垂直直線計算機
依已知直線斜率,求通過指定點且與其垂直的直線方程式。
求垂直直線
輸入原直線斜率與新直線上的一個點。
關於垂直直線
垂直直線相交形成 90 度直角。對於兩條非鉛直直線,其斜率互為負倒數:若原直線斜率是 m,垂線斜率就是 -1/m。兩者相乘得到 -1。這個關係將幾何條件轉為直接的代數計算。
本計算機將此斜率規則與目標直線上的一個點結合。求得垂線斜率後,使用點斜式 y - y₁ = 垂線斜率 × (x - x₁)。整理後得到斜截式 y = mx + b,其中 b = y₁ - mx₁。若原斜率為 2,指定點為 (4, 3),則垂線斜率為 -0.5,截距為 5,所得方程式為 y = -0.5x + 5。
取負倒數時須注意正負號。先交換分子與分母,再改變符號。2 可視為 2/1,其負倒數是 -1/2;-1/4 的負倒數是正 4。快速檢查的方法是將原斜率與垂線斜率相乘,只要兩者都是有限數,乘積就應為 -1。
水平線與鉛直線是特殊情況。水平線的斜率為零,而除以零無法得到一般數值形式的垂線斜率。其垂線是通過給定點的鉛直線,寫成 x = x₁。反過來,若原直線是鉛直線,斜率未定義,其垂線則是水平線。本計算機接受數值形式的原斜率,因此請以零表示原直線為水平線。
垂線方程式可用於解析幾何、施工放樣、法向量、最短距離問題、座標證明與切線法線分析。所選點屬於新直線,除非題目明確要求垂線通過交點,否則不必位於原直線上。將該點代入顯示的方程式,可協助檢查結果。
必要時,結果會以小數表示並四捨五入至小數點後六位。分數可換成等值小數輸入。若題目要求精確或高精度答案,請保留足夠精度,並視需要將顯示的小數轉回分數。本計算機著重於直線方程式與斜率關係,讓你快速核對手算,同時清楚呈現負倒數的基本規則。
垂直直線範例
各範例先取負倒數,再求通過指定點的新直線。
| 原斜率與點 | 垂線方程式 | 斜率 |
|---|---|---|
| m = 2,點 (4, 3) | y = -0.5x + 5 | 新斜率為 -0.5。 |
| m = -0.25,點 (2, 1) | y = 4x - 7 | 新斜率為 4。 |
| m = 0,點 (6, -2) | x = 6 | 垂線為鉛直線。 |
如何求垂直直線
- 輸入原直線的斜率。
- 輸入新直線上一個點的 x 與 y 座標。
- 選取「求垂直直線」。
- 查看方程式,並確認斜率的負倒數關係。
垂直直線常見問題
如何求垂線斜率?
取原斜率的負倒數,也就是交換分子分母後改變符號,使兩個斜率相乘為 -1。
什麼直線與水平線垂直?
鉛直線與水平線垂直。通過點 (x₁, y₁) 時,其方程式為 x = x₁。
指定點必須在原直線上嗎?
不必。此點用來決定新垂線通過的位置。只有題目明確要求在該點相交時,它才須位於原直線上。
為何使用點斜式?
點斜式可直接結合已知斜率與點,之後能整理為更方便繪圖的斜截式。
可以使用小數斜率嗎?
可以。計算機接受有限小數斜率,並將較長的結果四捨五入顯示。符號運算課業可能更適合使用精確分數。