Чтобы найти точку пересечения отрезков AB и CD, нужно выполнить несколько шагов:
Шаг 1. Записать уравнения прямых, содержащих отрезки AB и CD.
Для отрезка AB:
Координаты A(2;−1), B(−1;−4)
Находим коэффициенты уравнения прямой через две точки.
Формула для наклона (k):
\[ k_{AB} = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1} = \frac{-4 - (-1)}{-1 - 2} = \frac{-4 + 1}{-1 - 2} = \frac{-3}{-3} = 1 \]
- Уравнение вида: \( y - y_1 = k(x - x_1) \)
Возьмем точку A(2;−1):
\[ y - (-1) = 1 \times (x - 2) \\ y + 1 = x - 2 \\ y = x - 3 \]
Итак, уравнение прямой AB:
\[ y = x - 3 \]
Для отрезка CD:
Координаты C(2;−4), D(−4;−1)
Наклон:
\[ k_{CD} = \frac{-1 - (-4)}{-4 - 2} = \frac{3}{-6} = -\frac{1}{2} \]
- Используем точку C(2;−4):
\[ y - (-4) = -\frac{1}{2} \times (x - 2) \\ y + 4 = -\frac{1}{2} (x - 2) \\ y + 4 = -\frac{1}{2} x + 1 \\ y = -\frac{1}{2} x + 1 - 4 \\ y = -\frac{1}{2} x - 3 \]
Итак, уравнение прямой CD:
\[ y = -\frac{1}{2} x - 3 \]
Шаг 2. Решить систему уравнений, чтобы найти точку пересечения:
\[ \begin{cases} y = x - 3 \\ y = -\frac{1}{2} x - 3 \end{cases} \]
Приравниваем правые части:
\[ x - 3 = -\frac{1}{2} x - 3 \]
Добавляем 3 к обеих частям:
\[ x = -\frac{1}{2} x \]
Переносим \(-\frac{1}{2} x\) в левую сторону:
\[ x + \frac{1}{2} x = 0 \]
Объединяем:
\[ \frac{2}{2} x + \frac{1}{2} x = \frac{3}{2} x = 0 \]
Значит:
\[ x = 0 \]
Подставляем в уравнение \( y = x - 3 \):
\[ y = 0 - 3 = -3 \]
Координаты точки пересечения:
\[ \boxed{(0, -3)} \]
Шаг 3. Проверить, лежит ли эта точка на отрезках.
Для AB:
Проверим, между ли x-координатами точки (0) и конечных точек A(2;−1) и B(−1;−4).x-координаты A и B: 2 и −1
Порядок: \(-1 < 0 < 2\).
Точка с x=0 лежит между этими значениями — значит, на прямой, проходящей через А и В, точка тоже внутри отрезка.Проверим, для y:
y по линии AB: \( y = x - 3 \Rightarrow y = 0 - 3 = -3 \).
Это совпадает с найденным y-значением, так что точка на линии AB.Для CD:
Координаты C(2;−4), D(−4;−1).x-координаты: 2 и −4.
Порядок: \(-4 < 0 < 2\), точка с x=0 внутри диапазона — внутри отрезка.
y по линии CD: \( y = -\frac{1}{2} x - 3 \Rightarrow y = -\frac{1}{2} \times 0 - 3 = -3 \).
Точка тоже внутри отрезка CD.
Ответ:
Координаты точки пересечения отрезков AB и CD: \(\boxed{(0, -3)}\).