直线
数学概念
直线由无数个点构成,点动成线。直线是的组成成分,并继而组成体。没有端点,向两端无限延伸,长度无法度量。直线是轴对称图形。
直线方程
平面方程
适用于所有直线的方程:
(其中、不能同时为0)
知道直线上一点,并且直线的斜率存在,则直线可表示为:
当不存在时,直线可表示为:
知道直线在轴上截距为(即经过点),斜率为,直线可表示为:
当不存在时,直线可表示为:
知道直线与轴交于,与轴交于,则直线可表示为:
当、均不为0时,截距式可写为
该表达式不适用于和任意坐标轴垂直的直线
知道直线经过点和点,且斜率存在,则直线可表示为:
法线式
其中为原点到直线的距离,为法线与轴正方向的夹角
点方向式
知道直线上一点,、不等于0,并且直线不与轴、轴平行,则直线可表示为:
点法向式
空间方程
1.一般方程:
2.点向式方程:
设直线方向向量为(m,n,p),经过点(x0,y0,z0)
3.x0y式
x=kz+b,y=lz+b
有关内容
设平面e的法向量为c直线m、n的方向向量为a、b
把平面ax+by+cz+d=0的法向量为(a,b,c);直线x=kz+b,y=lz+a的方向向量为(k,l,1)代入即可
则直线所成的角:m,n所成的角为a。
cosa=cos=|a*b|/|a||b|
直线和平面所成的角:设b为m和e所成的角,则b=π/2±。sinb=|cos|=|a*c|/|a||c|
平面两直线所成的角:设K(l1)=k1,K(l2)=k2(k1k2≠-1),tan1,l2>=(k1-k2)/(1+k1k2)
距离
异面直线的距离:l1、l2为异面直线,l1,l2公垂直线的方向向量为n、C、D为l1、l2上任意一点,l1到l2的距离为|AB|=|CD*n|/|n|
点到平面的距离:设PA为平面的一条斜线,O是P点在a内的射影,PA和a所成的角为b,n为a的法向量
易得:|PO|=|PA|sinb=|PA|*|cos|=|PA|*(|PA*n|/|PA||n|)=|PA*n|/|PA|
直线到平面的距离为在直线上一点到平面的距离;
点到直线的距离:A∈l,O是P点在l上的射影,PA和l所成的角为b,s为l的方向向量。
易得:|PO|=|PA|*|sinb|=|PA|*|sin|=|(PA|2|s|2|-|PA*s|2)1/2/|s|
平面内:直线ax+by+c=0到M(m,n)的距离为|am+bn+c|/(a2+b2)1/2
平行直线:l1:ax+by+c=0,l2:ax+by+d=0,l1到l2的距离为|c-d|/(a2+b2)1/2
备注:
直线是曲线的暂短停留。
应用
点与直线
一般情况下,点与直线的距离,是指点到直线的最短距离,即垂直距离。
在二维直角坐标中,直线Ax+By+C=0与点(p,q)的最短距离为
给出向量式和点,则有距离
直线相交点
不考虑重合的情形,在二维平面中,两条相交直线可以相交平行
给定两条直线和,二者相交的条件是
或等价地,
当中。
这时两线的相交点可从克莱姆法则求得
相交直线夹角
若两线相交,则会形成夹角。两线之间的夹角,通常指不大于90°的一只。
在二维平面上,给定直线y=mx+b,该线与x-轴的夹角为。
给定两条直线和,二者互相垂直当且仅当
而其他情况,两线相交所形成的夹角(),则由
给出。
给定相交直线向量式和,则有
直线的距离
一般情况下,两条直线的距离,是指最短距离。
二维情况下,两条相交直线的距离必然为0。
若有两条平行直线及,则有距离
给定平行向量式和,则有
参考资料
最新修订时间:2024-07-22 14:16
目录
概述
直线方程
参考资料