Задача вычисления расстояния между двумя точками является метрической задачей. Метрические задачи, как правило, решают в
прямоугольной системе координат.
Задача. В прямоугольной системе координат даны точки А и В своими координатами. Вычислить расстояние между этими точками.
Дано:
R= (O, )
А(xA;yA;zA)
B(xB;yB;zB)
Вычислить: │АВ│ Рис.5
Решение.
Заметим, что │ АВ │=│ │. Так как модуль вектора равен корню квадратному из суммы квадратов координат вектора, учитывая, что = ={xB−xA; yB− yA; zB− zA}, получаем:
(3)
5. Деление отрезка в данном отношении.
Пусть дана прямая ℓ и точки А, В и С принадлежащие прямой ℓ.
Определение. Отношением, в котором точка С делит отрезок АВ называется число . Обозначение λС=(АВ,С).
Заметим, что в векторной алгебре не определяется операция деления вектора на вектор. Приведённая выше запись имеет смысл только для коллинеарных векторов. В данном случае это выполняется, так как точки А В и С лежат на одной прямой.
Число λ может принимать как положительные так и отрицательные значения. Так, на рис. 4 а) векторы и сонаправлены и, поэтому,
|
|
λ > 0; то есть точка С лежит на отрезке АВ. В случае, приведённом на рис.4б), и противоположно направлены и, следовательно, λ < 0, а точка С лежит вне отрезка АВ. Число λ не может принимать значение равное − 1, так как в этом случае = − => = => А = В, что означает отрезов вырождается в точку.
Задача. В аффинной системе координат даны точки А и В своими координатами и известно отношение, в котором точка С делит отрезок АВ. Вычислить координаты точки С.
Дано: R=(О, ).
А(xA;yA;zA), B(xB;yB;zB)
(АВ,С) = λС
Найти координаты т. С.
Решение
По определению => = λС* . Так как
и то => .
Векторы − радиус-векторы точек А, В, и С поэтому
.
По теореме о координатах линейной комбинации векторов имеем:
, |
(4)
Следствие. Если точка С является серединой отрезка АВ, то λС = 1. => Середина отрезка имеет координаты
, , . |
(5)