07 الدرس 3-7: معادلة الخط المستقيم
3-7-1 معادلة المستقيم المار بنقطة الأصل
معادلة المستقيم المار بنقطة الأصل وميله m هي:
y = mx
مثال 1: اكتب معادلة المستقيم المار بنقطة الأصل وميله 3.
الحل:
y = 3x
مثال 2: مستقيم يمر بنقطة الأصل والنقطة (4 ، 10). أوجد معادلته.
الحل:
\[\begin{gathered}m = 10 \div 4 = \dfrac{5}{2}\end{gathered}\]
\(y = \left(\dfrac{5}{2}\right)x\)
مثال 3: هل النقطة (6 ، 15) تقع على المستقيم \(y = \left(\dfrac{5}{2}\right)x\)؟
الحل:
\[\begin{gathered}\left(\dfrac{5}{2}\right) \times 6 = 15\end{gathered}\]
إذن النقطة تقع على المستقيم.
تذكر: الأخطاء الشائعة: إضافة مقطع للمستقيم المار بالأصل.
3-7-2 صورة الميل والمقطع الصادي
معادلة المستقيم الذي ميله m ويقطع محور الصادات عند النقطة (0 ، c) هي:
y = mx + c
- c هو المقطع الصادي.
- المقطع السيني يُوجد بوضع y = 0.
مثال 1: اكتب معادلة المستقيم الذي ميله 2 ومقطعه الصادي −3.
الحل:
y = 2x − 3
مثال 2: أوجد الميل والمقطع الصادي والسيني للمستقيم y = −3x + 6.
الحل:
الميل = −3
المقطع الصادي = 6
نضع y = 0: 0 = −3x + 6 فإن x = 2
المقطع السيني = 2
مثال 3: خدمة توصيل تتقاضى 20 جنيهًا ثابتة و 5 جنيهات لكل كيلومتر. اكتب العلاقة وأوجد تكلفة 12 كم.
الحل:
y = 5x + 20
عند x = 12: \[\begin{gathered}y = 60 + 20 = 80\end{gathered}\] جنيهًا
الميل 5 يمثل تكلفة الكيلومتر والمقطع 20 هو الرسم الثابت.
تذكر: الأخطاء الشائعة: الخلط بين الميل والمقطع؛ نسيان إشارة المقطع.
3-7-3 معادلة المستقيم بدلالة الميل ونقطة
معادلة المستقيم المار بالنقطة (x₁ ، y₁) وميله m هي:
\[\begin{gathered}y - y_{1} = m(x - x_{1})\end{gathered}\]
مثال 1: أوجد معادلة المستقيم المار بالنقطة (1 ، 4) وميله −2.
الحل:
\[\begin{gathered}y - 4 = -2(x - 1)\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}y - 4 = -2x + 2\end{gathered}\]
y = −2x + 6
بالصورة القياسية: \[\begin{gathered}2x + y - 6 = 0\end{gathered}\]
مثال 2: أوجد معادلة المستقيم المار بالنقطتين (−1 ، 2) و (3 ، 10).
الحل:
\[\begin{gathered}m = (10 - 2) \div (3 - (-1)) = 8 \div 4 = 2\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}y - 2 = 2(x + 1)\end{gathered}\]
y = 2x + 4
بالصورة القياسية: \[\begin{gathered}2x - y + 4 = 0\end{gathered}\]
مثال 3: أوجد معادلة المستقيم المار بالنقطة (2 ، −1) وعمودي على y = 2x + 5.
الحل:
ميل المعلوم = 2 فميل العمودي = \(-\dfrac{1}{2}\)
\[\begin{gathered}y + 1 = -\left(\dfrac{1}{2}\right)(x - 2)\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}y = -\left(\dfrac{1}{2}\right)x + 1 - 1\end{gathered}\]
\(y = -\left(\dfrac{1}{2}\right)x\)
بالصورة القياسية: x + 2y = 0
مثال 4: أوجد معادلة المستقيم المار بالنقطة (0 ، −2) ويوازي المستقيم \[\begin{gathered}3x - y + 1 = 0\end{gathered}\].
الحل:
ميل المعلوم: y = 3x + 1 فالميل 3
المستقيم المطلوب ميله 3 ومقطعه الصادي −2.
y = 3x − 2
تذكر: الأخطاء الشائعة: وضع الإحداثيين في المكان الخطأ في y − y₁؛ نسيان توزيع الميل على القوس بالكامل.
3-7-4 الصورة القياسية للمعادلة والمقطعان
الصورة القياسية لمعادلة الخط المستقيم هي:
\[\begin{gathered}\,\text{ax} + \,\text{by} + c = 0\end{gathered}\]
- الميل = −a ÷ b
- المقطع الصادي = −c ÷ b
- المقطع السيني = −c ÷ a
مثال 1: أوجد الميل والمقطعين للمستقيم \[\begin{gathered}3x + 2y - 12 = 0\end{gathered}\].
الحل:
الميل = \[\begin{gathered}-3 \div 2 = -\dfrac{3}{2}\end{gathered}\]
المقطع الصادي: x = 0 فإن 2y = 12 ومنه y = 6
المقطع السيني: y = 0 فإن 3x = 12 ومنه x = 4
مثال 2: اكتب معادلة المستقيم الذي مقطعه السيني 3 ومقطعه الصادي 4 بالصورة القياسية.
الحل:
يمر بالنقطتين (3 ، 0) و (0 ، 4).
\[\begin{gathered}m = (4 - 0) \div (0 - 3) = -\dfrac{4}{3}\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}y = -\left(\dfrac{4}{3}\right)x + 4\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}3y = -4x + 12\end{gathered}\]
\[\begin{gathered}4x + 3y - 12 = 0\end{gathered}\]
مثال 3: برهن أن المستقيمين \[\begin{gathered}2x - 3y + 1 = 0\end{gathered}\] و \[\begin{gathered}3x + 2y - 5 = 0\end{gathered}\] متعامدان.
الحل:
ميل الأول = \(\dfrac{2}{3}\)
ميل الثاني = \(-\dfrac{3}{2}\)
الضرب: \[\begin{gathered}\left(\dfrac{2}{3}\right)\left(-\dfrac{3}{2}\right) = -1\end{gathered}\]
إذن المستقيمان متعامدان.
تذكر: الأخطاء الشائعة: نسيان الإشارة السالبة في قانون الميل؛ الخلط بين المقطع السيني والصادي عند إيجادهما.