Inżynieria Środowiska; semestr 2

- wykład 2

1

Prosta na płaszczyźnie

Równania prostych

1. Równanie kierunkowe prostej l: y = mx + n.

a) Równanie kierunkowe prostej przechodzącej przez punkt P 0 = ( x 0 , y 0) i nachylonej pod kątem α do osi 0 X: y − y 0 = m( x − x 0) , m = tg α.

b) Równanie prostej przechodzącej przez punkty P 1 = ( x 1 , y 1) i P 2 = ( x 2 , y 2): y

y − y

2 − y 1

1 =

( x − x 1) .

x 2 − x 1

2. Równanie odcinkowe prostej l odcinającej na osiach 0 X i 0 Y odcinki (skierowane) o długościach odpowiednio a i b, gdzie ab 6= 0: x

y

+

= 1 .

a

b

3. Równanie normalne prostej l: Ax + By + C = 0.

Równanie normalne prostej przechodzącej przez punkt P 0 = ( x 0 , y 0) i prostopadłej do wektora n = ( A, B) T 6= 0: A( x − x 0) + B( y − y 0) = 0 .

4. Równanie parametryczne prostej l przechodzącej przez punkty P 1

=

( x 1 , y 1)

i P 2 = ( x 2 , y 2): (

x = x 1 + ( x 2 − x 1) t, gdzie

t ∈ IR .

y = y 1 + ( y 2 − y 1) t, 5. Równanie parametryczne (w postaci wektorowej) prostej l przechodzącej przez punkt P 0 o wektorze wodzącym r0 i mającej kierunek zadany przez wektor v 6= 0 ma postać: r = r0 + t v ,

gdzie

t ∈ IR .

Odległość punktu od prostej

Dla danej prostej

l :

Ax + By + C = 0

gdzie

A 2 + B 2 > 0

i danego punktu P = ( x 0 , y 0), odległość punktu P od prostej l wyraża się wzorem:

|Ax

d

0 + By 0 + C |

( P, l) =

√

.

A 2 + B 2

Inżynieria Środowiska; semestr 2

- wykład 2

2

Warunki równoległości prostych

1. Równania normalne:

(

l 1 :

A 1 x + B 1 y + C 1 = 0 , są równoległe

⇐⇒

A

l

1 B 2 − A 2 B 1 = 0 .

2 :

A 2 x + B 2 y + C 2 = 0

2. Równania kierunkowe:

(

l 1 :

y = m 1 x + b 1 , są równoległe

⇐⇒

m

l

1 = m 2 .

2 :

y = m 2 x + b 2

3. Równania parametryczne wektorowe ( s, t ∈ IR): (

l 1 :

r = r1 + t v1

są równoległe

⇐⇒

v

l

1 = k v2

2 :

r = r2 + s v2

dla pewnego k 6= 0 .

Warunki prostopadłości prostych

1. Równania normalne:

(

l 1 :

A 1 x + B 1 y + C 1 = 0

są prostopadłe

⇐⇒

A

l

1 A 2 + B 1 B 2 = 0 .

2 :

A 2 x + B 2 y + C 2 = 0

2. Równania kierunkowe:

(

l 1 :

y = m 1 x + b 1

są prostopadłe

⇐⇒

m

l

1 m 2 = − 1 .

2 :

y = m 2 x + b 2

3. Równania parametryczne wektorowe ( s, t ∈ IR): (

l 1 :

r = r1 + t v1

są prostopadłe

⇐⇒

v

l

1 ◦ v2 = 0 .

1 :

r = r2 + s v2