y+2x=1y + 2x = 1. Составить уравнение другой боковой стороны треугольника, зная, что ее расстояние от точки пересечения данных прямых равно 1/51 / \sqrt{5}.

?
Задача 5.51

Рассматривается тот угол между прямыми y=x+1y = x + 1 и y=7x+1y = 7x + 1, внутри которого лежит точка A(1,3)A(1, 3). Найти координаты точки BB, лежащей внутри этого угла и удаленной от данных прямых соответственно на расстояния 424\sqrt{2} и 2\sqrt{2}.

?
Задача 5.52

Составить уравнения сторон угла с вершиной в точке BB. В угол вписана окружность радиуса RR с центром в точке AA:

?
(1)

A(−1,3),B(−4,1),R=2A(- 1, 3), B(- 4, 1), R = 2

(2)

A(1,−2),B(−2,−1),R=3A(1, - 2), B(- 2, - 1), R = 3.

Задача 5.53

Составить уравнение биссектрисы того угла между прямыми x−7y=1x - 7y = 1 и x+y=−7x + y = - 7, внутри которого лежит точка A(1,1)A(1, 1).

?
Задача 5.54

Составить уравнение биссектрисы острого угла между прямыми x−7y=1x - 7y = 1 и x+y=−7x + y = - 7.

?
Задача 5.55

Составить уравнения биссектрис внутренних углов треугольника, стороны которого заданы уравнениями 3y=4x3y = 4x, 4y=3x,5x+12y=104y = 3x, 5x + 12y = 10.

?
Задача 5.56

Вершинами треугольника являются точки A(20,15)A(20, 15), B(−16,0),C(−8,−6)B(- 16, 0), C(- 8, - 6). Найти длины радиусов и координаты центров вписанной и описанной окружностей.

?
Задача 5.57

Даны координаты двух вершин треугольника A(2,−1)A(2, - 1), B(1,5)B(1, 5) и точки пересечения его биссектрис L(3,0)L(3, 0). Составить уравнения сторон треугольника.

?
Задача 5.58

Точки A(1,2)A(1, 2) и B(−3,0)B(- 3, 0) — вершины равнобедренного треугольника ABCABC, углы AA и BB при основании равны arccos⁡(1/5)\arccos (1 / \sqrt{5}). Найти координаты вершины CC, зная, что она лежит по ту же сторону от прямой ABAB, что и точка M(2,3)M(2, 3).

?
Задача 5.59

Сторона ABAB треугольника ABCABC задана уравнением x−y+1=0x - y + 1 = 0, сторона BCBC — уравнением 2x−3y+5=02x - 3y + 5 = 0, сторона ACAC — уравнением 3x−4y+2=03x - 4y + 2 = 0. Составить уравнение прямой, проходящей через вершину CC так, что точка пересечения этой прямой со стороной ABAB удалена от стороны ACAC на расстояние 1/51 / 5.

?
Задача 5.60

Составить уравнения прямых, образующих угол arccos⁡(1/5)\arccos (1 / \sqrt{5}) с прямой x+2y−1=0x + 2y - 1 = 0, и удаленных от точки A(1,1)A(1, 1) на расстояние 1.

?
Задача 5.61

Найти радиус и координаты центра окружности, проходящей через точку A(−1,3)A(- 1, 3) и касающейся прямых 7x+y=07x + y = 0 и x−y+8=0x - y + 8 = 0.

?
Задача 5.62

Гипотенуза прямоугольного треугольника лежит на прямой 2x+y−2=02x + y - 2 = 0, а точка C(3,−1)C(3, - 1) является вершиной прямого угла. Площадь треугольника равна 9/49 / 4. Составить уравнения прямых, на которых лежат катеты.

?
Подпараграф
Задача 5.63

Даны две системы координат O,e1,e2O, \mathbf{e}_{1}, \mathbf{e}_{2} и O′,e1′,e2′O^{\prime }, \mathbf{e}_{1}^{\prime }, \mathbf{e}_{2}^{\prime }. Начало второй системы координат имеет в первой системе координаты a10,a20a_{10}, a_{20}, а базисные векторы второй системы имеют в базисе первой системы координаты a11,a21a_{11}, a_{21} и a12,a22a_{12}, a_{22} соответственно. В первой системе координат прямая задана уравнением Ax+By+C=0Ax + By + C = 0. Составить уравнение этой прямой во второй системе.

?
Задача 5.64

На плоскости даны три точки A(2,3),B(1,4)A(2, 3), B(1, 4), C(−1,2)C(- 1, 2) и прямая x−5y+7=0x - 5y + 7 = 0. Составить уравнение этой прямой в новой системе координат A,AB→,AC→A, \overrightarrow {AB}, \overrightarrow {AC}.

?
Задача 5.65

Прямые 3y=x+23y = x + 2 и 3x+2y−5=03x + 2y - 5 = 0 являются соответственно осями O′x′O^{\prime } x^{\prime } и O′y′O^{\prime } y^{\prime } новой системы координат, а точка A(−1,2)A(- 1, 2) имеет в новой системе координаты (1,1)(1, 1).

?
(1)

Найти координаты точки в исходной системе координат, если известны ее координаты x′,y′x^{\prime }, y^{\prime } в новой системе.

(2)

Составить в новой системе координат уравнение прямой, которая в исходной системе задается уравнением 5x−4y+7=05x - 4y + 7 = 0.

Задача 5.66

В прямоугольной системе координат O,e1,e2O, \mathbf{e}_{1}, \mathbf{e}_{2} прямая задана уравнением 3x+2y−6=0\sqrt{3} x + 2y - 6 = 0. Начало новой прямоугольной системы координат находится в точке O′(−2,3)O^{\prime }(- 2, 3), а базисные векторы e1′\mathbf{e}_{1}^{\prime } и e2′\mathbf{e}_{2}^{\prime } получаются из векторов e1\mathbf{e}_{1} и e2\mathbf{e}_{2} соответственно поворотом на угол 30∘30^{\circ } в направлении кратчайшего поворота от e1κe2\mathbf{e}_{1} \kappa \mathbf{e}_{2}. Составить уравнение данной прямой в системе координат O′,e1′,e2′O^{\prime }, \mathbf{e}_{1}^{\prime }, \mathbf{e}_{2}^{\prime }.

?
Задача 5.67

Две взаимно перпендикулярные прямые, заданные в прямоугольной системе координат уравнениями 2x−y+1=02x - y + 1 = 0 и x+2y−7=0x + 2y - 7 = 0, являются соответственно осями O′x′O^{\prime } x^{\prime } и O′y′O^{\prime } y^{\prime } новой прямоугольной системы координат, а точка A(2,0)A(2, 0) имеет в новой системе положительные координаты.

?
(1)

Найти координаты точки в исходной системе координат, если известны ее координаты x′,y′x^{\prime }, y^{\prime } в новой системе.

(2)

Составить в новой системе координат уравнение прямой, которая в исходной системе задается уравнением 4x+y−1=04x + y - 1 = 0.