п.1. Рівняння прямої з кутовим коефіцієнтом.
Нехай дана пряма L на координатної площині Оху.
Визначення. Кутом нахилу прямої до осі абсцис називається кут повороту осі абсцис навколо будь-якої її точки проти годинникової стрілки до положення паралельності (або збігу) з даної прямої.
рис.1.
з визначення випливає, що кут нахилу прямий L до осі Ох може змінюватися від нуля до
:
. якщо пряма
, то
.
нехай
(1)
- загальне рівняння прямої L, де - нормальний вектор прямої L і
. тоді
і
(Див. Рис.1). Висловимо у з рівняння (1)
.
,
.
Рівняння прямої L приймає вид:
.
Визначення. Рівняння прямої виду
(2)
називається рівнянням прямої з кутовим коефіцієнтом, а коефіцієнт k називається кутовим коефіцієнтом даної прямої.
Теорема. У рівнянні прямої з кутовим коефіцієнтом
кутовий коефіцієнт k дорівнює тангенсу кута нахилу прямої до осі абсцис:
. (3)
Доведення. 1) Якщо пряма , то
і
. З іншого боку, її нормальний вектор
і
.
тоді і, отже,
, Ч.т.д.
2) Нехай , тоді
,
і
. Нехай F - точка перетину прямої L з віссю абсцис. тоді
,
.
Опишемо коло одиничного радіуса з центром в точці F, а в точці осі Ох з координатою проведемо дотичну m до цього кола. Див. Рис.2.
рис.2.
Виберемо позитивний напрямок на прямій m, так, щоб . Тоді вісь m є віссю тангенсов для даної одиничної (тригонометричної) окружності.
Нехай Р - точка перетину прямої L з віссю тангенсов m. Тоді, з одного боку, , де
- кут нахилу прямої L до осі Ох, а, з іншого боку, точка
і
, Звідки і слід рівність
, Ч.т.д.
Теорема доведена.
Зауважимо, що наведене доказ належить автору цих лекцій. Перевагою цього докази є те, що воно не залежить ні від величини кута нахилу , Ні від величини коефіцієнта
.
На закінчення відзначимо, що коефіцієнт b в рівнянні (2) дорівнює величині відрізка, що відсікається прямою від осі ординат (див. Рис.2).