Suora ja suoran yhtälö

Kaikki suorat voidaan ilmoittaa muodossa y=kx+b, missä k on suoran kulmakerroin ja b on vakio. Edellä olevaa suoran muotoa kutsutaan ratkaistuksi muodoksi.

Kulmakerroin

Kulmakerroin kertoo kuinka jyrkästi suora nousee tai laskee. Kun kulmakerroin on positiivinen, suora on nouseva ja kulmakertoimen ollessa negatiivinen suora on laskeva. Mitä suurempi kulmakerroin on, sitä jyrkemmin suora nousee, Vastaavasti mitä pienempi kulmakerroin, sitä jyrkemmin suora laskee.

Kulmakerroin

Kun tunnetaan suoran kaksi pistettä, saadaan kulmakerroin laskettua viereisellä kaavalla.

Esimerkki 1

Määritetään alla olevan suoran kulmakerroin.

Valitaan suoralta pisteet (1,1) ja (3,5). Pisteiden y-koordinaattien ero on 4 ja x-koordinaattien ero on 2. Kulmakerroin on siis

Esimerkki 2

Kuvassa suorat f,g,h ja i

Määritetään kulmakertoimet

Valitaan suorilta kaksi pistettä

Suoran f kulmakerroin k=2 Suoran i kulmakerroin k=-1

Suora h on vaakasuora, joten y-koordinaattien erotus on 0. Kulmakerroin k=0

Suora g on pystysuora, joten x-koordinaattien erotus on 0. Tässä tapauksessa jakajaksi tulisi 0, eli kulmakerroin ei ole määritelty. Suorilla, jotka ovat y-akselin suuntaisia ei ole kulmakerrointa.

Kulmakertoimelle myös pätee

jossa α on suoran ja x-akselin välinen kulma

Kokeile

Voit muuttaa suoran suuntaa vetämämällä pisteestä A. Saat muutettua kulmakertoimen apukolmiota vetämällä pisteistä B ja C.

Suoran vakiotermi b

Suoran yhtälö toteuttaa säännön x- ja y-koordinaattien välillä. Esimerkiksi suora y=2x+2 kertoo meille, että pisteen y-koordinaatti saadaan, kun x-koordinaatti kerrotaan kahdella ja tuloon lisätään kaksi. Jos halutaan laskea mikä on suoran piste, jossa x-koordinaatti on 1, sijoitetaan x=1 suoran yhtälöön. Tässä tapauksessa saataisiin y=4, joten suoran piste on (1,4).

Edellä olevassa suoran yhtälössä vakiotermi on 2. Jos halutaan tietää mikä on suoran piste, missä x=0, tehdään sijoitus. Meille jää y=2, eli vakiotermi. Kun x=0, ollaan y-akselilla. Toisin sanoen vakiotermi kertoo meille missä pisteessä suora leikkaa y-akselin.

Esimerkki 3

Määritetään esimerkki 2 suoran yhtälöt.

Suora f leikkaa y-akselin pisteessä (0,5), joten b=5 ja suoran yhtälö on y=2x+5

Suora i leikkaa y-akselin pisteessä (0,3), joten b=3 ja suoran yhtälö y=-x+3

Suoralla h on vain vakiotermi joten suoran yhtälö on y=5

Suoralla g ei ole kulmakerrointa, eikä se leikkaa y-akselia. Suoran yhtälö on x=2

Suoran yhtälö

Suoran yhtälö voidaan määrittää kahden pisteen avulla

missä k on suoran kulmakerroin ja (xo,y0) on suoran piste.

Suoran normaalimuoto

Suoralla on myös normaalimuotoinen yhtälö. Kaikki termit siirretään yhtälön vasemmalle puolelle ja muokataan yhtälö siten että termien kertoimet ovat kokonaislukuja. Termin, jossa on x, kerroin on positiivinen ja tämä termi on yhtälössä ensimmäisenä.

Esimerkki 4

Muutetaan alla oleva suoran yhtälö normaalimuotoon

Kokeile

Voit liikutella suoraa pisteistä A ja B. Näet suoran yhtälön ratkaisussa muodossa sekä normaalimuodossa.

Suorien leikkauspisteitä

Suora leikkaa y-akselin, kun x=0 ja x-akselin, kun y=0.

Esimerkki 5

Määritetään suoran y=2x-4 ja koordinaattiakselien leikkauspisteet.

Ratkaisu

Suoran vakiotermistä nähdään suoraan, että suora leikkaa y-akselin pisteessä (0,-4)

Merkitään y=0, jolloin saadaan x-akselin leikkauspiste.

2x-4=0, josta saadaan x=2. Suora leikkaa x-akselin pisteessä (2,0)

Esimerkki 6

Määritetään suorien y=3x-6 ja y=2x-4 leikkauspiste

Ratkaisu

Leikkauspiste on molemmille suorille yhteinen piste. Suorien yhtälöistä saadaan yhtälöpari. Merkitään suorat yhtäsuuriksi.

3x-6=2x-4, yhtälön ratkaisu on x=2 ja sijoittamalla tämä toiseen suorien yhtälöistä, saadaan y=0

Suorat leikkaavat toisensa pisteessä (2,0)

Suorien kohtisuoruus

Suorat ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan, mikäli suorien kulmakertoimet ovat toistensa vastalukujen käänteislukuja. Toisin sanoen kulmakertoimien tulo on -1

Esimerkki 7

Osoitetaan, että alla olevat suorat ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan.

Muutetaan suorat ratkaistuun muotoon

Kulmakertoimet ovat -2 ja 1/2, joten

Suorat ovat siis kohtisuorassa toisiaan vastaan.

Suorat ovat yhdensuuntaiset, jos suorat ovat y-akselin suuntaiset tai niillä on yhtä suuret kulmakertoimet

Harjoituksia

1. Määritä kulmakertoimet suoralle, joka kulkee pisteen (1,2) ja

a) (5,7)

b) (-3,,6)

c) (4,2)

d) (1,-2)

kautta.

Vihje

Kulmakertoimen kaava

2. Suorat kulkevat yhteisen pisteen (-2,3) kautta. Toinen suora kulkee myös pisteen (0,4) kautta ja toinen pisteen (1,6) kautta. Kumpi suorista on jyrkempi?

Vihje

Määritä kulmakertoimet

3. Suora kulkee pisteiden (2,3) ja (-3,2) kautta. Määritä pisteen puuttuva koordinaatti siten että piste on suoralla.

a) (0,y)

b) (x,0)

c) (5,y)

Vihje

Määritä ensin kulmakerroin. Käytä sitten kulmakertoimen kaavaa.

4. Määritä kuvassa näkyvien suorien kulmakertoimet

Vihje

Valitse kaksi pistettä suoralta.

5. Määritä edellisen tehtävän suorien yhtälöt normaalimuodossa.

Vihje

Mistä näkee vakion b?

6. Määritä pisteiden (3,5) ja (-3,-2) kulkevan suoran normaalimuotoinen yhtälö.

Vihje

Määritä aluksi yhtälö ratkaistussa muodossa.

7. Suora on kohtisuorassa sitä suoraa vastaan, joka kulkee pisteiden (2,4) ja (5,5) kautta. Suora leikkaa y-akselin pisteessä (0,5). Määritä suoran normaalimuotoinen yhtälö.

Vihje

Kohtisuoruusehto.

8. Määritä suorien 2x + y + 2 = 0 ja x + y + 5 = 0 leikkauspisteet.

Vihje

Yhtälöpari

9. Tutki ovatko suorat 3x + 2y + 1 = 0 ja 2x + 3y + 2 = 0 yhdensuuntaiset.

Vihje

Yhdensuuntaisuusehto

10. Suora 6x 2y + 6 = 0 rajaa koordinaattiakselien kanssa kolmion. Määritä kolmion pinta-ala.

Vihje

Missä suora leikkaa koordinaattiakselit?

11. Suora y = 2x + b rajaa koordinaattiakselien kanssa kolmion. Kolmion pinta-ala on 24. Määritä vakio b.

Vihje

Määritä kolmion kanta ja korkeus vakion b avulla lausuttuna.

12. Osoita, että suorat x + y – 4 = 0, x – 3y + 4 = 0 ja x + 4y – 10 = 0 leikkaavat samassa pisteessä. Mikä piste on kyseessä?

Vihje

Ratkaise ensin kahden suoran leikkauspiste.

13. Määritä vakio a siten että suorat ax – 2y + 8 = 0 ja 9x + ay – 1 = 0 leikkaavat pisteessä (1,2).

Vihje

Piste toteuttaa suoran yhtälön.

Vanhoja YO-tehtäviä

Klikkaa tehtävää nähdäksesi vastauksen

1. Suora y = 3 3x rajaa positiivisten koordinaattiakseleiden kanssa kolmion. Millä kulmakertoimen k arvolla suora y = kx jakaa tämän kolmion kahteen pinta‐alaltaan yhtä suureen osaan?

Syksy 2015

k=3

2. Alla on kolmen suoran kuvaajat. Esitä niiden yhtälöt muodossa y = kx + b. Perusteluita ei tarvita.

Kevät 2015

1: y=2x

2: y=-x+1

3: y=-1/2

3. Yksinkertaistetun mallin mukaan ilman lämpötila laskee lineaarisesti korkeuden h suhteen noin 11 kilometriin saakka. Merenpinnan tasolla h = 0 keskilämpötila on +15 celsiusastetta ja 11 kilometrin korkeudella -56 celsiusastetta.

a) Kuinka monta astetta ilma jäähtyy, kun noustaan 5,0 kilometrin korkeudelta 1,0 kilometriä ylöspäin?

b) Määritä ilman lämpötilan lauseke T =T(h) korkeuden h avulla lausuttuna ja piirrä sen kuvaaja (h,T) ‐koordinaatistoon, kun 0 ≤ h ≤ 11 km.

Kevät 2015

a) 6,5 astetta

b) T(h) = -71/11h + 15

4. Liito-oravan vaakasuora siirtymä suoraviivaisessa liidossa on parhaimmillaan 3,3-kertainen korkeuden vähenemiseen verrattuna.

a) Huippukuntoinen liito-orava aikoo liitää 60 metriä leveän aukion yli. Kuinka korkealta puusta sen täytyy ponnistaa, jotta se laskeutuisi aukion toisella puolella olevaan puuhun yhden metrin korkeudelle? Anna vastaus metrin tarkkuudella.

b) Kuinka suuressa kulmassa vaakatasoon nähden a-kohdan liito-orava liitää? Anna vastaus asteen tarkkuudella.

Syksy 2014

a) 19 metriä

b) 17 astetta alaviistoon

5. Pisteitä A = (1, 4) ja B = (7, 1) katsotaan origosta. Kuinka suuressa kulmassa jana AB tällöin näkyy, ts. mikä on janan päätepisteisiin suuntautuvien tähtäysviivojen välinen kulma? Anna vastaus yhden asteen tarkkuudella.

Syksy 2010

68 astetta

Osion perustehtävät