Odległością punktów i , zaznaczonych na osi liczbowej, jest długość odcinka . Długość ta jest równa wartości bezwzględnej różnicy współrzędnych punktów i .
Rut5U6xJ1qg0U1
Rysunek osi liczbowej z zaznaczonymi punktami o współrzędnych A =(a), B =(b). Zapis: Wartość bezwzględna AB = wartość bezwzględna (b –a).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przykład 2
RN9Ba0eYofawD1
Rysunki trzech osi liczbowych z zaznaczonymi liczbami całkowitymi od -2 do 4. Odcinek jednostkowy równy jest 1. Na pierwszej osi zaznaczone punkty o współrzędnych A =(-1) i M =(3). Zapis: wartość bezwzględna AM = wartość bezwzględna [3 -( -1)] =4. Na drugiej osi zaznaczone punkty o współrzędnych Z =(0) i W =(4). Zapis: wartość bezwzględna WZ = wartość bezwzględna (0 -4) =4. Na trzeciej osi zaznaczone punkty o współrzędnych R =(-2), S =(2). Zapis: wartość bezwzględna SR = wartość bezwzględna (-2 -2) =4.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
RIpdHWqafgpFa1
Animacja pokazuje odcinki AB i CD leżące w układzie współrzędnych. Należy określić długość dwóch odcinków AB i CD.
Animacja pokazuje odcinki AB i CD leżące w układzie współrzędnych. Należy określić długość dwóch odcinków AB i CD.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
ROqww5cMNAXnQ1
"Animacja pokazuje punkty o współrzędnych L =(0, 5), K =(0, -1), P =(-3, 0), R =(5, 0), leżące w układzie współrzędnych. Dla różnych współrzędnych punktów A, B, C i D należy podać długość odcinków AB i CD, korzystając ze sposobu obliczania długości odcinka równoległego do jednej z osi. Podany przykład obliczenia dla punktów o współrzędnych L =(0, 5), K =(0, -1), P =(-3, 0), R =(5, 0). Gdy dwa punkty leżą na osi liczbowej OX lub OY lub na prostej równoległej do jednej z tych osi, wówczas ich długości obliczamy następująco: długość odcinka KL =wartość bezwzględna (y z indeksem dolnym L minus y z indeksem dolnym K) = wartość bezwzględna [5 –( -1)] =wartość bezwzględna (5 +1) =6
"Animacja pokazuje punkty o współrzędnych L =(0, 5), K =(0, -1), P =(-3, 0), R =(5, 0), leżące w układzie współrzędnych. Dla różnych współrzędnych punktów A, B, C i D należy podać długość odcinków AB i CD, korzystając ze sposobu obliczania długości odcinka równoległego do jednej z osi. Podany przykład obliczenia dla punktów o współrzędnych L =(0, 5), K =(0, -1), P =(-3, 0), R =(5, 0). Gdy dwa punkty leżą na osi liczbowej OX lub OY lub na prostej równoległej do jednej z tych osi, wówczas ich długości obliczamy następująco: długość odcinka KL =wartość bezwzględna (y z indeksem dolnym L minus y z indeksem dolnym K) = wartość bezwzględna [5 –( -1)] =wartość bezwzględna (5 +1) =6
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
Ważne!
Własności odległości punktów Jeśli są dowolnymi punktami na płaszczyźnie, to
oraz wtedy i tylko wtedy, gdy
Ostatnia nierówność nazywa się warunkiem budowy trójkąta.
Odcinek w układzie współrzędnych
W przypadku, gdy odcinek leży w układzie współrzędnych na jednej z osi liczbowych, jego długość jest równa odległości punktów i .
RsLV71q1fknTy1
Rysunek układu współrzędnych z zaznaczonymi odcinkami AB i CD, którego końce wyznaczają punkty o współrzędnych A =(0, 3), B =(-2, 0), R =(-6, 0), W =(-3, 0). Długość odcinka AB =wartość bezwzględna (-2 -3) =5. Długość odcinka RW =wartość bezwzględna [-3 –( -6)] =3.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przykład 3
Znajdziemy długości odcinków i , gdy .
R3M3X6YcwbXOQ1
Rysunek układu współrzędnych z zaznaczonymi punktami: A , B, C, D. Długość odcinka AB =wartość bezwzględna [2 –( -4)]=4. Długość odcinka CD =wartość bezwzględna (-3 –4) =7.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Odcinek jest równoległy do osi . Jego długość jest równa wartości bezwzględnej różnicy pierwszych współrzędnych punktów i .
Odcinek jest równoległy do osi . Jego długość jest równa wartości bezwzględnej różnicy drugich współrzędnych punktów i .
Ciekawostka
W praktyce, chcąc przejść z jednego miejsca do drugiego, rzadko poruszamy się po trasie, jaką wyznaczylibyśmy na planie jako najkrótszą. Na drodze bowiem znajdują się różne przeszkody, np. domy, jeziora, itp. Schemat ulic w miastach często przypomina kratownicę. Najkrótsza odległość w mieście będzie więc nieco inna niż ta, teoretyczna, wykorzystywana na lekcjach geometrii. W tym przypadku do obliczenia odległości posługujemy się tzw. metryką miejską. W tej metryce najkrótsza droga między dwoma punktami to najkrótsza z możliwych do pokonania dróg między tymi punktami.
iLDJRxO76u_d5e202
Wielokąty w układzie współrzędnych
W niektórych wypadkach, aby obliczyć długości boków wielokąta, wygodnie jest umieścić go w układzie współrzędnych. Dla uproszczenia obliczeń staramy się, aby wierzchołki wielokąta miały współrzędne całkowite (jeśli jest to możliwe).
Przypomnijmy wzory na pola i obwody wielokątów.
A
Ćwiczenie 1
R1QIPplO5rKK91
Animacja pokazuje różne prostokąty leżące na kratownicy. Należy podać obwód każdego prostokąta.
Animacja pokazuje różne prostokąty leżące na kratownicy. Należy podać obwód każdego prostokąta.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
A
Ćwiczenie 7
RReH1u0ZmjRdI1
Animacja pokazuje łamaną A B C D E, która tworzy wielobok. Należy, posługując się linijką z miarą centymetrową, zmierzyć długość podanego wieloboku. Długość łamanej zwyczajnej zamykającej wielobok nazywamy obwodem wieloboku.
Animacja pokazuje łamaną A B C D E, która tworzy wielobok. Należy, posługując się linijką z miarą centymetrową, zmierzyć długość podanego wieloboku. Długość łamanej zwyczajnej zamykającej wielobok nazywamy obwodem wieloboku.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
iLDJRxO76u_d5e346
Przykład 4
W układzie współrzędnych dane są punkty: . Znajdziemy taki punkt , aby wielokąt był równoległobokiem.
RgYoSITOf0tLk1
Rysunek układu współrzędnych z zaznaczonymi punktami o współrzędnych: A =(-4, -1), B =(-2, 2), C =(3, 2).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Oznaczmy: . Zauważmy, że . W równoległoboku długości boków przeciwległych są równe, a boki równoległe. Odcinek leży na prostej równoległej do prostej , a więc i do osi . Zatem . Korzystając z tego, znajdziemy pierwszą współrzędną punktu .
Z rysunku widać, że liczba jest dodatnia, zatem większa od . Ponieważ , więc lub . Stąd lub . Ponieważ , więc . Liczba jest równa drugiej współrzędnej punktu (bo odcinek jest równoległy do osi ), więc . Odpowiedź: Szukanym punktem jest punkt .
R1dNKeaUYN1Xl1
Rysunek równoległoboku A B C D o współrzędnych wierzchołków A =(-4, -1), B =(-2, 2), C =(3, 2), D =(1, -1) leżącego w układzie współrzędnych.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Przykład 5
R15veSfj97VLC1
Animacja pokazuje punkty A, B, C i D leżące w punktach kratowych kratownicy. Należy przesunąć punkt D tak, aby otrzymany czworokąt był równoległobokiem A B C D. Punkt D można tak umieścić, że tworzą się dwa różne równoległoboki.
Animacja pokazuje punkty A, B, C i D leżące w punktach kratowych kratownicy. Należy przesunąć punkt D tak, aby otrzymany czworokąt był równoległobokiem A B C D. Punkt D można tak umieścić, że tworzą się dwa różne równoległoboki.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
RsTIYfmT9cG5L1
Animacja pokazuje prostokąt A B C D. Należy przesunąć punktem C lub D tak, aby kąt między przekątnymi prostokąta wynosił 90 stopni. Zauważamy, że gdy kąt między jego przekątnymi jest kątem prostym. to wszystkie boki prostokąta są tej samej długości.
Animacja pokazuje prostokąt A B C D. Należy przesunąć punktem C lub D tak, aby kąt między przekątnymi prostokąta wynosił 90 stopni. Zauważamy, że gdy kąt między jego przekątnymi jest kątem prostym. to wszystkie boki prostokąta są tej samej długości.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
iLDJRxO76u_d5e412
A
Ćwiczenie 9
RMXYFrJVNYROQ1
Zadanie interaktywne.
Zadanie interaktywne.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Jeśli na obu osiach układu współrzędnych jest ta sama jednostka, to za jednostkę pola przyjmujemy kwadrat o boku, którego długość jest równa jednostce każdej osi.
Przykład 6
Obliczymy pole trapezu , gdzie .
R1b2OP282nVZR1
Rysunek trapezu A B C D o współrzędnych wierzchołków A = ( - 4, 1 ) , B = ( 4, 1 ) , C = ( 1, - 2 ) , D = ( - 1 , - 2 ) leżącego w układzie współrzędnych.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
sposób
Zauważmy, że trapez jest równoramienny, więc jego pole jest równe polu prostokąta , długości i szerokości . Zatem pole tego prostokąta, a więc i pole trapezu jest równe .
RN8TjiBx5nKqp1
Rysunek trapezu A B C D o współrzędnych wierzchołków A = ( - 4, 1 ) , B = ( 4, 1 ) , C = ( 1, - 2 ) , D = ( - 1 , - 2 ) leżącego w układzie współrzędnych. Zaznaczone punkty E i F, które utworzył prostokąt B E D F.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
sposób
Obliczamy długości a, b podstaw oraz wysokość h trapezu i korzystamy ze wzoru
R1LbcRmPqY9yX1
Rysunek trapezu A B C D o współrzędnych wierzchołków A = ( - 4,1 ) , B = ( 4,1 ) , C = ( 1, - 2 ) , D = ( - 1 , - 2 ) leżącego w układzie współrzędnych. Zaznaczony punkt E . Odcinek DE jest wysokością trapezu.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Odpowiedź: pole trapezu jest równe .
classicmobile
Ćwiczenie 10
Narysuj układ współrzędnych i zaznacz w nim punkty: . Połącz kolejno te punkty. Figura, którą otrzymasz to
R1Ij6vHebghFg
trójkąt prostokątny
trójkąt rozwartokątny
trójkąt ostrokątny
trójkąt równoramienny
static
Ćwiczenie 10
Narysuj układ współrzędnych i zaznacz w nim punkty: . Połącz kolejno te punkty. Figura, którą otrzymasz to
RAUcBF9w1LKV7
trójkąt prostokątny
trójkąt rozwartokątny
trójkąt ostrokątny
trójkąt równoramienny
classicmobile
Ćwiczenie 11
Punkty są kolejnymi wierzchołkami kwadratu: . Wierzchołek ma współrzędne
R1TbrF7dAzjyW
static
Ćwiczenie 11
Punkty są kolejnymi wierzchołkami kwadratu: . Wierzchołek ma współrzędne
R4J0NiLplMO89
B
Ćwiczenie 12
Zaznacz w układzie współrzędnych podane punkty: oraz taki punkt , aby otrzymany czworokąt był:
równoległobokiem, który nie jest prostokątem
trapezem równoramiennym, który nie jest równoległobokiem
deltoidem
prostokątem, który nie jest kwadratem
kwadratem
rombem, który nie jest kwadratem
Uzasadnij swój wybór. Czy w każdym przypadku udało ci się znaleźć rozwiązanie?
A
Ćwiczenie 13
Dane są punkty: . Które z tych punktów leżą wewnątrz trapezu o wierzchołkach: ?
L, M, N
classicmobile
Ćwiczenie 14
W układzie współrzędnych umieszczono równoległobok, tak jak na rysunku.
R1G5flkmBStH81
Rysunek równoległoboku A B C D o wierzchołkach A =(1, 4), B =(4, 4), C =(3, -3), D =(0, -3) leżącego w układzie współrzędnych.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Rozstrzygnij, czy zdanie jest prawdziwe, czy fałszywe.
RtExaRjANNy0K
Punkt o współrzędnych należy do równoległoboku .
Punkt o współrzędnych jest wierzchołkiem równoległoboku .
Pierwsze współrzędne wierzchołków i są równe.
static
Ćwiczenie 14
W układzie współrzędnych umieszczono równoległobok, tak jak na rysunku.
R1G5flkmBStH81
Rysunek równoległoboku A B C D o wierzchołkach A =(1, 4), B =(4, 4), C =(3, -3), D =(0, -3) leżącego w układzie współrzędnych.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
Rozstrzygnij, czy zdanie jest prawdziwe, czy fałszywe.
RTy24boV5bIh7
Punkt o współrzędnych należy do równoległoboku .
Punkt o współrzędnych jest wierzchołkiem równoległoboku .
Pierwsze współrzędne wierzchołków i są równe.
A
Ćwiczenie 15
Narysuj w układzie współrzędnych prostokąt, którego przekątne przecinają się w punkcie i jeden z jego wierzchołków ma współrzędne . Odczytaj współrzędne pozostałych wierzchołków tego prostokąta.
iLDJRxO76u_d5e714
A
Ćwiczenie 16
Rfx2EAhdP8UYX1
Animacja pokazuje różne prostokąty leżące na kratownicy, wierzchołki w punktach kratowych. Należy podać pola tych figur.
Animacja pokazuje różne prostokąty leżące na kratownicy, wierzchołki w punktach kratowych. Należy podać pola tych figur.
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY NC 3.0.
B
Ćwiczenie 23
Pole trójkąta jest równe . Podstawą trójkąta jest odcinek , gdzie . Znajdź współrzędne punktu , wiedząc, że trójkąt jest
równoramienny
prostokątny
różnoboczny
Czy w każdym przypadku istnieje tylko jedno rozwiązanie?
lub
lub lub lub
Nieskończenie wiele – każdy punkt, którego rzędna jest równa lub
A
Ćwiczenie 24
Zaznacz w układzie współrzędnych punkty: . Oblicz pole
czworokąta
czworokąta
classicmobile
Ćwiczenie 25
Pole trójkąta , gdzie , jest równe
R1NYcolukfcnB
static
Ćwiczenie 25
Pole trójkąta , gdzie , jest równe
R5afBfUkVmzwZ
B
Ćwiczenie 26
Ania narysowała w układzie współrzędnych prostokąt o wierzchołach: , . Natomiast Basia narysowała prostokąt , zamieniając miejscami współrzędne w każdym z punktów: . Oblicz pole prostokąta i prostokąta . Co zauważasz?
Pola prostokątów nie zmieniły się i są równe
C
Ćwiczenie 27
Punkty i , gdzie a jest liczbą naturalną, są wierzchołkami kwadratu . Znajdź współrzędne wierzchołków i . Oblicz pole i obwód kwadratu.