Produsul cartezian; sistemul de axe; distanța dintre două puncte
Produsul cartezian
Fie două mulțimi și . Produsul cartezian este mulțimea tuturor perechilor ordonate în care primul element aparține lui , iar al doilea lui : De exemplu, dacă și , atunci Într-o pereche ordonată ordinea contează: . De aceea, în general . Numărul de perechi este produsul cardinalelor: dacă are elemente și are elemente, atunci are elemente.
Sistemul de axe ortogonale
Sistemul de axe ortogonale (reperul cartezian) este format din două axe numerice perpendiculare, cu originea comună . Axa orizontală se numește axa absciselor (), iar axa verticală axa ordonatelor ().
Orice punct din plan este determinat de o pereche ordonată de numere reale , numite coordonatele punctului: este abscisa (citită pe ), iar este ordonata (citită pe ). Scriem .
Axele împart planul în patru cadrane:
- Cadranul I: , ;
- Cadranul II: , ;
- Cadranul III: , ;
- Cadranul IV: , .
Un punct de forma se află pe axa , iar unul de forma se află pe axa . Originea este .
Distanța dintre două puncte
Fie punctele și . Distanța dintre ele (lungimea segmentului ) se calculează cu formula: Formula provine din teorema lui Pitagora: diferențele și sunt catetele unui triunghi dreptunghic cu ipotenuza .
Cazuri particulare utile:
- dacă și au aceeași ordonată (), segmentul este orizontal și ;
- dacă au aceeași abscisă (), segmentul este vertical și ;
- distanța de la origine la este .
Deoarece ridicăm la pătrat diferențele, ordinea scăderii nu contează: . Rezultatul este întotdeauna un număr pozitiv sau (când punctele coincid).
Formule
Produsul cartezian:
Cardinalul produsului cartezian:
Distanța dintre două puncte:
Distanța de la origine:
Exemple rezolvate
Exemplul 1
Se dau mulțimile și . Scrieți produsul cartezian și precizați câte elemente are.
Formăm toate perechile ordonate cu primul element din și al doilea din : Mulțimea are elemente, are elemente, deci are elemente.
Exemplul 2
Calculați distanța dintre punctele și .
Aplicăm formula distanței cu , , , :
Exemplul 3
Arătați că triunghiul cu vârfurile , și este dreptunghic și calculați-i perimetrul.
Calculăm laturile. și au aceeași ordonată, deci . și au aceeași abscisă, deci . Latura : Verificăm teorema lui Pitagora: , deci triunghiul este dreptunghic în . Perimetrul este .
Greșeli frecvente
- Inversarea coordonatelor: scrierea punctului $(y, x)$ în loc de $(x, y)$. Prima coordonată este întotdeauna abscisa (pe $Ox$), a doua este ordonata (pe $Oy$).
- Confuzia $A \times B = B \times A$. Perechile sunt ordonate, deci $(1,3) \ne (3,1)$; în general produsul cartezian nu este comutativ.
- Uitarea pătratului sau a radicalului în formula distanței: calcularea lui $(x_2-x_1)+(y_2-y_1)$ în loc de $\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$.
- Greșeli de semn la diferențe cu numere negative: pentru $x_1 = -2$ și $x_2 = 3$, $x_2 - x_1 = 3 - (-2) = 5$, nu $3 - 2 = 1$.
Pe scurt
- este mulțimea perechilor ordonate cu , ; are elemente și nu este comutativ.
- Un punct din plan se notează : = abscisa (pe ), = ordonata (pe ); axele împart planul în 4 cadrane.
- Distanța: ; provine din teorema lui Pitagora.
- Segment orizontal: ; segment vertical: .
- Ordinea scăderii nu contează (se ridică la pătrat), iar rezultatul este mereu .
Exersează această lecție →
Grile și probleme cu feedback imediat pe barem.