Даны вершины треугольника ABC. Необходимо найти:
Также требуется сделать чертёж. Вершины имеют следующие координаты: A (4; -2),B (6; -4),C (-2; 2).
МатематикаКолледжАналитическая геометриятреугольник ABCдлина стороны ABуравнение сторон AB BCугловые коэффициенты AB BCуравнение высоты CDдлина высоты CDуравнение медианы AEкоординаты точки Kпересечение медианы высотыуравнение прямой через точку Kсимметричная точка Aкоординаты точки Mчертеж треугольника
Давайте решим задачу шаг за шагом, начиная с нахождения длины стороны AB.
1. Длина стороны AB:Для нахождения длины отрезка AB, используем формулу расстояния между двумя точками в двумерном пространстве:
Длина AB = √((x2 - x1)² + (y2 - y1)²)
Подставим значения:
Длина AB = √((6 - 4)² + (-4 + 2)²) = √(2² + (-2)²) = √(4 + 4) = √8 = 2√2.
2. Уравнение сторон AB и BC и их угловые коэффициенты:Начнем с нахождения уравнения прямой AB. Уравнение прямой можно записать в виде:
y - y1 = k(x - x1),
где k - угловой коэффициент, который можно найти по формуле:
k = (y2 - y1) / (x2 - x1).
Теперь подставим в уравнение:
y - (-2) = -1(x - 4) => y + 2 = -x + 4 => y = -x + 2.
Таким образом, уравнение AB: y = -x + 2.
Теперь найдем уравнение BC:
k_BC = (2 + 4) / (-2 - 6) = 6 / -8 = -3/4.
Теперь подставим в уравнение:
y - (-4) = (-3/4)(x - 6) => y + 4 = (-3/4)x + 18/4 => y = (-3/4)x + 18/4 - 16/4 => y = (-3/4)x + 2/4.
Таким образом, уравнение BC: y = (-3/4)x + 1/2.
3. Уравнение высоты CD и её длина:Высота CD перпендикулярна основанию AB, следовательно, угловой коэффициент высоты k_CD = 1 (перпендикуляр к AB с угловым коэффициентом -1).
Используя координаты точки C (-2, 2),уравнение высоты CD будет:
y - 2 = 1(x + 2) => y = x + 4.
Теперь найдём длину CD. Для этого нужно найти точку D, где высота пересекает сторону AB.
Подставим уравнение высоты в уравнение AB:
x + 4 = -x + 2 => 2x = -2 => x = -1.
Теперь найдем y: y = -(-1) + 2 = 3.
Точка D = (-1, 3).
Теперь найдём длину CD:
Длина CD = √((-1 + 2)² + (3 - 2)²) = √(1 + 1) = √2.
4. Уравнение медианы AE и координаты точки K:Сначала найдем координаты середины стороны BC. Середина K = ((x_B + x_C)/2, (y_B + y_C)/2) = ((6 - 2)/2, (-4 + 2)/2) = (2, -1).
Теперь найдем угловой коэффициент медианы AE:
k_AE = (y_K - y_A) / (x_K - x_A) = (-1 + 2) / (2 - 4) = 1 / -2 = -1/2.
Уравнение медианы AE будет:
y + 2 = -1/2(x - 4) => y + 2 = -1/2x + 2 => y = -1/2x.
Теперь найдем координаты точки K, где медиана AE пересекается с высотой CD:
Решаем систему уравнений:
Подставим y из второго уравнения в первое:
-1/2x = x + 4 => -1/2x - x = 4 => -3/2x = 4 => x = -8/3.
Теперь найдем y:
y = -1/2(-8/3) = 4/3.
Координаты точки K: (-8/3, 4/3).
5. Уравнение прямой, проходящей через точку K и параллельной стороне AB:Параллельная прямая будет иметь тот же угловой коэффициент, что и AB, то есть -1.
Уравнение будет:
y - 4/3 = -1(x + 8/3) => y = -x - 8/3 + 4/3 => y = -x - 4/3.
6. Координаты точки M, симметричной точке A относительно прямой CD:Для нахождения симметричной точки, нужно провести перпендикуляр из точки A к прямой CD и найти точку пересечения. Затем использовать эту точку для нахождения симметричной точки.
Уравнение CD: y = x + 4.
Уравнение перпендикуляра, проходящего через A: y + 2 = -1(x - 4) => y = -x + 2.
Решаем систему:
x + 4 = -x + 2 => 2x = -2 => x = -1.
y = -(-1) + 2 = 3.
Точка пересечения P = (-1, 3).
Теперь находим M:
M = (2 * P_x - A_x, 2 * P_y - A_y) = (2 * -1 - 4, 2 * 3 + 2) = (-2 - 4, 6 + 2) = (-6, 8).
Таким образом, точка M = (-6, 8).
Теперь у нас есть все необходимые результаты. Для визуализации можно построить чертеж с данными точками и линиями.