Задания № 23, 24, 25 · ОГЭ

Задачи планиметрии на координатной плоскости

Координатный алгоритм для прямых, расстояний, площадей и углов
6 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Координатный метод позволяет заменить геометрические рассуждения вычислениями: найти координаты точек, составить уравнения прямых, применить формулы расстояния, площади или угла и проверить ответ по смыслу задачи.

1. План решения координатной задачи

Перед вычислениями внимательно прочитайте условие и определите, что известно: координаты вершин, уравнения прямых, длины отрезков или углы. Если в задаче есть рисунок, введите координатную плоскость и отметьте точки. Полезно помнить основные уравнения прямой и правила действий с векторами.

  1. Выпишите координаты всех нужных точек и обозначьте их одинаково на рисунке и в решении.
  2. Найдите вспомогательные величины: координаты векторов, угловые коэффициенты, длины сторон или высоты.
  3. Выберите формулу, соответствующую вопросу задачи.
  4. Выполните вычисления, сохраняя точный вид ответа до последнего шага.
  5. Проверьте знак, единицы измерения и соответствие результата рисунку.
D
Координаты и вектор между точками

Если \(A(x_1,y_1)\) и \(B(x_2,y_2)\), то координаты вектора \(\overrightarrow{AB}\) равны \((x_2-x_1,\ y_2-y_1)\). Длина отрезка \(AB\) находится по теореме Пифагора в координатной форме.

\[AB=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}\]

Для проверки параллельности используют коллинеарность векторов: векторы \((a,b)\) и \((c,d)\) коллинеарны, если \(ad-bc=0\). Перпендикулярность удобно проверять через скалярное произведение: \(ac+bd=0\).

2. Прямые, расстояния и углы

Прямую можно задавать уравнением \(y=kx+b\), если она не вертикальна. Число \(k\) называют угловым коэффициентом: при увеличении \(x\) на единицу ордината изменяется на \(k\). Для прямой через точки \(A(x_1,y_1)\) и \(B(x_2,y_2)\) при \(x_1\ne x_2\):

\[k=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}\]

Если прямая задана общим уравнением \(Ax+By+C=0\), то расстояние от точки \(P(x_0,y_0)\) до этой прямой вычисляют так:

\[d=\frac{|Ax_0+By_0+C|}{\sqrt{A^2+B^2}}\]

Для расстояния между параллельными прямыми \(Ax+By+C_1=0\) и \(Ax+By+C_2=0\) используется формула:

\[d=\frac{|C_2-C_1|}{\sqrt{A^2+B^2}}\]
T
Угол между прямыми

Если прямые имеют угловые коэффициенты \(k_1\) и \(k_2\), то тангенс острого угла между ними равен \(\left|\frac{k_2-k_1}{1+k_1k_2}\right|\), если знаменатель не равен нулю. При \(k_1k_2=-1\) прямые перпендикулярны.

\[\tan\varphi=\left|\frac{k_2-k_1}{1+k_1k_2}\right|\]

Для вертикальной прямой угловой коэффициент не существует. В таком случае сравнивайте направляющие векторы прямых через скалярное произведение или выбирайте другую формулу угла. Свойства углов при параллельных прямых собраны на странице углы при параллельных прямых, а определения смежных и вертикальных углов — на страницах смежные углы и вертикальные углы.

Микропроверка

Каково расстояние от точки \(P(2,-1)\) до прямой \(3x+4y-12=0\)?

3. Площадь фигуры по координатам

Для треугольника \(ABC\) можно взять два вектора из одной вершины и использовать определитель. Эта идея особенно удобна, когда координаты заданы напрямую.

\[S_{ABC}=\frac12\left|\begin{vmatrix}x_B-x_A&y_B-y_A\\x_C-x_A&y_C-y_A\end{vmatrix}\right|=\frac12\left|(x_B-x_A)(y_C-y_A)-(y_B-y_A)(x_C-x_A)\right|\]

Для многоугольника с вершинами \(A_1(x_1,y_1),\ldots,A_n(x_n,y_n)\), перечисленными по порядку обхода, применяют площадь фигуры по координатам — формулу Гаусса, или «шнуровку».

\[S=\frac12\left|\sum_{i=1}^{n}(x_i y_{i+1}-y_i x_{i+1})\right|,\qquad (x_{n+1},y_{n+1})=(x_1,y_1)\]
T
Формула Гаусса

Перемножьте координату \(x\) каждой вершины с координатой \(y\) следующей вершины, сложите результаты; затем вычтите сумму произведений \(y_i x_{i+1}\). Половина модуля разности — площадь многоугольника.

ABCD
Вершины многоугольника A, B, C, D перечислены по порядку обхода.

4. Разобранный пример: площадь и угол

№
Задача экзаменационного уровня

Даны точки \(A(1,1)\), \(B(5,2)\), \(C(4,5)\) и \(D(0,3)\). Найдите площадь четырёхугольника \(ABCD\) и тангенс острого угла между прямыми \(AB\) и \(CD\).

1
Записываем координаты вершин в порядке обхода и замыкаем таблицу первой точкой.
\(\displaystyle \begin{array}{c|cccc} &A&B&C&D\\x&1&5&4&0\\y&1&2&5&3\end{array}\)
2
Вычисляем сумму произведений \(x_i y_{i+1}\).
\(\displaystyle 1\cdot2+5\cdot5+4\cdot3+0\cdot1=39\)
3
Вычисляем сумму произведений \(y_i x_{i+1}\).
\(\displaystyle 1\cdot5+2\cdot4+5\cdot0+3\cdot1=16\)
4
Применяем формулу Гаусса.
\(\displaystyle S=\frac12|39-16|=\frac{23}{2}=11{,}5\)
5
Находим угловые коэффициенты прямых \(AB\) и \(CD\).
\(\displaystyle k_{AB}=\frac{2-1}{5-1}=\frac14,\qquad k_{CD}=\frac{3-5}{0-4}=\frac12\)
6
Подставляем коэффициенты в формулу угла между прямыми.
\(\displaystyle \tan\varphi=\left|\frac{\frac12-\frac14}{1+\frac14\cdot\frac12}\right|=\frac{2}{9}\)

Ответ: площадь четырёхугольника равна \(11{,}5\) квадратной единицы, а тангенс острого угла между прямыми \(AB\) и \(CD\) равен \(\frac29\). Если требуется сам угол, вычисляют \(\varphi=\arctan\frac29\) или выбирают ответ из предложенных вариантов.

5. Частые ошибки и проверка ответа

!
Частые ошибки

Не путайте координаты точки и координаты вектора: у вектора \(\overrightarrow{AB}\) нужно вычитать координаты конечной точки из координат начальной в правильном порядке. В формуле Гаусса вершины должны идти по контуру, а не в случайном порядке. Не забывайте модуль в формулах площади и расстояния. Для вертикальной прямой нельзя использовать обычный угловой коэффициент. В задаче на угол между прямыми берите острый угол, если это указано в условии.

  • Площадь получилась неотрицательной и выражена в квадратных единицах.
  • Расстояние не может быть отрицательным.
  • Если стороны параллельны, их угловые коэффициенты совпадают.
  • Если стороны перпендикулярны, их скалярное произведение равно нулю.
  • Для многоугольника направление обхода меняет только знак выражения под модулем.
Как выбрать способ

Если фигура — треугольник, используйте определитель двух векторов. Если вершин много, применяйте формулу Гаусса. Если известны уравнения прямых, для расстояния сразу приводите их к виду \(Ax+By+C=0\). Если прямая вертикальна или горизонтальна, часто проще рассуждать по координатам, не вводя угловой коэффициент.

Q
Быстрый тест по теме

Итоговая самопроверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · расстояние между точками
Найдите длину отрезка между \(A(-1,2)\) и \(B(3,5)\).
Главное за минуту

Главное

  • Координаты вектора получают вычитанием координат начала из координат конца, а длину — по формуле расстояния.
  • Расстояние от точки до прямой считают по формуле \(\frac{|Ax_0+By_0+C|}{\sqrt{A^2+B^2}}\).
  • Угол между прямыми находят по их угловым коэффициентам; перпендикулярность означает произведение коэффициентов \(-1\).
  • Площадь треугольника находят через определитель, площадь многоугольника — по формуле Гаусса.
  • Всегда проверяйте порядок вершин, модуль, знаки и геометрический смысл ответа.