Как написать что точка лежит на прямой

Геометрия 7 класс.
Точка, прямая и отрезок

Казалось бы, что таким простым понятиям, как «точка» или «прямая», которые мы повседневно используем в жизни, крайне просто дать определения. Но на практике оказалось, что это не так.

Существует множество определений, которые давали знаменитые математики терминам «точка» и «прямая». За многие века ученые так и не пришли к единому определению.

Мы не будем приводить все определения точки и прямой. Остановимся на объяснениях, которые, на наш взгляд, наиболее простым образом их описывают.

Точка — элементарная фигура, не имеющая частей.

Прямая состоит из множества точек и простирается бесконечно в обе стороны.

Знак того что точка лежит на прямой

То есть выражаясь геометрическими обозначениями, информацию о расположении прямой и точек на рисунке выше можно записать так:

Как обозначить прямую

Прямую обычно обозначают одной маленькой латинской буквой.

Прямую, на которой отмечены две точки, иногда обозначают по названиям этих точек большими латинскими точками.

Задача № 1 из учебника Атанасян 7-9 класс

Решение задачи

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

Опишем взаимное расположение точек и прямой.

Как обозначается пересечение прямых

Знак того что точка лежит на прямой

Хотя на чертеже не видно, но прямые a и c тоже пересекаются (это становится ясно, если мысленно продолжить вниз прямые a и с ).

Знак того что точка лежит на прямой

Прямые e и f не имеют общей точки — т.е. они не пересекаются.

Взаимное расположение прямой и точек

Знак того что точка лежит на прямой

Через одну точку (·)A можно провести сколько угодно прямых.

Через две точки (·)A и (·)B можно провести только одну прямую.

Сколько общих точек имеют две прямые

Две прямые либо имеют только одну общую точку, либо не имеют общих точек.

Докажем утверждение выше. Для этого рассмотрим все возможные случаи расположения двух прямых.

Первый случай расположения прямых

Знак того что точка лежит на прямой

На рисунке выше мы видим, что у прямых f и e нет общих точек, т.к. эти прямые не пересекаются.

Второй случай расположения прямых

Знак того что точка лежит на прямой

Третий случай расположения прямых

Знак того что точка лежит на прямой

Вывод: две прямые либо имеют только одну общую точку, либо не имеют общих точек.

Задача № 3 из учебника Атанасян 7-9 класс

Проведите три прямые так, чтобы каждые две из них пересекались. Обозначьте все точки пересечения этих прямых. Сколько получилось точек? Рассмотрите все возможные случаи.

Решение задачи

Проведём две прямые a и b так, чтобы эти две прямые пересекались, и обозначим точку пересечения.

Знак того что точка лежит на прямой

Как мы видим, точка пересечения только одна. Мы можем провести третью прямую так, чтобы она тоже проходила через эту точку пересечения.

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

Мы убедились, что возможны оба варианта. Поэтому в ответе запишем их оба.

Ответ: точек пересечения получается одна или три.

Что такое отрезок

Отрезок — часть прямой, ограниченная двумя точками.

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

В отличии от прямой любой отрезок можно измерить. Т.е. каждый отрезок имеет длину.

Источник

Точки, прямые, отрезки

Чтобы изобразить прямую на листе бумаги необходимы карандаш и линейка (Рис.1). Причем, прямая не имеет начала и конца, то есть мы изображаем лишь часть прямой, но при этом можно дочертить прямую в одну из сторон, либо сразу в обе стороны.

Знак того что точка лежит на прямой

Обозначать прямые принято малыми латинскими буквами ( Знак того что точка лежит на прямойи т.д.) (Рис.2, Знак того что точка лежит на прямой), но бывают случаи, когда прямые обозначены большими латинскими буквами (АВ, CD, MN и т.д.) (Рис.2, б), точки же всегда обозначают большими латинскими буквами (А, В, С и т.д) (Рис.2. Знак того что точка лежит на прямой).

Знак того что точка лежит на прямой

Возможны два варианта расположения точек относительно прямой:

Важно знать, что через любые две точки можно провести прямую и притом только одну.

Если мы рассмотрим две прямые, то возможны два варианта расположения этих двух прямых друг относительно друга:

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

На Рис.5, под пунктом Знак того что точка лежит на прямой) красным цветом выделена часть прямой, ограниченная двумя точками. Такая часть прямой называется отрезком. Точки ограничивающие отрезок, называются его концами. На Рис. 5, под пунктом б) изображен отрезок с концами А и В. Такой отрезок можно обозначить АВ или ВА. Отрезок АВ содержит все точки прямой, лежащие между точками А и В, а так же и сами точки А и В.

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

Поделись с друзьями в социальных сетях:

Источник

Плоскость, прямая линия, луч

Плоскость в математике можно сравнить с другими плоскостями, которые окружают нас в повседневной жизни: школьная доска, лист бумаги, экран планшета или смартфона и т.д. На них мы можем легко обозначить точки и линии, которые мы изучали на предыдущем уроке. На школьной доске мы это делаем мелом или фломастером, на листе бумаги можем нарисовать их ручкой, карандашом, фломастером; когда мы прокручиваем окно сайта или приложения на смартфоне, мы проводим на экране пальцем линию, когда переходим по ссылкам – ставим на его плоскости точку.

Но эти примеры плоскостей из жизни имеют свои размеры и границы, они конечные, их можно измерять.

Плоскость – это воображаемая абсолютно ровная и неизменяемая поверхность, которая не имеет толщины, но обладает бесконечными длиной и шириной.

Плоскость нельзя измерять, потому что она бесконечная.

Плоскость нельзя согнуть, в каком бы положении она ни находилась.

Все объекты и фигуры, которые изучаются в курсе математики 5 класса, находятся на плоскости.

Прямая линия

Прямая линия – абсолютно ровная линия, которая длится бесконечно в обе стороны, и на всем ее протяжении не изгибается и не преломляется.

Обозначение прямой

Например, на рисунке 1 обозначены такие прямые:

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 1 Обозначение прямой линии

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 2 Обозначение прямой с несколькими точками

Некоторые свойства прямой

Две точки, лежащие на одной прямой, создают отрезок этой прямой.

Через две любые точки на плоскости можно провести единственную прямую.

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 3 Отрезок на прямой

Две разные прямые могут пересекаться или не пересекаться.

Две прямые пересекаются в том случае, если у них есть общая точка.

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 5 Пересечение прямых

Более подробно об этих и других свойствах прямой написано в уроке геометрии 7 класса.

Луч – это часть прямой, которая начинается в определенной точке и длится бесконечно в одну сторону.

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 6 Деление прямой линии точкой

У луча есть начало, но нет конца. От прямой луч отличается тем, что луч бесконечно продолжается только в одну сторону.

Свое название этот математический объект получил по аналогии с лучом света, который имеет начало (источник света), но определенного конца у него нет.

Обозначение луча

Луч, как и прямую, обозначают двумя способами.

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 7 Обозначение луча

На рисунке 2 приведены примеры обозначения луча:

Луч имеет второе название – полупрямая.

Знак того что точка лежит на прямой

Рис. 8 Дополнительные друг другу и совпадающие лучи

На рисунке 8 видно, что:

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 4.6 / 5. Количество оценок: 22

Источник

Точка и прямая

Точка и прямая являются основными геометрическими фигурами на плоскости.

Определение точки и прямой в геометрии не вводят, эти понятия рассматриваются на интуитивно-понятийном уровне.

Точки обозначают прописными (заглавными, большими) латинскими буквами: A, B, C, D, …

Прямые обозначают одной строчной (маленькой) латинской буквой, например,

Знак того что точка лежит на прямой

Прямая состоит из бесконечного множества точек и не имеет ни начала, ни конца. На рисунке изображают только часть прямой, но понимают, что она простирается в пространстве бесконечно далеко, неограниченно продолжаясь в обе стороны.

О точках, которые лежат на прямой, говорят, что они принадлежат этой прямой. Принадлежность отмечают знаком ∈. О точках вне прямой говорят, что они не принадлежат этой прямой. Знак «не принадлежит» — ∉.

Знак того что точка лежит на прямой

Например, точка B принадлежит прямой a (пишут: B∈a),

точка F не принадлежит прямой a, (пишут: F∉a).

Основные свойства принадлежности точек и прямых на плоскости:

Каковы бы ни была прямая, существуют точки, принадлежащие этой прямой, и точки, не принадлежащие ей.

Через любые две точки можно провести прямую, и притом только одну.

Прямые также обозначают двумя большими латинскими буквами, по названию точек, которые лежат на прямой.

Знак того что точка лежит на прямой

Знак того что точка лежит на прямой

— эту прямую можно назвать MK или MN или NK.

Две прямые могут пересекаться и не пересекаться. Если прямые не пересекаются, они не имеют общих точек. Если прямые пересекаются, они имеют одну общую точку. Знак пересечения — .

Знак того что точка лежит на прямойНапример, прямые a и b пересекаются в точке O

(пишут: a b=O).

Знак того что точка лежит на прямойПрямые c и d также пересекающиеся, хотя на рисунке нет их точки пересечения.

Знак того что точка лежит на прямойПрямые m и n не имеют общих точек.

Источник

Обозначения и символика

Для обозначения геометрических фигур и их проекций, для отображения отношения между ними, а также для краткости записей геометрических предложений, алгоритмов решения задач и доказательства теорем в курсе используется геометрический язык, составленный из обозначений и символов, принятых в курсе математики (в частности, в новом курсе геометрии в средней школе).

Все многообразие обозначений и символов, а также связи между ними могут быть подразделены на две группы:

группа I — обозначения геометрических фигур и отношений между ними;

группа II обозначения логических операций, составляющие синтаксическую основу геометрического языка.

Ниже приводится полный список математических символов, используемых в данном курсе. Особое внимание уделяется символам, которые применяются для обозначения проекций геометрических фигур.

СИМВОЛЫ, ОБОЗНАЧАЮЩИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ФИГУРЫ И ОТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ

А. Обозначение геометрических фигур

1. Геометрическая фигура обозначается — Ф.

2. Точки обозначаются прописными буквами латинского алфавита или арабскими цифрами:

3. Линии, произвольно расположенные по отношению к плоскостям проекций, обозначаются строчными буквами латинского алфавита:

Линии уровня обозначаются: h — горизонталь; f— фронталь.

Для прямых используются также следующие обозначения:

(АВ) — прямая, проходящая через точки А а В;

[АВ) — луч с началом в точке А;

[АВ] — отрезок прямой, ограниченный точками А и В.

4. Поверхности обозначаются строчными буквами греческого алфавита:

Чтобы подчеркнуть способ задания поверхности, следует указывать геометрические элементы, которыми она определяется, например:

α(а || b) — плоскость α определяется параллельными прямыми а и b;

5. Углы обозначаются:

6. Угловая: величина (градусная мера) обозначается знаком Знак того что точка лежит на прямой, который ставится над углом:

Знак того что точка лежит на прямой— величина угла АВС;

Знак того что точка лежит на прямой— величина угла φ.

Прямой угол отмечается квадратом с точкой внутри Знак того что точка лежит на прямой

7. Расстояния между геометрическими фигурами обозначаются двумя вертикальными отрезками — ||.

|АВ| — расстояние между точками А и В (длина отрезка АВ);

|Аа| — расстояние от точки А до линии a;

|Аα| — расстояшие от точки А до поверхности α;

|аb| — расстояние между линиями а и b;

|αβ| расстояние между поверхностями α и β.

π2 —фрюнтальная плоскость проекций.

При замене плоскостей проекций или введении новых плоскостей последние обозначают π3, π4 и т. д.

Постояшную прямую эпюра Монжа обозначают k.

10. Проекции точек, линий, поверхностей, любой геометрической фигуры обозначаются теми же буквами (или цифрами), что и оригинал, с добавлением верхнего индекса, соответствующего плоскости проекции, на которой они получены:

11. Следы плоскостей (поверхностей) обозначаются теми же буквами, что и горизонталь или фронталь, с добавлением подстрочного индекса , подчеркивающего, что эти линии лежат в плоскости проекции и принадлежат плоскости (поверхности) α.

12. Следы прямых (линий) обозначаются заглавными буквами, с которых начинаются слова, определяющие название (в латинской транскрипции) плоскости проекции, которую пересекает линия, с подстрочным индексом, указывающим принадлежность к линии.

Например: Ha — горизонтальный след прямой (линии) а;

Fa — фронтальный след прямой (линии ) a.

13. Последовательность точек, линий (любой фигуры) отмечается подстрочными индексами 1,2,3. n:

Вспомогательная проекция точки, полученная в результате преобразования для получения действительной величины геометрической фигуры, обозначается той же буквой с подстрочным индексом 0:

14. Аксонометрические проекции точек, линий, поверхностей обозначаются теми же буквами, что и натура с добавлением верхнего индекса 0 :

15. Вторичные проекции обозначаются путем добавления верхнего индекса 1 :

Для облегчения чтения чертежей в учебнике при оформлении иллюстративного материала использованы несколько цветов, каждый из которых имеет определенное смысловое значение: линиями (точками) черного цвета обозначены исходные данные; зеленый цвет использован для линий вспомогательных графических построений; красными линиями (точками) показаны результаты построений или те геометрические элементы, на которые следует обратить особое внимание.

Источник

Казалось бы, что таким простым понятиям, как «точка» или «прямая», которые мы повседневно используем в жизни, крайне
просто дать определения. Но на практике оказалось, что это не так.

Существует множество определений, которые давали знаменитые математики терминам «точка» и «прямая». За многие века ученые так
и не пришли к единому определению.

Мы не будем приводить все определения точки и прямой. Остановимся на объяснениях, которые, на наш взгляд, наиболее простым образом
их описывают.

Запомните!
!

Точка — элементарная фигура, не
имеющая частей.

Прямая состоит из множества
точек и простирается бесконечно
в обе стороны.

прямая и точки в геометрии

На рисунке изображена прямая a и точки D, F, G и
H. Точки F и G
лежат на прямой a.
Точки D и H
не
лежат
на прямой a.

В тексте точку обозначают символом «(·)».
Принадлежность и непринадлежность точки
прямой
обозначают символами «» и «». Знак принадлежности можно запомнить как
зеркальное отображение буквы «Э» или как знак евро «» .

То есть выражаясь геометрическими обозначениями, информацию о расположении прямой и точек на рисунке выше можно записать так:

  • (·)F ∈ a — точка F принадлежит прямой a (другими словами, точка F лежит на прямой a);
  • (·)G ∈ a — точка G принадлежит прямой a;
  • (·)D ∉ a — точка D не принадлежит прямой a (другими словами, точка D не лежит на прямой a);
  • (·)H ∉ a — точка H не принадлежит прямой a.

Как обозначить прямую

Прямую обычно обозначают одной
маленькой латинской буквой.

Прямую, на которой отмечены
две точки, иногда обозначают
по названиям этих точек большими латинскими точками.

как обозначать прямую

    На рисунке изображены:

  • Прямая a
  • Прямая f
  • Прямая CH
  • Прямая DK

как именуют прямую

Точки D, E и F — лежат на одной прямой, поэтому:
прямая DE,
прямая EF и
прямая DF
это три разных имени одной и той же прямой.

Разбор примера

Проведите прямую, обозначьте её буквой a и
отметьте точки A и B, лежащие на этой прямой, и
точки P, Q и R, не лежащие на ней. Опишите
взаимное расположение точек A, B, P, Q, R и
прямой a, используя символы и .


Решение задачи

Проведём прямую.

проведем прямую

Обозначим её буквой a.

назовем прямую a

Отметим точки (·)A и (·)B, лежащие на прямой a.

точки на прямой a

Отметим точки (·)P, (·)Q и (·)R, не лежащие на прямой a.

точки не на прямой а

Опишем взаимное расположение точек и прямой.

  • (·)A ∈ a
  • (·)B ∈ a
  • (·)P ∉ a
  • (·)Q ∉ a
  • (·)R ∉ a

Задача решена.

Как обозначается пересечение прямых

пересечение прямых

На рисунке прямые a и b
не пересекаются.

Прямые b и
c пересекаются.

Хотя на чертеже не видно, но прямые a и
c тоже пересекаются (это становится ясно, если мысленно
продолжить вниз прямые a и с).

В тексте пересечение прямых обозначают
символом . Информацию на рисунке выше можно записать следующим образом:

  • b ∩ c — прямые b и с пересекаются;
  • a ∩ c — прямые a и с пересекаются.

общие точки прямых

Прямые e и g имеют общую точку M.
Другими словами, прямые пересекаются в точке M. Геометрическими обозначениями
пересечение прямых в точке записывается так:
e ∩ g = (·)M

прямые не пересекаются

Прямые e и f не имеют общей точки — т.е. они не
пересекаются.

Взаимное расположение прямой и точек

Запомните!
!

Через любые две точки можно
провести прямую, и притом
только одну.

через две точки можно провести прямую и притом только одну

Через одну точку (·)A можно провести
сколько угодно прямых.

Через две точки
(·)A и (·)B можно провести
только одну прямую.

Сколько общих точек имеют две прямые

Запомните!
!

Две прямые либо имеют только
одну
общую точку, либо не имеют
общих точек.

Докажем утверждение выше. Для этого рассмотрим все возможные случаи расположения двух прямых.

Первый случай расположения прямых

нет общих точек у прямых

На рисунке выше мы видим, что у прямых f и e
нет общих точек, т.к. эти
прямые не пересекаются.

Второй случай расположения прямых

одна общая точка у прямых

Возможен вариант, что прямые f и e
пересекаются и, значит, имеют одну общую точку (·)M.

Третий случай расположения прямых

через две точки только одну прямую можно провести

Предположим, что прямые
f и e имеют две или больше общих точек.
Например, точки (·)A и (·)B.

Но мы знаем, что через две
точки можно провести только одну прямую. Значит,
прямые f и e совпадают и наше предположение, что
у двух прямых может быть две или более общих точек неверно.

Вывод: две прямые либо имеют только
одну общую точку, либо не имеют
общих точек
.

Разбор примера

Проведите три прямые так, чтобы каждые две из
них пересекались. Обозначьте все точки
пересечения этих прямых. Сколько получилось
точек? Рассмотрите все возможные случаи.

Решение задачи

Проведём две прямые a и b так, чтобы эти две
прямые пересекались, и обозначим точку
пересечения.

пересечение двух прямых

Как мы видим, точка пересечения только одна. Мы
можем провести третью прямую так, чтобы она
тоже проходила через эту точку пересечения.

пересечение трех прямых

Теперь прямая a пересекается
с прямой b,
прямая b пересекается с прямой c и
прямая c пересекается с прямой a.

В этом случае
у нас только одна точка
пересечения всех прямых — точка (·)D.

Но возможен и другой вариант. Мы можем провести третью прямую c так,
чтобы она не проходила через точку (·)D. Тогда
получится
три точки пересечения — (·)D, (·)E и (·)F.

пересечение трех прямых с тремя точками пересечения

Прямая a пересекается
с прямой b
в точке (·)D,
прямая b пересекается с прямой c в точке (·)F и
прямая c пересекается с прямой a
в точке (·)E. Условие задачи выполнено.

Мы убедились, что возможны оба варианта. Поэтому в ответе запишем их оба.

Ответ: точек пересечения получается одна или
три.

Что такое отрезок

Запомните!
!

Отрезок —
часть прямой, ограниченная
двумя точками.

что такое отрезок

Две точки, ограничивающие отрезок, называются
концами отрезка. У отрезка на рисунке выше концы
называются S и
T.

Сам отрезок можно назвать ST
или TS. Когда изображают отрезок, оставшиеся от
прямой хвосты можно не рисовать.

пример отрезка

В отличии от прямой любой отрезок можно измерить. Т.е. каждый отрезок имеет длину.

Символьные обозначения

Для обозначения геометрических фигур и их проекций, для отображения отношения между геометрическими фигурами, а также для краткости записей геометрических предложений, алгоритмов решения задач и доказательства теорем используются символьные обозначения.

Символьные обозначения, все их многообразие, может быть подразделено на две группы:
— Первая группа — обозначения геометрических фигур и отношения между ними;
— Вторая группа — обозначения логических операций, составляющая синтаксическую основу геометрического языка.

Символьные обозначения — Первая группа

Символы, обозначающие геометрические фигуры и отношения между ними

Обозначения геометрических фигур:
Φ — геометрическая фигура;
A, B, C, D, …, L, M, N, … — точки расположенные в пространстве;
1, 2, 3, 4, …, 12, 13, 14, … — точки расположенные в пространстве;
a, b, c, d, …, l, m, n, … — линии, произвольно расположенные по отношению к плоскостям проекций;
h, υ(f), ω — линии уровня (горизонталь, фронталь, профильная прямая соответственно);
(AB) — прямая проходящая через точки A и B;
[AB) — луч с началом в точке A;
[AB] — отрезок прямой, ограниченный точками A и B;
α, β, γ, δ, …, ζ, η, θ — поверхность;
∠ABC — угол с вершиной в точке B;
∠α, ∠β, ∠γ — угол α, угол β, угол γ соответственно;
|AB| — расстояние от точки A до точки B (длина отрезка AB);
|Aa| — расстояние от точки A до линии a;
|Aα| — расстояние от точки A до поверхности α;
|ab| — расстояние между прямыми a и b;
|αβ| — расстояние между поверхностями α и β;
H, V, W — координатные плоскости проекций (именуемые как горизонтальная, фронтальная, профильная соответственно);
П1, П2, П3 — координатные плоскости проекций (именуемые как горизонтальная, фронтальная, профильная соответственно);
x, y, z — координатные оси проекций (ось абсцисс, ось ординат, ось аппликат);
ko — постоянная прямая эпюра Монжа;

O — точка пересечения осей проекций;
`, «, `» — верхние индексы для проекций точек, прямых, углов, фигур, поверхностей на плоскости проекций (именуемые как горизонтальную, фронтальную, профильную соответственно);
1, 2, 3 — верхние индексы для проекций точек, прямых, углов, фигур, поверхностей на плоскости проекций (именуемые как горизонтальную, фронтальную, профильную соответственно);
αH, αV, αW — след поверхности оставляемый на горизонтальной, на фронтальной, на профильной плоскости проекций соответственно;

αH, αV, αW — след поверхности α оставляемый на горизонтальной, на фронтальной, на профильной плоскости проекций соответственно;

aH, aV, aW — след прямой a оставляемый на горизонтальной, на фронтальной, на профильной плоскости проекций соответственно;

Проекции точек, линий, поверхностей любой геометрической фигуры обозначаются теми же буквами (или цифрами), что и оригинал, с добавлением верхнего индекса A`, A», A`»
или 1`, 1″, 1`», соответствующего плоскости проекции, на которой они получены:
A`, B`, C`, D`, …, L`, M`, N`, … — горизонтальные проекции точек;
A», B», C», D», …, L», M», N», … — фронтальные проекции точек;
A`», B`», C`», D`», …, L`», M`», N`», … — профильные проекции точек;
a`, b`, c`, d`, …, l`, m`, n`, … — горизонтальные проекции линий;
a», b», c», d», …, l», m», n», … — фронтальные проекции линий;
a`», b`», c`», d`», …, l`», m`», n`», … — профильные проекции линий;
α`, β`, γ`, δ`, …, ζ`, η`, θ`, … — горизонтальные проекции поверхностей;
α», β», γ», δ», …, ζ», η», θ», … — фронтальные проекции поверхностей;
α`», β`», γ`», δ`», …, ζ`», η`», θ`», … — профильные проекции поверхностей;

Символы взаиморасположения геометрических объектов

Обозначение   Смысловое значение   Пример символической записи
  (…)   способ задания геометрического объекта в пространстве и на комплексном чертеже   А(А`, А») – точка А задана на комплексном чертеже горизонтальной и фронтальной проекциями;
α(А, b) – плоскость α задана прямой b и точкой А.
  ∈
⊂ , ⊃
  принадлежность   А∈l – точка А принадлежит прямой l;
l⊂α – прямая l лежит в плоскости α
  ≡   совпадение   А`≡ В` – горизонтальные проекции точек А и В совпадают.
  ‖ , //   параллельность   a // b – прямые a и b параллельны.
  ⊥   перпендикулярность   c⊥d – прямые c и d перпендикулярны.
  ∸   скрещивание    m ∸ n – прямые m и n скрещивающиеся.
   ∩   пересечение   k ∩ l – прямые k и l пересекаются.
   ∾   подобие   ΔАВС ~ ΔDEF – треугольники ABC и DEF подобны.
   ≅   конгруэнтность   ΔАВС ≅ /АВ/ = /CD/ – отрезки АВ и CD равны.
   =    равенство, результат действия   /АВ/ = /CD/ – длины отрезков AB и CD равны; k ∩ l = M — прямые k и l пересекаются в точке M.
   /   отрицание   А ∉ l – точка А не принадлежит прямой l.
   → ←   отображение, преобразование   V/H → V1/H– система ортогональных плоскостей V/H преобразуется в систему плоскостей V1/H

Символьные обозначения — Вторая группа

Символы обозначающие логические операции

   ∧   конъюнкция предложений (соответствует союзу «и»)   K ∈ a ∧ K ∈ d – точка K принадлежит прямым a и d
   ∨   дизъюнкция предложений (соответствует союзу «или»)   А ∈ α ∨ A ∉ α – точка А принадлежит плоскости α или точка А не принадлежит плоскости α.
   ⇒ ⇐   логическое следствие – импликация (следовательно, поэтому)    a // b ∧ c // b ⇒ a // c – прямые а и с параллельны прямой b, следовательно, они параллельны между собой.
   ⇔   логическая эквивалентность (что то же самое) A ∈ l ⇔ A` ∈ l`, A» ∈ l» – точка А принадлежит прямой l, следовательно, ее проекции лежат на одноименных проекциях прямой; справедливо и обратное утверждение: проекции точки А лежат на одноименных проекциях прямой l, следовательно, точка принадлежит этой прямой.

+

Для обозначения геометрических фигур и их проекций, для отображения отношения между ними, а также для краткости записей геометрических предложений, алгоритмов решения задач и доказательства теорем в курсе используется геометрический язык, составленный из обозначений и символов, принятых в курсе математики (в частности, в новом курсе геометрии в средней школе).

Все многообразие обозначений и символов, а также связи между ними могут быть подразделены на две группы:

группа I — обозначения геометрических фигур и отношений между ними;

группа II обозначения логических операций, составляющие синтаксическую основу геометрического языка.

Ниже приводится полный список математических символов, используемых в данном курсе. Особое внимание уделяется символам, которые применяются для обозначения проекций геометрических фигур.

Группа I

СИМВОЛЫ, ОБОЗНАЧАЮЩИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ФИГУРЫ И ОТНОШЕНИЯ МЕЖДУ НИМИ

А. Обозначение геометрических фигур

1. Геометрическая фигура обозначается — Ф.

2. Точки обозначаются прописными буквами латинского алфавита или арабскими цифрами:

А, В, С, D, … , L, М, N, …

1,2,3,4,…,12,13,14,…

3. Линии, произвольно расположенные по отношению к плоскостям проекций, обозначаются строчными буквами латинского алфавита:

а, b, с, d, … , l, m, n, …

Линии уровня обозначаются: h — горизонталь; f— фронталь.

Для прямых используются также следующие обозначения:

(АВ) — прямая, проходящая через точки А а В;

[АВ) — луч с началом в точке А;

[АВ] — отрезок прямой, ограниченный точками А и В.

4. Поверхности обозначаются строчными буквами греческого алфавита:

α, β, γ, δ,…,ζ,η,ν,…

Чтобы подчеркнуть способ задания поверхности, следует указывать геометрические элементы, которыми она определяется, например:

α(а || b) — плоскость α определяется параллельными прямыми а и b;

β(d1 d2gα) — поверхность β определяется направляющими d1 и d2 , образующей g и плоскостью параллелизма α.

5. Углы обозначаются:

∠ABC — угол с вершиной в точке В, а также ∠α°, ∠β°, … , ∠φ°, …

6. Угловая: величина (градусная мера) обозначается знаком , который ставится над углом:

— величина угла АВС;

— величина угла φ.

Прямой угол отмечается квадратом с точкой внутри

7. Расстояния между геометрическими фигурами обозначаются двумя вертикальными отрезками — ||.

Например:

|АВ| — расстояние между точками А и В (длина отрезка АВ);

|Аа| — расстояние от точки А до линии a;

|Аα| — расстояшие от точки А до поверхности α;

|аb| — расстояние между линиями а и b;

|αβ| расстояние между поверхностями α и β.

8. Для плоскостей проекций приняты обозначения: π1 и π2,
где π1 — горизонтальная плоскость проекций;

π2 —фрюнтальная плоскость проекций.

При замене плоскостей проекций или введении новых плоскостей последние обозначают π3, π4 и т. д.

9. Оси проекций обозначаются: х, у, z, где х — ось абсцисс; у — ось ординат; z — ось аппликат.

Постояшную прямую эпюра Монжа обозначают k.

10. Проекции точек, линий, поверхностей, любой геометрической фигуры обозначаются теми же буквами (или цифрами), что и оригинал, с добавлением верхнего индекса, соответствующего плоскости проекции, на которой они получены:

А’, В’, С’, D’, … , L’, М’, N’, горизонтальные проекции точек; А», В», С», D», … , L», М», N», … фронтальные проекции точек; a’ , b’ , c’ , d’ , … , l’, m’ , n’ , —
горизонтальные проекции линий; а» ,b» , с» , d» , … , l» , m» , n» , … фронтальные проекции линий; α’, β’, γ’, δ’,…,ζ’,η’,ν’,… горизонтальные проекции поверхностей;
α», β», γ», δ»,…,ζ»,η»,ν»,…
фронтальные проекции поверхностей.

11. Следы плоскостей (поверхностей) обозначаются теми же буквами, что и горизонталь или фронталь, с добавлением подстрочного индекса , подчеркивающего, что эти линии лежат в плоскости проекции и принадлежат плоскости (поверхности) α.

Так: h — горизонтальный след плоскости (поверхности) α;

f — фронтальный след плоскости (поверхности) α.

12. Следы прямых (линий) обозначаются заглавными буквами, с которых начинаются слова, определяющие название (в латинской транскрипции) плоскости проекции, которую пересекает линия, с подстрочным индексом, указывающим принадлежность к линии.

Например: Ha — горизонтальный след прямой (линии) а;

Fa — фронтальный след прямой (линии ) a.

13. Последовательность точек, линий (любой фигуры) отмечается подстрочными индексами 1,2,3,…, n:

А1, А2, А3,…,Аn;

a1, a2, a3,…,an;

α1, α2, α3,…,αn;

Ф1, Ф2, Ф3,…,Фn и т. д.

Вспомогательная проекция точки, полученная в результате преобразования для получения действительной величины геометрической фигуры, обозначается той же буквой с подстрочным индексом 0:

A0, B0, С0, D0, …

Аксонометрические проекции

14. Аксонометрические проекции точек, линий, поверхностей обозначаются теми же буквами, что и натура с добавлением верхнего индекса 0:

А0, В0, С0, D0, …

10, 20, 30, 40, …

a0, b0, c0, d0, …

α0, β0, γ0, δ0, …

15. Вторичные проекции обозначаются путем добавления верхнего индекса 1 :

А1 0, В1 0, С1 0, D1 0, …

11 0, 21 0, 31 0, 41 0, …

a1 0, b1 0, c1 0, d1 0, …

α1 0, β1 0, γ1 0, δ1 0, …

Для облегчения чтения чертежей в учебнике при оформлении иллюстративного материала использованы несколько цветов, каждый из которых имеет определенное смысловое значение: линиями (точками) черного цвета обозначены исходные данные; зеленый цвет использован для линий вспомогательных графических построений; красными линиями (точками) показаны результаты построений или те геометрические элементы, на которые следует обратить особое внимание.

Б. Символы, обозначающие отношения между геометрическими фигурами

№ по пор. Обозначение Содержание Пример символической записи
1 Совпадают (АВ)≡(CD) — прямая, проходящая через точки А и В,
совпадает с прямой, проходящей через точки С и D
2 Конгруентны ∠ABC≅∠MNK — угол АВС конгруентен углу MNK
3 Подобны ΔАВС∼ΔMNK — треугольники АВС и MNK подобны
4 || Параллельны α||β — плоскость α параллельна плоскости β
5 Перпендикулярны а⊥b — прямые а и b перпендикулярны
6 Скрещиваются с d — прямые с и d скрещиваются
7 Касательные t l — прямая t является касательной к линии l.
βα — плоскость β касательная к поверхности α
8 Отображаются Ф1→Ф2 — фигура Ф1 отображается на фигуру Ф2
9 S Центр проецирования.
Если центр проецирования несобственная точка,
то его положение обозначается стрелкой,
указывающей направление проецирования
10 s Направление проецирования
11 P Параллельное проецирование рsα Параллельное проецирование — параллельное проецирование
на плоскость α в направлении s

В. Обозначения теоретико-множественные

№ по пор. Обозначение Содержание Пример символической записи Пример символической записи в геометрии
1 M,N Множества
2 A,B,C,… Элементы
множества
3 { … } Состоит из … Ф{A, B, C,… } Ф{A, B, C,… } — фигура Ф состоит из точек А, В,С, …
4 Пустое множество L — ∅ — множество L пустое (не содержит элементов )
5 Принадлежит, является элементом 2∈N (где N — множество натуральных чисел) —
число 2 принадлежит множеству N
А ∈ а — точка А принадлежит прямой а
(точка А лежит на прямой а )
6 Включает, cодержит N⊂М — множество N является частью (подмножеством) множества
М всех рациональных чисел
а⊂α — прямая а принадлежит плоскости α (понимается в смысле:
множество точек прямой а является подмножеством точек плоскости α)
7 Объединение С = A U В — множество С есть объединение множеств
A и В; {1, 2. 3, 4,5} = {1,2,3}∪{4,5}
ABCD = [AB] ∪ [ВС] ∪ [CD] — ломаная линия, ABCD есть
объединение отрезков [АВ], [ВС], [CD]
8 Пересечение множеств М=К∩L — множество М есть пересечение множеств К и L
(содержит в себе элементы, принадлежащие как множеству К, так и множеству L).
М ∩ N = ∅— пересечение множеств М и N есть пустое множество
(множества М и N не имеют общих элементов)
а = α ∩ β — прямая а есть пересечение
плоскостей α и β

а ∩ b = ∅ — прямые а и b не пересекаются
(не имеют общих точек)

Группа II СИМВОЛЫ, ОБОЗНАЧАЮЩИЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

№ по пор. Обозначение Содержание Пример символической записи
1 Конъюнкция предложений; соответствует союзу «и».
Предложение (р∧q) истинно тогда и только тогда,когда р и q оба истинны
α∩β = { К:K∈α∧K∈β} Пересечение поверхностей α и β есть множество точек (линия),
состоящее из всех тех и только тех точек К, которые принадлежат как поверхности α, так и поверхности β
2 Дизъюнкция предложений; соответствует союзу «или». Предложение (p∨q)
истинно, когда истинно хотя бы одно из предложений р или q (т. е. или р, или q, или оба).
3 Импликация — логическое следствие. Предложение р⇒q означает: «если р, то и q» (а||с∧b||с)⇒a||b. Если две прямые параллельны третьей, то они параллельны между собой
4 Предложение (р⇔q) понимается в смысле: «если р, то и q; если q, то и р» А∈α⇔А∈l⊂α.
Точка принадлежит плоскости, если она принадлежит некоторой линии, принадлежащей этой плоскости.
Справедливо также и обратное утверждение: если точка принадлежит некоторой линии,
принадлежащей плоскости, то она принадлежит и самой плоскости
5 Квантор общности, читается: для всякого, для всех, для любого.
Выражение ∀(x)P(x) означает: «для всякого x: имеет место свойство Р(х) «
∀( ΔАВС)( = 180°) Для всякого (для любого) треугольника сумма величин его углов
при вершинах равна 180°
6 Квантор существования, читается: существует.
Выражение ∃(х)P(х) означает: «существует х, обладающее свойством Р(х)»
(∀α)(∃a)[a⊄α∧a||α].Для любой плоскости α существует прямая а, не принадлежащая плоскости α
и параллельная плоскости α
7 ∃1 Квантор единственности существования, читается: существует единственное
(-я, -й)… Выражение ∃1(x)(Рх) означает: «существует единственное (только одно) х,
обладающее свойством Рх»
(∀ А, В)(А≠B)(∃1а)(а∋А, В) Для любых двух различных точек А и В существует единственная прямая a,
проходящая через эти точки.
8 (Px) Отрицание высказывания P(x) аb(∃α)(α⊃а, Ь).Если прямые а и b скрещиваются, то не существует плоскости а, которая содержит их
9 Отрицание знака [AB]≠[CD] —отрезок [АВ] не равен отрезку [CD].а?b — линия а не параллельна линии b

Прямая линия

  • Обозначение прямой
  • Свойства прямой

Прямая линия — это линия, не имеющая неровностей, скруглений и углов. Прямая линия бесконечна, она не имеет ни начала, ни конца. В геометрии прямая линия называется просто прямой.

Для изображения прямой на бумаге используется линейка. Чтобы начертить прямую, надо провести черту вдоль края линейки:

что такое прямая в геометрии

Так как прямая бесконечна, то какой бы длины не была проведена черта, она будет изображать только часть прямой.

Обозначение прямой

Прямая обозначается одной маленькой латинской буквой, например прямая  a,  или двумя большими латинскими буквами, поставленными при любых двух точках, лежащих на этой прямой, например прямая  AB:

Обратите внимание, что точки на прямой можно обозначать короткими чёрточками.

Свойства прямой

1. Через любые две точки можно провести только одну прямую линию.

основное свойство прямой геометрия 7 класс

Это основное свойство прямой. Оно часто используется на практике, для прокладывания прямых линий с помощью двух каких-либо объектов.

2. Если две любые точки прямой лежат на плоскости, то все точки этой прямой лежат на той же плоскости.

свойства прямой геометрия 7 класс

3. Через одну точку можно провести бесконечно много прямых.

4. Есть точки лежащие на прямой и не лежащие на ней.

Точки  N  и  M  лежат на прямой  a.  Точка  L  не лежит на прямой  a.

Для записи принадлежности точки к прямой используется символ принадлежности —  .  Например, запись  M ∈ a  обозначает, что точка  M  принадлежит прямой  a.  Для того, чтобы указать что точка не принадлежит прямой можно использовать символ  .  Например, запись  L ∉ a  обозначает, что точка  L  не принадлежит прямой  a.

5. Из трёх разных точек, лежащих на одной прямой, только одна может лежать между двумя другими точками.

На рисунке изображена прямая с тремя точками  AB  и  C,  лежащими на ней. Про эти точки можно сказать:

точка  B  лежит между точками  A  и  C,  точка  B  разделяет точки  A  и  C

или

точки  A  и  C  лежат по разные стороны от точки  B.

Также можно сказать:

точки  B  и  C  лежат по одну сторону от точки  A,  они не разделяются точкой  A

или

точки  A  и  B  лежат по одну сторону от точки  C.

6. Две прямые, лежащие на одной плоскости, или пересекаются друг с другом в одной точке, или являются параллельными.

Точка и прямая являются основными геометрическими фигурами на плоскости.

Определение точки и прямой в геометрии не вводят, эти понятия рассматриваются на интуитивно-понятийном уровне.

Точки обозначают прописными (заглавными, большими) латинскими буквами: A, B, C, D, …

Прямые обозначают одной строчной (маленькой) латинской буквой, например,

tochka-i-pryamaya

— прямая a.

Прямая состоит из бесконечного множества точек и не имеет ни начала, ни конца. На рисунке изображают только часть прямой, но понимают, что она простирается в пространстве бесконечно далеко, неограниченно продолжаясь в обе стороны.

О точках, которые лежат на прямой, говорят, что они принадлежат этой прямой. Принадлежность отмечают знаком ∈. О точках вне прямой говорят, что они не принадлежат этой прямой. Знак «не принадлежит» — ∉.

tochka-na-pryamoj

Например, точка B принадлежит прямой a (пишут: B∈a),

точка F не принадлежит прямой a, (пишут: F∉a).

Основные свойства принадлежности точек и прямых на плоскости:

Каковы бы ни была прямая, существуют точки, принадлежащие этой прямой, и точки, не принадлежащие ей.

Через любые две точки можно провести прямую, и притом только одну.

Прямые также обозначают двумя большими латинскими буквами, по названию точек, которые лежат на прямой.

oboznachenie-pryamoj

— прямая AB.

nazvanie-pryamoj

— эту прямую можно назвать MK или MN или NK.

Две прямые могут пересекаться и не пересекаться. Если прямые не пересекаются, они не имеют общих точек. Если прямые пересекаются, они имеют одну общую точку. Знак пересечения — .

peresekayushchiesya-pryamyeНапример, прямые a и b пересекаются в точке O

(пишут: a b=O).

dve-pryamye-peresekayutsyaПрямые c и d также пересекающиеся, хотя на рисунке нет их точки пересечения.

две прямые не пересекаются Прямые m и n не имеют общих точек.

m и n — параллельные прямые. Пишут

    [mparallel n.]

Лежит ли точка на прямой

user avatar

Чтобы избавиться от деления, можно преобразовать уравнение:

Осталось сюда подставить точку (x3, y3).

user avatar

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками математика геометрия или задайте свой вопрос.

Site design / logo © 2022 Stack Exchange Inc; user contributions licensed under cc by-sa. rev 2022.6.10.42345

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.

Как определить принадлежит ли точка прямой

Регистрация на форуме тут, о проблемах пишите сюда — alarforum@yandex.ru, проверяйте папку спам! Обязательно пройдите восстановить пароль

Поиск по форуму
Расширенный поиск

Есть:
1. Прямая, заданная координатами (X,Y) начала и конца.
2. Точка, заданна координатами X,Y.
3. Координаты — любый положительный и отрицательные числа, три знака после запятой.

Задача:
Определить находиться ли точка на прямой.

Кто нибудь знает решение?

Начало прямой: x0, y0
Конец прямой: x1, y1
Точка: x, y

y’ = y1 + (y1 — y0) * (x — x0) / (x1 — x0)

Если y = y1, то точка лежит на прямой

Голованов Д.
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Голованов Д.

Уравнение прямой на плоскости имеет вид:
,

где — координаты начала и конца
Нужно в это уравнение вместо x и y подставить координаты точки. Если равенство сохранится, значит, точка принадлежит прямой.

где — координаты точки,
то точка принадлежит прямой.

Уравнение прямой на плоскости имеет вид:
,

где — координаты начала и конца
Нужно в это уравнение вместо x и y подставить координаты точки. Если равенство сохранится, значит, точка принадлежит прямой.

где — координаты точки,
то точка принадлежит прямой.


Интенсив по Python: Работа с API и фреймворками 24-26 ИЮНЯ 2022. Знаете Python, но хотите расширить свои навыки?
Slurm подготовили для вас особенный продукт! Оставить заявку по ссылке — https://slurm.club/3MeqNEk

Вычислительная геометрия, или как я стал заниматься олимпиадным программированием. Часть 2

Это вторая часть моей статьи посвящена вычислительной геометрии. Думаю, эта статья будет интереснее предыдущей, поскольку задачки будут чуть сложнее.

Начнем с взаимного расположения точки относительно прямой, луча и отрезка.

Задача №1

Определить взаимное расположении точки и прямой: лежит выше прямой, на прямой, под прямой.

Решение
Понятно, что если прямая задана своим уравнением ax + by + c = 0, то тут и решать нечего. Достаточно подставить координаты точки в уравнение прямой и проверить чему оно равно. Если больше нуля, то точка находится в верхней полуплоскости, если равна нулю, то точка находится на прямой и если меньше нуля, то точка находится в нижней полуплоскости. Интереснее случай, когда прямая задана, задана координатами двух точек назовем их P1(x1, y1), P2(x2, y2). В этом случае можно спокойно найти коэффициенты a, b и c и применить предыдущее рассуждение. Но надо сначала подумать, оно нам надо? Конечно, нет! Как я говорил косое произведения — это просто жемчужина вычислительной геометрии. Давайте применим его. Известно, что косое произведение двух векторов положительно, если поворот от первого вектора ко второму идет против часовой стрелки, равно нулю, если векторы коллинеарны и отрицательно, если поворот идет по часовой стрелки. Поэтому нам достаточно посчитать косое произведение векторов P1P2 и P1M и по его знаку сделать вывод.

Задача №2

Определить принадлежит ли точка лучу.

Решение
Давайте вспомним, что такое луч: луч — это прямая, ограниченная точкой с одной стороны, а с другой стороны бесконечная. То есть луч задается некоторой начальной точкой и любой точкой лежащей на нем. Пусть точка P1(x1, y1) — начало луча, а P2(x2, y2) — любая точка принадлежащая лучу. Понятно, что если точка принадлежит лучу, то она принадлежит и прямой проходящей через эти точки, но не наоборот. Поэтому принадлежность прямой является необходимым, но не достаточным условием для принадлежности лучу. Поэтому от проверки косового произведения нам никуда не деться. Для достаточного условия нужно вычислить еще и скалярное произведение тех же векторов. Если оно меньше нуля, то точка не принадлежит лучу, если же оно не отрицательно, то точка лежит на луче. Почему так? Давайте посмотрим на рисунок.

Итак, для того чтобы точка M(x, y) лежала на луче с начальной точкой P1(x1, y1), где P2(x2, y2) лежит на луче необходимо и достаточно выполнения двух условий:
1. [P1P2, P1M] = 0 – косое произведение (точка лежит на прямой)
2. (P1P2, P1M) ≥ 0 – скалярное произведение (точка лежит на луче)

Задача №3

Определить принадлежит ли точка отрезку.

Решение
Пусть точки P1(x1, y1), P2(x2, y2) концы заданного отрезка. Опять-таки необходимым условием принадлежности точки отрезку является ее принадлежность прямой проходящей через P1, P2. Далее нам нужно определить лежит ли точка между точками P1 и P2, для этого нам на помощь приходит скалярное произведение векторов только на этот раз других: (MP1, MP2). Если оно меньше либо равно нуля, то точка лежит на отрезке, иначе вне отрезка. Почему так? Посмотрим на рисунок.

Итак, для того чтобы точка M(x, y) лежала на отрезке с концами P1(x1, y1), P2(x2, y2) необходимо и достаточно выполнения условий:
1. [P1P2, P1M] = 0 – косое произведение (точка лежит на прямой)
2. (MP1,MP2) ≤ 0 – скалярное произведение (точка лежит между P1 и P2)

Задача №4

Взаимное расположение двух точек относительно прямой.

Решение
В этой задаче необходимо определить по одну или по разные стороны относительно прямой находятся две точки.

Если точки находятся по разные стороны относительно прямой, то косые произведения имеют разные знаки, а значит их произведение отрицательно. Если же точки лежат по одну сторону относительно прямой, то знаки косых произведений совпадают, значит, их произведение положительно.
Итак:
1. [P1P2, P1M1] * [P1P2, P1M2] < 0 – точки лежат по разные стороны.
2. [P1P2, P1M1] * [P1P2, P1M2] > 0 – точки лежат по одну сторону.
3. [P1P2, P1M1] * [P1P2, P1M2] = 0 – одна (или две) из точек лежит на прямой.

Кстати, задача об определении наличия точки пересечения у прямой и отрезка решается точно также. Точнее, это и есть эта же задача: отрезок и прямая пересекаются, когда концы отрезка находятся по разные стороны относительно прямой или когда концы отрезка лежат на прямой, то есть необходимо потребовать [P1P2, P1M1] * [P1P2, P1M2] ≤ 0.

Задача №5

Определить пересекаются ли две прямые.

Решение
Будем считать, что прямые не совпадают. Понятно, что прямые не пересекаются, только если они параллельны. Поэтому, найдя условие параллельности, мы можем, определить пересекаются ли прямые.
Допустим прямые заданы своими уравнениями a1x + b1y + c1 = 0 и a2x + b2y + c2 = 0. Тогда условие параллельности прямых заключается в том, что a1b2 — a2b1 = 0.
Если же прямые заданы точками P1(x1, y1), P2(x2, y2), M1(x3, y3), M2(x4, y4), то условие их параллельности заключается в проверки косого произведения векторов P1P2 и M1M2: если оно равно нулю, то прямые параллельны.

В общем, то когда прямые заданы своими уравнениями мы тоже проверяем косое произведение векторов (-b1, a1), (-b2, a2) которые называются направляющими векторами.

Задача №6

Определить пересекаются ли два отрезка.

Решение
Вот эта задача мне, действительно, нравится. Отрезки пересекаются тогда, когда, концы каждого отрезка лежат по разные стороны от другого отрезка. Посмотрим на рисунок:

Итак, нам нужно проверить, чтобы концы каждого из отрезков лежали по разные стороны относительного концов другого отрезка. Пользуемся косым произведением векторов. Посмотрите на первый рисунок: [P1P2, P1M2] > 0, [P1P2, P1M1] < 0 => [P1P2, P1M2] * [P1P2, P1M1] < 0. Аналогично
[M1M2, M1P1] * [M1M2, M1P2] < 0. Вы наверно думаете, почему не меньше либо равно. А потому, что возможен следующий случай, при котором векторное произведение как раз и равно нулю, но отрезки не пересекаются:

Поэтому нам необходимо сделать еще одну проверку, а именно: принадлежит ли хотя бы один конец каждого отрезка другому (принадлежность точки отрезку). Эту задачу мы уже решали.

Итак, для того чтобы отрезки имели общие точки необходимо и достаточно:
1. Концы отрезков лежат по разные стороны относительно другого отрезка.
2. Хотя бы один из концов одного отрезка принадлежит другому отрезку.

Задача №7

Расстояние от точки до прямой.

В предыдущей статье мы говорили о том, что геометрически косое произведение — это ориентированная площадь параллелограмма, поэтому SP1P2M = 0,5*[P1P2, P1M]. С другой стороны каждому школьнику известна формула для нахождения площади треугольника: половина основание на высоту.
SP1P2M = 0,5*h*P1P2.
Приравнивая эти площади, находим

По модулю взяли потому, что первая площадь ориентированная.

Если же прямая задана уравнением ax + by + c = 0, то уравнение прямой проходящей через точку M перпендикулярной заданной прямой есть: a(y — y0) – b(x — x0) = 0. Теперь спокойно можно решить систему из полученных уравнений, найти их точку пересечения и вычислить расстояние от исходной точки до найденной: оно будет ровно ρ = (ax0 + by0 + c)/√(a 2 + b 2 ).

Задача №8

Расстояние от точки до луча.

Решение
Эта задача отличается от предыдущей тем, что в этом случае может получиться, так что перпендикуляр из точки не падает на луч, а падает на его продолжение.

В случае, когда перпендикуляр не падает на луч необходимо найти расстояние от точки до начала луча – это и будет ответом на задачу.

Как же определить падает ли перпендикуляр на луч или нет? Если перпендикуляр не падает на луч, то угол MP1P2 – тупой иначе острый (прямой). Поэтому по знаку скалярного произведения векторов мы можем определить попадает ли перпендикуляр на луч или нет:
1. (P1M, P1P2) < 0 перпендикуляр не попадает на луч
2. (P1M, P1P2) ≥ 0 перпендикуляр попадает на луч

Задача №9

Расстояние от точки до отрезка.

Решение
Рассуждаем аналогично предыдущей задаче. Если перпендикуляр не падает на отрезок, то ответом будет минимальное из расстояний от данной точки до концов отрезка.

Чтобы определить попадает ли перпендикуляр на отрезок нужно по аналогии с предыдущей задачей использовать скалярное произведение векторов. Если перпендикуляр не падает на отрезок, то либо угол MP1P2 либо угол MP2P1 будут тупыми. Поэтому по знаку скалярных произведений мы можем определить попадает ли перпендикуляр на отрезок или нет:
Если (P1M, P1P2) < 0 или (P2M, P2P1) < 0 то перпендикуляр не падает на отрезок.

Задача №10

Определить количество точек прямой и окружности.

Решение
Прямая и окружность может иметь нуль, одну или две точки пересечения. Давайте посмотрим на рисунки:

Здесь из рисунков и так все понятно. Мы имеем две точки пересечения, если расстояние от центра окружности до прямой меньше радиуса окружности. Одну точку касания, если расстояние от центра до прямой равно радиусу. И наконец, ни одной точки пересечения, если расстояние от центра окружности до прямой больше радиуса окружности. Поскольку задача нахождения расстояние от точки до прямой была уже нами решена, то и эта задача тоже решена.

Задача №11

Взаимное расположение двух окружностей.

Решение
Возможные случаи расположения окружностей: пересекаются, касаются, не пересекаются.

Рассмотрим случай, когда окружности пересекаются, и найдем площадь их пересечения. Эту задачу я очень люблю, так как потратил на ее решение изрядное количество времени (было это давно — на первом курсе).



Вспомним теперь, что такое сектор и сегмент.

Пересечение кругов состоит из двух сегментов O1AB и O2AB.

Казалось бы необходимо сложить площади этих сегментов и все. Однако, все не так просто. Необходимо еще определить всегда ли эти формулы верны. Оказывается, нет!

Рассмотрим случай, когда центр второго круга O2 совпадает с точкой C. В этом случае d2 = 0 и за значение α примем α = π. В этом случае имеем полукруг с площадью 1/2 πR2 2 .

Теперь рассмотрим случай, когда центр второго круга O2 находится между точками O1 и C. В этом случае получим отрицательное значение величины d2. Использование отрицательного значения d2 приводит к отрицательному значению α. В этом случае необходимо для правильного ответа прибавить к α 2π.

Заключение

Ну вот и все. Мы рассмотрели не все, но наиболее часто встречаемые задачи вычислительной геометрии касающиеся взаимного расположения объектов.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как написать что торт был вкусным
  • Как написать что товар пришел не тот
  • Как написать что то через дефис или нет
  • Как написать что то умное
  • Как написать что то на экране блокировки на айфоне