Ένα φυλλάδιο με τη θεωρία και μια σειρά χαρακτηριστικών ασκήσεων για τη γενική μορφή εξίσωσης της ευθείας, σύμφωνα με την ύλη των μαθηματικών θετικού προσανατολισμού Β΄ Λυκείου.
ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ
Β΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
Επιμέλεια: Παπαδόπουλος Παναγιώτης
ΘΕΩΡΗΜΑ
Κάθε ευθεία του επιπέδου έχει εξίσωση της μορφής 0 ΓByAx με 0A ή 0B (1) και
αντιστρόφως, κάθε εξίσωση της μορφής (1) παριστάνει ευθεία γραμμή.
Απόδειξη
Αρχικά θα δείξουμε πως κάθε ευθεία έχει εξίσωση της μορφής 0 ΓByAx με 0A ή 0B
.
Θεωρούμε μια ευθεία που έχει συντελεστή διεύθυνσης λ και διέρχεται από το σημείο Α(x0, y0).
Τότε η εξίσωση της ευθείας θα είναι: 00 xxλyy
Επεξεργαζόμαστε την εξίσωση της ευθείας κι έχουμε:
010 00000000 xλyy)(xλyxλyxλyxλxλyxxλyy
Αν θεωρήσουμε ότι Α=λ, Β= 1 και Γ= y0λx0 τότε η εξίσωση της ευθείας γράφεται στην μορφή
0 ΓByAx
Θεωρούμε μια ευθεία που δεν ορίζεται ο συντελεστή διεύθυνσης της. Αν η ευθεία διέρχεται από
το σημείο Α(x0, y0), τότε η εξίσωση της θα είναι της μορφής: 0xx
Επεξεργαζόμαστε την εξίσωση της ευθείας κι έχουμε: 00 000 )x(xxxxx
Αν θεωρήσουμε ότι Α=1, Β=0 και Γ=x0 τότε η εξίσωση της ευθείας γράφεται στην μορφή
0 ΓByAx
Επομένως σε κάθε περίπτωση η ευθεία έχει εξίσωση της μορφής 0 ΓByAx με 0A ή
0B
Αντίστροφα:
Θεωρούμε την εξίσωση 0 ΓByAx με 0A ή 0B και θα αποδείξουμε ότι σε κάθε περί-
πτωση παριστάνει μια ευθεία γραμμή.
Αν 0B τότε έχουμε:
B
Γ
x
B
A
yΓAxByΓByAx 0 που ως γνωστόν
παριστάνει ευθεία με συντελεστή διεύθυνσης
B
A
λ .
Αν 0B τότε αναγκαστικά θα είναι 0A οπότε έχουμε:
A
Γ
xΓAxΓyAx 000 που ως γνωστόν παριστάνει ευθεία κάθετη στον xx΄.
Άρα σε κάθε περίπτωση η εξίσωση της μορφής 0 ΓByAx με 0A ή 0B παριστάνει
ευθεία γραμμή.
2.
Διάνυσμα παράλληλο σεευθεία :
Η ευθεία με εξίσωση 0 ΓByAx είναι παράλληλη στο διάνυσμα )A,B(δ
Διάνυσμα κάθετο σε ευθεία :
Η ευθεία με εξίσωση 0 ΓByAx είναι κάθετη στο διάνυσμα )B,A(η
Ασκήσεις
11.. Δίνεται η εξίσωση 031)y-(2λxλ με λIR.
α) Να αποδείξετε ότι η παραπάνω εξίσωση παριστάνει ευθεία (ε), για κάθε λIR.
β) Να δείξετε ότι η ευθεία ε διέρχεται από σταθερό σημείο για κάθε λIR.
22.. Δίνονται οι ευθείες (ε1): 033 yx και (ε2): 062 yx . Να βρείτε:
α) το σημείο τομής των ευθειών
β) την οξεία γωνία που σχηματίζουν οι ευθείες ε1 και ε2.
33.. Δίνονται οι εξισώσεις:
(ε1): 084444 22
κyκxκκ και
(ε2): 0344444 22
2
κκyκκxκ
α) Να βρείτε τις τιμές του κIR για τις οποίες οι (ε1) και (ε2) παριστάνουν ευθείες.
β) Να δείξετε ότι οι ευθείες ε1 και ε2 είναι παράλληλες για κάθε κIR.{2, 2}.
γ) Να δείξετε ότι η ευθεία (ε1) διέρχεται από σταθερό σημείο Α, το οποίο και να προσδιορίσετε.
δ) Να δείξετε ότι η ευθεία (ε2) διέρχεται από σταθερό σημείο Β, το οποίο και να προσδιορίσετε.
ε) Να βρείτε την εξίσωση της ευθείας ΑΒ.
44.. Δίνεται σημείο Α που ανήκει στην ευθεία (ε1): 3 xy . Να δείξετε ότι το συμμετρικό του
σημείου Α ως προς την ευθεία (ε2): 12 xy , ανήκει στην ευθεία (ε3): 097 yx .
55.. Θεωρούμε την εξίσωση 0273 22
xxyy (1).
α) Να αποδείξετε ότι η εξίσωση (1) παριστάνει δύο ευθείες.
β) Να βρείτε την οξεία γωνία που σχηματίζουν οι ευθείες του α΄ ερωτήματος.
γ) Αν (ε1): y=2x και (ε2): xy
3
1
, να προσδιορίσετε:
i. την εξίσωση της ευθείας (δ) που διέρχεται από το σημείο Α(0, 3) και είναι κάθετη στην
ευθεία (ε1).
ii. Να βρείτε το σημείο Β στο οποίο τέμνονται οι ευθείες δ και ε2.
iii. Να βρείτε το συμμετρικό του σημείου Β ως προς την ευθεία (ε1).