Геометрия. 7–9 классы · Атанасян, Бутузов и др.

Задание 1377

Задачи повышенной трудности

Задача 1

Условие (кратко)

(Повышенной трудности.) Даны A(x₁; y₁) и B(x₂; y₂). Докажите, что точка C(x; y), делящая отрезок AB в отношении AC : CB = λ, имеет координаты x = (x₁ + λx₂)/(1 + λ), y = (y₁ + λy₂)/(1 + λ).

Решение

Дано: \(A(x_1; y_1)\), \(B(x_2; y_2)\), точка \(C(x; y)\) на отрезке \(AB\), \(\dfrac{AC}{CB} = \lambda\). Доказать: \(x = \dfrac{x_1 + \lambda x_2}{1 + \lambda}\), \(y = \dfrac{y_1 + \lambda y_2}{1 + \lambda}\).

  1. Точка \(C\) лежит на отрезке \(AB\), поэтому векторы \(\overrightarrow{AC}\) и \(\overrightarrow{CB}\) сонаправлены, а их длины относятся как \(\lambda\). Значит, \(\overrightarrow{AC} = \lambda\overrightarrow{CB}\).

  2. Координаты вектора равны разностям координат конца и начала: \(\overrightarrow{AC}\{x - x_1; y - y_1\}\), \(\overrightarrow{CB}\{x_2 - x; y_2 - y\}\). У равных векторов равны координаты, а при умножении вектора на число его координаты умножаются на это число:

    \[x - x_1 = \lambda(x_2 - x),\qquad y - y_1 = \lambda(y_2 - y).\]

  3. Из первого равенства \(x + \lambda x = x_1 + \lambda x_2\), то есть \(x(1 + \lambda) = x_1 + \lambda x_2\). Так как \(\lambda \ge 0\), \(1 + \lambda \ne 0\), и

    \[x = \frac{x_1 + \lambda x_2}{1 + \lambda}.\]
    Точно так же из второго равенства \(y = \dfrac{y_1 + \lambda y_2}{1 + \lambda}\).

При \(\lambda = 1\) получаются формулы координат середины отрезка.

Ответ
Утверждение доказано: из AC = λ·CB (векторы) следует x − x₁ = λ(x₂ − x) и y − y₁ = λ(y₂ − y), откуда и получаются формулы
Почему так

Точка C делит отрезок в отношении λ, значит, вектор AC равен λ·CB, а равенство векторов записывается покоординатно.

Подробнее — в теме «Простейшие задачи в координатах».

Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Геометрия. 7–9 классы» (Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутузов, С. Б. Кадомцев, Э. Г. Позняк, И. И. Юдина; Просвещение, 2023, 2024).

Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.