۲۰ امتحان نهایی / مهارت هندسه
نقطه، جهت، پارامتر

معادلهٔ خط؛
یک نقطهٔ ثابت و یک جهت کافی است

خط را مجموعهٔ نقطه‌هایی ببین که از یک نقطهٔ معلوم با مضرب‌های گوناگون یک بردار جهت ساخته می‌شوند. نقطه و جهت را از داده جدا استخراج کن، سپس پارامتر آزاد را وارد کن.

r(t)

دو جزء سازنده را پیدا کن

برای نوشتن معادلهٔ برداری خط، یک نقطهٔ ثابت روی خط و یک بردار جهت غیرصفر لازم است. مختصات نقطه را با مؤلفه‌های جهت یکی نگیر؛ اولی مکان آغاز و دومی تغییر با پارامتر را نشان می‌دهد.

قالب خط

بردار مکان نقطه = بردار مکان نقطهٔ ثابت + t × بردار جهت

از دو نقطه، بردار جهت بساز

اگر دو نقطهٔ A و B داده شده‌اند، بردار AB را از مختصات B منهای A پیدا کن. هر مضرب ناصفر آن نیز جهت همان خط را می‌دهد. انتخاب نقطهٔ آغاز دیگر، مجموعهٔ خط را تغییر نمی‌دهد.

نمایش برداری را مؤلفه‌به‌مؤلفه باز کن

هر مختصه برابر مختصهٔ نقطهٔ ثابت به‌علاوهٔ پارامتر ضرب در مؤلفهٔ متناظر جهت است. این معادله‌ها نمایش پارامتری‌اند و همه باید با یک پارامتر مشترک خوانده شوند.

نقطهٔ روی خط را با یک t مشترک کنترل کن

مختصات نقطهٔ آزمایشی را در معادله‌ها قرار بده. اگر همهٔ مؤلفه‌ها یک مقدار یکسان برای t بدهند، نقطه روی خط است. یافتن t متفاوت از دو مختصه نشانهٔ نبودن نقطه روی خط است.

نمونهٔ ساخت خط

خطی از A=(1,2) و B=(4,8) می‌گذرد. بردار جهت B−A=(3,6) است؛ پس نمایش پارامتری می‌تواند x=1+3t و y=2+6t باشد. با t=1 نقطهٔ B بازسازی می‌شود.

توازی را با بردارهای جهت بسنج

دو خط با بردارهای جهت متناسب می‌توانند موازی یا منطبق باشند. برای تمایز، یک نقطه از یکی را در معادلهٔ دیگری آزمایش کن. تناسب جهت به‌تنهایی انطباق را ثابت نمی‌کند.

عمودبودن را از ضرب داخلی جهت‌ها پیدا کن

اگر ضرب داخلی بردارهای جهت دو خط غیرصفر صفر باشد، جهت‌ها عمودند. در فضای مورد نظر، شرایط برخورد خط‌ها را نیز اگر سؤال می‌خواهد جدا بررسی کن.

تقاطع را با دو پارامتر مستقل حل کن

برای دو خط، از یک حرف پارامتر مشترک استفاده نکن مگر مسئله آن را تحمیل کند. مختصات نقاط دو خط را برابر بگذار و دستگاه را برای دو پارامتر حل کن؛ سپس همهٔ مؤلفه‌ها را کنترل کن.

بردار جهت را صفر انتخاب نکن

بردار صفر جهت خط تعریف نمی‌کند و با تغییر پارامتر نقطه‌ای تازه نمی‌سازد. اگر دو نقطهٔ داده‌شده یکسان‌اند، برای تعیین خط اطلاعات جهت دیگری لازم است.

کنترل نهایی با دو نقطه

با دو مقدار سادهٔ پارامتر، دو نقطه از معادله بساز و بررسی کن اختلافشان با بردار جهت متناسب است. برای مؤلفه‌ها از بردار در هندسه و برای زاویه از ضرب داخلی کمک بگیر.