- Vektorok bevezetése
- Vektoriális szorzat, sík egyenlete, egyenes egyenletrendszere
- Szögfüggvények, trigonometrikus azonosságok
- Algebra, betűs kifejezések használata
- Abszolútértékes egyenletek és egyenlőtlenségek
- Hatványozás, hatványazonosságok, normálalak
- Gyökös azonosságok és gyökös egyenletek
- Logaritmus, logaritmusos egyenletek, egyenlőtlenségek
- Exponenciális egyenletek és egyenlőtlenségek
- Komplex számok
- Halmazok
- Függvények
- Elsőfokú függvények
- Függvények ábrázolása
- Összetett függvény és inverz függvény
- Egyenletrendszerek
- Egyenlőtlenségek
- Elsőfokú egyenletek
- Gyökvonás, gyökös azonosságok, gyöktelenítés
- Másodfokú egyenletek
- Nevezetes azonosságok, binomiális tétel
- Parabola
- Polinomok
Vektoriális szorzat, sík egyenlete, egyenes egyenletrendszere
Egyenes normálvektora
A normálvektor az egyenesre merőleges nem nullvektor.
Egyenes irányvektora
Az irányvektor az egyenessel párhuzamos nem nullvektor.
Az egyenes egyenlete
Az $\underline{n}(A,B)$ normálvektorú és a $P(x_0,y_0)$ ponton átmenő $e$ egyenes egyenlete:
\( e: A(x-x_0)+B(y-y_0)=0 \)
Egyenes egyenlete
A $P(x_0, y_0)$ ponton átmenő és $\underline{n} = \begin{bmatrix} A \\ B \end{bmatrix}$ normálvektorú egyenes egyenlete:
\( A \left( x-x_0 \right) + B \left( y-y_0 \right) = 0 \)
Sík egyenlete
A $P(x_0, y_0, z_0)$ ponton átmenő és $\underline{n} = \begin{bmatrix} A \\ B \\ C \end{bmatrix}$ normálvektorú sík egyenlete:
\( A\left( x-x_0 \right) + B \left(y-y_0 \right) + C \left( z-z_0 \right) = 0 \)
Két pont közti vektor
Van a síkban két pont: $P(x_1, y_1)$ és $Q(x_2, y_2)$.
Ekkor a két pont közti vektor:
\( \vec{PQ} = \begin{bmatrix} x_2 - x_1 \\ y_2 - y_1 \end{bmatrix} \)
Ha a térben veszünk két pontot: $P(x_1, y_1, z_1)$ és $Q(x_2, y_2, z_2)$.
Akkor a két pont közti vektor:
\( \vec{PQ} = \begin{bmatrix} x_2 - x_1 \\ y_2 - y_1 \\ z_2 - z_1 \end{bmatrix} \)
Két pont távolsága a koordinátarendszerben
Van itt két pont a síkban: $P(x_1,y_1)$ és $Q(x_2, y_2)$.
Ekkor a két pont közti távolság:
\( d = \sqrt{ (x_1-x_2)^2 + (y_1-y_2)^2} \)
Ha a térben veszünk két pontot: $P(x_1,y_1, z_1)$ és $Q(x_2, y_2, z_2)$.
Akkor a két pont közti távolság a térben:
\( d = \sqrt{ (x_1-x_2)^2 + (y_1-y_2)^2 + (z_1 -z_2)^2 } \)
Egyenes egyenlete síkban
A $P(x_0,y_0)$ ponton átmenő és $\underline{n} = \begin{pmatrix} A \\ B \end{pmatrix}$ normálvektorú egyenes egyenlete:
\( A\cdot (x-x_0)+B\cdot (y-y_0)=0 \)
Sík egyenlete
A $P(x_0, y_0, z_0)$ ponton átmenő és $\underline{n} = \begin{pmatrix} A \\ B \\ C \end{pmatrix} $ normálvektorú sík egyenlete:
\( A\cdot (x-x_0) + B \cdot (y-y_0) + C \cdot (z-z_0) = 0 \)
Két vektor vektoriális szorzata
Van itt két vektor: $\underline{a} = \begin{bmatrix} a_1 \\ a_2 \\ a_3 \end{bmatrix}$ és $\underline{b} = \begin{bmatrix} b_1 \\ b_2 \\ b_3 \end{bmatrix}$
A két vektor vektoriális szorzata:
\( \underline{a} \times\underline{b} = \det{ \begin{bmatrix} \underline{e}_1 & \underline{e}_2 & \underline{e}_3 \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{bmatrix}} \)
Vektoriális szorzat
Az $\underline{a}$ és $\underline{b}$ vektorok vektoriális szorzata az $\underline{a} \times \underline{b}$ vektor, ami merőleges az $\underline{a}$ és $\underline{b}$ vektorok által kifeszített síkra, és
\( \underline{a} = \begin{pmatrix} a_1 \\ a_2 \\ a_3 \end{pmatrix} \quad \underline{b} = \begin{pmatrix} b_1 \\ b_2 \\ b_3 \end{pmatrix} \quad \underline{a} \times \underline{b} = \det{ \begin{pmatrix} \underline{e}_1 & \underline{e}_2 & \underline{e}_3 \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{pmatrix}} \)
Végezzük el az alábbi feladatokat:
a) Írjuk fel az egyenes egyenletét ezekből az adatokból: $P(3,4), \; \underline{n}=(6,7)$
b) Írjuk fel annak az egyenesnek az egyenletét, ami áthalad a $P(3,4)$ és $Q(7,9)$ pontokon.
c) Határozzuk meg ezeknek az egyeneseknek a metszéspontját:
\( e_1: 3x+4y=10 \)
\( e_2: 6x+y=13 \)
Írjuk fel annak az egyenesnek az egyenletét, ami átmegy az $A(1,2)$ és $B(6,5)$ pontokon.
a) Van két egyenes: $y=\frac{2}{3}x+1$ és $x+2y=6$. Számoljuk ki az egyenes $P$ metszéspontját.
b) Van két egyenes: $y=2x+4$ és $y=2x-2$. Számoljuk ki az egyenes $P$ metszéspontját.
c) Írjuk föl annak az egyenesnek az egyenletét, amelyik párhuzamos az $y=4x+5$ egyenletű egyenessel, és átmegy a $P(3,1)$ ponton.
a) Írjuk föl a $P(7,8,9)$ ponton átmenő és $\underline{v}=\begin{pmatrix} 3 \\ 2 \\ 0 \end{pmatrix}$ irányvektorú egyenes egyenletét.
b) Írjuk föl a $P(3,5)$ ponton átmenő és a $4x+y=6$ egyenletű egyenesre merőleges egyenes síkbeli egyenletét.
c) Írjuk föl a $P(3,5,7)$ ponton átmenő és az $ \frac{x-1}{4}=\frac{y-2}{6}=\frac{z-1}{9}$ egyenletrendszerű egyenesre merőleges sík térbeli egyenletét.
d) Írjuk föl a $P(1,1)$ és $Q(3,5)$ ponton átmenő egyenes síkbeli egyenletét.
e) Írjuk föl a $P(1,4,1)$ a $Q(3,5,7)$ és az $R(6,5,2)$ pontokon átmenő sík térbeli egyenletét.
Számítsuk ki az alábbi vektorok vektoriális szorzatát.
a) \( \underline{a}=\begin{pmatrix} 2 \\ 4 \\ 1 \end{pmatrix} \quad \underline{b}=\begin{pmatrix} 5 \\ 3 \\ 2 \end{pmatrix} \qquad \underline{a} \times\underline{b}=\; ? \)
b) Írjuk föl a $P(1,1)$ és $Q(3,5)$ ponton átmenő egyenes síkbeli egyenletét.
c) Írjuk föl a $P(1,4,1)$ a $Q(3,5,7)$ és az $R(6,5,2)$ pontokon átmenő sík térbeli egyenletét.
a) Adjuk meg ezeknek az egyeneseknek a metszéspontját.
\( e_1: \frac{x-7}{4} = \frac{y-9}{5} = \frac{z-4}{3} \)
\( e_2: \frac{x-1}{2} = \frac{y+1}{5} = \frac{z+2}{3} \)
b) Adjuk meg a $7x-4y+2z=7$ és a $16-7y+z=21$ egyenletű síkok metszésvonalának egyenletrendszerét.
A $2x+y-3z=2$ egyenletű $S_1$ és az $x+7y+3z=21$ egyenletű $S_2$ síkokról döntsük el, hogy
a) rajta van-e a $P(5; 1; 3)$ pont az $S_1$ és az $S_2$ metszésvonalán,
b) merőleges-e egymásra $S_1$ és $S_2$?
Átmegy-e az origón az $S$ sík, amely tartalmazza a $P(2;-1;4)$ pontot és az $\frac{x-1}{4}=\frac{1-y}{5}=\frac{z-3}{6}$ egyenletrendszerű $e$ egyenest?
Tartalmazza-e az $R(1;3;4)$ pontot az a sík, amelyet a $P(1;7;-1)$ és a $Q(11;9;-5)$ pontokat összekötő egyenes a $P$-ben merőlegesen döf?
Az $e$ egyenesről tudjuk, hogy merőlegesen döfi az $x+2y+3z=6$ egyenletű síkot az $(1;1;1)$ pontban, az $f$ egyenesről pedig, hogy átmegy az $(5;2;-1)$ ponton és a $(13;4;-5)$ ponton. Döntsük el, hogy $e$-nek és $f$-nek van-e közös pontja.
Van-e az $A(-1;-2;1)$, $B(3;1;3)$, és $C(7;6;3)$ pontokat tartalmazó síknak olyan pontja, amely az $y$-tengelyre esik? Ha igen, melyik?
Az $e$ egyenes egyenletrendszere $x=\frac{y}{3}=\frac{z}{5}$, az $f$ egyenes egyenletrendszere pedig $\frac{x}{-2}=\frac{3-y}{6}=\frac{2-z}{10}$. Döntsük el, hogy $e$ és $f$ párhuzamosak-e. Ha igen, akkor határozzuk meg annak a síknak az egyenletét, amely mindkettőt tartalmazza.
Határozzuk meg az $x-4=\frac{y+5}{4}=\frac{2-z}{3}$ egyenletrendszerű $e$ egyenes minden olyan $P$ pontját, amelyre a $P$-t a $Q(7;12;4)$ ponttal összekötő $f$ egyenes merőleges $e$-re.
A $p$ paraméter milyen értékére esnek egy síkba az $A(2;3;3)$, $B(3;4;1)$, $C(4;6;2)$, és $D(p;2;5)$ pontok?
Párhuzamos-e az $\frac{5x+3}{10}=\frac{4-y}{5}=\frac{5-2z}{2}$ egyenletrendszerű egyenes a $6x+y+7z=91$, illetve az $5x+2y=79$ egyenletű síkok metszésvonalával?
Írjuk fel annak az egyenesnek az egyenletrendszerét, amely átmegy a $P(12;1;7)$ ponton és merőlegesen metszi az $x-3=\frac{y-2}{3}=\frac{-z-1}{4}$ egyenletrendszerű egyenest.
Írjuk fel annak az egyenesnek a paraméteres egyenletrendszerét, amelyik átmegy az $AC$ szakasz felezőpontján, és merőleges az $ABC$ síkra, hogyha adott $A(1,0,7), B(2,-4,4)$ és $C(3,-2,-1)$.
Határozzuk meg az $A(1,-2,3)$ és $B(4,1,0)$ pontok által adott szakasz felezőpontján átmenő és az $\underline{a} = (-1,2,4)$ vektorral párhuzamos egyenes egyenletét. Adjuk meg az $\vec{AB}$ és $\underline{a}$ vektor szögét.
Itt ez a koordinátarendszer, és benne néhány pont.
Az A pontnak az x koordinátája 2, az y pedig 4.
A B pont koordinátái 1 és 2…
És ez pedig a C.
Mindhárom pont ugyanazzal a különleges képességgel rendelkezik…
Egy olyan kulcs birtokában vannak, amely képes kinyitni az univerzum titkos ajtóit.
Nem, ezzel mégsem rendelkeznek, viszont azt tudják, hogy az y koordinátájuk az x-nek a kétszerese.
Azért ez is valami…
Azok a pontok, amik azt tudják, hogy az y koordinátájuk az x-nek a kétszerese, egy egyenesen helyezkednek el.
Ezen az egyenesen itt.
És ez pedig az egyenes egyenlete:
Hogyha egy pont rajta van az egyenesen…
Akkor a koordinátáit az egyenes egyenletébe helyettesítve az teljesül.
Olyankor viszont, amikor a pont nincs rajta az egyenesen…
A koordinátáit az egyenes egyenletébe helyettesítve az nem teljesül.
Itt egy másik egyenes…
És két dolgot érdemes róla tudni.
Az egyik, hogy milyen meredeken megy…
Ezt meredekségnek hívjuk, és így jön ki:
A másik dolog, amit érdemes tudni, hogy hol metszi a függvény grafikonja az y tengelyt.
Ezt úgy hívjuk, hogy tengelymetszet, és a jele b.
És ez pedig az egyenes egyenlete.
Pontosabban az egyenes egyenletének a meredekséges alakja.
Próbáljuk is ki ezt a képletet erre az egyenesre itt.
Ezt hívjuk az egyenes egyenletének.
Azok az egyenesek, amelyeknek a meredeksége egyforma, egymással párhuzamosak.
Nézzük meg például, hogy mi lesz annak az egyenesnek az egyenlete, ami ezzel párhuzamos, és átmegy a P(3,2) ponton.
Hát, az biztos, hogy a meredeksége 2…
A P ponton pedig akkor megy át, hogyha a pont koordinátáit az egyenes egyenletébe helyettesítve az teljesül.
És most nézzük, hogyan tudjuk felírni annak az egyenesnek az egyenletét, ami átmegy ezeken a pontokon…
A meredekséggel kezdjük…
Itt jön az egyenes egyenlete:
Itt jön most egy másik egyenes:
Most pedig még el kell intéznünk, hogy menjen át az A ponton.
Sőt, a B ponton is át kéne mennie…
Hogyha a meredekség már megvan, a két pont közül elég az egyiket behelyettesíteni…
Az mindegy, hogy melyiket.
Feldobhatunk például egy érmét, és ha fej, akkor az A-t helyettesítjük be, ha írás, akkor a B-t.
De az izgalmak még csak most jönnek…
Ez itt egy egyenes…
És két dolgot érdemes róla tudni.
Az egyik, hogy milyen meredeken megy, ezt hívjuk meredekségnek…
A másik dolog, amit érdemes tudni, hogy hol metszi az y tengelyt.
Itt jön aztán egy másik egyenes…
Aminek az egyenlete:
Számoljuk ki az egyenesek metszéspontjának koordinátáit.
A metszéspontot hívjuk mondjuk P-nek.
Ennek a P pontnak van egy különleges tulajdonsága.
Egyszerre van rajta mindkét egyenesen.
Vagyis egyszerre kell teljesülnie mindkét egyenletnek.
Hát igen, ezt úgy hívják, hogy egyenletrendszer.
Meg is vannak a metszéspont koordinátái.
Nézzük meg ezeket az egyeneseket is…
Számoljuk ki a metszéspontjuk koordinátáit.
Az egyik egyenesünk meredeksége 2…
És a másik egyenes meredeksége is 2…
Ezek egyforma meredek egyenesek.
Vagyis egymással párhuzamosak.
És így nincs metszéspontjuk.
Ezt jó tudni, épp most spóroltuk meg egy egyenletrendszer megoldását…
Ha két egyenes egyenlete
ezek pontosan akkor párhuzamosak, ha
Írjuk föl annak az egyenesnek az egyenletét, amelyik párhuzamos az y=4x+5 egyenletű egyenessel, és átmegy a P(3,1) ponton.
Készítsünk egy rajzot…
Ehhez a feladathoz egy ilyen rajz is bőven elég…
A keresett egyenes egyenlete:
Akkor lesz párhuzamos a másik egyenessel, ha a meredekségeik egyenlők…
És akkor megy át a P ponton, ha a koordinátáit behelyettesítve az egyenletbe, az teljesül.
Most pedig nézzük, hogy két egyenes mikor lesz egymásra merőleges…
Ezzel folytatjuk…