Kitsas riigieksam 2018, ülesanne 7: Vektorid, sirge BC ja lõikepunkt L
On antud punkt A(5;1) ning vektorid AB=(−2;4) ja CA=(4;1).
1.Märkige koordinaatteljestikku punkt A, joonestage vektorid AB ja CA ning leidke punktide B ja C koordinaadid.
2.Arvutage lõigu BC pikkus.
3.Koostage sirge BC võrrand.
4.Joonestage koordinaatteljestikku sirge, mis läbib punkti A ja on paralleelne x-teljega ning lõikab sirget BC punktis L. Arvutage punkti L koordinaadid.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2018, ülesanne 7
Lahenduse joonis
Selle joonise teed lahendamise käigus ise.
−1123456−1123450xy
Valemikaart: vektorid
AB=(x2−x1;y2−y1)
∣a∣=ax2+ay2
a⋅b=axbx+ayby=∣a∣⋅∣b∣⋅cosφ
a⊥b⟺a⋅b=0
Valemikaart: kahe punkti kaugus ja lõigu keskpunkt
d=(x2−x1)2+(y2−y1)2
M(2x1+x2;2y1+y2)
Valemikaart: sirge võrrand
y=kx+b,k=tanα
y−y1=k(x−x1)
k=x2−x1y2−y1
paralleelsed: k1=k2,ristuvad: k1⋅k2=−1
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Vektor viib alguspunktist lõpp-punkti: B=A+AB, aga C=A−CA, sest vektori CA lõpp-punkt on A. x-teljega paralleelse sirge võrrand on kujul y=konstant.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Märgi punkt A
Esimeses küsimuses märgime kõigepealt teljestikku punkti A(5;1): viis ühikut paremale ja üks ühik üles.
Punkt A on antud.
A(5;1)
−1123456−1123450xyA(5;1)
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Leia punkt B
Vektori koordinaadid on lõpp- ja alguspunkti koordinaatide vahed. Vektori AB alguspunkt on A, seega saame lõpp-punkti B, kui liidame punkti A koordinaatidele vektori koordinaadid.
Kirjutame vektori koordinaatide valemi.
AB=(xB−xA;yB−yA)
Avaldame punkti B koordinaadid ja asendame A(5;1) ning AB=(−2;4).
B(5+(−2);1+4)=B(3;5)
−1123456−1123450xyA(5;1)ABB(3;5)
Joonisel liigume punktist A kaks ühikut vasakule ja neli ühikut üles. Nool näitab vektori suunda punktist A punkti B.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 1Samm 3: Leia punkt C
Vektori CA alguspunkt on C ja lõpp-punkt on A. Seega on vektori koordinaadid punkti A ja punkti C koordinaatide vahed.
Kirjutame vektori CA koordinaadid.
CA=(xA−xC;yA−yC)=(4;1)
Asendame xA=5 ja yA=1.
5−xC=4,1−yC=1
Avaldame punkti C koordinaadid.
xC=5−4=1,yC=1−1=0
Kirjutame punkti C.
C(1;0)
−1123456−1123450xyA(5;1)ABB(3;5)CAC(1;0)
Punktist C jõuame punkti A, kui liigume neli ühikut paremale ja ühe ühiku üles. Seega jõuame punktist A punkti C, kui liigume neli ühikut vasakule ja ühe ühiku alla. Joonisel algab vektor CA punktist C ja nool on punkti A juures.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 2Samm 4: Arvuta lõigu BC pikkus
Teises küsimuses on vaja lõigu BC pikkust ehk punktide B(3;5) ja C(1;0) vahelist kaugust.
Kirjutame kahe punkti vahelise kauguse valemi.
∣BC∣=(xC−xB)2+(yC−yB)2
Asendame punktide B ja C koordinaadid.
∣BC∣=(1−3)2+(0−5)2=(−2)2+(−5)2=4+25=29≈5,39
−1123456−1123450xyA(5;1)B(3;5)C(1;0)29
See on sama, mis vektori BC=(−2;−5) pikkus. Ruutu tõstmisel kaob miinusmärk, sest (−2)2=4 ja (−5)2=25.
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 3Samm 5: Koosta sirge BC võrrand
Kolmandas küsimuses on vaja sirge BC võrrandit. Leiame kõigepealt tõusu kahe punkti kaudu.
Kirjutame tõusu valemi.
k=x2−x1y2−y1
Asendame punktid B(3;5) ja C(1;0).
k=1−30−5=−2−5=2,5
Kirjutame sirge võrrandi punkti C(1;0) ja tõusu kaudu.
y−0=2,5(x−1)
Avame sulud.
y=2,5x−2,5
−1123456−1123450xyA(5;1)B(3;5)C(1;0)y=2,5x−2,5
Kontroll punktiga B(3;5): 2,5⋅3−2,5=7,5−2,5=5. Punkt B on sirgel. Punkti C valisime, sest selle y-koordinaat on 0 ja arvutus on lihtsam.
6Samm 6Peidetud
6
Küsimus 4Samm 6: Joonesta x-teljega paralleelne sirge
Neljandas küsimuses on sirge paralleelne x-teljega, seega on kõigi selle punktide y-koordinaat sama. Sirge läbib punkti A(5;1), seega on see y-koordinaat 1.
Kirjutame sirge võrrandi.
y=1
−1123456−1123450xyA(5;1)B(3;5)C(1;0)y=2,5x−2,5y=1
x-teljega paralleelse sirge tõus on 0, seega võrrand y=kx+b annab y=0⋅x+1=1. Joonisel on see rõhtne sirge, mis läbib y-teljel punkti 1.
7Samm 7Peidetud
7
Küsimus 4Samm 7: Leia lõikepunkt L
Lõikepunkt L asub mõlemal sirgel, seega selle y-koordinaat on 1 ja see rahuldab sirge BC võrrandit.
Kontroll: 2,5⋅1,4−2,5=3,5−2,5=1. Punkt L on mõlemal sirgel.
VASTUS
1) Punktide koordinaadid on B(3;5) ja C(1;0) (punkt ja vektorid on joonisel). 2) Lõigu BC pikkus on 29≈5,39. 3) Sirge BC võrrand on y=2,5x−2,5. 4) Punkti A läbiv x-teljega paralleelne sirge on y=1 ja see lõikab sirget BC punktis L(1,4;1).