Nozioni base di geometria analitica, relative a punti e rette
1) Distanza tra due punti
Assegnate le coordinate di due punti, la loro distanza si trova con la seguente formula:
d = √[(x - x )² + (y - y )²]
2 1 2 1
2) Coordinate del punto medio di un segmento
Assegnate le coordinate di due punti, il punto medio del segmento che li unisce ha
coordinate:
x = (x + x )/2
2 1
y = (y + y )/2
2 1
3) Equazione –implicita ed esplicita– di una retta
ax + by + c = 0 → forma implicita
y = -(a/b) x – c/b → forma esplicita
Ponendo:
–a/b = m
-c/b = n y = mx + n
Diviene:
4) Equazione esplicita della retta passante per l’origine degli assi cartesiani
y = mx
(n = 0)
5) Rette parallele agli assi cartesiani
y = k (mx=0, quindi y= n = k) → parallela asse x
x = k (y=0, quindi x = -n/m = k) → parallela asse y
6) Equazione assi cartesiani
y = 0 → asse x
x = 0 → asse y
7) Punti di intersezione di una retta con gli assi cartesiani
Retta: y = mx + n
Si pone: x = -n/m
y = 0 → → intersezione asse x
y = n
x = 0 → → intersezione asse y
8) Rette parallele e perpendicolari
Geometria analitica di punti e rette
In questo appunto di matematica vengono illustrate le nozioni base della geometria analitica di punti e rette (in allegato è presente un documento che riassume tutto); vengono affrontati i seguenti argomenti:
- Distanza tra due punti;
- Coordinate del punto medio di un segmento;
- Equazione - implicita e esplicita - di una retta;
- Equazione esplicita della retta passante per l'origine degli assi cartesiani;
- Rette parallele agli assi cartesiani;
- Equazione assi cartesiani;
- Punti di intersezione di una retta con gli assi cartesiani;
- Rette parallele e perpendicolari;
- Intersezione tra due rette;
- Procedimento per calcolare la distanza di un punto da una retta;
- Procedimento per calcolare la distanza tra due rette parallele.
Geometria analitica: i punti
1) Distanza tra due punti:
Assegnate le coordinate di due punti (
2) Coordinate del punto medio di un segmento:
Assegnate le coordinate di due punti (
Geometria analitica: le rette
3) Equazione di una retta:
Forma implicita:
Forma esplicita:
Ponendo:
Diviene:
4) Equazione esplicita della retta passante per l'origine degli assi cartesiani:
5) Rette parallele agli assi cartesiani:
Parallela asse x:
Parallela asse y:
6) Equazione assi cartesiani:
Asse x:
Asse y:
7) Punti di intersezione di una retta con gli assi cartesiani:
Consideriamo la retta:
Si pone:
E si ottiene l'intersezione con l'asse x:
Se si pone:
Si ottiene l'intersezione con l'asse y:
8) Rette parallele e perpendicolari:
Si considerano le seguenti rette:
Se
Se
9) Intersezione tra due rette:
Si considerano le seguenti due rette:
Il punto di intersezione si determina mettendo a sistema le due equazioni:
Per ulteriori approfondimenti sulla risoluzione dei sistemi di equazioni vedi anche qua
10) Procedimento per calcolare la distanza di un punto da una retta:
Consideriamo un punto P(
La distanza si costruisce tracciando la retta perpendicolare alla retta data e passante per il punto P, la distanza di tale punto sulla retta con il punto P è proprio la distanza punto retta che si vuole trovare; per determinare il procedimento seguiamo il percorso che abbiamo descritto per costruire la situazione.
- Determiniamo una retta perpendicolare a quella assegnata e passante per il punto P.
Due rette perpendicolari sono tali se:
[math]m \cdot m’ = -1 [/math]Da tale relazione noto m posso trovare m’ cioè la pendenza della retta su cui giace la distanza tra la retta e il punto.
- La retta su cui giace la distanza che si vuole trovare ha quindi pendenza m’ e passa per il punto P([math]x_P,y_P[/math]). Un punto appartiene ad una retta se le sue coordinate, inserite nell'equazione della retta, la soddisfano. Deve cioè risultare:[math]y_P =m’x_P +n’[/math]Da tale relazione posso trovare n’.
- Una volta determinata questa retta, mettendo a sistema la sua equazione con quella della prima, si determina il loro punto di intersezione: [math]C (x_c, y_c)[/math][math]\begin{cases} y = mx + n \\ y = m’x + n’ \end{cases} [/math]
- Determinando la distanza tra questo punto e il punto assegnato P, si ricava la soluzione dell'esercizio:
[math]d = \sqrt {[(x_P-x_C)^2+(y_P-y_C)^2]}[/math]
11) Procedimento per calcolare la distanza tra due rette parallele:
Si considerano le seguenti due rette:
Essendo parallele, le due rette hanno il medesimo coefficiente angolare.
Occorre determinare la retta perpendicolare ad entrambe:
Due rette perpendicolari sono tali se:
Da tale relazione posso determinare m’.
Il termine noto k, può avere invece qualsiasi valore, perché la retta perpendicolare alle due rette può trovarsi in ogni punto su di esse e inoltre la distanza tra le due rette perpendicolari è sempre la stessa indipendentemente dal punto in cui ci determina la distanza.
Si ottiene quindi una retta perpendicolare alle prime due che ha la seguente espressione:
Mettendo a sistema questa retta con la prima, si determina il loro punto di intersezione, a meno di k.
Mettendo poi a sistema la retta perpendicolare anche con la seconda, si determina anche il loro punto di intersezione, a meno di k.
Determinando la distanza tra questi due punti applicando la seguente formula, si ricava la soluzione dell'esercizio (a meno di k):
Per ulteriori approfondimenti sulle rette parallele e perpendicolari vedi anche qua