Построить треугольник, вершины которого находятся в точках A(x1, y1) = A(0; 4), B(x2, y2) = B(–2; 4), C(x3, y3) = C(–2; –2). Найти:
1) уравнения сторон треугольника ABC;
2) координаты точки М пересечения медиан;
3) длину и уравнение высоты, опущенной из вершины A;
4) площадь треугольника.
Решение
Построение треугольника:
1). Находим уравнения сторон треугольника. Теоретические сведения.
Каноническое уравнение прямой, проходящей через две заданные точки M(x1, y1) и N(x2, y2) имеет вид: (x – x1) / (x2 – x1) = (y – y1) / (y2 – y1). Посредством тождественных преобразований получаем общее уравнение прямой: (y2 – y1)·x – (x2 – x1)·y + y1·(x2 – x1) – x1·(y2 – y1) = 0.
1.1). Сторона AB: A(0; 4), B(–2; 4); x1 = 0, y1 = 4; x2 = –2, y2 = 4.
Каноническое уравнение: (x–0)/(–2–0) = (y–4)/(4–4); x/(–2) = (y–4)/0.
Общее уравнение: 0 · x + 2 · y – 8 = 0 или y – 4 = 0.
1.2). Сторона BC: B(–2; 4), C(–2; –2); x1 = –2, y1 = 4; x2 = –2, y2 = –2.
Каноническое уравнение: (x+2)/(–2+2)=(y–4)/(–2–4); (x+2)/0=(y–4)/(–6).
Общее уравнение: –6 · x + 0 · y – 12 = 0 или x + 2 = 0.
1.3). Сторона AC: A(0; 4), C(–2; –2); x1 = 0, y1 = 4; x2 = –2, y2 = –2.
Каноническое уравнение: (x–0)/(–2–0)=(y–4)/(–2–4); x/(–2)=(y–4)/(–6).
Общее уравнение: –6 · x + 2 · y – 8 = 0 или –3 · x + y – 4 = 0.
2). Находим координаты точки M пересечения медиан треугольника
. Теоретические сведения.
Известно, что медианы треугольника пересекаются в одной точке, которая является центром тяжести треугольника и делятся этой точкой на две части в отношении 2:1, считая от вершины.
Рассмотрим медиану треугольника ABC, которая проходит через вершину A(x1, y1) и середину противоположной стороны BC. Если координаты вершин противоположной стороны B(x2, y2) и C(x3, y3), то ее середина имеет координаты D(u, v), где u = (x2 + x3) / 2, v = (y2 + y3) / 2.
Если известны две точки плоскости A(x1, y1) и D(u, v), то координаты точки M(xM, yM), которая делит отрезок AD в отношении λ = AM / MD, выражаются формулами xM = (x1 + λ·u) / (1 + λ) и yM = (y1 + λ·v) / (1 + λ).
Находим координаты точки пересечения медиан, используя медиану из вершины A.
В нашей задаче A(0; 4), B(–2; 4), C(–2; –2).
Координаты точки D(u; v) = D((–2–2)/2; (4–2)/2) = D(–2; 1).
Медиана проходит через точки A(0; 4) и D(–2; 1)