Menu

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.

Autor: Nethanel Bar, Współzałożyciel i CEO

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.

Nachylenie m1
Punkt x12
Punkt y13
y - 3 = (x - 2)przez(2, 3)ta sama prosta coy = x + 1

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

Graph-2-11234567-2-1123456789xy
Jedna prosta przez oba punkty. Zaczepienie równania w którymkolwiek z nich opisuje ją równie dobrze.

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 danesięgnij po
punkt i współczynnik kierunkowypostać punktowo-kierunkową
dwa punktywspółczynnik kierunkowy z nich, potem postać punktowo-kierunkową
punkt przecięcia z osią y i współczynnik kierunkowypostać kierunkową
równanie do szybkiego narysowaniapostać kierunkową
prostą równoległą lub prostopadłą do innej, przez dany punktpostać 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.

Powiązane pojęcia

Ilustracja języków programowania w Coddy

Ucz się matematyki z Coddy

ZACZNIJ