Давайте поэтапно решим задачу и найдём координаты точки пересечения отрезков \( AB \) и \( CD \).
Шаг 1: Запишем координаты заданных точек:
- \( A(2; -1) \)
- \( B(-1; -4) \)
- \( C(2; -4) \)
- \( D(-4; -1) \)
Шаг 2: Обозначим уравнения отрезков
Для этого найдём уравнения прямых, на которых лежат отрезки \( AB \) и \( CD \).
Шаг 3: Уравнение прямой \( AB \)
Найдем наклон (коэффициент \(k\)):
\[ k_{AB} = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{-4 - (-1)}{-1 - 2} = \frac{-4 + 1}{-1 - 2} = \frac{-3}{-3} = 1 \]
Значит, наклон равен 1.
Общий вид уравнения прямой:
\[ y = kx + b \]
Подставим точку \(A(2; -1)\):
\[ -1 = 1 \times 2 + b \Rightarrow -1 = 2 + b \Rightarrow b = -3 \]
Уравнение прямой \(AB\):
\[ \boxed{y = x - 3} \]
Шаг 4: Уравнение прямой \( CD \)
Лагом наклон:
\[ k_{CD} = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{-1 - (-4)}{-4 - 2} = \frac{3}{-6} = -\frac{1}{2} \]
Подставим точку \( C(2; -4) \) в уравнение:
\[ -4 = -\frac{1}{2} \times 2 + b \Rightarrow -4 = -1 + b \Rightarrow b = -3 \]
Уравнение прямой \(CD\):
\[ \boxed{y = -\frac{1}{2}x - 3} \]
Шаг 5: Найдём точку пересечения
Решаем систему уравнений:
\[ \begin{cases} y = x - 3 \\ y = -\frac{1}{2}x - 3 \end{cases} \]
Приравниваем правые части:
\[ x - 3 = -\frac{1}{2}x - 3 \]
Добавим \(3\) к обеим частям:
\[ x = -\frac{1}{2}x \]
Перенесём все с \(x\):
\[ x + \frac{1}{2}x = 0 \Rightarrow \frac{3}{2}x = 0 \Rightarrow x = 0 \]
Подставим \(x=0\) в любое уравнение:
\[ y = 0 - 3 = -3 \]
Итог: точка пересечения
\[ \boxed{(0; -3)} \]
Шаг 6: Проверка на вхождение в отрезки
Точка \( (0, -3) \) лежит между \(x\) значениями отрезка \(AB\): \(2\) и \(-1\) — не входит в диапазон \([ -1, 2 ]\) (т.к. следить нужно за отрезками, а не за прямыми, и точка должна лежать внутри интервала).
Для \(AB\):
\(A(2, -1)\), \(B(-1, -4)\)
Проверим, находится ли \(x=0\) между -1 и 2: да, так как \(-1 < 0 < 2\).
Теперь проверим \(y\). Значение \(y\) при \(x=0\):
\[ y = 0 - 3 = -3 \]
точка \( (0, -3) \) между \(A\) и \(B\):
\(A(2, -1)\) и \(B(-1, -4)\)
\(x\) лежит между -1 и 2, а \(y\) между \(-1\) и \(-4\)?
Нет — \(y=-3\) между \(-1\) и \(-4\)?\(-4 < -3 < -1\), да. Значит, точка лежит на отрезке \(AB\).
Аналогично для \(CD\):
\(C(2; -4)\), \(D(-4; -1)\).
Проверим, есть ли точка с \(x=0\) между \(-4\) и \(2\), — да.
\(y = -\frac{1}{2} \times 0 - 3 = -3\).
Значения \(y\) у точек \(C\) и \(D\):
\(C(2, -4)\) (y = -4),
\(D(-4, -1)\) (y = -1),
\( -4 < -3 < -1\), доверяем, значит, точка также лежит на отрезке \(CD\).
Итог:
Координаты точки пересечения отрезков \(AB\) и \(CD\):
\[ \boxed{(0; -3)} \]
Если есть необходимость, я подготовлю ответ по числам в полях!