Расстояние от точки до прямой

Теорема. Если задана точка М(х₀, у₀), то расстояние до прямой Ах + Ву + С =0 определяется как

Доказательство. Пусть точка М₁(х₁, у₁) – основание перпендикуляра, опущенного из точки М на заданную прямую. Тогда расстояние между точками М и М₁:

(1)

Координаты x₁ и у₁ могут быть найдены как решение системы уравнений:

Второе уравнение системы – это уравнение прямой, проходящей через заданную точку М₀перпендикулярно заданной прямой.

Если преобразовать первое уравнение системы к виду:

A(x – x₀) + B(y – y₀) + Ax₀ + By₀ + C = 0,

то, решая, получим:

Подставляя эти выражения в уравнение (1), находим:

Угол между прямыми:

Даны уравнения двух прямых. Требуется найти угол между ними. Угол между двумя непараллельными прямыми α1 и α2 найдем как угол между направляющими векторами этих прямых при задании канонических уравнений для α1 и α2, или же как угол между их нормалями, если заданы общие уравнения прямых α1 и α2.

Пусть заданы две прямые α₁: и α₂: .
Направляющие векторы этих прямых: и .
Угол φ между прямыми найдем из скалярного произведения векторов и : .
Пусть заданы общие уравнения прямых и : А ₁ х+В ₁ у+С ₁ = 0 и А ₂ х+В ₂ у+С ₂=0. Тогда нормали к этим прямым: и , и .
Если , то из и следует: .
Условием перпендикулярности прямых будет соответственно:
либо либо .
Из последнего равенства следует, что . Таким образом угловые коэффициенты двух перпендикулярных прямых обратные по величине и противоположны по знаку.
Условием параллельности прямых будет соответствовать:
либо либо .