Pisteen etäisyys suorasta

Etäisyys suorasta

  • Etäisyys tasossa on määritelty pisteiden välille:
    \(d=\sqrt{(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2}\)
  • Täytyy siis valita suoralta piste, jonka suhteen etäisyys lasketaan
  • Jos voisi valita minkä tahansa pisteen suoralta, etäisyys voisi olla kuinka suuri tahansa
  • Etäisyys ei kuitenkaan voi olla kuinka pieni tahansa
  • Valitaan se suoran piste, jolla etäisyys on mahdollisimman pieni, eli kohtisuora etäisyys
  • Valittu suoran piste on siis suoran ja tutkittavan pisteen kautta kulkevan normaalin leikkauspiste

Etäisyyden laskeminen

Pisteen etäisyyden suorasta voisi laskea etsimällä normaalin ja suoran leikkauspisteen ja laskemalla näiden pisteiden välisen etäisyyden, mutta elämää helpottamaan on myös keksitty kaava (todistus kirjassa)

Lause: Pisteen \((x_0,y_0)\) etäisyys \(d\) suorasta \(ax+by+c=0\) lasketaan

\(d=\frac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}}\)

Esim 1

Laske suoran \(y=x+2\) ja pisteen \(A=(2,1)\) välinen etäisyys

Muutetaan suoran yhtälö ensiksi normaalimuotoon siirtämällä kaikki termit vasemmalle ja järjestämällä termit

\(-x+y-2=0\)

\(d=\frac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}}\)

Nähdään, että \(a=-1\), \(b=1\) ja \(c=-2\).

Sij. kaavaan: \(d=\frac{|-1\cdot2+1\cdot1+(-2)|}{\sqrt{(-1)^2+1^2}}=\frac{|-3|}{\sqrt{2}}=\frac{3}{\sqrt{2}}\)

Esim 2

Määritä suorien \(3x-4y=0\) ja \(4x-3y=0\) välisen kulman (\(\leq 90^\circ\)) kulmanpuolittajan yhtälö

Kulmanpuolittajan muodostavat pisteet, jotka ovat yhtä kaukana kummastakin kulman kyljestä

Merkitään pistettä kulmanpuolittajalla \((x,y)\)

Etäisyys suorasta \(3x-4y=0\): \(d_1=\frac{|3x+(-4y)+0|}{\sqrt{3^2+(-4)^2}}=\frac{|3x-4y|}{5}\)

Etäisyys suorasta \(4x-3y=0\): \(d_2=\frac{|4x+(-3y)+0|}{\sqrt{4^2+(-3)^2}}=\frac{|4x-3y|}{5}\)

Etäisyyksien pitää olla sama, eli ratkaistaan \(y\) yhtälöstä \(d_1=d_2\)

\(d_1=d_2\)

\(\dfrac{|3x-4y|}{5}=\dfrac{|4x-3y|}{5}\)

\(|3x-4y|=|4x-3y|\)

\(y = x\) (tai \(y=-x\))

Toinen suora on myös kulmanpuolittaja, mutta suuremman suorien muodostamista kulmista. Tämän voi päätellä kuvaajasta tai kulmakertoimista.

\(3x-4y=4x-3y\)

\(3x-4y=-(4x-3y)\)

tai

\(-y=x\)

\(y=-x\)

\(3x-4y=-4x+3y\)

\(y=x\)

09 Pisteen etäisyys suorasta

By Timo Pelkola

09 Pisteen etäisyys suorasta

  • 29