Logga in
Lektionen fokuserar på egenskaperna hos vinkelräta linjer inom matematik. Den förklarar hur vinkelräta linjer relaterar till varandra och hur de skiljer sig från parallella linjer. Det finns detaljerade förklaringar om hur man kan använda olika matematiska formler för att avgöra om linjer är vinkelräta eller parallella. Lektionen innehåller också exempel och övningar som hjälper till att förstå dessa koncept. Den är användbar för studenter som studerar matematik på olika nivåer och vill förstå hur vinkelräta linjer används inom geometri och algebra.
| | 13 sidor teori |
| | 29 Uppgifter - Nivå 1 - 3 |
| | Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet. |
En rät linjes riktningskoefficient kan användas till mer än att beskriva lutningen. Det finns exempelvis särskilda samband mellan räta linjers k-värden som kan utnyttjas för att avgöra om linjer är parallella eller vinkelräta.
I den här lektionen går vi igenom följande begrepp:
En funktion som beskriver en rät linje i ett koordinatsystem kallas linjär och skrivs oftast på så kallad k-form.
k- och m-värdet är konstanter som beskriver linjens egenskaper. k anger lutningen och m är det y-värde där linjen skär y-axeln. I koordinatsystemet har linjen k-värdet 2 och m-värdet 1.
Alla räta linjer som inte är vertikala kan skrivas på så kallad k-form.
y=kx+m
k och m är konstanter. k-värdet anger linjens lutning och m-värdet visar var den skär y-axeln. Detta sätt att beskriva en rät linje kallas k-form. Om m-värdet är 0 kallas sambandet för en proportionalitet. y = kx
Här motsvarar -a/b k-värdet, och c/b motsvarar m-värdet. y = & - a/b x & + & c/b & ↓ & & ↓ & k & & m
Två linjer är parallella om de har samma lutning. För linjer skrivna på k-form innebär det att deras k-värden, k_1 och k_2, är samma.
k_1 = k_2
I figuren kan man se att parallella linjer aldrig skär varandra.
Är den räta linjen som går igenom punkterna (1,2) och (3,8) parallell med linjen y=3x+5?
Sätt in ( 3,8) & ( 1,2)
Subtrahera termerna
Beräkna kvot
Linjerna har alltså samma k-värde. För att de ska vara parallella måste de dock ha olika m-värden. Vi undersöker om de har det genom att sätta in k=3 samt koordinaterna för en av punkterna vi vet ligger på linjen, t.ex. ( 1, 2), i räta linjens ekvation.
x= 1 och y= 2
Multiplicera faktorer
VL-3=HL-3
Omarrangera ekvation
Ekvationen för linjen som går genom de givna punkterna är alltså y=3x-1.
Denna linje och y=3x+5 har samma k-värde men olika m-värden och är därmed parallella.
Två räta linjer som bildar vinkeln 90^(∘) i sin skärningspunkt är vinkelräta mot varandra.
k_1* k_2=- 1
Är linjerna vinkelräta? Motivera ditt svar.
Använd egenskaperna hos parallella och vinkelräta linjer för att avgöra om varje linjepar är parallella, vinkelräta eller varken eller.
Alla linjer går inte att skriva på k-form. Däremot finns det ett allmänt sätt att skriva alla räta linjer, inklusive vertikala. Denna form är känd som den allmänna formen.
ax+by+c=0
Flera kombinationer av konstanterna a, b och c kan beskriva samma linje, men man föredrar så små heltal som möjligt. Beroende på vad som ser bäst ut kan man ibland ändra ordningen på termerna men ofta samlar man dem på samma sida om likhetstecknet. Det förekommer även att ekvationen för en rät linje skrivs med variablerna i vänster led och konstanten i höger led.
| Allmän form | 2x + 3y-5 = 0 | 2x + 3y = 5 |
|---|---|---|
| Horisontell linje | y-4=0 | y = 4 |
| Vertikal linje | x-7 = 0 | x = 7 |
Skriv den räta linjen 2y+8-4x=0 på k-form.
Skriv linjen y=0,4x-7 på allmän form.
Eftersom vi vill att konstanterna ska vara så små heltal som möjligt dividerar vi till sist med 2. På allmän form skrivs linjen alltså 5y-2x+35=0.
För att beskriva en rät linje används oftast k-form eller allmän form, men om man känner till linjens lutning och en godtycklig punkt (x_1,y_1) som linjen går igenom använder man ibland enpunktsform.
y-y_1 = k(x-x_1)
En linje går genom punkterna (2, 5) och (6, -1). Skriv linjens ekvation på enpunktsform.
Sätt in ( 2,5) & ( 6,-1)
a-(- b)=a+b
Addera och subtrahera termerna
Skriv minustecken framför bråk
Förkorta med 2
Substituera nu lutningen och en av punkterna i enpunktsformen för att hitta linjens ekvation. I detta fall kommer punkten ( 2, 5) att användas. y-y_1=k(x-x_1) ⇒ y- 5= 3/2(x- 2) Om punkten ( 6, -1) används, är den resulterande ekvationen följande. y-( -1)= 3/2(x- 6) ⇒ y+1=3/2(x-6)
En rät linje L går igenom punkten (6,1) och är parallell med linjen y = - 2x + 3. Skriv ekvationen för linjen L på k-form.
Parallella linjer har samma lutning och därför samma k-värde, så linjen L ska alltså ha k-värdet - 2 för att vara parallell med y = - 2x + 3. Då kan L beskrivas av ekvationen y = - 2x + m. För att bestämma konstanttermen m sätter vi in den kända punktens koordinater i ekvationen och löser ut m.
Linjens ekvation är y = - 2x + 13. Vi ritar linjen i ett koordinatsystem.
En linje L_1 är parallell med linjen L_2 vars ekvation är y = 4x - 5. Du vet även att L_1 går genom punkten (4, 17). Ange linjen L_1:s ekvation.
Eftersom linjerna L_1 och L_2 är parallella med varandra måste även linjen L_1 ha samma lutning som L_2, dvs. lutningen k = 4. Så här långt kan vi beskriva linjen L_1 med ekvationen y = 4x + m, där k-värdet är känt men m-värdet fortfarande är okänt. Vi tar reda på det okända m-värdet genom att använda den givna punkten (4, 17). Denna punkts koordinater sätter vi in i ekvationen y = 4x + m och sedan löser vi ut m.
Linjen L_1 har alltså ekvationen y = 4x + 1.
Är informationen i figuren tillräcklig för att avgöra om linjerna är parallella?
Parallella linjer har samma lutning. Vid första anblick ser det ut som att linjerna har samma lutning men detta kan vi inte med säkerhet säga utan att beräkna k-värdet för båda linjer. Den ena linjen skulle kunna ha lutningen k=-2 och den andra k=-1,9999, och då kommer de att skära varandra någonstans. Vi behöver alltså känna till k-värdena för de två linjerna, eller ha möjlighet att räkna ut dem, för att kunna avgöra om de är parallella.
Den linjära funktionen f(x) går igenom punkterna (8,3) och (1, - 4). Funktionen g(x) är parallell med f(x) och går igenom punkten (12,20). Bestäm ekvationen till g(x).
g(x) är parallell med f(x). Det betyder att de har samma lutning, så vi börjar med att bestämma lutningen till f(x).
Lutningen för f(x) är 1. Det betyder att lutningen till g(x) också är 1. Vi känner även till en punkt på g(x), så vi kan använda enpunktsformen för att bestämma funktionsuttrycket.
Linjen beskrivs av g(x)=x+8.
Linjen y= 79x-5 är vinkelrät mot en annan linje som går igenom punkterna (a,5) och (2,9). Bestäm den okända koordinaten a. Svara exakt.
Eftersom linjerna är vinkelräta är produkten av deras lutningar -1. Lutningen för y= 79x-5 är 79, och vi använder det för att bestämma den andra linjens lutning.
Den andra linjen har alltså lutningen k=- 97. Vi sätter in punkterna i k-formeln, likställer med detta k-värde, och löser ut a.
Den okända koordinaten är alltså 469.
Kan man dra en linje genom två av punkterna A=(3,1), B=(2,3), C=(3,6) och D=(5,7) och en till linje genom de andra två punkterna så att linjerna blir parallella? Motivera ditt svar.
Vi börjar med att sätta in de fyra punkterna i ett koordinatsystem.
Om två linjer ska passera alla dessa punkter måste varje linje gå igenom två av punkterna. Testar vi att rita in linjer på detta sätt ser vi att den blå och den röda kombinationen ger linjer som uppenbart inte är parallella, eftersom de skär varandra.
Det sista sättet att rita ut linjerna ser mer lovande ut.
För visa att linjerna är parallella undersöker vi deras k-värden. Vi kallar k-värdet för linjen genom B och C för k_(BC) och den andra lutningen för k_(AD). Båda linjerna stiger med 3 steg i y-led för varje steg åt höger i x-led, vilket innebär att de har k-värdet 3: k_(BC)=k_(AD)=3. Samma k-värde innebär att de är parallella.
g(2) är det y-värde som funktionen g(x) antar när x=2. Vi läser av detta i koordinatsystemet.
Vi ser att funktionsvärdet är 6. Det betyder att g(2)=6.
Vad innebär olikheten f(x)< g(x)? Jo, det innebär att funktionsvärdet för f(x) (blå) är mindre än för g(x) (röd). I koordinatsystemet betyder detta att grafen till f(x) befinner sig under grafen till g(x).
Vi ser att g(x) är ovanför f(x) mellan x-värdena - 1 och 5. Vi får därför - 1 < x < 5.