7.1 Sistem de axe ortogonalea. Reprezentarea punctelor în plan
Sistemul de axe ortogonale reprezintă două axe perpendiculare, care au aceeași origine și pentru care se alege aceeași unitate de măsură.
Poziția fiecărui punct dintr-un sistem de axe ortogonale este determinată de două valori:
• valoarea abscisei (poziția pe orizontală) care se notează cu x.
• valoarea ordonatei (poziția pe verticală) care se notează cu y.
Regulă importantă:
Se citește mereu x, apoi y (mai întâi pe orizontală, apoi pe verticală).
Exemplu:
Punctul A(2,3):
- se merge 2 unități la dreapta
- apoi 3 unități în sus
Dacă un punct se află pe axa absciselor (Ox) are valoare ordonatei nulă:B(xB,0), iar dacă se află pe axa ordonatelor (Oy) are valoare abscisei nulă:C(0,yC).
O se numește originea sistemului de axe și are ambele coordonate nuleO(0,0).
b. Distanţa dintre două puncte
Sistemul de axe ortogonale ne permite să reprezentăm punctele din plan prin coordonatele lor (x,y).
Pentru a afla distanța dintre două puncteA(xA,yA) și B(xB,yB), se folosește teorema lui Pitagora: diferența coordonatelor orizontale și verticale formează catetele unui triunghi dreptunghic, iar distanța dintre puncte este ipotenuza.
Astfel, distanța dintre două puncte se calculează cu formula:
AB=(xB−xA)2+(yB−yA)2Importanța distanței între puncte
În viața reală, distanța dintre puncte nu e doar un concept matematic: este folosită în **GPS**, **design grafic**, **jocuri video** sau **proiectarea de clădiri**. Înțelegerea acestei formule te ajută să calculezi rapid cât de departe sunt două locații sau obiecte între ele.
Truc de memorie
Pentru a nu uita formula, gândește-te la diferența coordonatelor ca la **catetele unui triunghi dreptunghic**, iar distanța dintre puncte ca la **ipotenuza**. Este exact principiul teoremei lui Pitagora, pe care probabil l-ai mai folosit.
Curiozitate matematică
Dacă punctele au aceeași abscisă (xA=xB), distanța este pur și simplu diferența verticală ∣yB−yA∣.
Dacă au aceeași ordonată (yA=yB), distanța e diferența orizontală ∣xB−xA∣.
Deci formula generală funcționează și pentru cazuri simple.
Aplicații rapide pentru elevi
Poți folosi această formulă și pentru a calcula **perimetrul unui triunghi** dacă știi coordonatele vârfurilor, sau chiar pentru a verifica dacă un triunghi este dreptunghic (când distanțele satisfac relația lui Pitagora).
Exemplul 1:
Punctele A(1,2) și B(4,6)AB=(4−1)2+(6−2)2AB=32+42=9+16=25=5Exemplul 2:
Punctele A(−2,3) și B(1,−1)AB=(1−(−2))2+(−1−3)2AB=32+(−4)2=9+16=25=5Exemplul 3:
Punctele A(0,0) și B(3,4)AB=(3−0)2+(4−0)2AB=9+16=25=5
c. Coordonatele mijlocului unui segment
Coordonatele mijlocului unui segment reprezintă media aritmetică a coordonatelor capetelor acestuia.
Se dau două puncte A(xA,yA) și B(xB,yB). Dacă punctul M este mijlocul segmentului AB, atunci B este simetricul punctului A față de M.
Poziția mijlocului fiecărui segment dintr-un sistem de axe ortogonale este determinată de două valori:
• valoarea abscisei (poziția pe orizontală) care se notează cu xM=2xA+xB.
• valoarea ordonatei (poziția pe verticală) care se notează cu yM=2yA+yB.
Regulă importantă:
Se scrie mereu x, apoi y
Deci: M(2xA+xB,2yA+yB).Exemplul 1:
Punctul M, mijlocul segmentului AB unde A(−2,5) și B(4,−1):
- se calculează xM=2−2+4=22=1
- apoi yM=25+(−1)=24=2
Așadar, M(1,2)Exemplul 2:
Punctul B, capătul segmentului AB unde A(−1,1) și mijlocul M(2,−3):
- din 2=2−1+xB⇒−1+xB=4⇒xB=5
- din −3=21+yB⇒1+yB=−6⇒yB=−7
Așadar, B(5,−7)
d. Simetricul unui punctSimetricul unui punct față de alt punct
Dacă punctul C este simetricul punctului A(xA,yA) față de punctul B(xB,yB), atunci B este mijlocul segmentului AC.
Coordonatele lui C(xC,yC) se află din formulele mijlocului:
• xC=2⋅xB−xA
• yC=2⋅yB−yAExemplu:
Simetricul punctului A(1,4) față de B(3,2) este punctul C:
- xC=2⋅3−1=6−1=5
- yC=2⋅2−4=4−4=0
Așadar, C(5,0).
Simetricul unui punct față de axa Ox
Simetricul punctului A(x,y) față de axa Оx este punctul B(x,−y).
• abscisa x rămâne aceeași
• ordonata y își schimbă semnulExemplu:
Simetricul punctului A(3,−5) față de axa Оx este B(3,5).
Simetricul unui punct față de axa Оy
Simetricul punctului A(x,y) față de axa Оy este punctul C(−x,y).
• abscisa x își schimbă semnul
• ordonata y rămâne aceeașiExemplu:
Simetricul punctului A(3,−5) față de axa Оy este C(−3,−5).