的斜线是那些是倾斜的,或者相对于平坦表面或其他线指示一个特定的地址。例如,考虑下图中出现在平面中的三条线。
我们知道它们各自的相对位置,因为我们将它们与参考线进行了比较,参考线通常是表示水平方向的x轴。
图1.同一平面上的垂直,水平和倾斜线。资料来源:F. Zapata。
这样,选择水平线作为参考,左边的线是垂直的,中心的一条线是水平的,而右边的一条线是倾斜的,因为它相对于每日参考线是倾斜的。
现在,在同一平面上的线条(例如纸的表面或屏幕)相对于彼此占据不同的位置,具体取决于它们是否相交。在第一种情况下,它们是割线,而在第二种情况下,它们是平行的。
另一方面,割线可以是斜线或垂直线。在这两种情况下,直线的斜率都不同,但是斜线在它们之间形成的角度α和β不同于90º,而垂直线确定的角度始终为90º。
下图总结了这些定义:
图2.线之间的相对位置:平行,倾斜和垂直相互之间形成的角度不同。资料来源:F. Zapata。
方程式
为了知道线在平面中的相对位置,有必要知道它们之间的角度。请注意,这些行是:
平行:如果它们具有相同的斜率(相同的方向)并且从不相交,则它们的点是等距的。
巧合:当其所有点重合且因此具有相同的斜率时,但其点之间的距离为零。
干衣机:如果它们的坡度不同,则其点之间的距离也会变化,并且相交处是单个点。
因此,知道平面中的两条线是割线还是平行线的一种方法是通过其斜率。线的平行度和垂直度的标准如下:
如果在知道两条线在平面中的斜率的情况下,没有满足以上条件,则可以得出两条线是倾斜的结论。知道了一条线上的两个点后,便会立即计算出斜率,这将在下一部分中看到。
通过找到它们的交点并求解它们形成的方程组,可以找出两条线是割线还是平行线:如果有解,它们是割线,如果没有解,它们是平行的,但是如果解是无限的,则线是重合的。
但是,即使这些线相交,该标准也无法告知我们这些线之间的角度。
要知道线之间的角度,我们需要两个向量u和v,它们分别属于它们。因此,可以通过以这种方式定义的矢量的标量积来知道它们形成的角度:
u • v = uvcosα
平面中线的方程
笛卡尔平面中的线可以用几种方式表示,例如:
- 斜率截距形式:如果m是直线的斜率,b是直线与垂直轴的交点,则直线的方程为y = mx + b。
- 直线的一般公式:Ax + By + C = 0,其中m = A / B是斜率。
在笛卡尔平面中,垂直线和水平线是线方程的特殊情况。
- 垂直线:x = a
- 水平线:y = k
图3.左边的垂直线x = 4,水平线y =6。右边的例子是斜线。资料来源:F. Zapata。
在图3的示例中,垂直的红线具有等式x = 4,而平行于x轴(蓝色)的线具有等式y =6。至于右边的线,我们看到它是倾斜的为了找到方程式,我们使用图中突出显示的点:(0,2)和(4,0):
从图中可以看出,这条线的垂直轴切割为y = 2。有了此信息:
相对于x轴确定倾斜角度很容易。我觉得:
因此,从x轴到直线的正角为:180º-26.6º=153.4º
斜线的例子
图4.斜线示例。资料来源:击剑手伊恩·帕特森。比萨斜塔。。
斜线出现在许多地方,要注意在建筑,体育,电线,水暖管道以及更多地方找到它们。在自然界中也存在斜线,如下所示:
光线
阳光沿直线传播,但是地球的圆形形状会影响阳光照射表面的方式。
在下图中,我们可以清楚地看到,太阳光线在热带地区垂直入射,但在温带地区和两极倾斜地到达表面。
这就是为什么太阳光线在大气中传播的距离更长,并且热量散布在更大的表面上的原因(见图)。结果是两极附近的区域较冷。
图5.太阳光线倾斜地落在温带和两极,相反,它们在热带地区或多或少垂直。资料来源:维基共享资源。
不在同一平面上的线
当两条线不在同一平面上时,它们仍然可以倾斜或弯曲,这也是众所周知的。在这种情况下,它们的导向向量不平行,但是由于它们不属于同一平面,因此这些线不相交。
例如,右图6中的线显然在不同的平面中。如果从上方看它们,您会发现它们确实相交,但是它们没有共同点。在右侧,我们看到了自行车的车轮,从正面看时,其辐条似乎交叉。
图6.属于不同平面的斜线。资料来源:左F.Zapata,右png。
参考文献
- 几何。一条线的主管向量。从以下网站恢复:juanbragado.es。
- Larson,R.2006。《分析几何学微积分》。8号 版。麦格劳·希尔。
- 数学是游戏。线和角度。摘自:juntadeandalucia.es。
- 相交的直线。从以下网站恢复:profesoraltuna.com。
- Villena,M.R3中的分析几何。从以下位置恢复:dspace.espol.edu.ec。