Avstand fra punkt til linje og graf
En linje \(\ell\) går gjennom punktene \(A(4, -2)\) og \(B(6, 6)\).
- Bestem den eksakte avstanden fra punktet \(P(2, 8)\) til linjen \(\ell\).
Funksjonen \(f\) er gitt ved
- Bestem den eksakte verdien for den minste avstanden mellom grafen til \(f\) og linjen \(\ell\).
a) \(\underline{\underline{d = \dfrac{18\sqrt{17}}{17}}}\)
b) \(\underline{\underline{d_{\min} = \sqrt{17}}}\)
Vi finner først likningen for linjen \(\ell\) gjennom \(A(4, -2)\) og \(B(6, 6)\).
Retningsvektor: \(\overrightarrow{AB} = (6-4,\, 6-(-2)) = (2, 8)\)
Normalvektor: \(\vec{n} = (8, -2)\), forenklet \((4, -1)\)
Linjelikning: \(4(x - 4) - 1(y - (-2)) = 0\), som gir
a
Avstandsformelen fra et punkt \((x_0, y_0)\) til linjen \(ax + by + c = 0\):
For \(P(2, 8)\) og linjen \(4x - y - 18 = 0\):
Se linjene 3–5 i GeoGebra CAS-utklippet.
Avstanden fra \(P(2, 8)\) til \(\ell\) er \(\underline{\underline{\dfrac{18\sqrt{17}}{17} \approx 4{,}37}}\).
b
Et punkt på grafen til \(f\) har koordinatene \((x,\, x^2 + 2x)\). Avstanden fra dette punktet til linjen \(4x - y - 18 = 0\) er
(Telleren \(x^2 - 2x + 18 = (x-1)^2 + 17 > 0\) alltid, så absoluttverditegnet fjernes.)
Vi minimerer \(d(x)\) ved å derivere telleren og sette den lik null:
Se linjene 7–8 i CAS-utklippet (se Derivert og Løs).
Minimumsavstanden:

Den minste avstanden mellom grafen til \(f\) og linjen \(\ell\) er \(\underline{\underline{\sqrt{17} \approx 4{,}12}}\).