甲垂线是一个形成的90度的角度相对于另一行,曲线或曲面。请注意,当两条直线垂直并且位于同一平面上时,当它们相交时,它们会形成四个相同的角度,每个角度均为90º。
如果其中一个角度不是90°,则认为这些线是倾斜的。垂直线在设计,建筑和构造中很常见,例如下图中的管网。
图1.直角和大量垂直线的管网。此图像中可以计数多少个90º角度?资料来源:Piqsels。
垂直线的方向可以不同,例如以下所示:
图2.平面上的垂直线。资料来源:F. Zapata。
无论位置如何,在量角器的帮助下,通过将线之间的角度确定为90°即可识别彼此垂直的线。
请注意,与平面中永远不会相交的平行线不同,垂直线始终在点P(称为其中一条线的脚位于另一条线的脚)上这样做。因此,两条垂直线也是割线的。
任何一条线都具有无限的垂直线,因为仅通过将线段AB在线段CD上向左或向右移动,我们的另一只脚就会有新的垂直线。
但是,仅通过线段中点的垂直线称为该线段的平分线。
垂直线的例子
垂直线在城市景观中很常见。在下面的图像(图3)中,仅突出显示了在该建筑物的简单立面及其元素(如门,管道,台阶等)中可以看到的许多垂直线中的一些:
图3.像这样的普通建筑物的外墙上有很多垂直线。资料来源:Richard Kang,来自Flickr。
好处是,彼此垂直的三条线可以帮助我们确定空间中点和物体的位置。它们是被标识为x轴,y轴和z轴的坐标轴,在矩形房间的一角清晰可见,如下图所示:
图4.直角坐标轴系统由彼此垂直的三条线组成,每条线在空间上具有优先方向。左图像学分:通过Flickr的treybunn 2。正确的形象;Needpix。
在右侧的城市全景图中,还可以看到摩天大楼与地面之间的垂直度。我们要说的第一个是沿着z轴,而地面是一个平面,在这种情况下是xy平面。
如果地面构成xy平面,则摩天大楼也垂直于任何大道或街道,这确保了其稳定性,因为倾斜结构不稳定。
在街道上,无论哪里有矩形角,都有垂直线。只要道路和地理特征允许,许多大道和街道的布局都是垂直的。
为了表示线,线段或向量之间的缩写垂直度,使用符号⊥。例如,如果线L 1垂直于线L 2,则我们写:
大号1 ⊥大号2
垂直线的更多示例
-在设计中,垂直线非常多,因为许多常见的对象都是基于正方形和矩形的。这些四边形的特征是内角为90º,因为它们的边两两平行:
图5.正方形和矩形是许多设计的一部分,例如,用于存储商品的简单纸板箱。资料来源:F. Zapata。
-从事各种运动的领域由许多正方形和矩形划定。这些依次包含垂直线。
-组成直角三角形的两个线段彼此垂直。这些称为腿,其余的线称为斜边。
-在静电平衡下,电场矢量的线垂直于导体的表面。
-对于带电导体,等势线和表面始终垂直于电场的线和表面。
-在用于输送不同种类流体(例如图1所示的气体)的管道或导管系统中,通常有直角弯头。因此它们形成垂直线,例如锅炉房:
图6.锅炉房中的管道。资料来源:维基共享资源。罗杰·麦克拉斯(Roger McLassus)/ CC BY-SA(http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
练习题
-练习1
使用标尺和指南针绘制两条垂直线。
解
执行以下步骤非常简单:
-绘制第一行,称为AB(黑色)。
-垂直线将穿过的AB标记点P上方(如果需要,可低于下方)。如果P刚好在AB中心的上方(或下方),则该垂直线是AB段的等分线。
-以指南针为中心,在P上绘制一个圆,将AB切成两个点,称为A'和B'(红色)。
-指南针在A'P处打开,以A'为中心,并绘制出一条穿过P(绿色)的圆周。
-重复上一步,但现在打开小节B'P(绿色)的长度。圆周的两个弧在P下方的点Q处相交,当然在P处也相交。
-点P和Q与标尺相连,垂直线(蓝色)准备就绪。
-最后,必须仔细擦除所有辅助结构,仅保留垂直的辅助结构。
图6.用尺子和罗盘绘制垂直线。资料来源:维基共享资源。
-练习2
如果两条直线L 1和L 2的斜率m 1和m 2满足以下关系,则它们是垂直的:
m 1 = -1 / m 2
给定直线y = 5x-2,找到一条垂直于直线且穿过点(-1,3)的直线。
解
-first是的垂线米斜率⊥,如在说明中表示。原始线的斜率是m = 5,即x的系数。所以:
米⊥ = -1/5
-然后构造垂直线y equation的方程,代入先前找到的值:
ÿ ⊥ = -1 / 5X + B
-接下来,在语句给出的点(-1,3)的帮助下确定b的值,因为垂直线必须通过它:
y = 3
x = -1
替代:
3 = -1/5(-1)+ b
求出b的值:
b = 3-(1/5)= 14/5
-最后,建立了最终方程:
和⊥ = -1 / 5x + 14/5
参考文献
- Baldor,A.2004。平面和空间几何。文化出版物。
- Clemens,S.2001。《几何与应用程序和问题解决》。艾迪生·韦斯利(Addison Wesley)。
- 数学很有趣,垂直线。从以下位置恢复:mathisfun.com。
- 蒙特利学院。垂直线。从以下地址恢复:montereyinstitute.org。
- 维基百科。垂直线。摘自:es.wikipedia.org。