Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1....

15
Analitiˇ cka geometrija Predavanje 2 Jednaˇ cine prave u ravni i me ¯ dusobni položaj pravih u ravni Novi Sad, 2019. Milica Žigi´ c (DMI, PMF, UNS 2019) Analitiˇ cka geometrija predavanje 2 1 / 15

Transcript of Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1....

Page 1: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Analiticka geometrija

Predavanje 2

Jednacine prave u ravni i medusobni položaj pravihu ravni

Novi Sad, 2019.

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 1 / 15

Page 2: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Koeficijent pravca prave

Znamo da uvek postoji tacno jedna prava p koja prolazi kroz dve date tackeA(x1, y1) i B(x2, y2)

φ . . . ugao koji prava p gradi sa pozitivnim delom x−ose i to u smeruobrnutom od kazaljke na satu. Dakle, važi 0 ≤ φ < π

koeficijent pravca prave p = p(A,B) je k = tg φ =y2 − y1

x2 − x1

Primetimo da se k može izracunati samo za φ 6= π2

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 2 / 15

Page 3: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Koeficijent pravca prave

Ako koeficijent pravca k prave p izracunavamo putem bilo kog drugog paratacaka, npr. A(x1, y1) i C(x , y), on ostaje isti

tg φ = k =y2 − y1

x2 − x1=

y1 − yx1 − x

Dakle, koeficijent pravca k prave p, ako se racuna putem koordinata tacakasa prave, ne zavisi od izbora samih tacaka (sada, A i B)

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 3 / 15

Page 4: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Napomene:1. Primetimo da nije važan redosled tacaka A i B pri racunanju koeficijentapravca k prave p = p(A,B) = p(B,A)

k = tg φ =y2 − y1

x2 − x1=

y1 − y2

x1 − x2

2. Znak koeficijenta pravca kφ ∈ [0, π

2 ) ⇒ k ≥ 0

"rastuce prave" – kad raste x raste i y

φ ∈ (π2 , π) ⇒ k < 0

"opadajuce prave" – kad raste x opada y

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 4 / 15

Page 5: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

3. Za prave paralelne sa y−osom, prave oblika x = a, ne može da seizracuna koeficijent pravca

prave oblika x = a

φ =π

2⇒ k = tg

π

2/∈ R

4. Paralelne prave imaju isti koeficijent pravca

φ1 i φ2 su uglovi sa paralelnim kracima

φ1 = φ2 ⇒ k1 = tg φ1 = tg φ2 = k2

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 5 / 15

Page 6: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Jednacine prave u ravni

Jednacina prave kroz dve tacke A(x1, y1) i B(x2, y2)

za proizvoljnu tacku T (x , y) sa prave p = p(A,B) važi

k = tg φ =y2 − y1

x2 − x1=

y − y1

x − x1⇒ y = y1 +

y2 − y1

x2 − x1(x − x1)

Primer 2.1 Odrediti jednacinu prave kroz tacke A(1,1) i B(3,5)

Jednacina prave sa koeficijentom pravca k kroz tacku A(x1, y1)

k =y2 − y1

x2 − x1⇒ y = y1 + k(x − x1)

Primer 2.2 Odrediti jednacinu prave sa koeficijentom pravca k = −3 kroztacku A(1,2)

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 6 / 15

Page 7: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Jednacine prave u ravni

Eksplicitni oblik jednacine praveprava sa koeficijentom pravca k koja sece y−osu u n (odnosno prolazi kroztacku A(0,n))

y = n + k(x − 0)

y = kx + n

Primer 2.3 Odrediti jednacinu prave ako joj je koeficijent pravca k = −2 i secey − osu u n = 3; zatim je nacrtati

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 7 / 15

Page 8: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Jednacine prave u ravni

Implicitni (opšti) oblik jednacine prave

ax + by + c = 0, gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli

Napomene:1. Opšti oblik jednacine prave ukljucuje i prave oblika x = A(npr. za a = 1,b = 0 i c = −A)2. Opšti oblik jednacine prave nije jedinstven!

ax + by + c = 0 ⇔ αax + αby + αc = 0, α 6= 0

3. Svi oblici jednacine prave, do sad, ukljucuju prave oblika y = B

0x + 1y−B = 0y1 = y2 = B ⇒ k = 0 i φ = 0y = 0x + B

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 8 / 15

Page 9: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Jednacine prave u ravni

Segmentni oblik jednacine praveprava koja sece x−osu u m i y−osu u n, tako da m,n 6= 0

nije oblika y = B, jer sece x−osunije oblika x = A, jer sece y−osune prolazi kroz (0,0), jer je m,n 6= 0

Dakle, kako prava p prolazi kroz A(m,0) i B(0,n) dobijamo

y = 0 +n − 00−m

(x −m)⇒ y = − nm

x + n / : n

xm

+yn= 1, m,n 6= 0

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 9 / 15

Page 10: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Jednacine prave u ravni

Primer 2.4 Odrediti jednacinu prave koja sece x−osu u 4, a y − osu sece u−1; zatim je i nacrtati

Primer 2.5 Odrediti u kakvom su medusobnom odnosu koeficijenti k ,neksplicitnog oblika jednacine prave sa koeficijentima a,b, c implicitnog, zatim im,n segmentnog oblika jednacine prave

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 10 / 15

Page 11: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Medusobni položaj pravih u ravni

Geometrijski posmatrano, prave u ravni mogu da se:1 poklapaju2 ne seku – paralelne3 seku

1. prave se poklapaju- eksplicitni i segmentni oblik jednacine prave ima jedinstven zapis, te se tujasno vidi da je ista prava u pitanju- implicitni oblik jednacine prave nema jedinstven zapis, pa treba primetiti dasu ax + by + c = 0 i αax + αby + αc = 0, α 6= 0 razliciti zapisi iste prave

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 11 / 15

Page 12: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Medusobni položaj pravih u ravni

2. prave su paralelnenajlakše se vidi ako je jednacina prave data u eksplicitnom obliku; te je uvekprakticno prvo prevesti jednacinu u taj oblik

φ1 = φ2 ⇒ k1 = k2 = k

p1 : y = kx + n1

p2 : y = kx + n2

Primer 2.6 Proveriti da li su prave y = 3x + 2 i 6x − 2y + 7 = 0 paralelne

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 12 / 15

Page 13: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Medusobni položaj pravih u ravni

3.a prave su normalne – ortogonalne

p1 : y = k1x + n1, k1 = tg φ1

p2 : y = k2x + n2, k2 = tg φ2

bez umanjenja opštosti pretpostavili smoda je φ1 >

π2 i φ2 <

π2 ; zaista φ1 + φ3 = π i

φ2 + φ3 = π/2, pa je φ1 − φ2 = π/2

iz slicnosti trouglova 4ABC i 4CBD dobijamo da je ]DCB = φ2; teposmatrajuci trougao 4BCD imamok1 = tg φ1 = −tg φ3 = − h

ak1 · k2 = tg φ1 · tg φ2 = − h

a ·ah = −1

k2 = − 1k1

Primer 2.7 Odrediti jednacinu prave koja je normalna na pravu y = x + 1 iprolazi kroz tacku A(1,1)

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 13 / 15

Page 14: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Medusobni položaj pravih u ravni3.b prave se seku pod uglom α

p1 : y = k1x + n1, k1 = tg φ1

p2 : y = k2x + n2, k2 = tg φ2

bez umanjenja opštosti pretpostavili smoda je φ1 + α = φ2

koristeci trigonometrijske formule dobijamo

tg α = tg (φ2 − φ1) =tg φ2 − tg φ1

1 + tg φ1 · tg φ2=

k2 − k1

1 + k1k2

α = arctgk2 − k1

1 + k1k2

Napomena: Imajuci u vidu da je tg α = −tg α′ možemo koristiti formuluα = arctg

∣∣∣ k2−k11+k1k2

∣∣∣ uz pretpostavku da je α oštar ugao

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 14 / 15

Page 15: Analiticka geometrijaˇ · ax +by +c = 0; gde a i b nisu istovremeno jednaki nuli Napomene: 1. Opšti oblik jednaˇcine prave uklju cuje i prave oblikaˇ x = A (npr. za a = 1;b =

Medusobni položaj pravih u ravni

Napomena: Kako smo koristili eksplicitni oblik jednacine prave, prave oblikax = a nisu uzimane u obzir, te primetimo dodatno1. prava paralelna pravoj x = a je opet prava oblika x = a′

2. prava normalna na pravu x = a je prava y = b; i obrnuto3. uglao izmedu prave x = a i prave y = kx + n, k = tg φ je

tg α = tg (π

2− φ) = ctg φ =

1tg φ

=1k

Primer 2.8 Analizom sistema algebarskih jednacina y = k1x + n1 iy = k2x + n2, odrediti u kakvom su medusobnom odnosu odgovarajuce prave

Milica Žigic (DMI, PMF, UNS 2019) Analiticka geometrija predavanje 2 15 / 15