UCZ SIĘ KROK PO KROKU

Odległość punktu od prostej

Odległość punktu od prostej to długość najkrótszego odcinka łączącego je ze sobą. Poznaj wzór dla prostej zapisanej w postaci ogólnej i zobacz jego zastosowanie także do obliczania odległości prostych równoległych.

Odległość punktu od prostej- teoria

Odległość punktu P=(xp,yp) od prostej opisanej równaniem ogólnym prostej Ax+By+C=0 oznaczana d jest to najmniejsza z odległości między nimi:d=|A⋅xp+B⋅yp+C|A2+B2
Interpretacja geometryczna:
Uwaga: Tego nie musisz wkuwać! Wybrane wzory matematyczne - CKE strona 5.

Obliczanie odległości punktu od prostej

Przykład: Oblicz odległość punktu P=(1,2) od prostej k: 2x+4y−1=0.

Łatwo zauważyć, że:

  • jeżeli P=(1,2), to xp=1 i yp=2
  • jeżeli 2x+4y−1=0, to A=2, B=4, C=−1
Mamy już wszystkie potrzebne dane 🙂 Podstawiamy do wzoru:

d=|A⋅xp+B⋅yp+C|A2+B2d=|2⋅1+4⋅2+(−1)|22+42

d=|2+8−1|20

d=920

Odpowiedź: Odległość punktu P od prostej k wynosi 920.

Przykład: Oblicz odległość prostej k: −3+7y−5=0 od początku układu współrzędnych.

Początek układu współrzędnych P=(0,0), więc xp=0 i yp=0.
Jeżeli −3+7y−5=0, to A=−3, B=7, C=−5.

Podstawiamy do wzoru:

d=|A⋅xp+B⋅yp+C|A2+B2

d=|−3⋅0+7⋅0+(−5)|(−3)2+(7)2

d=|−5|58

Wiemy, że odległość jest dodatnia, więc:

d=558=558⋅1=558⋅5858=55858

Odpowiedź: Odległość punktu P od prostej k wynosi 55858.

Przykład: Oblicz odległość punktu P=(1,0) od prostej y=x−3.

Aby obliczyć odległość punktu od prostej y=x−3 musimy przekształcić wzór funkcji w postaci kierunkowej do postaci ogólnej.
Przenosimy wszystko na jedną stronę:
y=x−3|+3y+3=x|−x−x+y+3=0
Mamy więc, że xp=1 i yp=0, A=−1, B=1, C=3.

Podstawiamy do wzoru:

d=|A⋅xp+B⋅yp+C|A2+B2

d=|−1⋅1+1⋅0+3|(−1)2+12

d=|−1+3|2

d=22=2

Odpowiedź: Odległość punktu P od prostej y=x−3 wynosi 2.

Obliczanie odległości dwóch prostych od siebie

Aby móc obliczyć odległość dwóch prostych od siebie sprawdzamy, czy są one prostymi równoległymi. Jeżeli tak, to do znanego wzoru podstawiamy xp oraz yp z prostej k oraz A, B, C z prostej l.

Kiedy dwie proste są równoległe?

Dwie proste o równaniach ogólnych:
A1x+B1y+C1=0
A2x+B2y+C2=0
są równoległe, gdy A1B2−A2B1=0

Przykład: Oblicz odległości prostych k: 2x+y−1=0 i l: 2x+y+4 od siebie.

Sprawdźmy, czy proste są równoległe ⇔ A1B2−A2B1=0.

Z treści zadania wiemy, że A1=2, A2=2, B1=1, B2=1.

A1B2−A2B1=0 ⇔ 2⋅1−2⋅1=0 ⇔ 2−2=0 ⇔ 0=0 ⇔ L=P

Zatem proste k i l są równoległe, możemy obliczyć odległości między nimi.

Zauważmy, że do prostej k należy punkt P=(1,−1) ⇒ xp=1, yp=−1.

Weźmy pod uwagę prostą l: 2x+y+4 ⇒ A=2, B=1, C=4.

Podstawiamy do wzoru:

d=|A⋅xp+B⋅yp+C|A2+B2=|2⋅1+1⋅(−1)+4|22+12=|2−1+4|5=55=5

Odpowiedź: Prosta k jest oddalona od prostej l o 5.

Przykład: Oblicz odległości prostych k: 2x+y=0 i l: −3x+y−1=0 od siebie.

Sprawdźmy, czy proste są równoległe ⇔ A1B2−A2B1=0.
Z treści zadania wiemy, że A1=2, A2=−3, B1=1, B2=1.
A1B2−A2B1=2⋅1−(−3)⋅1=2+3=5≠0
Proste k i l nie są równoległe, więc nie możemy obliczyć ich odległości od siebie.
Odpowiedź: Odległość między prostymi k i l nie jest jednoznaczna.

Komentarze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *