Исследуйте геометрическое место точек в плоскости, для которых разность расстояний до двух данных прямых постоянна, и сравните с аналогичным местом для сумм расстояний
Коротко и по делу. Обозначим уравнения прямых L1: a1x+b1y+c1=0,L2: a2x+b2y+c2=0.
L_1:\;a_1x+b_1y+c_1=0,\qquad L_2:\;a_2x+b_2y+c_2=0. L1:a1x+b1y+c1=0,L2:a2x+b2y+c2=0.
Введём ориентированные (signed) расстояния от точки (x,y)(x,y)(x,y) до прямых: si(x,y)=aix+biy+ciai2+bi2(i=1,2).
s_i(x,y)=\frac{a_i x+b_i y+c_i}{\sqrt{a_i^2+b_i^2}}\quad(i=1,2). si(x,y)=ai2+bi2aix+biy+ci(i=1,2). 1) Если брать ориентированные расстояния, то обе функции — сумма и разность — линейны: s1−s2=k,s1+s2=K
s_1-s_2=k,\qquad s_1+s_2=K s1−s2=k,s1+s2=K
есть линейные уравнения (прямые). В частности s1−s2=0s_1-s_2=0s1−s2=0 даёт одну биссектрису угла между прямыми, s1+s2=0s_1+s_2=0s1+s2=0 — другую (в зависимости от выбора знаков). 2) Если брать обычные (неотрицательные) расстояния ri=∣si∣r_i=|s_i|ri=∣si∣, то из уравнения вида разности или суммы получаем набор кусочно-линейных уравнений, т.е. совокупность прямых или их частей. Формально из r1−r2=k
r_1-r_2=k r1−r2=k
выплывают варианты с разными знаками: ±s1±s2=k\pm s_1\pm s_2=k±s1±s2=k. В результате геометрическое место — объединение не более чем четырёх прямых (в практических ситуациях — двух прямых или линий/полуплоскостей), причём конкретная конфигурация зависит от взаимного расположения исходных прямых и величины константы kkk. Аналогично для суммы r1+r2=Kr_1+r_2=Kr1+r2=K — тоже объединение кусочно-линейных компонентов; для пересекающихся прямых случай равенства r1=r2r_1=r_2r1=r2 даёт две биссектрисы. Замечание для сравнения: это сильно отличается от задачи для расстояний до двух точек, где разность даёт гиперболу, а сумма — эллипс. Здесь (для прямых) в ориентированном варианте и разность, и сумма — прямые; в неориентированном — объединения прямых/полуплоскостей в зависимости от знаков.
Обозначим уравнения прямых
L1: a1x+b1y+c1=0,L2: a2x+b2y+c2=0. L_1:\;a_1x+b_1y+c_1=0,\qquad L_2:\;a_2x+b_2y+c_2=0.
L1 :a1 x+b1 y+c1 =0,L2 :a2 x+b2 y+c2 =0. Введём ориентированные (signed) расстояния от точки (x,y)(x,y)(x,y) до прямых:
si(x,y)=aix+biy+ciai2+bi2(i=1,2). s_i(x,y)=\frac{a_i x+b_i y+c_i}{\sqrt{a_i^2+b_i^2}}\quad(i=1,2).
si (x,y)=ai2 +bi2 ai x+bi y+ci (i=1,2).
1) Если брать ориентированные расстояния, то обе функции — сумма и разность — линейны:
s1−s2=k,s1+s2=K s_1-s_2=k,\qquad s_1+s_2=K
s1 −s2 =k,s1 +s2 =K есть линейные уравнения (прямые). В частности s1−s2=0s_1-s_2=0s1 −s2 =0 даёт одну биссектрису угла между прямыми, s1+s2=0s_1+s_2=0s1 +s2 =0 — другую (в зависимости от выбора знаков).
2) Если брать обычные (неотрицательные) расстояния ri=∣si∣r_i=|s_i|ri =∣si ∣, то из уравнения вида разности или суммы получаем набор кусочно-линейных уравнений, т.е. совокупность прямых или их частей. Формально из
r1−r2=k r_1-r_2=k
r1 −r2 =k выплывают варианты с разными знаками: ±s1±s2=k\pm s_1\pm s_2=k±s1 ±s2 =k. В результате геометрическое место — объединение не более чем четырёх прямых (в практических ситуациях — двух прямых или линий/полуплоскостей), причём конкретная конфигурация зависит от взаимного расположения исходных прямых и величины константы kkk. Аналогично для суммы r1+r2=Kr_1+r_2=Kr1 +r2 =K — тоже объединение кусочно-линейных компонентов; для пересекающихся прямых случай равенства r1=r2r_1=r_2r1 =r2 даёт две биссектрисы.
Замечание для сравнения: это сильно отличается от задачи для расстояний до двух точек, где разность даёт гиперболу, а сумма — эллипс. Здесь (для прямых) в ориентированном варианте и разность, и сумма — прямые; в неориентированном — объединения прямых/полуплоскостей в зависимости от знаков.