Równanie prostej przechodzącej przez punkt
Postać kierunkowa potrzebuje jedynego punktu, którego prawie żadne zadanie nie podaje. Postać punktowo-kierunkowa bierze ten punkt, który naprawdę masz, i dlatego to po nią warto sięgać najpierw.
Ostatnia aktualizacja
Prawie każde zadanie o prostych podaje punkt i współczynnik kierunkowy albo dwa punkty. Prawie żadne nie podaje punktu przecięcia z osią y. A mimo to y = mx + b to zwykle jedyna postać, jaką ludzie umieją zapisać, więc tracą półtorej linijki na wyznaczanie b, o które nikt nie pytał.
Postać punktowo-kierunkowa pomija ten krok. Przeciągnij punkt poniżej i zobacz, jak równanie podąża za nim.
Przeciągnij kropkę gdziekolwiek. Równanie przepisuje się wokół punktu, w którym wylądujesz: prosta nigdy nie musi przecinać osi y w liczbie całkowitej.
Skąd bierze się wzór
Współczynnik kierunkowy to przyrost w pionie podzielony przez przyrost w poziomie między dowolnymi dwoma punktami prostej. Ustal jeden z nich w punkcie, który znasz, (x₁, y₁), a drugi niech będzie dowolnym punktem (x, y). Wtedy
m = (y - y₁)/(x - x₁)
Pomnóż obie strony przez x - x₁, a ułamek znika:
y - y₁ = m(x - x₁)
To całe wyprowadzenie. Postać punktowo-kierunkowa nie jest nowym pomysłem: to wzór na współczynnik kierunkowy z cofniętym dzieleniem. Dlatego spełnia ją każdy punkt prostej i dlatego działa od dowolnego jej punktu.
Oba odejmowania to odległości od twojego punktu
Dwa minusy wykonują tę samą pracę na różnych osiach: jak daleko w poziomie od x₁ i jak wysoko od y₁. Czytane w ten sposób znaki przestają być czymś do zapamiętania.
Potrafią jednak ugryźć, gdy współrzędna jest ujemna. Prosta o współczynniku kierunkowym 2 przechodząca przez (-3, 4) to
y - 4 = 2(x + 3)
bo odjęcie -3 to dodanie 3. Plus w tym miejscu nie jest błędem; błędem jest zapisanie x - 3.
Przesuń punkt na rysunku do trzeciej ćwiartki i zobacz, jak oba znaki się odwracają. To jedyna część tej postaci, która generuje złe odpowiedzi, a trzydzieści sekund obserwacji naprawia to lepiej niż reguła.
Dwa punkty, jedna prosta
Dane są (1, 1) i (4, 7): najpierw oblicz współczynnik kierunkowy, potem wstaw dowolny z punktów.
m = (7 - 1)/(4 - 1) = 6/3 = 2
Pierwszy punkt daje y - 1 = 2(x - 1). Drugi daje y - 7 = 2(x - 4). Wyglądają zupełnie inaczej, a to ta sama prosta: wymnóż którekolwiek z nich, a dostaniesz y = 2x - 1.
Warto temu ufać, zamiast w to wątpić. Jeśli twoja odpowiedź nie zgadza się z odpowiedzią w podręczniku, przekształć obie, zanim uznasz, że to błąd.
Przejście do postaci kierunkowej
Gdy zadanie rzeczywiście wymaga y = mx + b, zamiana to dwa ruchy: wymnóż nawias, a potem zostaw samo y.
Zaczynając od y - 3 = 2(x - 1): po wymnożeniu wychodzi y - 3 = 2x - 2, a po dodaniu 3 do obu stron y = 2x + 1.
b, o którym nie trzeba było w ogóle myśleć, pojawia się na końcu i o to właśnie chodzi. Całą pracę wykonała postać punktowo-kierunkowa; postać kierunkowa to tylko format.
Twoja kolej
Najczęstsza pomyłka to wymnożenie 2(x - 1) jako 2x - 1. Dwójka musi trafić do obu wyrazów w nawiasie: to rozdzielność mnożenia względem dodawania robi swoje.
Która postać do którego zadania
| masz dane | sięgnij po |
|---|---|
| punkt i współczynnik kierunkowy | postać punktowo-kierunkową |
| dwa punkty | współczynnik kierunkowy z nich, potem postać punktowo-kierunkową |
| punkt przecięcia z osią y i współczynnik kierunkowy | postać kierunkową |
| równanie do szybkiego narysowania | postać kierunkową |
| prostą równoległą lub prostopadłą do innej, przez dany punkt | postać punktowo-kierunkową |
Postać punktowo-kierunkowa służy do zapisywania prostej; postać kierunkowa do jej odczytywania. Większość zadań potrzebuje obu, w tej kolejności.
Częste pytania
- Co to jest postać punktowo-kierunkowa równania prostej?
- To równanie y - y1 = m(x - x1), w którym m jest współczynnikiem kierunkowym, a (x1, y1) dowolnym jednym punktem, przez który przechodzi prosta. To bezpośrednie przełożenie wzoru na współczynnik kierunkowy: przyrost w pionie od znanego punktu podzielony przez przyrost w poziomie od tego punktu zawsze wynosi m, a pomnożenie obu stron przez przyrost w poziomie usuwa ułamek.
- Kiedy lepiej użyć postaci punktowo-kierunkowej zamiast kierunkowej?
- Zawsze, gdy podany punkt nie jest punktem przecięcia z osią y, czyli prawie zawsze. Postać kierunkowa wymaga b, więc zaczynając od dowolnego punktu, najpierw trzeba wyznaczyć b. Postać punktowo-kierunkowa pozwala od razu zapisać odpowiedź i przekształcić ją później, o ile zadanie w ogóle tego wymaga.
- Jak wyznaczyć równanie prostej przechodzącej przez dwa punkty?
- Najpierw oblicz współczynnik kierunkowy: różnicę y podzieloną przez różnicę x. Potem wybierz jeden z punktów, naprawdę dowolny, bo oba dają tę samą prostą, i wstaw go do postaci punktowo-kierunkowej. Przekształcać trzeba tylko wtedy, gdy zadanie wymaga konkretnej postaci.
- Dlaczego w postaci punktowo-kierunkowej są odejmowania?
- Bo oba nawiasy to różnice mierzone od znanego punktu: jak daleko w poziomie od x1 i jak wysoko od y1. Gdy współrzędna jest ujemna, odejmowanie zmienia się w dodawanie i tu pada większość błędów: punkt (-3, 4) daje y - 4 = m(x + 3), a ten plus jest poprawny.
- Czy ma znaczenie, którego z dwóch punktów użyję?
- Nie. Oba równania wyglądają inaczej i opisują dokładnie tę samą prostą: przekształć oba do postaci kierunkowej, a wyjdą identyczne. Większość nauczycieli przyjmie każde z nich, a jeśli zadanie wymaga konkretnej postaci, przekształcenie rozstrzyga każdy spór.
Chcesz to policzyć na własnych liczbach?
Kalkulator równań Otwórz kalkulator