Нахождение неизвестного коэффициента на координатной сетке — тренажёр для 9 класса

Класс: 9. Тема: Поиск коэффициента масштабирования двух векторов на координатной сетке

Содержание статьи8 разделов

Сетка с координатами: коэффициент находится по перемещениям

На клетчатой координатной плоскости сначала определяют векторы по концам стрелок: PQ = (xQ − xP; yQ − yP) и RS = (xS − xR; yS − yR). Далее ищут одно число k, для которого RS = k·PQ. Проверка по одной координате без второй приводит к ложному ответу, если стрелки неколлинеарны. Нулевую стрелку рассматривают отдельно.

Разобранный базовый пример и обратная проверка

Пусть P = (−2; 1), Q = (1; 3), R = (0; −3), S = (6; 1). Тогда PQ = (3; 2), RS = (6; 4). Коэффициент k = 2. Обратная проверка: R + 2·PQ = (0; −3) + (6; 4) = (6; 1) = S. На сетке эта стрелка вдвое длиннее в координатных шагах по каждой оси и направлена так же. Ошибка «2 раза вправо, но только один раз вверх» нарушила бы равенство векторов.

Изменённое условие: что именно поменялось?

Если при тех же P и Q заменить S на (6; 2), второй вектор становится (6; 5). Отношение x-компонентов остаётся 2, но отношение y-компонентов уже 5/2. Единого коэффициента нет. Поэтому в ответе нужно показывать две проверки или ненулевой определитель. Для нулевого PQ допустимо любое k лишь когда RS также нулевой.

Образец координатной сетки для печати

Здесь показаны точки разобранного примера: P, Q, R и S. Рисунок выполнен символами, поэтому не требует загрузки изображения. Стрелки проведите от P к Q и от R к S по клеткам.

 y\x |  -3  -2  -1   0   1   2   3   4   5   6
   4 |   ·   ·   ·   │   ·   ·   ·   ·   ·   ·
   3 |   ·   ·   ·   │   Q   ·   ·   ·   ·   ·
   2 |   ·   ·   ·   │   ·   ·   ·   ·   ·   ·
   1 |   ·   P   ·   │   ·   ·   ·   ·   ·   S
   0 |   ─   ─   ─   ┼   ─   ─   ─   ─   ─   ─
  -1 |   ·   ·   ·   │   ·   ·   ·   ·   ·   ·
  -2 |   ·   ·   ·   │   ·   ·   ·   ·   ·   ·
  -3 |   ·   ·   ·   R   ·   ·   ·   ·   ·   ·

Тренажёр: нанеси точки и проверь стрелки

Ось x направьте вправо, ось y — вверх; одна клетка соответствует единице. Все точки заданы численно, поэтому задание можно распечатать и перенести на обычную клетчатую бумагу. В таблице P и Q задают первый направленный отрезок, R и S — второй.

№ P Q R S
1 (0; 0) (2; 1) (-4; 1) (0; 3)
2 (1; 2) (4; 1) (-2; 0) (-8; 2)
3 (-3; -2) (-1; 2) (1; -1) (2; 1)
4 (2; -3) (-1; -1) (0; 1) (3; -1)
5 (-4; 0) (0; -2) (-2; -3) (0; -4)
6 (3; 3) (2; 0) (0; 0) (-2; -5)
7 (-1; 1) (1; 1) (4; -2) (-2; -2)
8 (0; -4) (0; -1) (-3; 1) (-3; -5)
9 (2; 2) (-2; 4) (-2; 0) (-4; 1)
10 (0; 0) (3; 3) (2; -1) (5; 3)
11 (1; 1) (1; 1) (-2; 3) (-2; 3)
12 (-2; 3) (-2; 3) (3; 0) (4; 0)
13 (1; 0) (5; -2) (-5; 2) (-9; 4)
14 (0; 1) (-2; 5) (3; -3) (-1; 6)
15 (-1; -1) (1; 1) (1; 1) (-3; -3)
16 (0; 2) (6; 2) (-1; -2) (2; -2)
  1. Постройте две стрелки по строке 1 на координатной сетке и вычислите коэффициент k, если RS = k·PQ.
  2. Сначала найдите координатные перемещения в строке 2; возможно ли растяжение или отражение стрелки PQ до RS одним коэффициентом?
  3. Для строки 3 определите k по обеим координатам и подтвердите результат обратной подстановкой.
  4. В строке 4 проверьте предположение об одном коэффициенте: одинаково ли масштабируются горизонтальная и вертикальная компоненты?
  5. Постройте две стрелки по строке 5 на координатной сетке и вычислите коэффициент k, если RS = k·PQ.
  6. Сначала найдите координатные перемещения в строке 6; возможно ли растяжение или отражение стрелки PQ до RS одним коэффициентом?
  7. Для строки 7 определите k по обеим координатам и подтвердите результат обратной подстановкой.
  8. В строке 8 проверьте предположение об одном коэффициенте: одинаково ли масштабируются горизонтальная и вертикальная компоненты?
  9. Постройте две стрелки по строке 9 на координатной сетке и вычислите коэффициент k, если RS = k·PQ.
  10. Сначала найдите координатные перемещения в строке 10; возможно ли растяжение или отражение стрелки PQ до RS одним коэффициентом?
  11. Для строки 11 определите k по обеим координатам и подтвердите результат обратной подстановкой.
  12. В строке 12 проверьте предположение об одном коэффициенте: одинаково ли масштабируются горизонтальная и вертикальная компоненты?
  13. Постройте две стрелки по строке 13 на координатной сетке и вычислите коэффициент k, если RS = k·PQ.
  14. Сначала найдите координатные перемещения в строке 14; возможно ли растяжение или отражение стрелки PQ до RS одним коэффициентом?
  15. Для строки 15 определите k по обеим координатам и подтвердите результат обратной подстановкой.
  16. В строке 16 проверьте предположение об одном коэффициенте: одинаково ли масштабируются горизонтальная и вертикальная компоненты?

Ключ с обратным ходом

Возврат к исходным координатам — важная часть решения: после нахождения k заново вычислите S = R + k(Q − P). Если получилась иная точка, значение k неверно независимо от сходства рисунка.

  1. PQ = (2; 1), RS = (4; 2). k = 2. Проверка: 2·(2; 1) = (4; 2); R + k·PQ = (0; 3) = S.
  2. PQ = (3; -1), RS = (-6; 2). k = -2. Проверка: -2·(3; -1) = (-6; 2); R + k·PQ = (-8; 2) = S.
  3. PQ = (2; 4), RS = (1; 2). k = 1/2. Проверка: 1/2·(2; 4) = (1; 2); R + k·PQ = (2; 1) = S.
  4. PQ = (-3; 2), RS = (3; -2). k = -1. Проверка: -1·(-3; 2) = (3; -2); R + k·PQ = (3; -1) = S.
  5. PQ = (4; -2), RS = (2; -1). k = 1/2. Проверка: 1/2·(4; -2) = (2; -1); R + k·PQ = (0; -4) = S.
  6. PQ = (-1; -3), RS = (-2; -5). det(PQ, RS) = -1 ≠ 0; векторы неколлинеарны, общего k нет. Смена одного конечного пункта уничтожила пропорциональность.
  7. PQ = (2; 0), RS = (-6; 0). k = -3. Проверка: -3·(2; 0) = (-6; 0); R + k·PQ = (-2; -2) = S.
  8. PQ = (0; 3), RS = (0; -6). k = -2. Проверка: -2·(0; 3) = (0; -6); R + k·PQ = (-3; -5) = S.
  9. PQ = (-4; 2), RS = (-2; 1). k = 1/2. Проверка: 1/2·(-4; 2) = (-2; 1); R + k·PQ = (-4; 1) = S.
  10. PQ = (3; 3), RS = (3; 4). det(PQ, RS) = 3 ≠ 0; векторы неколлинеарны, общего k нет. Смена одного конечного пункта уничтожила пропорциональность.
  11. PQ = (0; 0) и RS = (0; 0). Любое действительное k удовлетворяет RS = k·PQ; единственного значения нет.
  12. PQ = (0; 0), а RS = (1; 0) ≠ (0; 0). Никакого k нет: масштабирование нулевого вектора даёт нулевой.
  13. PQ = (4; -2), RS = (-4; 2). k = -1. Проверка: -1·(4; -2) = (-4; 2); R + k·PQ = (-9; 4) = S.
  14. PQ = (-2; 4), RS = (-4; 9). det(PQ, RS) = -2 ≠ 0; векторы неколлинеарны, общего k нет. Смена одного конечного пункта уничтожила пропорциональность.
  15. PQ = (2; 2), RS = (-4; -4). k = -2. Проверка: -2·(2; 2) = (-4; -4); R + k·PQ = (-3; -3) = S.
  16. PQ = (6; 0), RS = (3; 0). k = 1/2. Проверка: 1/2·(6; 0) = (3; 0); R + k·PQ = (2; -2) = S.

Объясните типичную ошибку

При горизонтальном перемещении PQ = (a; 0) нельзя делить на нулевую вертикальную координату. При вертикальном движении применяется другая ненулевая координата. Если обе нулевые, вопрос о единственности коэффициента заменяется проверкой нулевого или ненулевого второго вектора. Картинка служит контролем знака: отрицательный k разворачивает стрелку, положительный сохраняет её направление.

Как проверить себя

Восстановите векторы как разности конечной и начальной точки, проверьте обе координаты, затем восстановите конечную точку второго перемещения. Если коэффициент отрицателен, стрелки направлены противоположно.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым