Класс 9

Класс 9Координатная геометрия


Формула отрезка


Формула отрезка в координатной геометрии — это метод, используемый для нахождения координат точки, которая делит отрезок на две части в заданном отношении. Это полезный инструмент в математике для решения задач, связанных с делением отрезка определенным образом. Давайте рассмотрим эту концепцию подробно с подробными примерами и математическими выводами.

Понимание отрезков

Отрезок — это часть прямой, которая имеет две конечные точки. Представьте прямую линию, проведенную между этими конечными точками. Если вы хотите найти конкретную точку на этой линии, которая делит ее в отношении 2:3, как бы вы это сделали? Это как раз тот случай, когда используется формула отрезка.

Типы делений

Формула отрезка может быть использована для двух типов делений:

  • Внутренние деления
  • Внешние деления

Внутренние деления

Внутреннее деление означает, что точка, делящая отрезок, находится между двумя конечными точками.

Нахождение точки раздела внутренне

Предположим, у вас есть отрезок, определяемый двумя точками, точка A(x 1, y 1) и точка B(x 2, y 2). Если точка P делит отрезок AB внутренне в отношении m:n, то координаты точки P можно рассчитать с помощью следующей формулы отрезка:

    P(x, y) = ( (mx2 + nx1) / (m + n), (my2 + ny1) / (m + n) )

В приведенной выше формуле:

  • x = (mx 2 + nx 1) / (m + n)
  • y = (m y 2 + ny 1) / (m + n)

Пример внутреннего деления

Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять эту концепцию.

Пример 1:

Предположим, у вас есть отрезок с конечными точками A(2, 3) и B(8, 5). Найдите точку, которая делит отрезок внутренне в отношении 3:2.

Используя формулу отрезка:

    P(x, y) = ( (3 * 8 + 2 * 2) / (3 + 2), (3 * 5 + 2 * 3) / (3 + 2) ) = ( (24 + 4) / 5, (15 + 6) / 5 ) = (28/5, 21/5)

Таким образом, координаты точки, делящей отрезок в отношении 3:2, равны (28/5, 21/5).

Визуальный пример

A(2, 3) B(8, 5) P(28/5, 21/5)

Внешние деления

Внешнее деление означает, что точка, делящая отрезок, не лежит между двумя конечными точками, а выходит за пределы отрезка.

Обнаружение точек раздела внешне

Когда точка P делит отрезок AB внешне в отношении m:n, вы используете формулу отрезка немного иначе:

    P(x, y) = ( (mx2 - nx1) / (m - n), (my2 - ny1) / (m - n) )

В приведенной выше формуле:

  • x = ( mx2 - nx1 ) / (m - n)
  • y = (m y 2 - ny 1) / (m - n)

Пример внешнего деления

Давайте рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это работает.

Пример 2:

Рассмотрим отрезок с конечными точками A(1, 2) и B(5, 6). Найдите точку, которая делит отрезок внешне в отношении 1:2.

Применяя формулу отрезка к внешнему делению:

    P(x, y) = ( (1 * 5 - 2 * 1) / (1 - 2), (1 * 6 - 2 * 2) / (1 - 2) ) = ( (5 - 2) / -1, (6 - 4) / -1 ) = (3/-1, 2/-1) = (-3, -2)

Таким образом, координаты точки, делящей отрезок внешне в отношении 1:2, равны (-3, -2).

Визуальный пример

A(1, 2) B(5, 6) P(-3, -2)

Особые случаи

Формула отрезка не ограничивается только нахождением некоторых произвольных точек, которые делят отрезок. Существуют особые случаи, когда ее можно применить к определенным геометрическим отношениям, таким как нахождение средних точек или центроидов.

Середина

Средняя точка делит отрезок на две равные части. Среднюю точку можно найти, установив m:n в отношение 1:1. Это упрощает формулу до очень простой формы:

    Средняя точка M(x, y) = ( (x1 + x2) / 2, (y1 + y2) / 2 )

Пример:

Чтобы найти среднюю точку отрезка с конечными точками A(4, 8) и B(10, 6).

    Средняя точка M(x, y) = ( (4 + 10) / 2, (8 + 6) / 2 ) = (14/2, 14/2) = (7, 7)

Средняя точка отрезка равна (7, 7).

A(4, 8) B(10, 6) M(7, 7)

Практические задачи

Теперь решите эти практические задачи, чтобы закрепить ваше понимание формулы отрезка:

  1. Найдите точку, которая делит внутренне отрезок, соединяющий точки A(-3, 4) и B(5, -2), в отношении 2:3.
  2. Определите точку, которая делит отрезок между координатами A(0, 2) и B(10, -4) пополам.
  3. Найдите точку внешнего деления для отрезка, чьи конечные точки A(2, 3) и B(6, 7) находятся в отношении 5:3.
  4. Вычислите точку, которая делит отрезок, соединяющий A(-7, -4) и B(3, 9) внутренне в отношении 4:7 и внешне в отношении 3:2.

Заключение

Формула отрезка — это фундаментальный инструмент в координатной геометрии, который помогает найти точную точку на линии, делящей ее в заданных отношениях. Независимо от того, внутренне или внешне, формула предоставляет структурированный подход к решению геометрических задач, связанных с отрезками. Практикуясь и применяя ее в различных сценариях, вы можете повысить свои понимание и навыки решения задач в геометрии.


Класс 9 → 3.4


U
username
0%
завершено в Класс 9


комментарии