Прямая. Числовая прямая. Точка. Кривая линия. Прямая линия. Отрезок. Луч. Ломаная линия

Прямая линия - одно из фундаментальных понятий геометрии.

Наглядно прямую линию может продемонстрировать туго натянутый шнур, кромка стола, край листа бумаги, место, соединения двух стен комнаты, луч света. При начертании прямых линий на практике применяют линейку.

Прямой линии присущи такие характерные особенности :

1.У прямой линии нет ни начала ни конца, то есть она бесконечна. Существует возможность начертить только ее часть.

2.Через две произвольные точки можно провести прямую линию , и притом только одну.

3. Через произвольную точку можно провести не ограниченное количество прямых на плоскости .

4.Две несовпадающие прямые на плоскости или пересекаются в единственной точке, или они параллельны .

Для обозначения прямой линии используют или одну малую букву латинского алфавита, или две большие буквы, написанные в двух различных местах этой прямой.

Если на прямой линии указать точку , то в результате получим два луча :

Лучом называют часть прямой линии , ограниченную с одной стороны. Для обозначения луча применяют или одну малую букву латинского алфавита, или две большие буквы, из которых одна обозначается в начале луча.

Часть прямой, ограниченная с обеих сторон, именуют ее отрезком . Отрезок, как и прямая линия , обозначается или одной буквой, или двумя. В последнем случае эти буквы указывают концы отрезка.

Линию, сформированную несколькими отрезками, не лежащими на одной прямой, принято называть ломаной . Когда концы ломаной совпадают, то такая ломаная именуется замкнутой .

Посещая дополнительные занятия мы поняли, что не умеем оперировать понятиями точка, линия, угол, луч, отрезок, прямая, кривая, замкнутая линии и рисовать их, точнее рисовать можем, но идентифицировать не получается.

Дети должны различать линии, кривые, окружности. Это развивает у них графику и чувство правильности при занятиях рисованием, аппликацией. Важно знать, какие основные геометрические фигуры существую, что из себя представляют. Разложите карточки перед ребенком, попросите нарисовать точно так же как на картинке. Повторите несколько раз.

На занятиях нам выдали следующие материалы:

Небольшая сказка.

В стране Геометрии жила-была точка. Она была маленькой. Ее оставил карандаш, когда наступил на лист тетради, и никто ее не замечал. Так и жила она, пока не попала в гости к линиям. (На доске рисунок.)

Посмотрите, какие это были линии. (Прямые и кривые.)

Прямые линии похожи на натянутые веревочки, а веревочки, которые не натянули, - это кривые линии.

Сколько прямых линий? (2.)

Сколько кривых? (3.)

Прямая линия начала хвастаться: «Я самая длинная! У меня нет ни начала, ни конца! Я бесконечная!»

Очень интересно стало точке посмотреть на нее. Сама-то точка малюсенькая. Вышла она да так увлеклась, что не заметила, как наступила на прямую линию. И вдруг исчезла прямая линия. На ее месте появился луч.

Он тоже был очень длинный, но все-таки не такой, как прямая линия. У него появилось начало.

Испугалась точка: «Что же я наделала!» Хотела она убежать, да как назло наступила опять на луч.

И на месте луча появился отрезок. Он не хвастался, какой он большой, у него уже были и начало, и конец.

Вот так маленькая точка смогла изменить жизнь больших линий.

Так кто догадался кто вместе с котиком пришел к нам в гости?(прямая линия, луч, отрезок и точка)

Правильно вместе с котиком пришли прямая линия, луч, отрезок и точка к нам на урок.

Кто догадался, что мы будем делать на этом уроке? (Учиться распознавать и чертить прямую линию, луч, отрезок.)

О каких линиях вы узнали? (О прямой, луче, отрезке.)

Что узнали о прямой линии? (Она не имеет ни начала, ни конца. Она бесконечная.)

(Берем две катушки ниток, натягивает их, изображая прямую линию, и разматывая то одну, то другую, демонстрирует, что прямую можно продолжать в оба конца до бесконечности.)

Что узнали о луче? (У него есть начало, но нет конца.) (Педагог берет ножницы, разрезает нитку. Показывает, что теперь линию можно продолжать только в один конец.)

Что узнали об отрезке? (Унего есть и начало, и конец.) (Педагог отрезает другой конец нитки и показывает, что нитка не тянется. У нее есть и начало, и конец.)

Как начертить прямую линию? (Провести по линейке линию.)

Как начертить отрезок? (Поставить две точки и соединить их.)

И конечно прописи:

Точка — это абстрактный объект, который не имеет измерительных характеристик: ни высоты, ни длины, ни радиуса. В рамках задачи важно только его местоположение

Точка обозначается цифрой или заглавной (большой) латинской буквой. Несколько точек — разными цифрами или разными буквами, чтобы их можно было различать

точка A, точка B, точка C

A B C

точка 1, точка 2, точка 3

1 2 3

Можно нарисовать на листке бумаги три точки "А" и предложить ребёнку провести линию через две точки "А". Но как понять через какие? A A A

Линия — это множество точек. У неё измеряют только длину. Ширины и толщины она не имеет

Обозначается строчными (маленькими) латинскими буквами

линия a, линия b, линия c

a b c

Линия может быть

1. замкнутой, если её начало и конец находятся в одной точке,
2. разомкнутой, если её начало и конец не соединены

замкнутые линии

разомкнутые линии

Ты вышел из квартиры, купил в магазине хлеб и вернулся обратно в квартиру. Какая линия получилась? Правильно, замкнутая. Ты вернулся в исходную точку. Ты вышел из квартиры, купил в магазине хлеб, зашёл в подъезд и разговорился с соседом. Какая линия получилась? Разомкнутая. Ты не вернулся в исходную точку. Ты вышел из квартиры, купил в магазине хлеб. Какая линия получилась? Разомкнутая. Ты не вернулся в исходную точку.

1. самопересекающейся
2. без самопересечений

самопересекающиеся линии

линии без самопересечений

1. прямой
2. ломанной
3. кривой

прямые линии

ломанные линии

кривые линии

Прямая линия — это линия которая не искривляется, не имеет ни начала, ни конца, её можно бесконечно продолжать в обе стороны

Даже когда виден небольшой участок прямой, предполагается, что она бесконечно продолжается в обе стороны

Обозначается строчной (маленькой) латинской буквой. Или двумя заглавными (большими) латинскими буквами — точками, лежащими на прямой

прямая линия a

a

прямая линия AB

B A

Прямые могут быть

1. пересекающимися, если имеют общую точку. Две прямые могут пересекаться только в одной точке.
   • перпендикулярными, если пересекаются под прямым углом (90°).
2. параллельными, если не пересекаются, не имеют общей точки.

параллельные линии

пересекающиеся линии

перпендикулярные линии

Луч — это часть прямой, которая имеет начало, но не имеет конца, её можно бесконечно продолжать только в одну сторону

У луча света на картинке начальной точкой является солнце

солнышко

Точка разделяет прямую на две части — два луча A A

Луч обозначается строчной (маленькой) латинской буквой. Или двумя заглавными (большими) латинскими буквами, где первая — это точка, с которой начинается луч, а вторая — точка, лежащая на луче

луч a

a

луч AB

B A

Лучи совпадают, если

1. расположены на одной и той же прямой,
2. начинаются в одной точке,
3. направлены в одну сторону

лучи AB и AC совпадают

лучи CB и CA совпадают

C B A

Отрезок — это часть прямой, которая ограничена двумя точками, то есть она имеет и начало и конец, а значит можно измерить её длину. Длина отрезка — это расстояние между его начальной и конечной точками

Через одну точку можно провести любое число линий, в том числе прямых

Через две точки — неограниченное количество кривых, но только одну прямую

кривые линии, проходящие через две точки

B A

прямая линия AB

B A

От прямой «отрезали» кусочек и остался отрезок. Из примера выше видно, что его длина — наикратчайшее расстояние между двумя точками. ✂ B A ✂

Отрезок обозначается двумя заглавными(большими) латинскими буквами, где первая — это точка, с которой начинается отрезок, а вторая — точка, которой заканчивается отрезок

отрезок AB

B A

Задача: где прямая , луч , отрезок , кривая ?

Ломанная линия — это линия, состоящая из последовательно соединённых отрезков не под углом 180°

Длинный отрезок «поломали» на несколько коротких

Звенья ломаной (похожи на звенья цепи) — это отрезки, из которых состоит ломанная. Смежные звенья — это звенья, у которых конец одного звена является началом другого. Смежные звенья не должны лежать на одной прямой.

Вершины ломаной (похожи на вершины гор) — это точка, с которой начинается ломанная, точки, в которых соединяются отрезки, образующие ломаную, точка, которой заканчивается ломанная.

Обозначается ломанная перечислением всех её вершин.

ломанная линия ABCDE

вершина ломанной A, вершина ломанной B, вершина ломанной C, вершина ломанной D, вершина ломанной E

звено ломанной AB, звено ломанной BC, звено ломанной CD, звено ломанной DE

звено AB и звено BC являются смежными

звено BC и звено CD являются смежными

звено CD и звено DE являются смежными

A B C D E 64 62 127 52

Длина ломанной — это сумма длин её звеньев: ABCDE = AB + BC + CD + DE = 64 + 62 + 127 + 52 = 305

Задача: какая ломанная длиннее , а у какой больше вершин ? У первой линии все звенья одинаковой длины, а именно по 13см. У второй линии все звенья одинаковой длины, а именно по 49см. У третьей линии все звенья одинаковой длины, а именно по 41см.

Многоугольник — это замкнутая ломанная линия

Стороны многоугольника (помогут запомнить выражения: "пойти на все четыре стороны", "бежать в сторону дома", "с какой стороны стола сядешь?") — это звенья ломанной. Смежные стороны многоугольника — это смежные звенья ломанной.

Вершины многоугольника — это вершины ломанной. Соседние вершины — это точки концов одной стороны многоугольника.

Обозначается многоугольник перечислением всех его вершин.

замкнутая ломанная линия, не имеющая самопересечения, ABCDEF

многоугольник ABCDEF

вершина многоугольника A, вершина многоугольника B, вершина многоугольника C, вершина многоугольника D, вершина многоугольника E, вершина многоугольника F

вершина A и вершина B являются соседними

вершина B и вершина C являются соседними

вершина C и вершина D являются соседними

вершина D и вершина E являются соседними

вершина E и вершина F являются соседними

вершина F и вершина A являются соседними

сторона многоугольника AB, сторона многоугольника BC, сторона многоугольника CD, сторона многоугольника DE, сторона многоугольника EF

сторона AB и сторона BC являются смежными

сторона BC и сторона CD являются смежными

сторона CD и сторона DE являются смежными

сторона DE и сторона EF являются смежными

сторона EF и сторона FA являются смежными

A B C D E F 120 60 58 122 98 141

Периметр многоугольника — это длина ломанной: P = AB + BC + CD + DE + EF + FA = 120 + 60 + 58 + 122 + 98 + 141 = 599

Многоугольник с тремя вершинами называется треугольником, с четырьмя — четырёхугольником, с пятью — пятиугольником и т.д.

На уроке вы познакомитесь с понятием плоскости, с различными минимальными фигурами, которые есть в геометрии, и изучите их свойства. Узнаете, что такое прямая, отрезок, луч, угол и др.

Все геометрические фигуры мы изображаем на листе бумаги карандашом, на школьной доске мелом или маркером. Часто летом мелом или белым камушком мы рисуем фигуры на асфальте. И всегда, прежде чем начинать рисовать задуманное, мы оцениваем, хватит ли нам места. А так как мы редко знаем точные размеры нашего будущего рисунка, то всегда места нужно взять с запасом, и лучше с большим запасом. Обычно мы не боимся, что место для рисования кончится, если поле для рисования во много раз больше, чем сам рисунок. Так асфальта во дворе вполне хватит, чтобы начертить поле для прыганья. Тетрадного листа достаточно, чтобы посредине начертить два пересекающихся отрезка.

В математике таким полем, на котором мы все изображаем, является плоскость (рис. 1).

Рис. 1. Плоскость

Она обладает двумя качествами:

1. На ней можно изобразить любую фигуру, про которую мы уже говорили, или еще будем говорить.

2. Мы не дойдем до края. Ее размеры можно считать намного большими, чем размеры рисунка.

То обстоятельство, что мы никогда не доходим до края плоскости, можно понимать как отсутствие краев вообще. Нам не нужны ее края, вот мы и договорились считать, что их нет (рис. 2).

Рис. 2. Плоскость бесконечна

В этом смысле плоскость бесконечна в любую сторону.

Мы можем представлять ее как большой лист бумаги, большую ровную асфальтовую площадку или огромную доску для рисования.

Геометрических фигур бесконечное множество, и изучить их все совершенно невозможно. Но геометрия устроена во многом как конструктор. Есть несколько видов основных деталей, из которых можно построить все остальное, любую самую сложную постройку.

Этот принцип можно сравнить со словами и буквами: мы знаем все буквы, но не знаем всех слов. Встретив незнакомое слово, мы сможем его прочитать, так как знаем, как буквы пишутся и как произносятся соответствующие звуки.

Так и в математике - существует совсем немного основных геометрических фигур, которые нам с вами нужно хорошо знать.

Рассмотрим отрезок (рис. 3). Отрезок - это кратчайшая линия, соединяющая две точки.

Рис. 3. Отрезок

Продолжим отрезок в обе стороны до бесконечности. Продолжать будем тоже прямо.

Что значит «прямо»? Рассмотрим отрезки и (рис. 4).

Рис. 4. Отрезки и

Продолжим их в обе стороны. Верхняя линия прямая, а нижняя нет (рис. 5).

Добавим еще по одной точке на верхнюю и нижнюю линию и (рис. 6). Часть верхней линии между точками и тоже является отрезком, а часть нижней линии между точками и отрезком не является, так как он не соединяет эти точки по самому короткому пути.

Рис. 6. Продолжение линий и

Прямая - это линия, продолжающаяся бесконечно в обе стороны, любая часть которой, ограниченная двумя точками, является отрезком.

Прямая - это тип линии, и, как любая линия, прямая является фигурой. И, как для любой линии, данная точка либо принадлежит данной прямой, либо нет (рис. 7).

Рис. 7. Точки и , принадлежащие прямой, и точки и , не принадлежащие прямой

1. Прямая делит плоскость на две части, на две полуплоскости. На рисунке 8 точки и лежат в одной полуплоскости, а и - в разных полуплоскостях.

Рис. 8. Две полуплоскости

2. Через две точки всегда можно провести прямую, причем только одну (рис. 9).

Прямую, как и любую линию, можно отметить одной строчной буквой латинского алфавита или последовательностью точек, которые на ней лежат. Чтобы обозначить прямую через точки, лежащие на ней, достаточно двух точек.

Продлив отрезок в обе стороны до бесконечности, получили прямую. Если так же продлить отрезок, но всего лишь в одну сторону до бесконечности, получим фигуру, которая называется луч (рис. 10). Этот геометрический луч очень похож на световой луч, поэтому он так и называется. Если взять в руки лазерную указку, то луч света будет начинаться в указке и уходить в бесконечность по прямой.

Рис. 10. Луч

Точка называется началом луча. Обозначается луч .

Если на прямой отметить точку , то она делит эту прямую на два луча (рис. 11). Оба луча имеют начало в точке , но направлены в разные стороны. Два этих луча составляют прямую, являются ее половинами. Поэтому луч часто еще называют «полупрямая».

Рис. 11. Точка делит прямую на два луча

Рассмотрим рисунок 12.

Рис. 12. Отрезок, прямая и луч

Разберемся, в чем похожи и не похожи друг на друга отрезок, прямая и луч:

Отрезок и луч легко достраиваются до прямой, отрезок для этого нужно продолжить в обе стороны, а луч в одну;

На прямой всегда можно выделить отрезок или луч;

Точка делит прямую на два луча, на две полупрямые;

Точки и ограничивают на прямой отрезок ;

Все эти фигуры: отрезок, луч, прямая - являются «прямыми линиями». Различаются они наличием концов. У отрезка их два, у луча один, у прямой ни одного. Иначе можно сказать еще так: и луч, и отрезок являются частью прямой;

Нам известно, что у отрезка можно измерить его длину. Два отрезка можно сравнить, выяснить, какой из них длиннее;

Прямая же бесконечно продолжается в обе стороны, луч - в одну сторону. По этой причине невозможно измерить длину прямой или луча, также невозможно сравнить по длине две прямых или два луча. Они все одинаково бесконечны.

Два луча, имеющие свои начала в одной точке, образуют еще одну геометрическую фигуру из основного набора - угол. Точка, начало обоих лучей, называется вершиной угла. Сами лучи называются сторонами угла.

Итак, угол - это фигура, состоящая из двух лучей, выходящих из одной точки (рис. 13).

Рис. 13. Угол

Обозначают угол одной буквой, соответствующей обозначению вершины. В данном случае угол можно назвать угол (рис. 14). Чтобы было понятно, что речь идет именно об угле, а не о точке, перед его названием надо написать слово «угол» или поставить специальный знак угла («»).

Рис. 14. Угол

Если по вершине сложно понять, о каком именно угле идет речь, как на рисунке 15, то используют еще две точки на обеих сторонах угла.

Если просто назвать угол на этом рисунке, то непонятно, о каком конкретно идет речь, ведь с вершиной в точке мы видим несколько углов. Поэтому на стороны нужного нам угла добавим по точке и угол обозначим как (рис. 15).

Рис. 15. Угол

Можно при обозначении пойти в обратную сторону, но чтобы опять вершина оказалась в середине записи .

Еще одно распространенное обозначение - одной греческой буквой: альфа, бета, гамма и так далее (рис. 16). В этом случае букву вписывают обычно внутрь угла (рис. 17).

Рис. 16. Греческий алфавит

Рис. 17. Название угла, записанное внутри угла

Так, на рисунке 18 обозначения , , являются эквивалентными, обозначают один и тот же угол.

Рис. 18. , , - один и тот же угол

Пусть две прямые и пересекаются в точке (рис. 19). Точка делит каждую прямую на два луча, то есть всего 4 луча. Каждая пара лучей задает угол.

Рис. 19. Прямые и образуют 4 луча

Например, , , .

Через две точки и всегда можно провести прямую. Так ли это с тремя точками?

На рисунке 20 через три точки можно провести прямую, а на рисунке 21 - нельзя.

Рис. 20. Через три точки можно провести прямую

Рис. 21. Через три точки нельзя провести прямую

Про три точки на рисунке говорят, что они лежат на одной прямой. Так говорят, даже если сама прямая не начерчена, просто подразумевая, что ее можно провести. Во втором случае говорят, что точки не лежат на одной прямой, подразумевая, что провести прямую через все три точки невозможно.

Если мы соединим последовательно сначала 1-ю и 2-ю точки, потом 2-ю и 3-ю, то полученная линия называется ломаной (рис. 22). Название следует из ее внешнего вида.

Рис. 22. Ломаная

Аналогично ломаной можно соединить любое количество точек. Точки , , , , называются вершинами ломаной, отрезки , , , - звеньями ломаной.

Обозначается ломаная своими вершинами .

Рис. 23. Ломаная

Если последнюю точку соединить с первой, то полученная ломаная называется замкнутой (рис. 24).

Рис. 24. Замкнутая ломаная

Какую ломаную можно построить с минимальным набором вершин и звеньев? Если есть две точки, то их можно соединить отрезком. Это и будет самым простым примером ломаной: две вершины и одно звено, их соединяющее. Можно сказать, что отрезок - это минимальная ломаная.

Если требуется, чтобы ломаная была замкнута, то самой простой такой ломаной будет треугольник. Если взять две точки, то соединить последнюю точку с первой получится только тем же самым отрезком, который уже есть. То есть ломаная останется, как и раньше, незамкнутой. А если добавить еще одну точку, не лежащую на одной прямой с точками и , соединить тремя отрезками все точки, получится треугольник (рис. 25).

Рис. 25. Треугольник

Треугольник - это замкнутая ломаная с тремя вершинами. Или даже так: треугольник - это минимальная замкнутая ломаная.

Точки , и - это вершины треугольника. Отрезки, их соединяющие, звенья ломаной, называются сторонами треугольника.

Обозначается треугольник по своим вершинам. Например, . Перед обозначением нужно поставить слово «треугольник» или специальный символ треугольника («»).

Треугольник подразумевает три угла. Из каждой из вершин исходит по две стороны, то есть стороны треугольника являются сторонами углов (рис. 26).

Рис. 26. Углы треугольника

Таким образом, треугольник имеет три вершины (три точки , и ), три стороны (три отрезка , и ).