معادلة مستقيم
في معلم المستوى، يمكن وصف أي مستقيم بمعادلة. معرفة معادلة المستقيم تسمح برسمه، وتوقع النقاط التي تنتمي إليه ومقارنة عدة مستقيمات فيما بينها.
1. المعادلة المختزلة لمستقيم
تعريف
في معلم، يقبل مستقيم غير موازٍ لمحور الأراتيب معادلة من الشكل:
تسمى هذه المعادلة المعادلة المختزلة للمستقيم. العدد هو المعامل الموجه (أو الميل) والعدد هو الإحداثي الأصلي.
نقطة تنتمي إلى المستقيم إذا وفقط إذا كانت إحداثياتها تحقق المعادلة .
2. معنى و
الإحداثي الأصلي
الإحداثي الأصلي هو إحداثي النقطة التي يقطع فيها المستقيم محور الأراتيب. هذه النقطة إحداثياتها .
فعلاً، إذا كان فإن .
المعامل الموجه
المعامل الموجه يشير إلى ميل المستقيم: عندما نتقدم بـ وحدة نحو اليمين (الإحداثي السيني يزداد بـ )، يتغير الإحداثي الصادي بـ .
- إذا كان : المستقيم "يصعد" (دالة متزايدة).
- إذا كان : المستقيم "ينزل" (دالة متناقصة).
- إذا كان : المستقيم أفقي.
3. حساب المعامل الموجه انطلاقاً من نقطتين
خاصية
ليكن مستقيم يمر بنقطتين و حيث . معامله الموجه هو:
نحسب إذن تغير الأراتيب مقسوماً على تغير الأفاصيل. ترتيب النقاط ليس مهماً، شريطة كتابة الإحداثيات بنفس الترتيب في البسط والمقام.
4. مستقيمات خاصة
تعريف
مستقيم موازٍ لمحور الأفاصيل (أفقي) له معادلة من الشكل:
جميع نقاطه لها نفس الإحداثي الصادي . معامله الموجه هو .
تعريف
مستقيم موازٍ لمحور الأراتيب (عمودي) له معادلة من الشكل:
جميع نقاطه لها نفس الإحداثي السيني . هذا المستقيم ليس له معامل موجه ولا يمكن كتابته على الشكل .
5. تحديد معادلة مستقيم يمر بنقطتين
لإيجاد المعادلة المختزلة لمستقيم يمر بنقطتين معطاتين، نتبع خطوتين:
- نحسب المعامل الموجه .
- نجد بتعويض و بإحداثيات إحدى النقطتين في المعادلة .
6. شرط توازي مستقيمين
خاصية
مستقيمان بمعادلتين و متوازيان إذا وفقط إذا كان لهما نفس المعامل الموجه:
إذا كان بالإضافة إلى ذلك ، فالمستقيمان متطابقان (نفس المستقيم). إذا كان و ، فهما متوازيان تماماً.
7. القراءة البيانية
انطلاقاً من رسم مستقيم، يمكننا قراءة معادلته:
- نقرأ : هو إحداثي نقطة التقاطع مع محور الأراتيب.
- نقرأ : بالانطلاق من نقطة على المستقيم، نتقدم بـ نحو اليمين ونعد كم نصعد () أو ننزل ().
8. أمثلة محلولة
مثال 1: قراءة واستعمال معادلة
ليكن المستقيم بمعادلة .
- معامله الموجه هو وإحداثيه الأصلي هو .
- يقطع محور الأراتيب عند النقطة .
- هل النقطة تنتمي إلى ؟ نحسب . بما أننا نجد ، فالنقطة تنتمي فعلاً إلى المستقيم.
مثال 2: إيجاد معادلة مستقيم يمر بنقطتين
حدد المعادلة المختزلة للمستقيم المار بـ و .
الخطوة 1 — المعامل الموجه:
المعادلة إذن من الشكل .
الخطوة 2 — الإحداثي الأصلي: نعوض بإحداثيات :
الخلاصة: معادلة المستقيم هي .
التحقق مع : . صحيح.
مثال 3: التعرف على مستقيمات متوازية
المستقيمان و لهما نفس المعامل الموجه ، لكن إحداثيات أصلية مختلفة. إذن هما متوازيان تماماً.