Геометрия · 9 класс · урок 2 из 3 · Атанасян, «Геометрия 7–9», гл. X, § 2

Простейшие задачи в координатах

Выход к заданиям: ЕГЭ №2, ЕГЭ №19

Сначала нужно знать
Координаты вектора
Зачем этот урок
ЕГЭ №2: координаты вектора по точкам, длина вектора, середина отрезка, расстояние
Дальше
Уравнения окружности и прямой
Метод координат · урок 2
Простейшие задачи в координатах
Вектор по точкам, середина, длина, расстояние
Вектор по координатам начала и конца
xyOA(x₁; y₁)B(x₂; y₂)

Вектор OM→\overrightarrow{OM} — радиус-вектор точки MM. Координаты точки равны координатам её радиус-вектора: OM→=OM1→+OM2→=xi⃗+yj⃗\overrightarrow{OM} = \overrightarrow{OM_1} + \overrightarrow{OM_2} = x\vec i + y\vec j.

AB→=OB→−OA→\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}, поэтому каждая координата вектора равна разности соответствующих координат его конца и начала.

Пример: B(1;4)B(1; 4), C(4;2)C(4; 2) — BC→{3;−2}\overrightarrow{BC}\{3; -2\}.

AB→ {x2−x1; y2−y1}\overrightarrow{AB}\,\{x_2 - x_1;\ y_2 - y_1\}
Середина отрезка, длина вектора, расстояние
xyOAxy
  • Середина отрезка: из OC→=12(OA→+OB→)\overrightarrow{OC} = \dfrac12(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB}):  x=x1+x22\ x = \dfrac{x_1 + x_2}{2}, y=y1+y22y = \dfrac{y_1 + y_2}{2} — полусуммы координат концов.
  • Длина вектора a⃗{x;y}\vec a\{x; y\}: катеты ∣x∣|x| и ∣y∣|y|, по теореме Пифагора ∣a⃗∣=x2+y2|\vec a| = \sqrt{x^2 + y^2}.
  • Расстояние между точками M1(x1;y1)M_1(x_1; y_1) и M2(x2;y2)M_2(x_2; y_2) — длина M1M2→\overrightarrow{M_1M_2}:  d=(x2−x1)2+(y2−y1)2\ d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}.
Метод координат
xyOCB(a; 0)A(0; b)M(a/2; b/2)
  • Вводим удобную систему координат, записываем условие в координатах и решаем задачу алгеброй — это метод координат.
  • № 952. Середина гипотенузы равноудалена от вершин: C(0;0)C(0; 0), B(a;0)B(a; 0), A(0;b)A(0; b), M(a2;b2)M\left(\dfrac a2; \dfrac b2\right);  MC=a24+b24=12a2+b2=12AB=MA=MB\ MC = \sqrt{\dfrac{a^2}{4} + \dfrac{b^2}{4}} = \dfrac12\sqrt{a^2 + b^2} = \dfrac12 AB = MA = MB.
  • № 953. В параллелограмме сумма квадратов сторон равна сумме квадратов диагоналей: A(0;0)A(0; 0), D(a;0)D(a; 0), B(b;c)B(b; c), C(a+b;c)C(a + b; c);  AC2+BD2=(a+b)2+c2+(a−b)2+c2=2(a2+b2+c2)=2(AD2+AB2)\ AC^2 + BD^2 = (a + b)^2 + c^2 + (a - b)^2 + c^2 = 2(a^2 + b^2 + c^2) = 2(AD^2 + AB^2).
Атанасян, № 937, 942Пример 1
а) A(0;1)A(0; 1), B(5;−3)B(5; -3). BB — середина ACAC, DD — середина BCBC. Найдите координаты CC и DD. б) Найдите медиану AMAM треугольника с вершинами A(0;1)A(0; 1), B(1;−4)B(1; -4), C(5;2)C(5; 2).
  1. а) 0+xC2=5\dfrac{0 + x_C}{2} = 5, 1+yC2=−3\dfrac{1 + y_C}{2} = -3: C(10;−7)C(10; -7). DD — середина BCBC: D(7,5;−5)D(7{,}5; -5).
  2. б) MM — середина BCBC: M(3;−1)M(3; -1). AM=32+(−1−1)2=13AM = \sqrt{3^2 + (-1 - 1)^2} = \sqrt{13}.
Ответ: а) C(10;−7)C(10; -7), D(7,5;−5)D(7{,}5; -5); б) 13\sqrt{13}
Атанасян, № 948, 954Пример 2
а) На оси ординат найдите точку, равноудалённую от A(−3;5)A(-3; 5) и B(6;4)B(6; 4). б) Медиана, проведённая к основанию равнобедренного треугольника, равна 160160 см, основание 8080 см. Найдите две другие медианы.
  1. а) Точка (0;y)(0; y): 9+(y−5)2=36+(y−4)29 + (y - 5)^2 = 36 + (y - 4)^2,  9+25−10y=36+16−8y\ 9 + 25 - 10y = 36 + 16 - 8y, y=−9y = -9. Ответ (0;−9)(0; -9).
  2. б) A(−40;0)A(-40; 0), C(40;0)C(40; 0), B(0;160)B(0; 160). Середина BCBC — (20;80)(20; 80).
  3. Медиана из AA: 602+802=100\sqrt{60^2 + 80^2} = 100 см; вторая такая же (симметрия).
Ответ: а) (0;−9)(0; -9); б) по 100100 см
ЕГЭ, задание 2Пример 3
Вектор AB→\overrightarrow{AB} с началом в точке A(2;4)A(2; 4) имеет координаты (6;2)(6; 2). Найдите абсциссу точки BB.
  1. Координата вектора — конец минус начало: xB−2=6x_B - 2 = 6.
  2. xB=8x_B = 8.
Ответ: 8
Главное
  • AB→{x2−x1;y2−y1}\overrightarrow{AB}\{x_2 - x_1; y_2 - y_1\} — конец минус начало.
  • Середина: полусуммы координат концов.
  • ∣a⃗∣=x2+y2|\vec a| = \sqrt{x^2 + y^2};  d=(x2−x1)2+(y2−y1)2\ d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}.
  • Метод координат: удачно расположить оси и посчитать.

Все уроки станции «Метод координат»

  1. Координаты вектора
  2. Простейшие задачи в координатах
  3. Уравнения окружности и прямой