Przejdź do treści

Odległość między prostymi równoległymi

Szkoła średnia trudne

Wykaż, że proste k ⁣:4x−2y+6=0k\colon 4x - 2y + 6 = 0 i l ⁣:2x−y−7=0l\colon 2x - y - 7 = 0 są równoległe, i oblicz odległość między nimi.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Równoległość. Dzielimy równanie prostej kk przez 22: 2x−y+3=02x - y + 3 = 0. Współczynniki przy xx i yy są takie same jak w prostej ll, a wyrazy wolne różne (3≠−73 \neq -7), więc proste są równoległe i różne.

Krok 2. Wybieramy punkt na prostej kk. Dla x=0x = 0: −2y+6=0-2y + 6 = 0, więc y=3y = 3. Punkt P=(0,3)P = (0, 3) leży na kk.

Krok 3. Odległość punktu PP od prostej ll. Odległość prostych równoległych to odległość dowolnego punktu jednej z nich od drugiej:

d=∣2⋅0−3−7∣22+(−1)2=105=25.d = \frac{|2 \cdot 0 - 3 - 7|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2}} = \frac{10}{\sqrt{5}} = 2\sqrt{5}.

Krok 4. Pułapka i kontrola. Wzór skrócony d=∣C1−C2∣A2+B2d = \frac{|C_1 - C_2|}{\sqrt{A^2 + B^2}} działa tylko wtedy, gdy obie proste mają te same AA i BB. Wzięcie C1=6C_1 = 6 z nieskróconego równania prostej kk dałoby błędne 135\frac{13}{\sqrt{5}}. Po skróceniu: ∣3−(−7)∣5=105\frac{|3 - (-7)|}{\sqrt{5}} = \frac{10}{\sqrt{5}} - zgodnie z krokiem 3.

Odpowiedź. Proste są równoległe, a odległość między nimi wynosi 25≈4,472\sqrt{5} \approx 4{,}47.