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Equação de linhas
Na geometria analítica, a equação de uma linha é um conceito fundamental usado para descrever uma linha reta em um plano. Compreender a equação das linhas é importante porque nos ajuda a representar e analisar formas geométricas e resolver problemas a elas relacionados. Neste artigo, aprenderemos sobre as equações das linhas em detalhes, incluindo as diferentes formas de equações de linha, como derivá-las e como usá-las.
O que é Linha?
Uma linha é uma figura unidimensional reta que não possui espessura e se estende infinitamente em ambas as direções. Ela é determinada por pelo menos dois pontos. No plano de coordenadas, geralmente especificamos uma linha identificando sua inclinação e intercepto y ou conhecendo dois pontos distintos sobre ela.
Forma de inclinação-intercepto
A forma de inclinação-intercepto é uma das formas mais simples e amplamente usadas de uma equação de linha. É expressa como:
y = mx + b
Onde:
mé a inclinação da linha.bé o intercepto y da linha, que é o ponto onde a linha intersecta o eixo y.
Inclinação (m) representa a mudança na coordenada y para uma mudança de uma unidade na coordenada x. É calculada como a razão da elevação (mudança em y) sobre a execução (mudança em x). Se a inclinação é positiva, a linha sobe da esquerda para a direita; se for negativa, a linha desce.
Exemplo visual:
Forma ponto-inclinação
A forma ponto-inclinação é útil quando você conhece um ponto na linha e a inclinação. É apresentada desta forma:
y - y1 = m(x - x1)
Onde:
- (
x1,y1) é um ponto conhecido na linha. mé a inclinação da linha.
Esta forma é especialmente útil para rapidamente encontrar a equação de uma linha quando os pontos na linha e a inclinação são conhecidos.
Exemplo de texto:
Suponha que temos um ponto (3, 2) e inclinação 4. A forma ponto-inclinação da linha pode ser escrita como:
y - 2 = 4(x - 3)
Expandindo esta equação, obtemos o resultado:
y = 4x - 12 + 2
Assim, a equação se torna:
y = 4x - 10
Forma geral da linha
A forma normal de uma linha é uma maneira direta de expressar a equação de linha em um formato padrão:
Ax + By + C = 0
Aqui:
A,BeCsão constantes.- Ambos
AeBnão são zero.
Embora esta forma seja menos intuitiva que a forma de inclinação-intercepto, ainda pode ser útil porque representa todas as linhas, incluindo linhas verticais, que não podem ser expressas como y = mx + b.
Exemplo de texto:
Se tivermos a equação da linha 3x + 4y - 12 = 0, podemos reorganizá-la em forma de inclinação-intercepto para encontrar sua inclinação e intercepto y:
4y = -3x + 12
y = -3/4x + 3
Linhas verticais e horizontais
Linhas verticais e horizontais são casos especiais de linhas retas com equações únicas.
Linhas verticais
Uma linha vertical é paralela ao eixo y e sua inclinação é indefinida. A equação da linha vertical é:
x = a
onde a é a coordenada x de todos os pontos na linha.
Linhas horizontais
Uma linha horizontal é paralela ao eixo x e tem uma inclinação de zero. A equação da linha horizontal é:
y = b
onde b é a coordenada y de todos os pontos na linha.
Exemplo visual:
Forma de dois pontos
Esta forma é necessária quando você não conhece a inclinação mas possui dois pontos (x1, y1) e (x2, y2) na linha. É expressa da seguinte forma:
y - y1 = ((y2 - y1)/(x2 - x1)) * (x - x1)
Esta equação basicamente calcula a inclinação dividindo a diferença nos valores y pela diferença nos valores x.
Exemplo de texto:
Para dois pontos (2, 3) e (5, 11), substitua os valores na fórmula e obtenha:
y - 3 = ((11 - 3)/(5 - 2)) * (x - 2)
Como ((11 - 3)/(5 - 2)) = 8/3, a equação se torna:
y - 3 = (8/3)(x - 2)
Expandindo-a, obtemos:
y = (8/3)x - 16/3 + 3
y = (8/3)x + 9/3
y = (8/3)x + 3
Correlações entre diferentes formas
Compreender as diferentes formas de equações de linha ajuda a modificá-las para atender às suas necessidades. Por exemplo, converter a forma ponto-inclinação para a forma de inclinação-intercepto pode facilitar a identificação da inclinação e do intercepto y.
Exemplo de conversão de texto:
Suponha que comecemos com a forma ponto-inclinação de uma linha: y - 2 = 5(x - 1). Para converter isso para a forma de inclinação-intercepto:
y - 2 = 5x - 5
y = 5x - 5 + 2
y = 5x - 3
A partir da transformação, fica claro que a inclinação m é 5, e o intercepto b é -3. Essas transformações simplificam a visualização e compreensão do comportamento da linha no gráfico.
Conclusão
A equação de uma linha na geometria analítica abrange muitas formas diferentes, cada uma das quais tem sua própria utilidade que requer diferentes pontos de dados. Dominar essas formas enriquece sua compreensão geométrica e o equipa com ferramentas versáteis para resolver problemas complexos envolvendo linhas. Seja trabalhando com a simplicidade da forma de inclinação-intercepto, a singularidade das formas ponto-inclinação ou dois pontos, ou a generalidade da forma padrão, essas equações são fundamentais para a geometria analítica.