الهندسة التحليلية: العلاقة الخطية ص = م س + جـ، تمثيلها بيانياً، وحساب ميل المستقيم وحالاته
تُعد «العلاقة الخطية بين متغيرين» من أهم النماذج الرياضية المستخدمة للتعبير عن الظواهر الواقعية والاقتصادية والفيزيائية. تأخذ العلاقة الخطية الصورة العامة: أ س + ب ص = جـ (حيث أ، ب لا يساويان صفراً معاً). وتُمثل بيانياً في المستوى الإحداثي المتعامد بـ «خط مستقيم»؛ ويكفي لتمثيلها تحديد نقطتين أو ثلاث نقاط تحقق العلاقة. ويرتبط الخط المستقيم بمفهوم رياضي حاسم هو «الميل» (Slope)، ويُعرَّف بأنه النسبة بين التغير الرأسي والتغير الأفقي: الميل (م) = (ص2 - ص1) / (س2 - س1). وتتنوع حالات الميل لأربعة أنواع: 1. ميل موجب (يصنع زاوية حادة مع الاتجاه الموجب لمحور السينات)؛ 2. ميل سالب (يصنع زاوية منفرجة)؛ 3. ميل يساوي صفراً (مستقيم أفقي يوازي محور السينات)؛ 4. ميل غير معرف (مستقيم رأسي يوازي محور الصادات).
1. التمثيل البياني للعلاقة الخطية
كيفية رسم المستقيم وإيجاد نقط التقاطع:
- الصورة العامة: أ س + ب ص = جـ.
- طريقة الرسم:
• نضع س = 0 لإيجاد نقطة التقاطع مع محور الصادات: (0 ، جـ/ب).
• نضع ص = 0 لإيجاد نقطة التقاطع مع محور السينات: (جـ/أ ، 0). - المستقيمات الخاصة:
• ص = ثابت (يمثل مستقيماً أفقياً يوازي محور السينات).
• س = ثابت (يمثل مستقيماً رأسياً يوازي محور الصادات).
• ص = م س (يمر بنقطة الأصل 0 ، 0).
2. قانون ميل الخط المستقيم وحالاته
التغير الرأسي مقسوماً على التغير الأفقي:
- قانون الميل: الميل م = (ص&sub2; - ص&sub1;) / (س&sub2; - س&sub1;) ، حيث س&sub2; ≠ س&sub1;.
- حالات الميل الأربع:
• موجب (> 0): المستقيم يصعد لأعلى جهة اليمين (زاوية حادة).
• سالب (< 0): المستقيم يهبط لأسفل جهة اليمين (زاوية منفرجة).
• صفر: مستقيم أفقي تماماً موازٍ لمحور السينات.
• غير معرَّف: مستقيم رأسي تماماً موازٍ لمحور الصادات (المقام = 0). - شرط التوازي: المستقيمان المتوازيان لهما نفس الميل (م1 = م2).
تطبيقات عملية في حساب الميل والتمثيل:
الميل م = (ص&sub2; - ص&sub1;) / (س&sub2; - س&sub1;) = (7 - 3) / (4 - 2) = 4 / 2 = 2 (ميل موجب).
1. ميل أ ب = (3 - 1) / (2 - 1) = 2 / 1 = 2.
2. ميل ب جـ = (-1 - 3) / (0 - 2) = -4 / -2 = 2.
بما أن ميل أ ب = ميل ب جـ والنقطة ب مشتركة بينهما، إذن النقط أ، ب، جـ تقع على استقامة واحدة.
اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:
اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً: