直线

[zhí xiàn]
数学概念
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直线由无数个点构成,点动成线。直线是的组成成分,并继而组成体。没有端点,向两端无限延伸,长度无法度量。直线是轴对称图形。
它有无数条对称轴,对称轴为所有与它垂直的直线(有无数条)。在平面上过不重合的两点有且只有一条直线,即不重合两点确定一条直线。在球面上,过两点可以做无数条类似直线。
构成几何图形的最基本元素。在D·希尔伯特建立的欧几里德几何的公理体系中,、直线、平面属于基本概念,由他们之间的关联关系和五组公理来界定。
中文名
直线
外文名
straight line
所属学科
数学
所属领域
几何学
相关术语
直线方程
定    义
由无数个点构成

直线方程

播报
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平面方程

适用于所有直线的方程: [1]
(其中
举兵朽、
不能同时为0)
知道直线上一点
,并且直线的斜率
存在,则直线可表示为:
煮端当
不存在时,直线可表示为:
知道直线在
轴跨促上截距为
(即经腿判阀过点
),斜率为
,直线可表示为:
不存在时,直线可表示为:
知道直线与
轴交于
,与
轴交于
,则直线可表示为:
均不为0时,截距式可写为
该表达式不适用于和任意坐标轴垂直的直线
知道直线经过点
和点
,且斜率乃灶壳背存在,则直线可表示为:
法线式
其中
为原点到直线的距离,
为法线与
正方向的夹角
点方向式
知道直线上一点
匙重戏,
不等于0,并且直线不与
轴、
轴平行,则直线可表示为:
渗照套点法向式

空间方程

1.一般笑旬鸦方程 [2]
2.点向式方程 [2]
设直线方向向量为(m,n,p),经过点(x0,y0,z0
3.x0y式
x=kz+b,y=lz+b

有关内容

播报
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设平面e的法向量为c直线m、n的方向向量为a、b
把平面ax+by+cz+d=0的法向量为(a,b,c);直线x=kz+b,y=lz+a的方向向量为(k,l,1)代入即可
则直线所成的角:m,n所成的角为a。
cosa=cos=|a*b|/|a||b|
直线和平面所成的角:设b为m和e所成的角,则b=π/2±。sinb=|cos|=|a*c|/|a||c|
平面两直线所成的角:设K(l1)=k1,K(l2)=k2(k1k2≠-1),tan1,l2>=(k1-k2)/(1+k1k2)

距离

异面直线的距离:l1、l2为异面直线,l1,l2公垂直线的方向向量为n、C、D为l1、l2上任意一点,l1到l2的距离为|AB|=|CD*n|/|n|
点到平面的距离:设PA为平面的一条斜线,O是P点在a内的射影,PA和a所成的角为b,n为a的法向量
易得:|PO|=|PA|sinb=|PA|*|cos|=|PA|*(|PA*n|/|PA||n|)=|PA*n|/|PA|
直线到平面的距离为在直线上一点到平面的距离;
点到直线的距离:A∈l,O是P点在l上的射影,PA和l所成的角为b,s为l的方向向量。
易得:|PO|=|PA|*|sinb|=|PA|*|sin|=|(PA|2|s|2|-|PA*s|2)1/2/|s|
平面内:直线ax+by+c=0到M(m,n)的距离为|am+bn+c|/(a2+b2)1/2
平行直线:l1:ax+by+c=0,l2:ax+by+d=0,l1到l2的距离为|c-d|/(a2+b2)1/2
备注:
直线是曲线的暂短停留。

应用

播报
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点与直线

一般情况下,点与直线的距离,是指点到直线的最短距离,即垂直距离。 [3]
在二维直角坐标中,直线Ax+By+C=0与点(p,q)的最短距离为
给出向量式
和点
,则有距离

直线相交点

不考虑重合的情形,在二维平面中,两条相交直线可以相交平行
给定两条直线
,二者相交的条件是
或等价地,
当中
这时两线的相交点可从克莱姆法则求得

相交直线夹角

若两线相交,则会形成夹角。两线之间的夹角,通常指不大于90°的一只。
在二维平面上,给定直线y=mx+b,该线与x-轴的夹角为
给定两条直线
,二者互相垂直当且仅当
而其他情况,两线相交所形成的夹角
),则由
给出。
给定相交直线向量式
,则有

直线的距离

一般情况下,两条直线的距离,是指最短距离。
二维情况下,两条相交直线的距离必然为0。
若有两条平行直线
,则有距离
给定平行向量式
,则有