如何计算两条直线的交点

作者: Gregory Harris
创建日期: 7 四月 2021
更新日期: 26 六月 2024
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3.4 直线的交点坐标与距离公式 | 高中数学 必修二 第三章 直线与方程
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内容

在二维空间中,两条直线仅相交于一个点,由坐标 (x, y) 指定。由于两条直线都通过它们的交点,坐标 (x, y) 必须满足描述这些直线的两个方程。通过一些额外的技巧,您可以找到抛物线和其他二次曲线的交点。

脚步

方法 1 of 2:两条线的交点

  1. 1 通过隔离方程左侧的 y 变量,写下每一行的方程。 等式中的其他项应放在等式的右侧。也许给出的方程而不是“y”将包含变量 f (x) 或 g (x);在这种情况下,隔离这样一个变量。要隔离变量,请在等式两侧执行适当的数学运算。
    • 如果没有给你直线方程,根据你知道的信息找到它们。
    • 例子...给定是由方程描述的直线 =X+3{ displaystyle y = x + 3}12=2X{ displaystyle y-12 = -2x}...要隔离第二个等式中的 y,请在等式两边加上 12: =122X{ displaystyle y = 12-2x}
  2. 2 将每个等式右侧的表达式等式。 我们的任务是找到两条直线的交点,即坐标(x,y)满足两个方程的点。由于变量“y”位于每个方程的左侧,因此位于每个方程右侧的表达式可以等式。写下新方程。
    • 例子...作为 =X+3{ displaystyle y = x + 3}=122X{ displaystyle y = 12-2x},那么你可以写出以下等式: X+3=122X{ 显示样式 x + 3 = 12-2x}.
  3. 3 找到变量“x”的值. 新方程只包含一个变量“x”。要找到“x”,请通过在等式两侧执行适当的数学运算来隔离等式左侧的此变量。您应该得到形式为 x = __ 的方程(如果不可能,请跳到本节末尾)。
    • 例子. X+3=122X{ 显示样式 x + 3 = 12-2x}
    • 添加 2X{ 显示样式 2x} 到等式的每一边:
    • 3X+3=12{ 显示样式 3x + 3 = 12}
    • 从等式的每一边减去 3:
    • 3X=9{ 显示样式 3x = 9}
    • 将等式的每一边除以 3:
    • X=3{ 显示样式 x = 3}.
  4. 4 使用找到的变量“x”的值来计算变量“y”的值。 为此,在方程(任何)直线中替换找到的值“x”。
    • 例子. X=3{ 显示样式 x = 3}=X+3{ displaystyle y = x + 3}
    • =3+3{ 显示样式 y = 3 + 3}
    • =6{ 显示样式 y = 6}
  5. 5 检查你的答案。 为此,将值“x”替换为该行的另一个方程并找到值“y”。如果您得到不同的 y 值,请检查您的计算是否正确。
    • 例子:X=3{ 显示样式 x = 3}=122X{ displaystyle y = 12-2x}
    • =122(3){ displaystyle y = 12-2 (3)}
    • =126{ 显示样式 y = 12-6}
    • =6{ 显示样式 y = 6}
    • 我们得到了相同的“y”值,所以我们的计算没有错误。
  6. 6 写下坐标 (x, y)。 通过计算“x”和“y”的值,您已经找到了两条线的交点坐标。以 (x, y) 的形式写下交点的坐标。
    • 例子. X=3{ 显示样式 x = 3}=6{ 显示样式 y = 6}
    • 因此,两条线在坐标 (3,6) 的一点相交。
  7. 7 特殊情况下的计算。 在某些情况下,无法找到变量“x”的值。但这并不意味着你犯了错误。当满足以下条件之一时,会发生特殊情况:
    • 如果两条线平行,则它们不相交。在这种情况下,变量“x”将被简单地取消,方程将变成无意义的等式(例如, 0=1{ 显示样式 0 = 1})。在这种情况下,请在您的答案中写下 直线不相交 要么 没有解决方案.
    • 如果两个方程都描述一条直线,那么就会有无数个交点。在这种情况下,变量“x”将被简单地取消,方程将变成严格相等(例如, 3=3{ 显示样式 3 = 3})。在这种情况下,请在您的答案中写下 两条直线重合.

方法 2 of 2:二次函数问题

  1. 1 二次函数的定义。 在二次函数中,一个或多个变量具有二阶(但不更高),例如, X2{ displaystyle x ^ {2}} 要么 2{ displaystyle y ^ {2}}...二次函数图是在一个或两个点上可能不相交或相交的曲线。在本节中,我们将向您展示如何找到二次曲线的一个或多个交点。
    • 如果方程包括括号中的表达式,请展开括号以确保函数是二次的。例如,函数 =(X+3)(X){ displaystyle y = (x + 3) (x)} 是二次的,因为扩大括号给出 =X2+3X.{ displaystyle y = x ^ {2} + 3x.}
    • 描述圆的函数包括 X2{ displaystyle x ^ {2}}2{ displaystyle y ^ {2}}...如果您在使用此功能解决问题时遇到任何问题,请转到“提示”部分。
  2. 2 通过隔离方程左侧的 y 变量来重写每个方程。 等式中的其他项应放在等式的右侧。
    • 例子...找到图形的交点 X2+2X=1{ displaystyle x ^ {2} + 2x-y = -1}=X+7{ displaystyle y = x + 7}
    • 隔离方程左侧的 y 变量:
    • =X2+2X+1{ displaystyle y = x ^ {2} + 2x + 1}=X+7{ displaystyle y = x + 7}.
    • 在本例中,您将获得一个二次函数和一个线性函数。请记住,如果给定两个二次函数,则计算类似于以下步骤。
  3. 3 将每个等式右侧的表达式等式。 由于变量“y”位于每个方程的左侧,因此位于每个方程右侧的表达式可以等式。
    • 例子. =X2+2X+1{ displaystyle y = x ^ {2} + 2x + 1}=X+7{ displaystyle y = x + 7}
    • X2+2X+1=X+7{ displaystyle x ^ {2} + 2x + 1 = x + 7}
  4. 4 将所得方程的所有项转移到其左侧,并在右侧写入 0。 为此,请执行基本的数学运算。这将允许您求解所得方程。
    • 例子. X2+2X+1=X+7{ displaystyle x ^ {2} + 2x + 1 = x + 7}
    • 从等式两边减去“x”:
    • X2+X+1=7{ displaystyle x ^ {2} + x + 1 = 7}
    • 等式两边减去7:
    • X2+X6=0{ displaystyle x ^ {2} + x-6 = 0}
  5. 5 求解二次方程. 将方程的所有项移到其左侧,您会得到一个二次方程。它可以通过三种方式解决:使用特殊公式、补全平方和分解方程。
    • 例子. X2+X6=0{ displaystyle x ^ {2} + x-6 = 0}
    • 对方程进行因式分解时,您会得到两个二项式,将它们相乘以获得原始方程。在我们的例子中,第一项 X2{ displaystyle x ^ {2}} 可以展开为x*x。输入以下内容:(x) (x) = 0
    • 在我们的示例中,自由项 -6 可以扩展为以下因子: 61{ displaystyle -6 * 1}, 32{ displaystyle -3 * 2}, 23{ displaystyle -2 * 3}, 16{ displaystyle -1 * 6}.
    • 在我们的示例中,第二项是 x(或 1x)。添加每对截距因子(在我们的示例中为 -6),直到得到 1。在我们的示例中,合适的截距因子对是 -2 和 3(23=6{ displaystyle -2 * 3 = -6}), 作为 2+3=1{ 显示样式 -2 + 3 = 1}.
    • 用找到的数字对填空: (X2)(X+3)=0{ 显示样式 (x-2) (x + 3) = 0}.
  6. 6 不要忘记两个图形的第二个交点。 匆匆忙忙,你可以忘记第二个交点。以下是如何找到两个交点的 x 坐标:
    • 示例(因式分解)...如果在等式中 (X2)(X+3)=0{ 显示样式 (x-2) (x + 3) = 0} 括号中的表达式之一将等于0,那么整个等式将等于0。因此,您可以这样写: X2=0{ displaystyle x-2 = 0}X=2{ 显示样式 x = 2}X+3=0{ 显示样式 x + 3 = 0}X=3{ displaystyle x = -3} (也就是说,您找到了方程的两个根)。
    • 示例(使用公式或补全正方形)...当使用其中一种方法时,平方根将出现在求解过程中。例如,我们示例中的方程将采用以下形式 X=(1+25)/2{ displaystyle x = (- 1 + { sqrt {25}}) / 2}...请记住,取平方根时会得到两个解。在我们的例子中: 25=55{ displaystyle { sqrt {25}} = 5 * 5}, 25=(5)(5){ displaystyle { sqrt {25}} = (- 5) * (- 5)}...所以写下两个方程并找到两个 x 值。
  7. 7 图形在一点相交或根本不相交。 当满足以下条件时,就会发生这种情况:
    • 如果图形在一点相交,则二次方程分解为相同的因子,例如,(x-1) (x-1) = 0,公式中出现0的平方根(0{ displaystyle { sqrt {0}}})。在这种情况下,方程只有一个解。
    • 如果图根本不相交,则方程没有分解为因子,公式中出现负数的平方根(例如, 2{ displaystyle { sqrt {-2}}})。在这种情况下,在答案中写下 没有解决方案.
  8. 8 替换曲线方程(任何)中变量“x”的发现值。 这将找到 y 变量的值。如果变量“x”有两个值,请按照所描述的过程使用“x”的两个值。
    • 例子...你找到了变量“x”的两个值: X=2{ 显示样式 x = 2}X=3{ displaystyle x = -3}...将这些值中的每一个代入一个线性方程 =X+7{ displaystyle y = x + 7}...你会得到 : =2+7=9{ 显示样式 y = 2 + 7 = 9}=3+7=4{ 显示样式 y = -3 + 7 = 4}.
  9. 9 以 (x, y) 的形式写下交点的坐标。 通过计算 x 和 y 值,您已经找到了两个图形交点的坐标。如果您已经确定了两个值“x”和“y”,请记下这两对坐标,不要混淆对应的值“x”和“y”。
    • 例子...当代入方程时 X=2{ 显示样式 x = 2} 你会得到 =9{ 显示样式 y = 9},即一对坐标 (2, 9)...通过对第二个 x 值进行相同的计算,您将获得第二对坐标 (-3, 4).

提示

  • 描述圆的函数包括 X2{ displaystyle x ^ {2}}2{ displaystyle y ^ {2}}...要找到圆和直线的交点,请使用线性方程计算“x”。然后将找到的 x 值代入描述圆的函数,你会得到一个简单的二次方程,它可能没有解或只有一两个解。
  • 圆和曲线(二次曲线或其他曲线)不能相交或相交于一个、两个、三个、四个点。在这种情况下,您需要找到 x 的值(不是“x”),然后将其代入第二个函数。通过计算 y,您会得到一两个解,或者根本没有解。现在将找到的值“y”插入两个函数之一并找到值“x”。在这种情况下,您将获得一两个解决方案,或者根本没有解决方案。