Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Расстояние между двумя параллельными прямыми – определение и примеры нахождения.

В этой статье дано определение расстояния между двумя параллельными прямыми на плоскости и в трехмерном пространстве, а также разобран метод координат, позволяющий вычислять расстояние между параллельными прямыми. Сначала приведена необходимая теория, после чего приведены подробные решения примеров и задач, в которых находится расстояние между двумя параллельными прямыми.

Навигация по странице.

Видео:№277. Расстояние между параллельными прямыми а и b равно 3 см, а между параллельными прямымиСкачать

№277. Расстояние между параллельными прямыми а и b равно 3 см, а между параллельными прямыми

Расстояние между двумя параллельными прямыми – определение.

Определение расстояния между двумя параллельными прямыми дается через расстояние от точки до прямой.

Расстояние между двумя параллельными прямыми – это расстояние от произвольной точки одной из параллельных прямых до другой прямой.

Для наглядности изобразим две параллельные прямые a и b , отметим на прямой а произвольную точку М1 , опустим перпендикуляр из точки М1 на прямую b , обозначив его H1 . Отрезок М1H1 соответствует расстоянию между параллельными прямыми a и b .

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Приведенное определение расстояния между двумя параллельными прямыми справедливо как для параллельных прямых на плоскости, так и для прямых в трехмерном пространстве. Более того, такое определение расстояния между двумя параллельными прямыми принято не случайно. Оно тесно связано со следующей теоремой.

Все точки одной из двух параллельных прямых удалены на одинаковое расстояние от другой прямой.

Рассмотрим параллельные прямые a и b . Отметим на прямой a точку М1 , опустим из нее перпендикуляр на прямую b . Основание этого перпендикуляра обозначим как H1 . Тогда длина перпендикуляра М1H1 есть расстояние между параллельными прямыми a и b по определению. Докажем, что Чему равен расстояние между параллельными прямымиравно Чему равен расстояние между параллельными прямыми, где М2 – произвольная точка прямой a , отличная от точки M1 , а H2 – основание перпендикуляра, проведенного из точки М2 на прямую b . Доказав этот факт, мы докажем и саму теорему.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Так как внутренние накрест лежащие углы, образованные при пересечении двух параллельных прямых секущей, равны (об этом говорилось в статье параллельные прямые, параллельность прямых), то Чему равен расстояние между параллельными прямыми, а прямая M2H2 , перпендикулярная прямой b по построению, перпендикулярна и прямой a . Тогда треугольники М1H1H2 и М2М1H2 прямоугольные, и, более того, они равны по гипотенузе и острому углу: М1H2 – общая гипотенуза, Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Из равенства треугольников следует равенство их соответствующих сторон, поэтому, Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Теорема доказана.

Следует заметить, что расстояние между двумя параллельными прямыми является наименьшим из расстояний от точек одной прямой до точек другой прямой.

Видео:Параллельные прямые | Математика | TutorOnlineСкачать

Параллельные прямые | Математика | TutorOnline

Нахождение расстояния между параллельными прямыми – теория, примеры, решения.

Итак, нахождение расстояния между параллельными прямыми сводится к нахождению длины перпендикуляра, проведенного из некоторой точки одной из прямых на другую прямую. При этом подбирается метод, позволяющий это расстояние отыскать. Выбор метода зависит от условий конкретной задачи. В некоторых случаях можно использовать теорему Пифагора, в других — признаки равенства или подобия треугольников, определения синуса, косинуса или тангенса угла и т.п. Если же параллельные прямые заданы в прямоугольной системе координат, то расстояние между заданными параллельными прямыми можно вычислить методом координат. На нем и остановимся.

Сформулируем условие задачи.

Пусть на плоскости или в трехмерном пространстве зафиксирована прямоугольная система координат, заданы две параллельные прямые a и b и требуется найти расстояние между этими прямыми.

Решение этой задачи строится на определении расстояния между параллельными прямыми — чтобы найти расстояние между двумя заданными параллельными прямыми нужно:

  • определить координаты некоторой точки М1 , лежащей на прямой a (или на прямой b );
  • вычислить расстояние от точки М1 до прямой b (или a ).

С определением координат точки М1 , лежащей на какой-нибудь из заданных параллельных прямых, проблем не возникнет, если, конечно, Вам знакомы основные виды уравнения прямой на плоскости и уравнения прямой в пространстве. Для нахождения расстояния от точки М1 до нужной из заданных параллельных прямых Вам будет полезна информация из раздела нахождение расстояния от точки до прямой.

В частности, если в прямоугольной системе координат Oxy на плоскости прямую a задает общее уравнение прямой вида Чему равен расстояние между параллельными прямыми, а прямую b , параллельную прямой a , — общее уравнение прямой Чему равен расстояние между параллельными прямыми, то расстояние Чему равен расстояние между параллельными прямымимежду этими параллельными прямыми можно вычислить по формуле Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Покажем вывод этой формулы.

Возьмем точку Чему равен расстояние между параллельными прямыми, которая лежит на прямой a , тогда координаты точки М1 удовлетворяют уравнению Чему равен расстояние между параллельными прямыми, то есть, справедливо равенство Чему равен расстояние между параллельными прямыми, откуда имеем Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Если Чему равен расстояние между параллельными прямыми, то нормальное уравнение прямой b имеет вид Чему равен расстояние между параллельными прямыми, а если Чему равен расстояние между параллельными прямыми, то нормальное уравнение прямой b имеет вид Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Тогда при Чему равен расстояние между параллельными прямымирасстояние от точки Чему равен расстояние между параллельными прямымидо прямой b вычисляется по формуле Чему равен расстояние между параллельными прямыми, а при Чему равен расстояние между параллельными прямыми— по формуле
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

То есть, при любом значении С2 расстояние Чему равен расстояние между параллельными прямымиот точки Чему равен расстояние между параллельными прямымидо прямой b можно вычислить по формуле Чему равен расстояние между параллельными прямыми. А если учесть равенство Чему равен расстояние между параллельными прямыми, которое было получено выше, то последняя формула примет вид Чему равен расстояние между параллельными прямыми. На этом вывод формулы для вычисления расстояние между двумя параллельными прямыми, заданными общими уравнениями прямых вида Чему равен расстояние между параллельными прямымии Чему равен расстояние между параллельными прямымизавершен.

Разберем решения примеров.

Начнем с нахождения расстояния между двумя параллельными прямыми, заданными в прямоугольной системе координат Oxy на плоскости.

Найдите расстояние между параллельными прямыми Чему равен расстояние между параллельными прямымии Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Очевидно, что прямая, которой соответствуют параметрические уравнения прямой на плоскости вида Чему равен расстояние между параллельными прямыми, проходит через точку Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Искомое расстояние между параллельными прямыми равно расстоянию от точки Чему равен расстояние между параллельными прямымидо прямой Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Вычислим его.

Получим нормальное уравнение прямой, которой отвечает уравнение прямой с угловым коэффициентом вида Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Для этого сначала запишем общее уравнение прямой: Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Теперь вычислим нормирующий множитель: Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Умножив на него обе части последнего уравнения, имеем нормальное уравнение прямой: Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Искомое расстояние равно модулю значения выражения Чему равен расстояние между параллельными прямыми, вычисленного при Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Итак, расстояние между заданными параллельными прямыми равно
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Второй способ решения.

Получим общие уравнения заданных параллельных прямых.

Выше мы выяснили, что прямой Чему равен расстояние между параллельными прямымисоответствует общее уравнение прямой Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Перейдем от параметрических уравнений прямой вида Чему равен расстояние между параллельными прямымик общему уравнению этой прямой:
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Коэффициенты при переменных x и y в полученных общих уравнениях параллельных прямых равны, поэтому мы сразу можем применить формулу для вычисления расстояния между параллельными прямыми на плоскости: Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

На плоскости введена прямоугольная система координат Oxy и даны уравнения двух параллельных прямых Чему равен расстояние между параллельными прямымии Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Найдите расстояние между указанными параллельными прямыми.

Канонические уравнения прямой на плоскости вида Чему равен расстояние между параллельными прямымипозволяют сразу записать координаты точки М1 , лежащей на этой прямой: Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Расстояние от этой точки до прямой Чему равен расстояние между параллельными прямымиравно искомому расстоянию между параллельными прямыми. Уравнение Чему равен расстояние между параллельными прямымиявляется нормальным уравнением прямой, следовательно, мы можем сразу вычислить расстояние от точки Чему равен расстояние между параллельными прямымидо прямой Чему равен расстояние между параллельными прямыми: Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Второй способ решения.

Общее уравнение одной из заданных параллельных прямых нам уже дано Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Приведем каноническое уравнение прямой Чему равен расстояние между параллельными прямымик общему уравнению прямой: Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Коэффициенты при переменной x в общих уравнениях заданных параллельных прямых равны (при переменной y коэффициенты тоже равны — они равны нулю), поэтому можно применять формулу, позволяющую вычислить расстояние между заданными параллельными прямыми: Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Осталось рассмотреть пример нахождения расстояния между параллельными прямыми в трехмерном пространстве.

Найдите расстояние между двумя параллельными прямыми, которым в прямоугольной системе координат Oxyz соответствуют канонические уравнения прямой в пространстве вида Чему равен расстояние между параллельными прямымии Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Очевидно, прямая Чему равен расстояние между параллельными прямымипроходит через точку Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Вычислим расстояние Чему равен расстояние между параллельными прямымиот этой точки до прямой Чему равен расстояние между параллельными прямыми— оно даст нам искомое расстояние между параллельными прямыми.

Прямая Чему равен расстояние между параллельными прямымипроходит через точку Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Обозначим направляющий вектор прямой Чему равен расстояние между параллельными прямымикак Чему равен расстояние между параллельными прямыми, он имеет координаты Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Вычислим координаты вектора Чему равен расстояние между параллельными прямыми(при необходимости смотрите статью координаты вектора по координатам точек): Чему равен расстояние между параллельными прямыми. Найдем векторное произведение векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии Чему равен расстояние между параллельными прямыми:
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Теперь осталось применить формулу, позволяющую вычислить расстояние от точки до прямой в пространстве: Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

расстояние между заданными параллельными прямыми равно Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Видео:19. Расстояние между параллельными прямыми Расстояние между скрещивающимися прямымиСкачать

19. Расстояние между параллельными прямыми Расстояние между скрещивающимися прямыми

Расстояние между прямыми в пространстве онлайн

С помощю этого онлайн калькулятора можно найти расстояние между прямыми в пространстве. Дается подробное решение с пояснениями. Для вычисления расстояния между прямыми в пространстве, задайте вид уравнения прямых («канонический» или «параметрический» ), введите коэффициенты уравнений прямых в ячейки и нажимайте на кнопку «Решить».

Предупреждение

Инструкция ввода данных. Числа вводятся в виде целых чисел (примеры: 487, 5, -7623 и т.д.), десятичных чисел (напр. 67., 102.54 и т.д.) или дробей. Дробь нужно набирать в виде a/b, где a и b (b>0) целые или десятичные числа. Примеры 45/5, 6.6/76.4, -7/6.7 и т.д.

Видео:Определение расстояние между параллельными прямыми (Способ замены плоскостей проекции).Скачать

Определение расстояние между параллельными прямыми (Способ замены плоскостей проекции).

Расстояние между прямыми в пространстве − теория, примеры и решения

Пусть задана декартова прямоугольная система координат Oxyz и пусть в этой системе координат заданы прямые L1 и L2:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми.(1)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми,(2)

Прямые (1) и (2) в пространстве могут совпадать, быть паралленьными, пересекаться, или быть скрещивающимся. Если прямые в пространстве пересекаются или совпадают, то расстояние между ними равно нулю. Мы рассмотрим два случая. Первый − прямые параллельны, и второй − прямые скрещиваются. Остальные являются частыми случаями. Если при вычислении расстояния между параллельными прямыми мы получим расстояние равным нулю, то это значит, что эти прямые совпадают. Если же расстояние между скрещивающимися прямыми равно нулю, то эти прямые пересекаются.

1. Расстояние между параллельными прямыми в пространстве

Рассмотрим два метода вычисления расстояния между прямыми.

Чему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямыми

которое и является расстоянием между прямыми L1 и L2 (Рис.1).

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Пример 1. Найти расстояние между прямыми L1 и L2:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(3)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми(4)
q1=<m1, p1, l1>=
q2=<m2, p2, l2>=

Найдем проекцию точки M1 на прямую L2. Для этого построим плоскость α, проходящей через точку M1 и перпендикулярной прямойL2.

Для того, чтобы плоскость α было перепендикулярна прямой L2, нормальный вектор плоскости α должен быть коллинеарным направляющему вектору прямой L2, т.е. в качестве нормального вектора плоскости α можно взять направляющий вектор прямой L2. Тогда уравнение искомой плоскости, проходящей через точку M1(x1, y1, z1) имеет следующий вид:

m2<xx1)+p2(yy1)+ l2(zz1)=0(5)
2(x−1)−4(y−2)+ 8(z−1)=0

После упрощения получим уравнение плоскости, проходящей через точку M1 и перпендикулярной прямой L2:

2x−4y+ 8z−2=0(6)

Найдем точку пересечения прямой L2 и плоскости α, для этого построим параметрическое уравнение прямой L2.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Выразив переменные x, y, z через параметр t, получим параметрическое уравнение прямой L2:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(7)

Чтобы найти точку пересечения прямой L2 и плоскости α, подставим значения переменных x, y, z из (7) в (6):

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Решив уравнение получим:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(8)

Подставляя полученное значение t в (7), получим точку пересеченияпрямой L2 и плоскости α:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Остается найти расстояние между точками M1 и M3:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми
Чему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямыми

Ответ: Расстояние между прямыми L1 и L2 равно d=7.2506.

Метод 2. Найдем расстояние между прямыми L1 и L2 (уравнения (1) и (2)). Во первых, проверяем параллельность прямых L1 и L2. Если направляющие векторы прямых L1 и L2 коллинеарны, т.е. если существует такое число λ, что выполнено равенство q1=λq2, то прямые L1 и L2 параллельны.

Данный метод вычисления расстояния между параллельными векторами основана на понятии векторного произведения векторов. Известно, что норма векторного произведения векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1 дает площадь параллелограмма, образованного этими векторами (Рис.2). Узнав площадь параллелограмма, можно найти вершину параллелограмма d, разделив площадь на основание q1 параллелограмма.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Вычислим координаты вектора Чему равен расстояние между параллельными прямыми:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Вычислим векторное произведение векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1:

Чему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямыми

Вычисляя определители второго порядка находим координаты вектора c:

Далее находим площадь параллелограмма:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Расстояние между прямыми L1 и L2 равно:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми,
Чему равен расстояние между параллельными прямыми,

Пример 2. Решим пример 1 методом 2. Найти расстояние между прямыми

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(25)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми(26)
q1=<m1, p1, l1>=
q2=<m2, p2, l2>=

Векторы q1 и q2 коллинеарны. Следовательно прямые L1 и L2 параллельны. Для вычисления расстояния между параллельными прямыми воспользуемся векторным произведением векторов.

Построим вектор Чему равен расстояние между параллельными прямыми=<x2x1, y2y1, z2z1>=.

Вычислим векторное произведение векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1. Для этого составим 3×3 матрицу, первая строка которой базисные векторы i, j, k, а остальные строки заполнены элементами векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Вычислим определитель этой матрицы, разложив ее по первой строке. Результатом этих вычислений получим векторное произведение векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1:

Чему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямыми

Таким образом, результатом векторного произведения векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1 будет вектор:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Поскольку векторное произведение векторов Чему равен расстояние между параллельными прямымии q1 дает плошадь параллелограмма образованным этими векторами, то расстояние между прямыми L1 и L2 равно :

Чему равен расстояние между параллельными прямымиЧему равен расстояние между параллельными прямыми Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Ответ: Расстояние между прямыми L1 и L2 равно d=7.25061.

2. Расстояние между скрещивающимися прямыми в пространстве

Пусть задана декартова прямоугольная симтема координат Oxyz и пусть в этой системе координат заданы прямые L1 и L2 (уравнения (1) и (2)).

Пусть прямые L1 и L2 не параллельны (паралельные прямые мы расстотрели в предыдущем параграфе). Чтобы найти расстояние между прямыми L1 и L2 нужно построить параллельные плоскости α1 и α2 так, чтобы прямая L1 лежал на плоскости α1 а прямая L2 − на плоскости α2. Тогда расстояние между прямыми L1 и L2 равно расстоянию между плоскостями L1 и L2 (Рис. 3).

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Поскольку плоскость α1, проходит через прямую L1, то он проходит также через M1(x1, y1, z1). Следовательно справедливо следующее равенство:

A1x1+B1y1+C1z1+D1=0.(27)

где n1=<A1, B1, C1> − нормальный вектор плоскости α1. Для того, чтобы плоскость α1 проходила через прямую L1, нормальный вектор n1 должен быть ортогональным направляющему вектору q1 прямой L1, т.е. скалярное произведение этих векторов должен быть равным нулю:

A1m1+B1p1+C1l1=0.(28)

Так как плоскость α1 должна быть параллельной прямой L2, то должна выполнятся условие:

A1m2+B1p2+C1l2=0.(29)

Решая систему линейных уравнений (27)−(29), с тремя уравнениями и четыремя неизвестными A1, B1, C1, D1, и подставляя в уравнение

A1x+B1y+C1z+D1=0.(30)

получим уравнение плоскости α1. (Как построить уравнение плоскости, проходящей через прямую, параллельно другой прямой подробно изложено здесь).

Аналогичным образом находим уравнение плоскости α2:

A2x+B2y+C2z+D2=0.(31)

Плоскости α1 и α2 параллельны, следовательно полученные нормальные векторыn1=<A1, B1, C1> и n2=<A2, B2, C2> этих плоскостей коллинеарны. Если эти векторы не равны, то можно умножить (31) на некторое число так, чтобы полученный нормальный вектор n2 совпадал с нормальным вектором уравнения (30).

Тогда расстояние между параллельными плоскостями вычисляется формулой:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми.

Полученное расстояние между плоскостями α1 и α2 является также расстоянием между прямыми L1 и L2.

Пример 3. Найти расстояние между прямыми

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(32)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми(33)

Построим плоскость α1, проходящую через прямую L1, параллельно прямой L2.

Поскольку плоскость α1 проходит через прямую L1 , то она проходит также через точку M1(x1, y1, z1)=M1(2, 1, 4) и нормальный вектор n1=<m1, p1, l1> плоскости α1 перпендикулярна направляющему вектору q1 прямой L1. Тогда уравнение плоскости должна удовлетворять условию:

A1x1+B1y1+C1z1+D1=0.(34)

а условие параллельности прямой L1 и искомой плоскости α1 представляется следующим условием:

A1m1+B1p1+C1l1=0.(35)

Так как плоскость α1 должна быть параллельной прямой L2, то должна выполнятся условие:

A1m2+B1p2+C1l2=0.(36)
A1·2+B1·1+C1·4+D1=0.(37)
A1·1+B1·3+C1·(−2)=0.(38)
A1·2+B1·(−3)+C1·7=0.(39)

Представим эти уравнения в матричном виде:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(40)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми(41)

Искомая плоскость может быть представлена формулой:

A1x+B1y+C1z+D1=0.(42)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Упростим уравнение, умножив на число 17.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(43)

Построим плоскость α2, проходящую через прямую L2, параллельно прямой L1.

Поскольку плоскость α2 проходит через прямую L2 , то она проходит также через точку M2(x2, y2, z2)=M2(6, −1, 2) и нормальный вектор n2=<m2, p2, l2> плоскости α2 перпендикулярна направляющему вектору q2 прямой L2. Тогда уравнение плоскости должна удовлетворять условию:

A2x2+B2y2+C2z2+D2=0.(44)

а условие параллельности прямой L2 и искомой плоскости α2 представляется следующим условием:

A2m2+B2p2+C2l2=0.(45)

Так как плоскость α2 должна быть параллельной прямой L1, то должна выполнятся условие:

A2m1+B2p1+C2l1=0.(46)
A1·6+B1·(−1)+C1·2+D1=0.(47)
A1·2+B1·(−3)+C1·7=0.(48)
A1·1+B1·3+C1·(−2)=0.(49)

Представим эти уравнения в матричном виде:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(50)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми(51)

Искомая плоскость может быть представлена формулой:

A2x+B2y+C2z+D2=0.(52)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Упростим уравнение, умножив на число −83.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(53)

Расстояние между построенными плоскостями (43) и (53) будет расстоянием между прямыми (1) и (2).

Запишем формулы уравнений плоскостей α1 и α2 :

A1x+B1y+C1z+D1=0.
A2x+B2y+C2z+D2=0.

Поскольку нормальные векторы плоскостей α1 и α2 совпадают, то можно найти расстояние между плоскостями α1 и α2, используя следующую формулу:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми(54)
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Упростим и решим:

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Расстояние между прямыми равно: d=4.839339

Видео:Определение кратчайшего расстояние между скрещивающимися прямыми методом замены плоскостей проекцииСкачать

Определение кратчайшего расстояние между скрещивающимися прямыми методом замены плоскостей проекции

Расстояние между параллельными прямыми — определение и вычисление с примерами решения

Содержание:

Расстояние от точки до прямой:

Введем теперь понятие расстояния от точки до прямой. Пусть точка А не лежит на прямой b и отрезок АО — перпендикуляр, проведенный из точки А к прямой b (рис. 121, a).

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Наклонной к прямой b называется отрезок AM, где М — произвольная точка прямой b, не совпадающая с точкой О (см. рис. 121, а). В прямоугольном треугольнике АОМ катет АО меньше гипотенузы AM. Таким образом, перпендикуляр, проведенный из точки к прямой, меньше любой наклонной, проведенной из той же точки к данной прямой.

Видео:7 класс, 38 урок, Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямымиСкачать

7 класс, 38 урок, Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми

Определение расстояния от точки до прямой

Определение. Расстоянием от точки до прямой называется длина перпендикуляра, проведенного из этой точки к прямой.

Расстояние от точки А до прямой b обозначается d(A, b) (читают следующим образом: «Расстояние от точки А до прямой b»).

Например, если в прямоугольном треугольнике ABC угол С прямой, то расстояние от вершины А до прямой ВС равно длине катета АС, а расстояние от вершины В до прямой АС равно длине катета ВС (рис. 121, б). Длина отрезка CF, являющегося высотой этого треугольника, есть расстояние от вершины С до прямой АВ.

Воспользовавшись понятием расстояния от точки до прямой, можно определить понятие расстояния между параллельными прямыми.

Видео:Расстояние между параллельными прямымиСкачать

Расстояние между параллельными прямыми

Расстояние между параллельными прямыми

Предварительно докажем еще одно свойство параллельных прямых.

Теорема. Все точки каждой из двух параллельных прямых находятся на равном расстоянии от другой прямой.

1) Пусть а и b две параллельные прямые, отрезок ОВ — перпендикуляр, проведенный из произвольной точки О прямой а к прямой b (рис. 122, а). Докажем, что расстояние от любой точки М прямой а до прямой b равно длине отрезка ОВ.
Чему равен расстояние между параллельными прямыми

2) Проведем из точки М перпендикуляр MF к прямой b. Так как MF Чему равен расстояние между параллельными прямымиb, а прямые а и b параллельны, то MF Чему равен расстояние между параллельными прямымиа.

3) Прямоугольные треугольники OBF и OMF равны по гипотенузе и острому углу (сторона OF — общая, и равны внутренние накрест лежащие углы 1 и 2 при пересечении параллельных прямых а и b секущей OF). Из равенства треугольников следует, что MF = ОВ. Аналогично доказывается, что каждая точка прямой b находится на том же расстоянии от прямой а.

Определение. Расстоянием между двумя параллельными прямыми называется расстояние от произвольной точки одной из параллельных прямых до другой прямой.

Например, пусть прямая l проходит через вершину С треугольника ABC и параллельна его стороне АВ. Тогда расстояние между прямыми l и АВ равно длине отрезка CF, являющегося высотой треугольника ABC (рис. 122, б).

Правильная треугольная пирамида

Рассмотрим еще одну пространственную фигуру.

Проведем мысленный эксперимент. Представим, что часть листа бумаги, имеющая форму равностороннего треугольника, разбита на четыре части, каждая из которых имеет форму равностороннего треугольника (рис. 123, а). Такое разбиение осуществляют отрезки АВ, ВС и СА, которые соединяют середины сторон модели равностороннего треугольника.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Перегнем данную модель равностороннего треугольника по отрезкам АВ, ВС, СА и склеим так, чтобы вершины D1, D2 и D3 совпали (рис. 123, б, в).

Фигура, состоящая из части пространства, ограниченной четырьмя равными равносторонними треугольниками DAB, DBC, DAC и ABC, и точек этих треугольников, называется тетраэдром (или правильным тетраэдром), который обозначается DABC (см. рис.123, в). Равносторонние треугольники DAB, DBC, DAC и ABC называются гранями тетраэдра, а их вершины и стороны — вершинами и ребрами тетраэдра.

Правильная треугольная пирамида — это многогранник, у которого одна грань ABC — равносторонний треугольник, а остальные три грани — равные равнобедренные треугольники SAB, SBC, SAC, имеющие общую вершину S (рис. 124, а). Равносторонний треугольник ABC называется основанием правильной треугольной пирамиды, а треугольники SAB, SBC, SAC — ее боковыми гранями. Общая вершина S треугольников SAB, SBC, SAC называется вершиной пирамиды, стороны SA, SB, SCбоковыми ребрами правильной треугольной пирамиды, а вершины А, В, С называются вершинами при основании пирамиды.

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Треугольная пирамида, основанием которой служит равносторонний треугольник ABC, а вершиной — точка S, обозначается SABC.

Так как равносторонний треугольник является равнобедренным, то понятно, что любой тетраэдр служит примером правильной треугольной пирамиды.

Равенство фигур

Ранее мы изучили понятия равенства отрезков, углов и треугольников. Треугольники называются равными, если они совмещаются при наложении. Аналогично определяется и равенство произвольных геометрических фигур.

Представление о моделях двух равных прямоугольников дают, например, два одинаковых листа писчей бумаги или два листа одной и той же книги. Модели равных фигур более сложной формы получим, если от одинаковых листов бумаги прямоугольной формы отрежем части, имеющие форму равных прямоугольных треугольников, как показано на рисунке 124, б, в.

Легко проверить, что части F1 и F2, оставшиеся после отрезания, можно совместить наложением, что служит подтверждением их одинаковой формы и размеров.

Как и в случае треугольников, можно говорить о равенстве двух произвольных фигур в случае их совмещения при наложении.

Две геометрические фигуры называются равными, если их можно совместить наложением.

В общем случае при рассмотрении равных фигур пользуются следующими свойствами равных фигур:

  1. любая фигура равна самой себе;
  2. если фигура F1 равна фигуре F2, то фигура F2 равна фигуре F1;
  3. если фигура F1 равна фигуре F2, а фигура F2 равна фигуре F3, то фигура F1 равна фигуре F3.

В предыдущих главах были изучены признаки равенства треугольников, расположенных в одной и той же плоскости. Заметим, что эти признаки справедливы и для треугольников, которые лежат в разных плоскостях.

Рассмотрим некоторые примеры. Пусть у нас есть развертка прямоугольного параллелепипеда, основаниями которого служат квадраты (рис. 125, а). На рисунке одинаковыми буквами обозначены точки, которые «склеиваются» в одну вершину параллелепипеда. Нетрудно понять, что отмеченные на развертке прямоугольные треугольники равны по двум катетам, а соответствующие им равные прямоугольные треугольники АА1В1 и D1C1C лежат в разных гранях прямоугольного параллелепипеда, а значит, — в разных плоскостях (рис. 125, б).

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

В дальнейшем при решении некоторых задач мы будем пользоваться утверждением о том, что признаки равенства треугольников справедливы и для треугольников, расположенных в разных плоскостях.

Пример №1

Точка О — середина стороны А С равностороннего треугольника ABC. Вычислите расстояние от точки О до прямой ВС, если ВО = 8 см (рис. 126, а, б).

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Чему равен расстояние между параллельными прямымиАВС,

О Чему равен расстояние между параллельными прямыми АС,

Расстояние от точки О до прямой ВС равно длине перпендикуляра, проведенного из точки О к прямой ВС.

1) Пусть OF — перпендикуляр, проведенный из точки О к прямой ВС, тогда d(O, ВС) равно длине отрезка OF, который является катетом прямоугольного треугольника BFO.

2) Так как треугольник ABC равносторонний, а значит, и равнобедренный (АВ = ВС), то его медиана ВО является биссектрисой. Так как градусная мера каждого угла равностороннего треугольника равна 60°, то Чему равен расстояние между параллельными прямымиOBC = Чему равен расстояние между параллельными прямыми Чему равен расстояние между параллельными прямымиABC = 30°.

3) В прямоугольном треугольнике BFO (Чему равен расстояние между параллельными прямыми OFB = 90°) катет OF лежит против угла в 30°, следовательно, OF = Чему равен расстояние между параллельными прямымиВ0 = 4 см, т. е. d(O, ВС) = 4 см.

Пример №2

Точки О и F — соответственно середины ребер В С и АВ тетраэдра DABC. Докажите, что DO = CF (рис. 127, а, б).

Чему равен расстояние между параллельными прямыми

Для д оказательства равенства отрезков достаточно доказать равенство треугольников, сторонами которых являются эти отрезки. В данном случае можем рассмотреть треугольники AFC и BOD.

1) Так как точки О и F — середины сторон СВ и АВ равносторонних треугольников CBD и АСВ соответственно, то медианы DO и CF этих треугольников являются также и высотами. Следовательно, треугольники BOD и AFC являются прямоугольными.

2) Поскольку треугольники CBD и АСВ — равные и равносторонние, то АС = BD и Чему равен расстояние между параллельными прямымиCAB = Чему равен расстояние между параллельными прямымиDBC = 60°.

3) Таким образом, прямоугольные треугольники BOD и AFC равны по гипотенузе и острому углу (AC = DB, Чему равен расстояние между параллельными прямымиFAC = Чему равен расстояние между параллельными прямымиOBD = 60°). Из равенства этих треугольников следует, что DO = CF, что и требовалось доказать.

Рекомендую подробно изучить предметы:
  • Геометрия
  • Аналитическая геометрия
  • Начертательная геометрия
Ещё лекции с примерами решения и объяснением:
  • Задачи на построение циркулем и линейкой
  • Задачи на построение по геометрии
  • Угол — определение, виды, как обозначают с примерами
  • Перпендикулярные прямые в геометрии
  • Параллельные прямые
  • Соотношения между сторонами и углами треугольника
  • Неравенство треугольника — определение и вычисление
  • Свойства прямоугольного треугольника

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

💡 Видео

Геометрия 7 класс (Урок№26 - Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.)Скачать

Геометрия 7 класс (Урок№26 - Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.)

Геометрия. Свойства параллельных прямых. Расстояние между параллельными прямымиСкачать

Геометрия. Свойства параллельных прямых. Расстояние между параллельными прямыми

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми, 7 классСкачать

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми, 7 класс

38. Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямымиСкачать

38. Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми

Видеоурок "Расстояние между прямыми в пространстве"Скачать

Видеоурок "Расстояние между прямыми в пространстве"

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямымиСкачать

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми

57. Определение расстояния между двумя параллельными прямымиСкачать

57. Определение расстояния между двумя параллельными прямыми

Урок 23. Расстояние между параллельными прямыми (7 класс)Скачать

Урок 23.  Расстояние между параллельными прямыми (7 класс)

Расстояние между скрещивающимися прямыми за 1 минуту. #математикапрофиль2023 #егэ2023 #школа #fypСкачать

Расстояние между скрещивающимися прямыми за 1 минуту.  #математикапрофиль2023 #егэ2023 #школа #fyp

Расстояние между параллельными плоскостямиСкачать

Расстояние между параллельными плоскостями

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.Скачать

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.

Геометрия. 7 класс. Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.Скачать

Геометрия. 7 класс. Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.Скачать

Расстояние от точки до прямой. Расстояние между параллельными прямыми.
Поделиться или сохранить к себе: