Чтобы найти точку ( M_1 ), симметричную точке ( M_2(8, -9) ) относительно прямой, проходящей через точки ( A(3, -4) ) и ( B(-1, -2) ), нужно выполнить несколько шагов.
Шаг 1: Найти уравнение прямой, проходящей через точки ( A ) и ( B ).
Сначала найдем угловой коэффициент ( k ) прямой. Формула для углового коэффициента между двумя точками ( (x_1, y_1) ) и ( (x_2, y_2) ) такова:
[
k = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}
]
Подставим координаты точек ( A(3, -4) ) и ( B(-1, -2) ):
[
k = \frac{-2 + 4}{-1 - 3} = \frac{2}{-4} = -\frac{1}{2}
]
Теперь можем записать уравнение прямой в общем виде ( y = kx + b ). Подставим координаты одной из точек, например, точки ( A(3, -4) ), чтобы найти ( b ):
[
-4 = -\frac{1}{2} \cdot 3 + b
]
[
-4 = -\frac{3}{2} + b
]
[
b = -4 + \frac{3}{2} = -\frac{8}{2} + \frac{3}{2} = -\frac{5}{2}
]
Таким образом, уравнение прямой:
[
y = -\frac{1}{2}x - \frac{5}{2}
]
Шаг 2: Найти перпендикулярную прямую, проходящую через точку ( M_2(8, -9) ).
Перпендикулярная прямая будет иметь угловой коэффициент, равный ( 2 ) (обратный и противоположный к (-\frac{1}{2})). Уравнение перпендикулярной прямой:
[
y = 2x + c
]
Подставим точку ( M_2(8, -9) ), чтобы найти ( c ):
[
-9 = 2 \cdot 8 + c
]
[
-9 = 16 + c
]
[
c = -9 - 16 = -25
]
Таким образом, уравнение перпендикулярной прямой:
[
y = 2x - 25
]
Шаг 3: Найти точку пересечения этих двух прямых.
Решим системы уравнений:
- (-\frac{1}{2}x - \frac{5}{2} = 2x - 25)
Приведем уравнение к общему виду:
[
-\frac{1}{2}x - \frac{5}{2} = 2x - 25
]
Умножим все уравнение на 2, чтобы избавиться от дробей:
[
-x - 5 = 4x - 50
]
Перенесем все члены с ( x ) в одну сторону:
[
-5 + 50 = 4x + x
]
[
45 = 5x
]
[
x = 9
]
Теперь найдем ( y ) подставив ( x = 9 ) в любое из уравнений, например, во второе:
[
y = 2 \cdot 9 - 25 = 18 - 25 = -7
]
Точка пересечения ((9, -7)).
Шаг 4: Найти точку ( M_1 ).
Точка ( M_2 ) и точка пересечения ((9, -7)) являются серединой отрезка ( M_1M_2 ). Используем формулы средней точки между двумя точками для нахождения координат ( M_1(x_1, y_1) ):
[
\left(\frac{x_1 + 8}{2}, \frac{y_1 - 9}{2}\right) = (9, -7)
]
Решим систему уравнений для каждой координаты:
- (\frac{x_1 + 8}{2} = 9)
[
x_1 + 8 = 18
]
[
x_1 = 10
]
- (\frac{y_1 - 9}{2} = -7)
[
y_1 - 9 = -14
]
[
y_1 = -5
]
Таким образом, координаты точки ( M_1 ):
( M_1(10, -5) ).