Kahe sirge vastastikune asend

  • Paralleelsed sirged
  • Ühtivad sirged
  • Lõikuvad sirged
  • Ristuvad sirged
  • Nurk sirgete vahel

Paralleelsus

Vaatleme kahte sirget, mille võrrandid on

a1x + b1y + c1 = 0 ja a2x + b2y + c2 = 0.

Sirgete asend on määratud nende sihivektoritega  s1 ja s2 või normaalvektoritega  n1  ja n2.

Paralleelsete sirgete sihi- ja normaalvektorite paiknemine

Märka vektoreid

Kui sirged on paralleelsed või ühtivad, siis nende normaalvektorid on samasihilised ehk kollineaarsed ja vastupidi. Sama kehtib ka sihivektorite kohta.

Paralleelsed sirged

Kaks sirget on paralleelsed parajasti siis, kui nende normaalvektorid

  n1  = (a1b1) ja  n2  = (a2b2) 

on kollineaarsed, kuid vabaliikmete suhe on erinev vektorite vastavate koordinaatide suhtest.

a1a2=b1b2c1c2

Kaks sirget yk1xb1 ja yk2xb2 on paralleelsed parajasti siis, kui nende sihivektorid

  s1  = (1; k1) ja  s2  = (1; k2) 

on kollineaarsed, kuid vabaliikmete suhe on erinev vektorite vastavate koordinaatide suhtest.

11=k1k2b1b2

Seega, kaks sirget on paralleelsed parajasti siis, kui nende tõusud on võrdsed, kuid algordinaadid erinevad.

k1 = k2, b1 ≠ b2

Näide 1

s: 2x5y + 6 = 0 

t: 6+ 15y + 18 = 0 

2-6=-515=-13618

Vastus

Sirged on paralleelsed.

Ühtivad sirged

Kaks sirget on ühtivad parajasti siis, kui nende normaalvektorid

  n1  = (a1b1) ja  n2  = (a2b2) 

on kollineaarsed ja vabaliikmete suhe on võrdne vektorite vastavate koordinaatide suhtega.

a1a2=b1b2=c1c2

Kaks sirget yk1xb1 ja yk2xb2 on ühtivad parajasti siis, kui nende sihivektorid

  s1  = (1; k1) ja  s2  = (1; k2) 

on kollineaarsed ja vabaliikmete suhe on võrdne vektorite vastavate koordinaatide suhtega.

11=k1k2=b1b2

Seega kaks sirget on ühtivad parajasti siis, kui nende tõusud ja algordinaadid on võrdsed.

 k1 = k2, b1 = b2

Näide 2

Milline arv sobib parameetrite m ja n asemele, et sirged ühtiksid?

s: 2x4y + 6 = 0 

t: –5my + m n = 0 

  1. Kordajate jagatised peavad olema võrdsed, seega

2-5=-4m,  m = 10.

  1. Vabaliikmete suhe peab võrduma muutujate kordajate suhtega, seega

2-5=610-n , n = 25.

Vastus

Sirged s ja t on ühtivad sirged.

  1. s t, seega
    s: y = 5x – 4 ja
    t: y
  2. s ja t ühtivad, seega
    s: y = 5x – 4 ja
    t: y
  3. s t, seega
    s: 5x – 4y + 6 = 0 ja
    t:  = 0
  4. s ja t ühtivad, seega
    s:  x – 0,2y – 2 = 0 ja
    t: y

Ristumine

Vaatleme kahte sirget, mille võrrandid on

a1x + b1y + c1 = 0 ja a2x + b2y + c2 = 0.

Sirgete asend on määratud nende sihivektoritega  s1 ja s2 või normaalvektoritega  n1  ja n2.

Ristuvate sirgete sihi- ja normaalvektorite paiknemine

Märka

Kui sirged on ristuvad, siis nende normaalvektorid on risti ehk nende skalaarkorrutis on 0. Sama kehtib ka sihivektorite kohta.

Ristuvad sirged

Kaks sirget on ristuvad parajasti siis, kui nende normaalvektorite

  n1  = (a1b1) ja  n2  = (a2b2) 

skalaarkorrutis on 0.

n1·n2=0  ehk  a1a2+b1b2=0

Kaks sirget yk1xb1 ja yk2xb2 on ristuvad parajasti siis, kui nende sihivektorid

  s1  = (1; k1) ja  s2  = (1; k2) 

on risti ja nende skalaarkorrutis on 0.

s1·s2=0  ehk  1·1+k1k2=0

Seega, kaks sirget on risti parajasti siis, kui nende tõusude korrutis võrdub miinus ühega.

k1 · k2 = –1

Näide 3

Ruudu üks külg asub sirgel s2x – 5y + 1 = 0 ja selle üks tipp on A(2; –1). Leiame tipust A väljuvate ruudu külgede võrrandid.

Lahendus

  1. A ∉ s, sest 
    2 · 2 – 5 · (–1) + 1 ≠ 0.
  2. n = (2; –5) sobib
    • tipust A väljuva sirge normaal­vektoriks paralleel­suse tõttu või 
    • ristuva sirge sihivektoriks.
  1. Seega  s = (5; 2), sest  s1·n2=0 .
  2. Koostame sirge võrrandi punkti A ja sihi  s  kaudu.

x-25=y+12

  1. Koostame sirge võrrandi punkti A ja sihi  n  kaudu.

x-22=y+1-5

Vastus

Tipust A väljuvad ristuvad sirged on

  • 2x – 5y – 9 = 0,
  • 5x + 2y – 8 = 0.
  1. Millised süsteemis esitatud sirged on risti?
  • 3x-2y+1=02x+3y-1=0
  • -1,2x-y-5=03,6x-4,32y+1,5=0
  • y=34x-7y=43x-1
  • x-2-4=y+15y=45x-0,5
  1. Millise muutuja y kordaja korral on sirged risti?
    –4x + 3y – 5 = 0 ja
    3xy + 1 = 0
  2. Millise muutuja x kordaja korral on sirged risti?
    – 0,4x – 0,2y + 0,3 = 0 ja
    x 415 y + 3 = 0
  3. Millise vabaliikme c korral on sirged 2x + y – 5 = 0 ja x – 2y + c = 0 risti?
  • –5 · c = 0
  • -5c=1-2
  • c ei mõjuta ristumist

Lõikumine

Vaatleme kahte sirget, mille võrrandid on

a1x + b1y + c1 = 0 ja a2x + b2y + c2 = 0.

Sirgete asend on määratud nende sihivektoritega  s1 ja s2 või normaalvektoritega  n1  ja n2.

Lõikuvate sirgete sihi- ja normaalvektorite paiknemine. α ja β on sirgete tõusunurgad, φ on sirgetevaheline nurk

 Nurk kahe sirge vahel on võrdne nii nurgaga nende sihivektorite vahel kui ka nurgaga normaalvektorite vahel. Vektorite vahelise nurga koosinuse saab avaldada skalaarkorrutise kaudu.

cosφ=n1·n2n1·n2  või  cosφ=s1·s2s1·s2

Märka

Kahest võimalikust nurgast sirgete vahel valitakse väiksem ehk teravnurk. Teravnurga koosinus on aga positiivne. Seega tuleb koosinuse avaldisest võtta absoluutväärtus.

cosφ=n1·n2n1·n2  või  cosφ=s1·s2s1·s2

Leiame nurga sirgete n ja m  vahel.

  • n: 3x + 6y+ 7 = 0, 
    n = (3; 6) on 
  • m: 6x – 2y – 11 = 0, 
    m  = (6; –2) on  
  1. Sirgetevahelise nurga koosinuse leidmiseks on vaja teada sihi või normaalvektorite skalaarkorrutist ja vektorite pikkusi.
    • n·m  = 
    • n =
    • m =
  2. cosφ=n·mn·m
    cos φ ≈ 0,14142

Vastus

Nurk sirgete vahel on φ = 81° 52’.

  1. y = 4x – 3 ja 3x + 2y – 27 = 0, nurga arvutamiseks sobiv vektorite paar on 
  • (–4; 1) ja (3; 2)
  • (4; 1) ja (3; 2)
  • (1; 4) ja (–2; 3)

Nurk vektorite vahel on °.

  1. x – 5y + 42 = 0 ja 3x + 2y – 27 = 0, nurga arvutamiseks sobiv vektorite paar on 
  • (1; –5) ja (3; 2)
  • (5; 1) ja (2; –3)
  • (1; 5) ja (3; 2)

Nurk vektorite vahel on °.

  1. y = 4x – 3 ja x – 5y + 42 = 0, nurga arvutamiseks sobiv vektorite paar on 
  • (4; 1) ja (1; –5)
  • (–4; 1) ja (1; –5)
  • (1; 4) ja (5; 1)

Nurk vektorite vahel on °.

Harjuta ja treeni

  1. 2xy – 5 = 0 ja 2xy + 4 = 0 
    • on
    • nurk nende vahel on °
  2.  –5xy + 3 = 0 ja 10x + 2y – 6 = 0
    • on 
    • nurk nende vahel on °
  3.  4x + 7y – 5 = 0 ja 3xy + 12 = 0 
    • on 
    • nurk nende vahel on °
  4.  x y = 0 ja 2x + 7 = 0 
    • on 
    • nurk nende vahel on °
  5. 3y – 4 = 0 ja 2x – 5 = 0 
    • on 
    • nurk nende vahel on °.
  6. 6x + 3y – 9 = 0 ja 2x + y – 3 = 0 
    • on 
    • nurk nende vahel on °

Läbi punkti M(–4; 3) on tõmmatud kaks sirget, millest üks lõikab x-telge kohal 2 ja teine lõikab y-telge kohal 11. Arvuta nurk sirgete vahel.

Vastus

Nurk on °

Läbi punkti M(–4; 3) on tõmmatud kaks sirget, millest ühe tõus on 0 ja teine läbib punkti C(0; 7). Arvuta nurk sirgete vahel.

Vastus

Nurk on °

Läbi punkti M(–4; 3) on tõmmatud kaks sirget, millest üks läbib punkti A(2; –1) ja teine punkti B(3; 5). Arvuta nurk AMB.

Vastus

∠AMB ≈ °

Läbi punkti M(–4; 3) on tõmmatud kaks sirget, millest ühe sihivektor on

s = (2; –1)

ja teise normaalvektor on 

n = (3; 5).

Arvuta nurk sirgete vahel.

Vastus

Nurk on  ≈ °

  • Rööpkülikut ei moodustu, kui
    s.
  • Rööpkülik on romb, kui
    s.

Tunne ära

y = k1x + b1

  • paralleelsus
  • ühtivus
  • ristumine
  • lõikumine
  • a1a2=b1b2c1c2  
  • a1a2=b1b2=c1c2  
  • a1a2+b1b2=0  
  • k1 = k2, b1b
  • k1 = k2, b1 = b
  • 1·1+k1k2=0  
  • k1k2=-1  
  • Sirgete vahel puudub paralleelsus ja ristumine, seega on nende vahel  .