Analitik Geometri: ana kavramlar ve formüller

Analitik Geometri, bir düzlem veya uzayda bir koordinat sistemindeki geometrik öğeleri inceler. Bu geometrik nesneler, bu yönlendirme sisteminin noktalarına ve eksenlerine göre konumlarına ve konumlarına göre belirlenir.

Mısırlılar ve Romalılar gibi eski halklardan beri, koordinatlar fikri tarihte zaten ortaya çıktı. Ancak 17. yüzyılda René Descartes ve Pierre de Fermat'ın çalışmalarıyla bu Matematik alanı sistematize edildi.

Kartezyen ortogonal sistem

Ortogonal Kartezyen Sistem, koordinatları bulmak için bir referans tabanıdır. Bir düzlemde birbirine dik iki eksenden oluşur.

  • Bu sistemin O(0,0) orijini bu eksenlerin kesişimidir.
  • X ekseni apsistir.
  • y ekseni ordinattır.
  • Dört kadran saat yönünün tersi yöndedir.

sıralı çift

Düzlemdeki herhangi bir nokta P(x, y) koordinatına sahiptir.

x, P noktasının apsisidir ve x ekseni üzerindeki ortogonal izdüşümünden orijine olan uzaklığı oluşturur.
y, P noktasının koordinatıdır ve y eksenindeki ortogonal izdüşümünden orijine olan uzaklıktır.

iki nokta arasındaki mesafe

Kartezyen düzlemde iki nokta arasındaki uzaklık, bu iki noktayı birleştiren doğru parçasının uzunluğudur.

İki nokta formülü arasındaki mesafe düz A sol parantez düz x düz A alt simge virgül düz boşluk y düz A alt simge sağ parantez ve düz B açık parantezler düz B ile düz x alt simge virgül düz boşluk y düz B ile alt simge boşluk yakın parantez herhangi.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz d AB alt simgesiyle eşittir sol parantezin kareköküne eşittir düz x düz B alt simgeli eksi düz x düz A alt simgeli sağ kare parantez artı sol parantez düz B ile düz y alt simge eksi düz A ile düz y alt simge sağ kare parantez kök sonu stil

orta nokta koordinatları

Orta nokta, bir doğru parçasını iki eşit parçaya bölen noktadır.

Olmak M parantezleri x M alt simgeli virgül boşluklu y M alt simgeli y parantezleri kapatır bir segmentin orta noktası A B'yi yukarıda çubukla yığın, koordinatları apsis ve ordinatın aritmetik ortalamalarıdır.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px x düz M alt indisi paya eşit düz x düz B indisli artı düz x düz A indisli payda 2 kesrin sonu biçem sonu ve başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz y düz M alt indisi paya eşit düz B indisli düz y artı düz A indisli düz y payda 2 kesrin sonu biçem sonu

Üç noktalı hizalama koşulu

Puanlar göz önüne alındığında: kare A parantezleri açar düz A ile kare x A alt simgesi virgül düz boşluk y düz A ile alt simge parantezleri virgül boşluğu düz boşluk B düz B ile köşeli x parantezleri açar alt simge virgül boşluk düz B alt simgeli düz y parantezleri kapatır boşluk boşluk düz ve boşluk düz boşluk C sol parantez düz C ile düz x alt simge virgül düz boşluk y düz C alt simge parantez ile sağ.

Aşağıdaki matrisin determinantı sıfıra eşitse bu üç nokta hizalanacaktır.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px det boşluk açık köşeli parantezler tablo düz x ile hücreli satır düz A alt simgesi Düz y ile hücrenin sonu düz A hücrenin sonu alt simge düz x hücreli 1 satır düz B alt simge düz B hücreli hücrenin sonu alt simge hücrenin sonu hücreli 1 satır düz C ile düz x alt simge hücrenin sonu düz C ile düz y ile hücrenin sonu hücrenin sonu 1 tablonun sonu köşeli parantezleri kapatır boşluğa eşit boşluk 0 stilin sonu

Örnek

Bir çizginin açısal katsayısı

eğim düz m düz bir çizginin eğiminin tanjantıdır alfa x eksenine göre.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz m boşluk eşit boşluğa tg düz boşluk alpha stilin sonu

Eğimi iki noktadan elde etmek için:

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz m paya eşittir düz B ile düz y alt simge eksi düz y düz A ile payda üzerinde indis düz B ile düz x indis eksi düz x düz A ile indis sonu kesirin sonu stil

m > 0 ise çizgi yükseliyor, aksi halde m < 0 ise çizgi azalıyor.

çizginin genel denklemi

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px balta boşluk boşlukta daha fazla boşluk daha fazla boşluk düz c boşluk eşittir boşluk 0 stilin sonu

Nereye NS,B ve C sabit reel sayılardır ve NS ve B aynı anda boş değiller.

Örnek

Bir noktayı ve eğimi bilen doğru denklemi

bir puan verildi düz A parantezleri açar 0 alt simgeli düz x virgül 0 alt simgeli y düz boşluk parantezleri kapatır ve eğim düz m.

Çizginin denklemi şöyle olacaktır:

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz y eksi 0 indisli düz y eşittir düz m sol parantez düz x eksi 0 indisli düz x sağ parantez stilin sonu

Örnek

Düz denklemin indirgenmiş formu

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz y eşittir mx düz n stilin sonu

Nereye:
m eğimdir;
n lineer katsayıdır.

numara doğrunun y eksenini kestiği yerde sıralanır.

Örnek

Bakmak Doğru Denklemi.

Bir düzlemde iki paralel doğru arasındaki göreli konum

Eğimleri eşit olduğunda iki farklı doğru paraleldir.

eğer düz r eğimi var düz r alt simgeli düz m, ve düz s eğimi var düz s indisli düz m, bunlar şu durumlarda paraleldir:

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz m düz r indisli düz m eşittir düz s indisli düz m stil sonu

Bunun için eğilimlerinizin eşit olması gerekir.

m s indisli t e eşit g alfa s indisli boşluk m indisli m r indisli t g alfa r indisli boşluk indis sonu

Açılar eşit olduğunda teğetler eşittir.

Bir düzlemde birbiriyle yarışan iki düz çizgi arasındaki göreli konum

Eğimleri farklı olduğunda iki çizgi eşzamanlıdır.

MathML'den erişilebilir metne dönüştürme hatası.

Buna karşılık, x eksenine göre eğim açıları farklı olduğunda, eğimler de farklılık gösterir.

r alt indisli alfa, s indisli alfa eşit değil

Dikey çizgiler

Eğimlerinin çarpımı -1'e eşit olduğunda iki kalan diktir.

iki düz r ve s, eğimli, belirgin r alt simgeli m ve m ile abone oldum, diktir, ancak ve ancak:

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz m düz r alt simge ile. s indisli düz m, eksi 1 stilin sonuna eşittir

veya

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz m düz r indisli eksi 1 bölü düz m düz s indisli stil sonu

İki doğrunun birbirine dik olup olmadığını anlamanın bir başka yolu da onların genel biçimindeki denklemleridir.

r ve s doğrularının denklemleri:

r iki nokta üst üste r alt simgeli bir boşluk x artı b r alt simgeli y artı boşluk c r alt simgeli boşluk s iki nokta üst üste s alt simgeli bir boşluk x artı b s simgeli y artı c s simgeli

Aşağıdaki durumlarda ona dik iki çizgi:

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz a düz r alt simge ile. düz s indisli düz a artı düz r indisli düz b. 0 stil sonuna eşit düz s indisli düz b

Bakmak Dikey çizgiler.

çevre

Çevre, tüm P(x, y) noktalarının aynı uzaklıkta olduğu düzlemde geometrik konumdur. r C(a, b) merkezinden r yarıçaplı olmanın ölçüsüdür.

İndirgenmiş formda çevre denklemi

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px köşeli parantezleri aç x eksi düz köşeli ayraçları kapat artı y parantezini aç eksi düz b parantezin karesini düz r kare ucuna eşit kapatır stil

Nereye:
r yarıçap, yayınınız üzerindeki herhangi bir nokta ile merkez arasındaki mesafedir. C.
NS ve B merkezin koordinatları C.

çemberin genel denklemi

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz x kare artı düz y kare eksi 2 eksen eksi 2 artı açık parantezler düz a kare artı düz b kare eksi düz r kare 0'a eşit parantezleri kapatır sonuna stil

Çevrenin indirgenmiş denkleminin kare terimlerinin geliştirilmesiyle elde edilir.

Normal form olarak da bilinen çevre denkleminin genel formunu alıştırmalarda göstermek çok yaygındır.

konik

Konik kelimesi bir koniden gelir ve onu keserek elde edilen eğrileri ifade eder. Elips, hiperbol ve parabol konik denilen eğrilerdir.

Elips

Elips, düz dairesel bir koninin, tepe noktasından geçmeyen ve ana hatlarına paralel olmayan eksene eğik bir düzlemle kesilmesiyle elde edilen kapalı bir eğridir.

Bir düzlemde, iki dahili sabit noktaya olan uzaklıkları toplamı sabit olan tüm noktaların kümesi.

Elips elemanları:

  • F1 ve F2, elipsin odaklarıdır;
  • 2c, elipsin odak uzaklığıdır. F1 ve F2 arasındaki mesafedir;
  • Nokta Ö elipsin merkezidir. F1 ve F2 arasındaki orta noktadır;
  • A1 ve A2, elipsin köşeleridir;
  • segment 1 düz alt simge A ile düz A yığını, yukarıda eğik çizgi ile 2 alt simge ile ana eksen ve 2a'ya eşittir.
  • segment düz B'yi 1 alt simgeyle düz B istifle, 2 alt simgeyle yukarıda eğik çizgiyle küçük eksen 2b'ye eşittir.
  • eksantriklik ve boşluk eşittir c boşluk bölü a nerede 0 < ve < 1.

İndirgenmiş Elips Denklemi

x'in apsis olduğu ve y'nin bu noktanın koordinatı olduğu elipste bulunan bir P(x, y) noktası düşünün.

Koordinat sisteminin orijinindeki elipsin merkezi ve x eksenindeki ana eksen (AA).

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz x kare üzeri düz a kare artı düz y kare bölü düz b kare eşittir 1 stil sonu

Koordinat sisteminin orijinindeki elipsin merkezi ve y eksenindeki ana eksen (AA).

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz x kare üzeri düz b kare artı düz y kare üzeri düz a kare eşittir 1 stil sonu

Koordinat eksenlerine paralel eksenlerle elipsin indirgenmiş denklemi

bir noktayı göz önünde bulundurarak düz Sol parantez 0 alt simgeli düz x virgül düz boşluk y 0 alt simge sağ parantez Kartezyen sistemin kökeni ve bir nokta olarak düz C sol parantez 0 alt simge virgül ile düz x 0 alt simge sağ parantez ile düz boşluk y elipsin merkezi olarak

AA ana ekseni, x eksenine paralel.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px sol parantez düz x eksi düz x 0 indisli sağ parantez kare üzerinde düz ao kare artı sol parantez düz y eksi düz y ile 0 alt simge sağ parantezin karesi bölü düz b kare eşit 1 sonuna stil

AA ana ekseni, y eksenine paralel.

MathML'den erişilebilir metne dönüştürme hatası.

abartma

Hiperbol, iki sabit nokta F1 ve F2 arasındaki farkın sabit, pozitif bir değerle sonuçlandığı bir düzlem üzerinde bir noktalar kümesidir.

Abartma unsurları:

  • F1 ve F2 hiperbolün odaklarıdır.
  • 2c = düz yığın F 1 düz F 2 yukarıda çubuklu odak uzaklığıdır.
  • Hiperbolün merkezi noktadır Ö, F1F2 segment ortalaması.
  • A1 ve A2 köşelerdir.
  • 2a = A1A2, gerçek veya enine eksendir.
  • 2b = B1B2, hayali veya eşlenik eksendir.
  • düz ve düz c'ye eşit, düz uzayaeksantrikliktir.

B1OA2 üçgeni boyunca

düz c kare eşittir düz a kare artı düz b kare

Hiperbol indirgenmiş denklem

Gerçek eksen x ekseni etrafında ve merkez orijinde.
başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz x kare üzeri düz a kare eksi düz y kare bölü düz b kare eşittir 1 stil sonu

Gerçek eksen y ekseninde ve merkez orijinde.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz y kare üzeri düz a kare eksi düz x kare üzeri düz b kare eşittir 1 stil sonu

Koordinat eksenlerine paralel eksenli hiperbol denklemi

AA gerçek ekseni x eksenine ve merkeze paralel düz C sol parantez 0 alt simgeli düz virgül y 0 alt simge sağ parantez.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px sol parantez düz x eksi düz x 0 indisli sağ parantez kare üzerinde düz ao kare eksi sol parantez düz y eksi düz y ile 0 alt simge sağ parantez kare bölü düz b kare eşit 1 ucu stil

Gerçek eksen AA, y eksenine ve merkeze paralel düz C sol parantez 0 alt simgeli düz virgül y 0 alt simge sağ parantez.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px sol parantez düz y eksi düz y ile 0 alt simge sağ parantez kare üzerinde düz ao kare eksi sol parantez düz x eksi düz x 0 indisli sağ parantez kare bölü düz b kare eşit 1 sonuna stil

benzetme

Parabol, P(x, y) noktaları kümesinin sabit bir F noktasından ve bir d doğrusundan aynı uzaklıkta olduğu yerin geometrik yeridir.

Meselin unsurları:

  • F benzetmenin odak noktasıdır;
  • d düz kılavuzdur;
  • Simetri ekseni, F odak noktasından geçen ve kılavuza dik olan düz çizgidir.
  • V, parabolün tepe noktasıdır.
  • p, odak F ve tepe noktası V e arasında, tepe noktası ve d yönergesi arasındaki aynı uzunluktaki segmenttir.

Parabolün indirgenmiş denklemleri

Köşe orijinde ve simetri ekseni y ekseninde.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px düz x kare eşittir 4 py stilin sonu

p>0 ise içbükeylik yukarı doğrudur.
p<0 ise aşağı doğru içbükeylik.

Köşe orijinde ve simetri ekseni x ekseninde.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22 piksel düz y kare eşittir 4 piksel bitiş stili

Sağda p>0 içbükeylik ise.
p<0 konkavlık sola doğru ise.

Simetri ekseni y eksenine ve tepe noktasına paralel düz V açık parantezler 0 alt simgeli düz virgül y 0 alt simge kapalı parantez.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px parantez aç x eksi düz x 0 indisli parantez kapat karesi 4'e eşit düz p parantez aç düz y eksi düz y 0 indisli parantez sonunu kapat stil

x eksenine ve tepe noktasına paralel simetri ekseni ile düz V açık parantezler 0 alt simgeli düz virgül y 0 alt simge kapalı parantez.

başlangıç ​​stili matematik boyutu 22px sol parantez y eksi düz y ile 0 alt simge sağ parantez kare eşittir 4 düz p sol parantez düz x eksi düz x 0 alt simge sağ parantez sonu stil

ile pratik yapmak Analitik Geometri Üzerine Alıştırmalar.

Daha fazla bilgi edinin:
Kartezyen Planı
iki nokta arasındaki mesafe
konik
Açısal Katsayının Hesaplanması

Geometrik Katılar: örnekler, isimler ve planlama

Geometrik Katılar: örnekler, isimler ve planlama

Geometrik katılar, üç boyutlu nesnelerdir, genişlik, uzunluk ve yüksekliğe sahiptir ve aşağıdakil...

read more
İki nokta arasındaki mesafe

İki nokta arasındaki mesafe

İki nokta arasındaki uzaklık, onları birleştiren doğru parçasının ölçüsüdür.Bu ölçüyü Analitik Ge...

read more
Açısal Katsayı Hesaplaması: formül ve alıştırmalar

Açısal Katsayı Hesaplaması: formül ve alıştırmalar

Ö eğim, olarak da adlandırılır düz bir eğim, düz bir çizginin eğimini belirler.formüllerDüz bir ç...

read more