Вывести уравнение прямой по координатам двух точек
По введенным пользователем координатам двух точек вывести уравнение прямой, проходящей через эти точки.
Общее уравнение прямой имеет вид y = kx + b . Для какой-то конкретной прямой в уравнении коэффициенты k и b заменяются на числа, например, y = 4x — 2 . Задача сводится именно к нахождению этих коэффициентов.
Так как координаты точки это значения x и y , то мы имеем два уравнения. Пусть, например, координаты точки А(3;2), а координаты B(-1;-1). Получаем уравнения:
2 = k*3 + b,
-1 = k*(-1) + b.
Решая полученную систему уравнений находим значения k и b :
b = 2 — 3k
-1 = -k + 2 — 3k
4k = 3
k = 3/4 = 0.75
b = 2 — 3 * 0.75 = 2 — 2.25 = -0.25
Таким образом, получается уравнение конкретной прямой, проходящей через указанные точки: y = 0.75x — 0.25.
Алгоритм решения данной задаче на языке программирования будет таков:
- Получить значения координат первой точки и присвоить их переменным, например x1 и y1 .
- Получить значения координат ( x2, y2 ) второй точки.
- Вычислить значение k по формуле k = (y1 — y2) / (x1 — x2) .
- Вычислить значение b по формуле b = y2 — k * x2 .
- Вывести на экран полученное уравнение.
Аппроксимация функции одной переменной
Калькулятор использует методы регрессии для аппроксимации функции одной переменной.
Данный калькулятор по введенным данным строит несколько моделей регрессии: линейную, квадратичную, кубическую, степенную, логарифмическую, гиперболическую, показательную, экспоненциальную. Результаты можно сравнить между собой по корреляции, средней ошибке аппроксимации и наглядно на графике. Теория и формулы регрессий под калькулятором.
Если не ввести значения x, калькулятор примет, что значение x меняется от 0 с шагом 1.
Аппроксимация функции одной переменной
Линейная регрессия
Коэффициент линейной парной корреляции:
Средняя ошибка аппроксимации:
Квадратичная регрессия
Система уравнений для нахождения коэффициентов a, b и c:
Коэффициент корреляции:
,
где
Средняя ошибка аппроксимации:
Кубическая регрессия
Система уравнений для нахождения коэффициентов a, b, c и d:
Коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, средняя ошибка аппроксимации — используются те же формулы, что и для квадратичной регрессии.
Степенная регрессия
Коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, средняя ошибка аппроксимации — используются те же формулы, что и для квадратичной регрессии.
Показательная регрессия
Коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, средняя ошибка аппроксимации — используются те же формулы, что и для квадратичной регрессии.
Гиперболическая регрессия
Коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, средняя ошибка аппроксимации — используются те же формулы, что и для квадратичной регрессии.
Логарифмическая регрессия
Коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, средняя ошибка аппроксимации — используются те же формулы, что и для квадратичной регрессии.
Экспоненциальная регрессия
Коэффициент корреляции, коэффициент детерминации, средняя ошибка аппроксимации — используются те же формулы, что и для квадратичной регрессии.
Вывод формул
Сначала сформулируем задачу:
Пусть у нас есть неизвестная функция y=f(x), заданная табличными значениями (например, полученными в результате опытных измерений).
Нам необходимо найти функцию заданного вида (линейную, квадратичную и т. п.) y=F(x), которая в соответствующих точках принимает значения, как можно более близкие к табличным.
На практике вид функции чаще всего определяют путем сравнения расположения точек с графиками известных функций.
Полученная формула y=F(x), которую называют эмпирической формулой, или уравнением регрессии y на x, или приближающей (аппроксимирующей) функцией, позволяет находить значения f(x) для нетабличных значений x, сглаживая результаты измерений величины y.
Для того, чтобы получить параметры функции F, используется метод наименьших квадратов. В этом методе в качестве критерия близости приближающей функции к совокупности точек используется суммы квадратов разностей значений табличных значений y и теоретических, рассчитанных по уравнению регрессии.
Таким образом, нам требуется найти функцию F, такую, чтобы сумма квадратов S была наименьшей:
Рассмотрим решение этой задачи на примере получения линейной регрессии F=ax+b.
S является функцией двух переменных, a и b. Чтобы найти ее минимум, используем условие экстремума, а именно, равенства нулю частных производных.
Используя формулу производной сложной функции, получим следующую систему уравнений:
Для функции вида частные производные равны:
,
Подставив производные, получим:
Откуда, выразив a и b, можно получить формулы для коэффициентов линейной регрессии, приведенные выше.
Аналогичным образом выводятся формулы для остальных видов регрессий.
Как найти функцию зная только точки?
Судя по всему, то, о чем Вы говорите — аппроксимация функции. В Википедии более подробна статья про интерполяцию.
По сути, Ваша задача сводится к 2м шагам:
1. По точкам и общим зависимостям выбирается форма функции (например, полиномиальная, экспоненциальная и.т.п).
2. Строится модель, в которой задаётся функция с неизвестными параметрами. Задача — найти такие параметры, чтобы минимизировать функцию невязки(часто это квадрат разности между реальными значениями в заданых точках и значениями модельной функции, см. МНК).
http://planetcalc.ru/5992/
http://qna.habr.com/q/5823
Получить уравнение прямой по двум точкам бывает необходимо, когда мы решаем задачи, связанные с анализом различных фигур на плоскости. В этом случае бывает полезно знать уравнение прямой, проходящей через две точки. Например, составляя такое уравнение мы уже знаем – как проходит прямая, с какие углом наклона к осям координат и можем рассчитать расположение прямой по отношению к другим прямым или к фигурам.
Составляем уравнение прямой по двум точкам
Итак, пусть нам даны две точки и
. Наша прямая проходит через две эти точки, давайте получим уравнение этой прямой. Уравнение пучка прямых, проходящих через точку с координатами
имеет вид:
То есть если прямая проходит через две точки и
она – одна из этого пучка прямых, проходящих через точку
и эта прямая имеет определенный коэффициент
. Значит, координаты точки
должны удовлетворять уравнению (1), то есть
.
Находим из (2) :
и подставим в уравнение (1):
.
Преобразовывая уравнение (3) получим:
Это и есть уравнение прямой, проходящей через две точки
и
.
Примечание: если точки и
лежат на прямой, которая параллельна оси
или оси
, то уравнение прямой будет иметь вид
или
соответственно.
Зная координаты любых двух точек прямой, мы всегда сможем определить угловой коэффициент прямой:
Геометрический вывод уравнения прямой
Действительно, давайте нарисуем прямую в системе координат и отметим на прямой две точки
и
, координаты которых известны
и
и отметим на этой прямой произвольную точку
.
Из подобия треугольников и
находим:
Из рисунка видно, что:
,
Таким образом, получаем уравнение прямой по двум точкам:
Задача
Составим уравнение прямой, проходящей через две точки и
.
Решение: Имеем ,
,
,
. Подставим эти значения в уравнение прямой, проходящей через две заданные точки:
Умножим левую и правую части уравнения на 5, получим:
– получившееся уравнение прямой.
Давайте сделаем проверку – если мы все решили правильно, то при подстановке координат точек и
мы получим верное равенство. Итак, подставим сначала координаты точки
:
Теперь координаты точки :
Значит, уравнение прямой мы нашли верно.
Ответ:
Условие прохождения прямой через три заданные точки
Если нам в задаче нужно убедиться, что три точки с заданными координатами лежат на одной прямой, можно рассуждать так:
- Если две точки с заданными координатами образуют прямую, то их координаты удовлетворяют уравнению прямой, проходящей через две точки.
- Если третья точка также лежит на этой прямой, то и ее координаты будут удовлетворять этому уравнению.
Таким образом, если нам даны три точки ,
и
, лежащие на одной прямой, то их координаты будут удовлетворять условию:
Теперь вы легко сможете составить уравнение прямой по двум точкам, а также найти угловой коэффициент прямой и проверить – принадлежит ли третья точка этой прямой.
Перейти к содержанию
Вывести уравнение прямой по координатам двух точек
Просмотров 23.2к. Обновлено 26 октября 2021
Общее уравнение прямой имеет вид y = kx + b. Для какой-то конкретной прямой в уравнении коэффициенты k и b заменяются на числа, например, y = 4x — 2. Задача сводится именно к нахождению этих коэффициентов.
Так как координаты точки это значения x и y, то мы имеем два уравнения. Пусть, например, координаты точки А(3;2), а координаты B(-1;-1). Получаем уравнения:
2 = k*3 + b,
-1 = k*(-1) + b.
Решая полученную систему уравнений находим значения k и b:
b = 2 — 3k
-1 = -k + 2 — 3k
4k = 3
k = 3/4 = 0.75
b = 2 — 3 * 0.75 = 2 — 2.25 = -0.25
Таким образом, получается уравнение конкретной прямой, проходящей через указанные точки: y = 0.75x — 0.25.
Вывод общих выражений для вычисления b и k:
| y1 = kx1 + b
| y2 = kx2 + b
b = y2 — kx2
y1 = kx1 + y2 — kx2
k = (y1 — y2) / (x1 — x2)
Алгоритм решения данной задаче на языке программирования будет таков:
- Получить значения координат первой точки и присвоить их переменным, например x1 и y1.
- Получить значения координат (x2, y2) второй точки.
- Вычислить значение k по формуле k = (y1 — y2) / (x1 — x2).
- Вычислить значение b по формуле b = y2 — k * x2.
- Вывести на экран полученное уравнение.
Pascal
уравнение прямой по двум точкам паскаль
var
x1,y1,x2,y2: real;
k, b: real;begin
write('A(x1;y1): '); readln(x1, y1);
write('B(x2;y2): '); readln(x2, y2);k := (y1 - y2) / (x1 - x2);
b := y2 - k * x2;writeln('y = ',k:0:2,'x + ',b:0:2);
end.
A(x1;y1):
1.2
5.6
B(x2;y2):
-3.45 8.2
y = -0.56x + 6.27
Язык Си
#includemain() {
float x1, y1, x2, y2, k, b;printf("A(x1;y1): ");
scanf("%f%f", &x1,&y1);
printf("A(x2;y2): ");
scanf("%f%f", &x2,&y2);k = (y1 - y2) / (x1 - x2);
b = y2 - k * x2;printf("Уравнение прямой: y = %.2fx + %.2fn", k, b);
}
A(x1;y1): 5.67 -1.45
A(x2;y2): -3.12 4.00
Уравнение прямой: y = -0.62x + 2.07
Python
уравнение прямой по двум точкам python
уравнение прямой по двум точкам python
print("Координаты точки A(x1;y1):")
x1 = float(input("tx1 = "))
y1 = float(input("ty1 = "))print("Координаты точки B(x2;y2):")
x2 = float(input("tx2 = "))
y2 = float(input("ty2 = "))print("Уравнение прямой, проходящей через эти точки:")
k = (y1 - y2) / (x1 - x2)
b = y2 - k*x2
print(" y = %.2f*x + %.2f" % (k, b))
Координаты точки A(x1;y1):
x1 = 4.3
y1 = -1.2
Координаты точки B(x2;y2):
x2 = -8.5
y2 = 4
Уравнение прямой, проходящей через эти точки:
y = -0.41*x + 0.55
КуМир
алг уравнение_прямой
нач
вещ x1, y1, x2, y2, k, b
вывод "Координаты точки A(x1;y1): "
ввод x1, y1
вывод "Координаты точки B(x2;y2): "
ввод x2, y2
k := (y1 - y2) / (x1 - x2)
b := y2 - k * x2
вывод "Уравнение прямой: y = " + вещ_в_лит(k) + "x + " + вещ_в_лит(b)
кон
Координаты точки A(x1;y1): 4 9
Координаты точки B(x2;y2): -1 -3
Уравнение прямой: y = 2.4x + -0.6
Basic-256
input "x1 = ", x1
input "y1 = ", y1
input "x2 = ", x2
input "y2 = ", y2k = (y1 - y2) / (x1 - x2)
b = y2 - k * x2decimal 2
print "y = " + k + "x + " + b
x1 = 7.45
y1 = -1
x2 = -3.4
y2 = 3
y = -0.37x + 1.75
На этой странице вы найдете два калькулятора, которые строят уравнение прямой по координатам двух точек, принадлежащих этой прямой.
Первый калькулятор находит уравнение прямой с угловым коэффициентом, то есть уравнение в форме . Также он строит график и отдельно выводит угловой коэффициент и значение y в месте пересечения прямой с осью ординат.
Второй калькулятор находит параметрические уравнения прямой, то есть систему уравнений вида . Он также строит график и отдельно выводит направляющий вектор.
Формулы расчета можно найти под калькуляторами.
Уравнение прямой с угловым коэффициентом по двум точкам
Первая точка
Вторая точка
Значение y в точке пересечения с осью ординат
Точность вычисления
Знаков после запятой: 2
Параметрическое уравнение прямой
Первая точка
Вторая точка
Параметрическое уравнение для x
Параметрическое уравнение для y
Точность вычисления
Знаков после запятой: 2
Уравнение прямой с угловым коэффициентом
Найдем уравнение прямой с угловым коэффициентом по двум известным точкам и
.
Нам надо найти угловой коэффициент a и y координату точки пересечения прямой с осью ординат b.
Мы можем составить следующие уравнения для двух точек относительно a и b
Вычитаем первое из второго
Откуда
b можно найти как
Таким образом, как только мы нашли а, для расчета b достаточно только подставить значения или
в выражение выше.
Параметрическое уравнение прямой
Найдем параметрическое уравнение прямой по двум известным точкам и
.
Нам надо найти компоненты направляющего вектора.
Этот вектор описывает величину и направление воображаемого движения по прямой от первой до второй точки.
Имея направляющий вектор, легко записать параметрические уравнения прямой
Обратите внимание, что если , то
и если
, то
Как легко составить уравнение параболы по графику
В данной статье репетитор по математике рассказывает о простом и эффективном способе составления уравнения параболы по её графику, которому вас не научат в школе. Дочитайте эту статью до конца или посмотрите видео с подробным объяснением, потому что эта информация может вам пригодиться на экзамене.
Задача состоит в том, чтобы по графику параболы (см. рисунок) определить коэффициенты a, b и c соответствующей квадратичной функции :
Существует стандартный и крайне неэффективный способ решения этой задачи. Он заключается в том, чтобы через координату вершины параболы связать коэффициенты a и b, используя формулу
. Затем взять координаты двух точек, которые принадлежат параболе, составить систему уравнений и решить её относительно искомых коэффициентов. Считать придётся долго и муторно.
Мы не пойдём этим путём. Предлагаемый в данной статье способ намного более прост и изящен. Введём новую систему координат с центром в вершине параболы и осями, сонаправленными с исходной системой координат. В данной системе координат уравнение нашей параболы будет иметь вид:
, где
. Изобразим в новой системе координат график квадратичной функции
(синяя пунктирная линия на рисунке):
Абсциссы точек C и B в новой системе координат равны. Ордината точки C в 2 раза больше ординаты точки B. Значит график исходной параболы в новой системе координат получен умножением на всех ординат точек графика функции
. Откуда получаем, что
. Значит исходная парабола может быть представлена в виде следующего выражения в новой системе координат:
.
Осталось перейти в исходную систему координат. Поскольку новая система координат получена путём параллельного переноса исходной системы координат на 4 единичных отрезка вправо и 2 единичных отрезка вверх, то в исходной системе координат наша парабола может быть представлена в виде следующего выражения:
Как видите, данный способ требует минимум вычислений и фактически является полуустным. Запомните этот способ, он может пригодиться вам при решений задач из ЕГЭ, ОГЭ или вступительных экзаменов в вузы и школы с углубленным изучением математики.
Квадратичная функция. Построение параболы
Функция — это зависимость «y» от «x», при которой «x» является переменной или аргументом функции, а «y» — зависимой переменной или значением функции.
Задать функцию означает определить правило, в соответствии с которым каждому значению аргумента соответствует единственное значение функции. Вот какими способами ее можно задать:
- Табличный способ. Помогает быстро определить конкретные значения без дополнительных измерений или вычислений.
- Графический способ: наглядно.
- Аналитический способ, через формулы. Компактно и можно посчитать функцию при произвольном значении аргумента из области определения.
- Словесный способ.
График функции — это объединение всех точек координатной плоскости, когда вместо «x» можно подставить в функцию произвольные значения и найти координаты этих точек.
Еще быстрее разобраться в теме и научиться строить график квадратичной функции можно на курсах по математике в онлайн-школе Skysmart.
Построение квадратичной функции
Квадратичная функция задается формулой y = ax 2 + bx + c, где x и y — переменные, a, b, c — заданные числа, обязательное условие — a ≠ 0.
График квадратичной функции — парабола, которая имеет следующий вид для y = x 2 в частном случае при b = 0, c = 0:
Точки, обозначенные фиолетовыми кружками, называют базовыми точками. Чтобы найти их координаты для функции y = x 2 , нужно составить таблицу:
x
y
Если в уравнении квадратичной функции старший коэффициент равен единице, то график имеет ту же форму, как y = x 2 при любых значениях остальных коэффициентов. При увеличении старшего коэффициента график сужается, при уменьшении — расширяется.
График функции y = –x 2 выглядит, как перевернутая парабола:
Зафиксируем координаты базовых точек в таблице:
x
y
Посмотрев на оба графика можно заметить их симметричность относительно оси ОХ. Отметим важные выводы:
- Если старший коэффициент больше нуля (a > 0), то ветви параболы напрaвлены вверх.
- Если старший коэффициент меньше нуля (a < 0), то ветви параболы напрaвлены вниз.
Как строить график квадратичной функции — учитывать значения х, в которых функция равна нулю. Иначе это можно назвать нулями функции. На графике нули функции f(x) — это точки пересечения у = f(x) с осью ОХ.
Так как ордината (у) любой точки на оси ОХ равна нулю, поэтому для поиска координат точек пересечения графика функции у = f(x) с осью ОХ, нужно решить уравнение f(x) = 0.
Для наглядности возьмем функцию y = ax 2 + bx + c. Чтобы найти точки пересечения с осью Ox, нужно решить квадратное уравнение ax 2 + bx + c = 0. В процессе найдем дискриминант D = b 2 — 4ac, который даст нам информацию о количестве корней квадратного уравнения.
Рассмотрим три случая:
- Если D < 0, то уравнение не имеет решений и парабола не имеет точек пересечения с осью ОХ. Если a > 0,то график выглядит так:
- Если D = 0, то уравнение имеет одно решение, а парабола пересекает ось ОХ в одной точке. Если a > 0, то график имеет такой вид:
- Если D > 0, то уравнение имеет два решения, а парабола пересекает ось ОХ в двух точках, которые можно найти следующим образом:
Если a > 0, то график выглядит как-то так:
Теперь понятно, что, зная направление ветвей параболы и знак дискриминанта, мы можем схематично представить график конкретной функции.
Координаты вершины параболы также являются важным параметром графика квадратичной функции и находятся следующим способом:
Ось симметрии параболы — прямая, которая проходит через вершину параболы параллельно оси OY.
Чтобы построить график, нам нужна точка пересечения параболы с осью OY. Так как абсцисса каждой точки оси OY равна нулю, чтобы найти точку пересечения параболы y = ax 2 + bx + c с осью OY, нужно в уравнение вместо х подставить ноль: y(0) = c. То есть координаты этой точки будут соответствовать: (0; c).
На изображении отмечены основные параметры графика квадратичной функции:
Алгоритм построения параболы
Рассмотрим несколько способов построения квадратичной параболы. Наиболее удобный способ можно выбрать в соответствии с тем, как задана квадратичная функция.
Уравнение квадратичной функции имеет вид y = ax 2 + bx + c.
Разберем общий алгоритм на примере y = 2x 2 + 3x — 5.
Как строим:
- Определим направление ветвей параболы. Так как а = 2 > 0, ветви параболы направлены вверх.
- Найдем дискриминант квадратного трехчлена 2x 2 + 3x — 5.
D = b 2 — 4ac = 9 — 4 * 2 * (-5) = 49 > 0
В данном случае дискриминант больше нуля, поэтому парабола имеет две точки пересечения с осью ОХ. Чтобы найти их координаты, решим уравнение:
- Координаты вершины параболы:
Точка пересечения с осью OY находится: (0; -5) относительно оси симметрии.
Нанесем эти точки на координатную плоскость и построим график параболы:
Уравнение квадратичной функции имеет вид y = a * (x — x₀) 2 + y₀
Зная координаты вершины параболы и старший коэффициент, можно записать уравнение квадратичной функции в виде у = a(x − x0) + y0, где x0, y0 — координаты вершины параболы.
Координаты его вершины: (x₀; y₀). В уравнении квадратичной функции y = 2x 2 + 3x — 5 при а = 1, то второй коэффициент является четным числом.
Рассмотрим пример: y = 2 * (x — 1) 2 + 4.
Как строим:
- Воспользуемся линейным преобразованием графиков функций. Для этого понадобится:
- построить график функции y = x 2 ,
- умножить ординаты всех точек графика на 2,
- сдвинуть его вдоль оси ОХ на 1 единицу вправо,
- сдвинуть его вдоль оси OY на 4 единицы вверх.
Построить график параболы для каждого случая.
Уравнение квадратичной функции имеет вид y = (x + a) × (x + b)
Рассмотрим следующий пример: y = (x − 2) × (x + 1).
Как строим:
Данный вид функции позволяет быстро найти нули функции:
(x − 2) × (x + 1) = 0, отсюда х₁ = 2, х₂ = −1.
Определим координаты вершины параболы:
Найти точку пересечения с осью OY:
с = ab = (−2) × (1) = −2 и ей симметричная относительно оси симметрии параболы.
Отметим эти точки на координатной плоскости и соединим плавной прямой линией.
Как построить параболу
Соавтор(ы): Jake Adams. Джейк Адамс — репетитор и владелец онлайн-сервиса Simplifi EDU с офисом в Санта-Монике, Калифорния, который предлагает образовательные ресурсы и услуги репетиторов по предметам от уровня детского сада до колледжа, помощь в подготовке к тестам SAT и ACT и консультирование по вопросам поступления в колледж. Имеет более 14 лет опыта в качестве профессионального репетитора, нацелен на предоставление клиентам репетиторских услуг высочайшего качества и доступа к сети, объединяющей выскоквалифицированных репетиторов с высшим образованием из лучших колледжей страны. Получил диплом бакалавра по международному бизнесу и маркетингу в Университете Пеппердайна.
Количество источников, использованных в этой статье: 7. Вы найдете их список внизу страницы.