3.5: Пошук лінійних рівнянь
Цілі навчання
- Дано графік, визначають ухил іy -перехоплення.
- Знайдіть рівняння прямої за допомогою нахилу іy -перехоплення.
- Знайдіть рівняння прямої, використовуючи точку-нахил форми.
Пошук рівнянь за допомогою форми перехоплення нахилу
Враховуючи алгебраїчне рівняння прямої, ми можемо скласти графік його кількома способами. У цьому розділі нам буде дано геометричний опис прямої та запропоновано знайти алгебраїчне рівняння. Знаходження рівняння прямої може бути здійснено кількома способами, перший з яких використовує форму нахилу-перехоплення,y=mx+b. Якщо ми знаємо нахилm, іy -перехоплення(0,b), ми можемо побудувати рівняння.
Приклад3.5.1
Знайдіть рівняння прямої з нахиломm=−58 іy -перехопленням(0,1).
Рішення:
Данийy -перехоплення має на увазі, щоb=1. Підставляємо нахилm іy -значенняy -перехопленняb в рівнянняy=mx+b.
y=mx+b↓↓y=−58x+1
Відповідь:
y=−58x+1
Знайти лінійне рівняння дуже просто, якщо задані нахил іy -перехоплення. Це, звичайно, не завжди так; однак приклад демонструє, що алгебраїчне рівняння прямої залежить від цих двох частин інформації. Якщо графік заданий, то ми часто можемо прочитати його, щоб визначитиy -перехоплення і нахил.
Приклад3.5.2
Знайдіть рівняння прямої, заданої графіком:
Малюнок3.5.1
Рішення:
Читаючи графік, ми можемо побачити, щоy -перехоплення є(0,4), і, таким чином
b=4
Крім того, з точок(0,4) до(4,2), ми можемо побачити, що підйом - це−2 одиниці, а біг -4 одиниці.
m=riserun=−24=−12
Теперb підставляємоm і в ухил-перехоплення форму:
y=mx+by=−12x+4
Відповідь:
y=−12x+4
Частоy -перехоплення і нахил не будуть дані або не легко помітні з графіка. З цієї причини ми розробимо деякі алгебраїчні методи, які дозволяють обчислити ці величини.
Приклад3.5.3
Знайти рівняння прямої з нахилом,m=−23 що проходить через(−6,3).
Рішення:
Почніть з підстановки заданого нахилу на форму ухил-перехоплення.
y=mx+by=−23x+b
(−6,3)Щоб впорядкована пара була розв'язком, вона повинна вирішити рівняння. Тому ми можемо використовувати його для пошукуb. Підставте відповідніx - іy -значення наступним чином:
y=−23x+b↓↓(3)=−23(−6)+b
Після підстановки відповідних значень вирішуйте для єдиної змінної, що залишилася,b.
3=−23(−6)+b3=−2(−2)+b3=4+b−1=b
Після того, як миb це зробимо, ми можемо завершити рівняння:
y=mx+by=−23x−1
В якості перевірки переконайтеся, що(−6,3) вирішує це лінійне рівняння наступним чином:
Відповідь:
y=−23x−1
Приклад3.5.4
Знайдіть рівняння прямої, заданої графіком:
Малюнок3.5.2
Рішення:
Використовуйте графік для визначення ухилу. З точок(−5,2) до(−1,0), ми бачимо, що підйом між точками є−2 одиницями, а біг -4 одиниці. Тому розраховуємо ухил наступним чином:
m=riserun=−24=−12
Підставляємо схил у форму ухил-перехоплення.
y=mx+by=−12x+b
Тепер підставляємо координати однієї з заданих точок, щоб знайти b. Неважливо, яку з них ви виберете. Тут вибираємо(−1,0):
y=−12x+b0=−12(−1)+b0=12+b−12=b
Далі складіть все це воєдино.
y=mx+by=−12x−12
Відповідь:
y=−12x−12
В якості вправи підставляємо координати точки,(−5,2) щоб побачити, щоb вийде однаковим значенням. Фактично, ви можете замінити будь-яке впорядковане парне рішення рядка, щоб знайтиb. Далі окреслимо алгебраїчний метод знаходження рівняння невертикальної лінії, що проходить через дві задані точки.
Приклад3.5.5
Знайти рівняння прямої, що проходить через(−4,−2) і(1,3).
Рішення:
При знаходженні лінійного рівняння за допомогою форми нахилу-перехопленняy=mx+b, мета полягає в тому, щоб знайтиm і потімb.
Крок 1: Знайдіть нахилm. В даному випадку, з огляду на два пункти, скористайтеся формулою нахилу.
m=y2−y1x2−x1=3−(−2)1−(−4)=3+21+4=55=1
m=1Підставляємо в ухил-перехоплення форму.
y=mx+by=1x+b
Крок 2: Знайдітьb. Для цього підставляємо координати будь-якого впорядкованого парного рішення. Використання(1,3):
y=1x+b3=1(1)+b3=1+b2=b
Крок 3: Закінчіть будувати рівняння, підставивши значення дляb. В даному випадку використовуємоb=2.
y=1x+by=1x+2
Відповідь:
y=x+2
Ці три кроки окреслюють процес знаходження рівняння будь-якої невертикальної лінії у формі ухил-перехоплення. Це повністю алгебраїчний метод, але завжди майте на увазі геометрію, що стоїть за технікою.
Малюнок3.5.3
Зверніть увагу, що лінія маєy -перехоплення в(0,2), з нахиломm=1.
Приклад3.5.6
Знайти рівняння прямої, що проходить через(−1,3) і(5,1).
Рішення:
Спочатку знайдітьm, ухил. З огляду на два пункти, використовуйте формулу нахилу наступним чином:
m=y2−y1x2−x1=1−(3)5−(−1)=1−35+1=−26=−13
m=−13Підставляємо в ухил-перехоплення форму.
y=mx+by=−13x+b
Далі знайдітьb. Підставляємо координати точки(−1,3).
y=−13x+b3=−13(−1)+b3=13+b3−13=b3⋅31⋅3−13=b83=b
Нарешті,b=83 підставляємо в рівняння.
y=−13x+by=−13x+83
Відповідь:
y=−13x+83
Вправа3.5.1
Знайти рівняння прямої, що проходить через(−3,4) і(6,−2).
- Відповідь
-
y=−23x+2
Пошук рівнянь за допомогою точки та нахилу
Враховуючи будь-яку точку на прямій і її нахил, ми можемо знайти рівняння цієї лінії. Почніть з застосування формули нахилу із заданою точкою(x1,y1) та змінною точкою(x,y).
m=y−y1x−x1m1=y−y1x−x1Crossmultiply.m(x−x1)=y−y1Applythesymmetricproperty.y−y1=m(x−x1)
Рівнянняy−y1=m(x−x1) називається точково-нахилом форми прямої. Будь-яке невертикальне лінійне рівняння може бути записано в такому вигляді. Це корисно для знаходження рівняння прямої з заданим нахилом і будь-якого впорядкованого парного розв'язку.
Приклад3.5.7
Знайти рівняння прямої з нахилом,m=12 що проходить через(4,−1).
Рішення:
Використовують точково-похилу форму, деm=12 і(x1,y1)=(4,−1).
На цьому етапі ми повинні вибрати, щоб представити рівняння нашої лінії або у стандартній формі, або формі перехоплення нахилу.
Standardform_Slope−interceptform_y+1=12x−2y+1=12x=2y+1−1=12x−2−1y+1−1=12x−2−1y−12x=12x−3−12xy=12x−3−12x+y=−3
У цьому підручнику ми представимо наші рядки в ухилі-перехоплення формі. Це полегшує майбутню графіку.
Відповідь:
y=12x−3
Приклад3.5.8
Знайдіть рівняння прямої, що проходить(−5,3) з нахиломm=−25.
Рішення:
m=−25Підставляємо(−5,3) і в точково-схильну форму.
y−y1=m(x−x1)y−(3)=−25(x−(−5))Solvefory.y−3=−25(x+5)Distribute−25.y−3=−25x−2y−3+3=−25x−2+3y=−25x+1
Відповідь:
y=−25x+1
Завжди важливо розуміти, що відбувається геометрично. Порівняйте відповідь для останнього прикладу з відповідним графіком нижче.
Малюнок3.5.4
Геометричне розуміння важливо, тому що вам часто будуть дані графіки, з яких вам потрібно буде визначити точку на лінії і нахил.
Приклад3.5.9
Знайдіть рівняння заданого графіка:
Малюнок3.5.5
Рішення:
Між точками(1,1) до(3,0), ми можемо бачити, що підйом є−1 одиницею, а біг -2 одиниці. Ухил лінії дорівнюєm=riserun=−12=−12. Скористайтеся цим і точкою(3,0), щоб знайти рівняння наступним чином:
y−y1=m(x−x1)y−0=−12(x−3)y=−12x+32
Відповідь:
y=−12x+32
Приклад3.5.10
Знайти рівняння прямої, що проходить через(−1,1) і(7,−1).
Рішення:
Почніть з розрахунку ухилу за формулою ухилу.
m=y2−y1x2−x1=−1−17−(−1)=−27+1=−28=−14
Далі підставляємо в точку-нахил форми, використовуючи одну з заданих точок; неважливо, яка точка використовується. Використовуватиm=−14 і крапку(−1,1).
y−y1=m(x−x1)y−1=−14(x−(−1))y−1=−14(x+1)y−1=−14x−14y=−14x−14+1y=−14x+34
Відповідь:
y=−14x+34
Вправа3.5.2
Знайти рівняння прямої, що проходить через(4,−5) і(−4,1).
- Відповідь
-
y=−34x−2
Ключові винос
- З огляду на графік прямої, визначити рівняння можна двома способами, використовуючи форму ухил-перехопленняy=mx+b, або точка-нахил форми,y−y1=m(x−x1).
- Нахил і одна точка на лінії - це все, що потрібно для написання рівняння прямої.
- Всі невертикальні лінії повністю визначаються їхy -перехопленням і нахилом.
- Якщо нахил іy -перехоплення можна визначити, то для написання рівняння найкраще використовувати форму ухил-перехоплення.
- Якщо нахил і точку на лінії можна визначити, то для написання рівняння найкраще використовувати точково-ухил форму.
Вправа3.5.3 Slope-Intercept Form
Визначте ухил іy -перехоплення.
- 5x−3y=18
- −6x+2y=12
- x−y=5
- −x+y=0
- 4x−5y=15
- −7x+2y=3
- y=3
- y=−34
- 15x−13y=−1
- 516x+38y=9
- −23x+52y=54
- 12x−34y=−12
- Відповідь
-
1. m=53;(0,−6)
3. m=1;(0,−5)
5. m=45;(0,−3)
7. m=0;(0,3)
9. m=35;(0,3)
11. m=415;(0,12)
Вправа3.5.4 Finding Equations in Slope-Intercept Form
З огляду на нахил іy -перехоплення, визначають рівняння прямої.
- m=12;(0,5)
- m=4;(0,−1)
- m=−23;(0,−4)
- m=−3;(0,9)
- m=0;(0,−1)
- m=5;(0,0)
- Відповідь
-
1. y=12x+5
3. y=−23x−4
5. y=−1
Вправа3.5.5 Finding Equations in Slope-Intercept Form
За заданим графіком знайдіть рівняння у вигляді ухил-перехоплення.
1.
Малюнок3.5.6
2.
Малюнок3.5.7
3.
Малюнок3.5.8
4.
Малюнок3.5.9
5.
Малюнок3.5.10
6.
Малюнок3.5.11
- Відповідь
-
1. y=−x+3
3. y=−1
5. y=12x
Вправа3.5.6 Finding Equations in Slope-Intercept Form
Знайдіть рівняння, враховуючи нахил і точку.
- m=23;(−9,2)
- m=−15;(5,−5)
- m=0;(−4,3)
- m=3;(−2,1)
- m=−5;(−2,8)
- m=−4;(12,−32)
- m=−12;(3,2)
- m=34;(13,54)
- m=0;(3,0)
- mневизначені;(3,0)
- Відповідь
-
1. y=23x+8
3. y=3
5. y=−5x−2
7. y=−12x+72
9. y=0
Вправа3.5.7 Finding Equations in Slope-Intercept Form
З огляду на дві точки, знайдіть рівняння прямої.
- (−6,6),(2,2)
- (−10,−3),(5,0)
- (0,12),(12,−1)
- (13,13),(23,1)
- (3,−4),(−6,−7)
- (−5,2),(3,2)
- (−6,4),(−6,−3)
- (−4,−4),(−1,−1)
- (3,−3),(−5,5)
- (0,8),(−4,0)
- Відповідь
-
1. y=−12x+3
3. y=−3x+12
5. y=13x−5
7. x=−6
9. y=−x
Вправа3.5.8 Equations Using Point-Slope Form
Знайдіть рівняння, враховуючи нахил і точку.
- m=12;(4,3)
- m=−13;(9,−2)
- m=6;(1,−5)
- m=−10;(1,−20)
- m=−3;(2,3)
- m=23;(−3,−5)
- m=−34;(−8,3)
- m=5;(15,−3)
- m=−3;(−19,2)
- m=0;(4,−6)
- m=0;(−5,10)
- m=58;(4,3)
- m=−35;(−2,−1)
- m=14;(12,−2)
- m=1;(0,0)
- m=−34;(0,0)
- Відповідь
-
1. y=12x+1
3. y=6x−11
5. y=−3x+9
7. y=−34x−3
9. y=−3x+53
11. y=10
13. y=−35x−115
15. y=x
Вправа3.5.9 Equations Using Point-Slope Form
З огляду на графік, скористайтеся формулою точка-нахил, щоб знайти рівняння.
1.
Малюнок3.5.12
2.
Малюнок3.5.13
3.
Малюнок3.5.14
4.
Малюнок3.5.15
5.
Малюнок3.5.16
6.
Малюнок3.5.17
- Відповідь
-
1. y=−2x+5
3. y=23x+173
5. y=−35x−25
Вправа3.5.10 Equations Using Point-Slope Form
Використовуйте формулу точка-нахил, щоб знайти рівняння прямої, що проходить через дві точки.
- (−4,0),(0,5)
- (−1,2),(0,3)
- (−3,−2),(3,2)
- (3,−1),(2,−3)
- (−2,4),(2,−4)
- (−5,−2),(5,2)
- (−3,−1),(3,3)
- (1,5),(0,5)
- (1,2),(2,4)
- (6,3),(2,−3)
- (10,−3),(5,−4)
- (−3,3),(−1,12)
- (45,−13),(−15,23)
- (53,13),(−103,−53)
- (3,−14),(4,−12)
- (0,0),(−5,1)
- (2,−4),(0,0)
- (3,5),(3,−2)
- (−4,7),(−1,7)
- (−8,0),(6,0)
- Відповідь
-
1. y=54x+5
3. y=23x
5. y=−2x
7. y=23x+1
9. y=2x
11. y=15x−5
13. y=−x+715
15. y=−14x+12
17. y=−2x
19. y=7
Вправа3.5.11 Applications
- Джо відстежує свої рахунки за стільниковий телефон протягом останніх двох місяців. Рахунок за перший місяць становив $38.00 за100 хвилини використання. Рахунок за другий місяць становив $45.50 за150 хвилини використання. Знайдіть лінійне рівняння, яке дає загальний щомісячний рахунок на основі протоколів використання.
- Компанія в перший рік свого бізнесу випустила150 навчальні посібники загальною вартістю $2,350. У наступному році компанія випустила50 більше посібників вартістю $1,450. Використовуйте цю інформацію, щоб знайти лінійне рівняння, яке дає загальну вартість виготовлення навчальних посібників з кількості випущених посібників.
- Фермер кукурудзи в Каліфорнії зміг виробляти154 бушелі кукурудзи на акр через 2 роки після початку своєї експлуатації. В даний час, після 7 років експлуатації, він збільшив свою врожайність до164 бушелів на акр. Використовуйте цю інформацію, щоб написати лінійне рівняння, яке дає загальну врожайність на акр на основі кількості років експлуатації, і використовувати його для прогнозування врожайності на наступний рік.
- Вебмайстер помітив, що кількість зареєстрованих користувачів неухильно зростає з початку рекламної кампанії. Перш ніж почати рекламувати, у нього були1,200 зареєстровані користувачі, а через 3 місяці реклами у нього тепер1,590 зареєстровані користувачі. Використовуйте ці дані для написання лінійного рівняння, яке дає загальну кількість зареєстрованих користувачів, враховуючи кількість місяців після початку реклами. Використовуйте рівняння для прогнозування кількості користувачів 7 місяців в рекламній кампанії.
- Автомобіль придбав нову вартість $22,000 і був проданий через 10 років за $7,000. Напишіть лінійне рівняння, яке дає значення автомобіля з точки зору його віку в роках.
- Антикварний годинник був придбаний в 1985 році за $1,500 і проданий на аукціоні в 1997 році за $5,700. Визначте лінійне рівняння, яке моделює значення годинника в розрізі років з 1985 року.
- Відповідь
-
1. вартість=0.15x+23
3. врожайність=2x+150;166 бушелі
5. значення=−1,500x+22,000
Вправа3.5.12 Discussion Board Topics
- Обговоріть достоїнства і недоліки точково-похилої форми іy -перехоплення форми.
- Досліджуйте та обговоріть лінійну амортизацію. У лінійній моделі амортизації що представляють ухил іy -перехоплення?
- Відповідь
-
1. Відповіді можуть відрізнятися