Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Деление отрезка в заданном соотношении: координаты точки

Когда существуют условия деления отрезка в определенном отношении, необходимо уметь определять координаты точки, служащей разделителем. Выведем формулу для нахождения этих координат, поставив задачу на плоскости.

Видео:Координаты середины отрезкаСкачать

Координаты середины отрезка

Определение координат точки, делящей отрезок в заданном отношении, на плоскости

Исходные данные: задана прямоугольная система координат O x y и две лежащие на ней, несовпадающие точки с заданными координатами A ( x A , y A ) и B ( x B , y B ) . А также задана точка С , делящая отрезок А В в отношении λ (некоторое положительное действительное число). Необходимо определить координаты точки С : x C и y C .

Перед тем, как приступить к решению поставленной задачи, немного раскроем смысл заданного условия: «точка С , делящая отрезок А В в отношении λ ». Во-первых, это выражение свидетельствует о том, что точка С лежит на отрезке А В (т.е. между точками А и В ). Во-вторых, понятно, что согласно заданному условию отношение длин отрезков А С и С В равно λ . Т.е. верно равенство:

В этом случае точка А – начало отрезка, точка В – конец отрезка. Если бы было задано, что точка С делит в заданном отношении отрезок В А , тогда верным было бы равенство: .

Ну и совсем очевидный факт, что если λ = 1 , то точка С является серединой отрезка А В .

Решим поставленную задачу при помощи векторов. Отобразим произвольно в некой прямоугольной системе координат точки А , В и точку С на отрезке А В . Построим радиус-векторы указанных точек, а также векторы A C → и C B → . Согласно условиям задачи, точка С делит отрезок А В в отношении λ .

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Координаты радиус-вектора точки равны координатам точки, тогда верны равенства: O A → = ( x A , y A ) и O B → = ( x B , y B ) .

Определим координаты вектора : они будут равны координатам точки С , которые и требуется найти по условию задачи.

Используя операцию сложения векторов, запишем равенства: O C → = O A → + A C → O B → = O C → + C B → ⇔ C B → = O B → — O C →

По условию задачи точка С делит отрезок А В в отношении λ , т.е. верно равенство A C = λ · C B .

Векторы A C → и C B → лежат на одной прямой и являются сонаправленными. λ > 0 по условию задачи, тогда, согласно операции умножения вектора на число, получим: A C → = λ · C B → .

Преобразуем выражение, подставив в него : C B → = O B → — O C → .

A C → = λ · ( O B → — O C → ) .

Равенство O C → = O A → + A C → перепишем как O C → = O A → + λ · ( O B → — O C → ) .

Используя свойства операций над векторами, из последнего равенства следует: O C → = 1 1 + λ · ( O A → + λ · O B → ) .

Теперь нам остается непосредственно вычислить координаты вектора O C → = 1 1 + λ · O A → + λ · O B → .

Выполним необходимые действия над векторами O A → и O B → .

O A → = ( x A , y A ) и O B → = ( x B , y B ) , тогда O A → + λ · O B → = ( x A + λ · x B , y A + λ · y B ) .

Таким образом, O C → = 1 1 + λ · ( O A → + λ · O B → ) = ( x A + λ · x B 1 + λ , y A + λ · y B 1 + λ ) .

Резюмируя: координаты точки С , делящей отрезок А В в заданном отношении λ определяются по формулам : x C = x A + λ · x B 1 + λ и y C = у A + λ · y B 1 + λ .

Видео:Деление отрезка в данном отношенииСкачать

Деление отрезка в данном отношении

Определение координат точки, делящей отрезок в заданном отношении, в пространстве

Исходные данные: прямоугольная система координат O x y z , точки с заданными координатами A ( x A , y A , z A ) и B ( x B , y B , z B ) .

Точка С делит отрезок А В в отношении λ . Необходимо определить координаты точки С .

Используем ту же схему рассуждений, что и в случае выше на плоскости, придем к равенству:

O C → = 1 1 + λ · ( O A → + λ · O B → )

Векторы и являются радиус-векторами точек А и В , а значит:

O A → = ( x A , y A , z A ) и O B → = ( x B , y B , z B ) , следовательно

O C → = 1 1 + λ · ( O A → + λ · O B → ) = ( x A + λ · x B 1 + λ , y A + λ · y B 1 + λ , z A + λ · z B 1 + λ )

Таким образом, точка С , делящая отрезок А В в пространстве в заданном отношении λ , имеет координаты: ( x A + λ · x B 1 + λ , y A + λ · y B 1 + λ , z A + λ · z B 1 + λ )

Рассмотрим теорию на конкретных примерах.

Исходные данные: точка С делит отрезок А В в отношении пять к трем. Координаты точек А и В заданы A ( 11 , 1 , 0 ) , B ( — 9 , 2 , — 4 ) .

Решение

По условию задачи λ = 5 3 . Применим полученные выше формулы и получим:

x A + λ · x B 1 + λ = 11 + 5 3 · ( — 9 ) 1 + 5 3 = — 3 2

y A + λ · y B 1 + λ = 1 + 5 3 · 2 1 + 5 3 = 13 8

z A + λ · z B 1 + λ = 0 + 5 3 · ( — 4 ) 1 + 5 3 = — 5 2

Ответ: C ( — 3 2 , 13 8 , — 5 2 )

Исходные данные: необходимо определить координаты центра тяжести треугольника А В С .

Заданы координаты его вершин: A ( 2 , 3 , 1 ) , B ( 4 , 1 , — 2 ) , C ( — 5 , — 4 , 8 )

Решение

Известно, что центром тяжести любого треугольника является точка пересечения его медиан (пусть это будет точка М ). Каждая из медиан делится точкой М в отношении 2 к 1 , считая от вершины. Исходя из этого, найдем ответ на поставленный вопрос.

Допустим, что А D – медиана треугольника А В С . Точка М – точка пересечения медиан, имеет координаты M ( x M , y M , z M ) и является центром тяжести треугольника. М , как точка пересечения медиан, делит отрезок А D в отношении 2 к 1 , т.е. λ = 2 .

Найдем координаты точки D . Так как A D – медиана, то точка D – середина отрезка В С . Тогда, используя формулу нахождения координат середины отрезка, получим:

x D = x B + x C 2 = 4 + ( — 5 ) 2 = — 1 2 y D = y B + y C 2 = 1 + ( — 4 ) 2 = — 3 2 z D = z B + z C 2 = — 2 + 8 2 = 3

Вычислим координаты точки М :

x M = x A + λ · x D 1 + λ = 2 + 2 · ( — 1 2 ) 1 + 2 = 1 3

y M = y A + λ · y D 1 + λ = 3 + 2 · ( — 3 2 ) 1 + 2 = 0

z M = z A + λ · z D 1 + λ = 1 + 2 · 3 1 + 2 = 7 3

Видео:#2 Как найти координаты точки K, делящей отрезок AB в отношении m:n?Скачать

#2 Как найти координаты точки K, делящей отрезок AB в отношении m:n?

Деление векторов в данном соотношении

Пусть вектор Как найти координаты точки делящей вектор пополам задан координатами своего начала A(ax; ay; az) и конца B(bx; by; bz) и пусть точка C(cx; cy; cz) расположена между точка A и B

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

пусть при этом известно соотношение длин векторов

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

тогда координаты точки C(cx; cy; cz) находятся по формулам

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Видео:Деление отрезка в данном отношении. 8 класс.Скачать

Деление отрезка в данном отношении. 8 класс.

Примеры решения заданий по делению векторов и отрезков

Отрезок AB точками C(3, 4) и D(5, 6) разделён на три равные части. Найти координаты точек A и B.

Р е ш е н и е. Обозначим координаты точек A и B так: А(x1, y1), B(x1, y1). Для отрезка AD точка C является серединой, потому λ = AC / CD = 1 и по формулам деления отрезка в данном соотношении

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Подставим в последнее равенство координаты xc, yc, xd, yd:

3 = (x1 + 5)/2, 4 = (y1 + 6)/2,

откуда находим, x1 = 1, y1 = 2. Точка A имеет координаты A(1, 2).

Поскольку точка D есть середина отрезка CB, то xd = (xc + x2)/2, или 5 = (3 + x2)/2, отсюда x2 = 7.

отсюда y2 = 8. Получили B(7, 8).

О т в е т: A(1, 2), B(7, 8).

Даны вершины треугольника A(2, -4), B(4, -5) и C(-4, 7). Определить середины его сторон.

Р е ш е н и е. Воспользуемся формулой для определения середин сторон отрезка, при известных двух точках:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Поскольку отрезки делятся на равные части, то

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Тогда формула приобретает вид:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Координата x для отрезка AB равна (2+4)/2 = 3, координата y для отрезка AB равна (-4-5)/2 = -4,5.

Координата x для отрезка AC равна (2-4)/2 = -1, координата y для отрезка AC равна (-4+7)/2 = 1,5.

Координата x для отрезка BC равна (4-4)/2 = 0, координата y для отрезка BC равна (-5+7)/2 = 1.

О т в е т: искомые точки имеют координаты (3; -4,5), (-1; 1,5) и (0; 1).

Даны три вершины параллелограмма A(2, -4), B(4, -2), C(-2, 4). Определить четвёртую вершину D, противоположную B.

Р е ш е н и е. Найдём точку, в которой пересекаются диагонали параллелограмма.

Назовём точку пересечения диагоналей точкой E.

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Поскольку этой точкой диагонали делятся на два равных отрезка

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

то формула приобретает вид:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Найдём середину отрезка AC:

Итак, точка E имеет координаты (0, 0).

Данная точка также является серединой отрезка BD, поскольку это вторая диагональ параллелограмма. Тогда

подставим известные значения:

Теперь найдём вторую координату:

подставим известные значения:

Даны вершины треугольника A(2, 3); B(4, -10); C(-4, 1), определить длину его медианы, проведённой из вершины B.

Р е ш е н и е. Назовём точку пересечения медианы и стороны AC точкой D. Поскольку медиана делит сторону треугольника пополам, то воспользуемся формулой нахождения координат точки посередине отрезка:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Точка D имеет координаты (-1, 2).

Воспользуемся формулой нахождения длины отрезка, когда известны координаты его крайних точек:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Как найти координаты точки делящей вектор пополам

О т в е т: Длина медианы, проведённой из вершины B, равна 13.

Видео:Деление отрезка в данном отношении. 11 класс.Скачать

Деление отрезка в данном отношении. 11 класс.

Декартова прямоугольная система координат. Деление отрезка в данном отношении.

Декартова прямоугольная система координат

Определение 1. Осью называется прямая, на которой:

1) выбрана начальная точка («начало» — точка О);

2) указано (стрелкой) положительное направление отсчета;

3) выбран масштаб.

Определение 2. Декартовой прямоугольной системой координат на плоскости (в пространстве) называют две (три) взаимно перпендикулярные оси с общим началом. Первая ось OX называется осью абсцисс, вторая ось OY — осью ординат (третья ось OZ — осью аппликат).

Каждой точке плоскости (пространства) ставится в соответствие упорядоченная пара (тройка) действительных чисел — координат данной точки.

Определение 3. Уравнением линии на плоскостиназывается уравнение с двумя переменными, такое, что только координаты любой точки, лежащей на этой линии, удовлетворяют данному уравнению.

Расстояние между двумя точками на плоскости

Как найти координаты точки делящей вектор пополамY

Из треугольника ABC:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам.

Деление отрезка в данном отношении

Пусть даны две точки M1 (x1, y1) и M2 (x2, y2). Найдем на отрезке M1M2 точку N, которая делила бы данный отрезок в отношении Как найти координаты точки делящей вектор пополам: Как найти координаты точки делящей вектор пополам.

Как найти координаты точки делящей вектор пополам B2 M2

По теореме о пропорциональности отрезков прямых, пересеченных рядом параллельных прямых, получим

Как найти координаты точки делящей вектор пополам,

Как найти координаты точки делящей вектор пополам,

Как найти координаты точки делящей вектор пополам Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Координаты точки, делящей отрезок в данном отношении, находятся по этим формулам.

Если l = 1 , то деление отрезка производится пополам:

Как найти координаты точки делящей вектор пополам , Как найти координаты точки делящей вектор пополам — формулы для нахождения координат середины отрезка.

Скалярное произведение векторов; скалярное произведение векторов, заданных координатами.

Скалярное произведение векторов.

Скалярным произведением вект. А и В называется число, равное произведению длин этих векторов, умноженному на косинус угла между ними

Свойства. 1) (a,b)=(b,a) (коммутативность). 2) (λa,b) =(a, λb) = λ (a,b) (ассоциативность). 3) дистрибутивно относительно сумсуммы (а+b,с)=(а,b)+(а,с) 4) Скалярное произведение двух векторов равно нулю тогда и только тогда когда хотя бы один из вект. нулевой либо они перпендикулярны (a • b = 0, если a ┴ b).

Скалярным квадратом называется скалярное произведение вектора на себя => равен квадрату длины вектора.

(a,b)= Как найти координаты точки делящей вектор пополам*|b|*Cos(a^b); прab=(a,b)/ Как найти координаты точки делящей вектор пополам(проекция a на b). Длина Как найти координаты точки делящей вектор пополам

Скалярное произведение в коорд форме.Коорд орты i,j,k имеют длины, равные единицы i 2 =j 2 =k 2 =1, их взаимное произведение равно 0 . (a,b) =ax*bx+ay*by+az*bz. Cos и ПР находятся с помощью координат.

Векторное произведение векторов.
Векторным произведением вектора а на вектор b называется вектор с, который: 1) Перпендикулярен векторам a и b, т. е. с^а и с^b; 2) Имеет длину, численно равную площади параллелограмма, построенного на векторах а и b как на сторонах, т. е. Как найти координаты точки делящей вектор пополам. 3.Векторы a, b и с образуют правую тройку.

Свойства: 1. При перестановке сомножителей векторное произведение меняет знак, т.е. [а,b] =[b,a]; 2. Векторное произведение обладает сочетательным свойством относительно скалярного множителя, т. е. [а,b] = [а,b] = [b,a]; 3. Два ненулевых вектора а и b коллинеарны тогда и только тогда, когда их векторное произведение равно нулевому вектору, т. е. а||b [а,b] =0. 4.распределительное свойство:[a+b,с]=,с]+[b,с].

📸 Видео

Теорема Фалеса Деление отрезка на заданном отношениеСкачать

Теорема Фалеса  Деление отрезка на заданном отношение

Координаты точки и координаты вектора 1.Скачать

Координаты точки и координаты вектора 1.

Координаты вектора. 9 класс.Скачать

Координаты вектора. 9 класс.

Координаты середины отрезка. Практическая часть. 11 класс.Скачать

Координаты середины отрезка. Практическая часть. 11 класс.

Нахождение длины вектора через координаты. Практическая часть. 9 класс.Скачать

Нахождение длины вектора через координаты. Практическая часть. 9 класс.

Нахождение угла между векторами через координаты. 9 класс.Скачать

Нахождение угла между векторами  через координаты. 9 класс.

Координаты середины отрезка. Формула. Геометрия 9 класс.Скачать

Координаты середины отрезка. Формула. Геометрия 9 класс.

11 класс, 3 урок, Связь между координатами векторов и координатами точекСкачать

11 класс, 3 урок, Связь между координатами векторов и координатами точек

Нахождение длины отрезка по координатамСкачать

Нахождение длины отрезка по координатам

Деление отрезка в данном отношенииСкачать

Деление отрезка в данном отношении

Точки пересечения графика линейной функции с координатными осями. 7 класс.Скачать

Точки пересечения графика линейной функции с координатными осями. 7 класс.

Координаты точки, делящей отрезок в данном отношенииСкачать

Координаты точки, делящей отрезок в данном отношении

Деление отрезка в данном отношенииСкачать

Деление отрезка в данном отношении

Простейшие задачи в координатах. Координаты вершины, вектора, середины отрезка.Скачать

Простейшие задачи в координатах. Координаты вершины, вектора, середины отрезка.

Векторы. Метод координат. Вебинар | МатематикаСкачать

Векторы. Метод координат. Вебинар | Математика
Поделиться или сохранить к себе: