Phương trình đường thẳng


Một số khái niệm

sửa

Vectơ chỉ phương của đường thẳng

sửa

Vectơ   và có giá song song hoặc trùng với đường thẳng được xem là vectơ chỉ phương của đường thẳng. Khi đó, với  , vectơ   cũng là vectơ chỉ phương của đường thẳng đó

Vectơ pháp tuyến của đường thẳng

sửa

Vectơ   và có giá vuông góc với đường thẳng được xem là vectơ pháp tuyến của đường thẳng. Khi đó, với  , vectơ   cũng là vectơ pháp tuyến của đường thẳng đó

Tương quan giữa vectơ chỉ phương và vectơ pháp tuyến của đường thẳng

sửa

Trong mặt phẳng tọa độ  , đường thẳng   có vectơ chỉ phương   thì có vectơ pháp tuyến là   hay  . Ngược lại, đường thẳng   có vectơ pháp tuyến   thì có vectơ chỉ phương là   hay  

Trong không gian với hệ trục tọa độ  , đường thẳng   có vectơ   và vectơ   là 2 vectơ pháp tuyến không cùng phương thì có vectơ chỉ phương là tích có hướng giữa   với   hoặc giữa   với  .

Phương trình đường thẳng trong mặt phẳng

sửa

Dạng tham số

sửa

Trong mặt phẳng tọa độ  , cho đường thẳng   đi qua điểm   và nhận   làm vectơ chỉ phương. Khi đó phương trình tham số của    với   được gọi là tham số. Với mỗi giá trị   ta được một điểm thuộc đường thẳng.

Dạng chính tắc

sửa

Nếu   , từ phương trình tham số ta khử tham số  , ta được phương trình chính tắc  .

Đường thẳng song song hoặc vuông góc với các trục tọa độ thì không có phương trình chính tắc.

Dạng tổng quát

sửa

Phương trình   với   được gọi là phương trình tổng quát của đường thẳng, khi đó   là vectơ pháp tuyến của đường thẳng.

Các trường hợp đặc biệt

sửa

Đường thẳng     vuông góc với trục   tại điểm  .

Đường thẳng     vuông góc với trục   tại điểm  .

Đường thẳng     đi qua gốc tọa độ  .

Phương trình đường thẳng theo đoạn chắn

sửa

Đường thẳng đi qua 2 điểm   ( ) và   ( ) thì có thể được viết dưới dạng phương trình  .

Hệ số góc của đường thẳng

sửa

Cho đường thẳng   cắt trục   tại   và tia   là một phần của đường thẳng nằm ở nửa mặt phẳng có bờ là trục   mà các điểm trên nửa mặt phẳng đó có tung độ dương, khi đó tia   hợp với tia   một góc  . Đặt  , khi đó   được gọi là hệ số góc của đường thẳng  .

Đường thẳng có vecto chỉ phương   thì có hệ số góc  .

Đường thẳng có vectơ pháp tuyến   thì có hệ số góc  .

Hai đường thẳng song song có hệ số góc bằng nhau.

Hai đường thẳng vuông góc có tích 2 hệ số góc là  .

Vị trí tương đối giữa 2 đường thẳng

sửa

Cho 2 đường thẳng:       .

  cắt       khi đó tọa độ giao điểm của 2 đường thẳng là nghiệm của hệ phương trình  

        

       

Góc giữa 2 đường thẳng

sửa

Cho đường thẳng    cắt nhau tại điểm  . Gọi   là vectơ pháp tuyến của    là vectơ pháp tuyến của  . Gọi   là góc nhọn tạo bởi 2 đường thẳng, khi đó:

 

2 đường thẳng vuông góc thì  .

2 đường thẳng song song hoặc trùng nhau thì  .

Cách tính trên cũng đúng khi sử dụng vectơ chỉ phương.

Khoảng cách từ một điểm đến đường thẳng

sửa

Cho đường thẳng     , khoảng cách từ điểm   đến   được tính theo công thức  

Vị trí của 2 điểm đối với đường thẳng

sửa

Cho đường thẳng     và 2 điểm  ,   không nằm trên  . Xét các biểu thức   , khi đó    nằm cùng phía với   khi    cùng dấu, khác phía khi    trái dấu.

Phương trình đường thẳng trong không gian

sửa

Dạng tham số

sửa

Trong không gian với hệ trục tọa độ  , cho đường thẳng   đi qua điểm   và nhận   làm vectơ chỉ phương. Khi đó phương trình tham số của    với   được gọi là tham số. Với mỗi giá trị   ta được một điểm thuộc đường thẳng.

Dạng chính tắc

sửa

Nếu cả  ,  ,   đều khác  , từ phương trình tham số ta khử tham số  , ta được phương trình chính tắc:  

Vị trí tương đối giữa 2 đường thẳng

sửa

Cho đường thẳng   có vectơ chỉ phương    có vectơ chỉ phương  . Gọi   là một điểm nằm trên    là một điểm nằm trên  . Ta có:

     

      

  cắt      

   chéo nhau   

Khoảng cách

sửa

Khoảng cách từ một điểm đến đường thẳng

sửa

Cho đường thẳng   đi qua điểm   và có vectơ chỉ phương  . Khoảng cách từ điểm   đến   

Khoảng cách giữa 2 đường thẳng chéo nhau

sửa

Cho 2 đường thẳng chéo nhau   . Đường thẳng   có vectơ chỉ phương   và đường thẳng   có vectơ chỉ phương  . Gọi   là một điểm nằm trên    là một điểm nằm trên  . Khi đó khoảng cách giữa   

 

Xem thêm

sửa

Đường thẳng

Liên kết ngoài

sửa
  1. Nhà xuất bản giáo dục - Bộ giáo dục và đào tạo - Sách giáo khoa Hình học 10
  2. Nhà xuất bản giáo dục - Bộ giáo dục và đào tạo - Sách giáo khoa Hình học 10 Nâng cao
  3. Nhà xuất bản giáo dục - Bộ giáo dục và đào tạo - Sách giáo khoa Hình học 12
  4. Nhà xuất bản giáo dục - Bộ giáo dục và đào tạo - Sách giáo khoa Hình học 12 Nâng cao