Question Number 140076 by bobhans last updated on 04/May/21
Commented by mr W last updated on 05/May/21
$${eqn}.\:\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}{y}+{a}=\mathrm{0}\:{fixes}\:{only}\:{the} \\ $$$${inclination}\:{of}\:{the}\:{line}.\:{the}\:{vertical} \\ $$$${position}\:{will}\:{be}\:{determined}\:{by}\:{the} \\ $$$${value}\:{of}\:{a}.\:{the}\:{distance}\:{from}\:{point} \\ $$$$\left(\mathrm{3},−\mathrm{6}\right)\:{must}\:{to}\:{this}\:{line}\:{must}\:{be}\:{the} \\ $$$${same}\:{as}\:{to}\:\mathrm{2}{x}+\mathrm{3}{y}+\mathrm{25}=\mathrm{0},\:{so}\:{we}\:{get} \\ $$$${two}\:{parallel}\:{lines}\:{with}\:{different}\:{a}. \\ $$
Commented by EDWIN88 last updated on 04/May/21
$$\mathrm{clockwise}\:\mathrm{for}\:\theta\: \\ $$$$\begin{pmatrix}{\mathrm{x}'−\mathrm{3}}\\{\mathrm{y}^{'} +\mathrm{6}}\end{pmatrix}\:=\:\begin{pmatrix}{\:\:\:\mathrm{cos}\:\theta\:\:\:\:\mathrm{sin}\:\theta}\\{−\mathrm{sin}\:\theta\:\:\:\mathrm{cos}\:\theta}\end{pmatrix}\:\begin{pmatrix}{\mathrm{x}−\mathrm{3}}\\{\mathrm{y}+\mathrm{6}}\end{pmatrix} \\ $$$$\begin{pmatrix}{\mathrm{x}'−\mathrm{3}}\\{\mathrm{y}'+\mathrm{6}}\end{pmatrix}\:=\:\begin{pmatrix}{\left(\mathrm{x}−\mathrm{3}\right)\mathrm{cos}\:\theta+\left(\mathrm{y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{sin}\:\theta}\\{\left(\mathrm{3}−\mathrm{x}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\left(\mathrm{y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{cos}\:\theta}\end{pmatrix} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2}\left(\left(\mathrm{x}−\mathrm{3}\right)\mathrm{cos}\:\theta+\left(\mathrm{y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\mathrm{3}\right)−\mathrm{3}\left(\left(\mathrm{3}−\mathrm{x}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\left(\mathrm{y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{cos}\:\theta−\mathrm{6}\right)+\mathrm{a}=\mathrm{0} \\ $$$$\left(\mathrm{2x}−\mathrm{6}\right)\mathrm{cos}\:\theta+\left(\mathrm{2y}+\mathrm{12}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\mathrm{6}−\left(\mathrm{9}−\mathrm{3x}\right)\mathrm{sin}\:\theta−\left(\mathrm{3y}+\mathrm{18}\right)\mathrm{cos}\:\theta+\mathrm{18}+\mathrm{a}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2cos}\:\theta.\mathrm{x}+\mathrm{2sin}\:\theta.\mathrm{y}+\mathrm{6}−\mathrm{6cos}\:\theta+\mathrm{12sin}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta.\mathrm{x}−\mathrm{3cos}\:\theta.\mathrm{y}−\mathrm{9sin}\:\theta−\mathrm{18cos}\:\theta+\mathrm{18}+\mathrm{a}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{2cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta\right).\mathrm{x}+\left(\mathrm{2sin}\:\theta−\mathrm{3cos}\:\theta\right)\mathrm{y}+\mathrm{24}+\mathrm{a}−\mathrm{24cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta=\mathrm{0} \\ $$$$\begin{cases}{\mathrm{2cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta=\mathrm{2}…\left(×\mathrm{3}\right)}\\{\mathrm{2sin}\:\theta−\mathrm{3cos}\:\theta=\mathrm{3}…\left(×\mathrm{2}\right)}\\{\mathrm{24}+\mathrm{a}−\mathrm{24cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta=\mathrm{25}}\end{cases} \\ $$$$\begin{cases}{\mathrm{6cos}\:\theta+\mathrm{9sin}\:\theta=\mathrm{6}}\\{−\mathrm{6cos}\:\theta+\mathrm{4sin}\:\theta=\mathrm{6}}\end{cases}\:\Rightarrow\mathrm{sin}\:\theta=\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}}\:\&\:\mathrm{2cos}\:\theta=\mathrm{2}−\frac{\mathrm{36}}{\mathrm{13}} \\ $$$$\mathrm{cos}\:\theta=−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}}\:\mathrm{then}\:\mathrm{tan}\:\theta\:=\:−\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{a}=\mathrm{1}+\mathrm{24cos}\:\theta−\mathrm{3sin}\:\theta \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{a}=\mathrm{1}+\mathrm{24}\left(−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}}\right)−\mathrm{3}\left(\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}}\right) \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{a}=\mathrm{1}−\frac{\mathrm{120}}{\mathrm{13}}−\frac{\mathrm{36}}{\mathrm{13}}\:=\:\frac{\mathrm{13}−\mathrm{156}}{\mathrm{13}}=−\frac{\mathrm{143}}{\mathrm{13}}=−\mathrm{11} \\ $$
Commented by mr W last updated on 04/May/21
$${ax}+{by}+{c}=\mathrm{0}\equiv{px}+{qy}+{r}\:\Rightarrow{a}={p},{b}={q},{c}={r} \\ $$$${means}\:{also} \\ $$$${ax}+{by}+{c}=\mathrm{0}\equiv−{px}−{qy}−{r}=\mathrm{0} \\ $$$${i}.{e}.\:{a}=−{p},{b}=−{q},{c}=−{r} \\ $$$${therefore}\:{we}\:{have}\:{two}\:{solutions}. \\ $$
Commented by EDWIN88 last updated on 04/May/21
$$\mathrm{yes}\:\mathrm{second}\:\mathrm{solution}\:\mathrm{from}\: \\ $$$$\:\mathrm{distance}\:\mathrm{point}\left(\mathrm{3},−\mathrm{6}\right)\:\mathrm{to}\:\mathrm{line}\:\mathrm{first}\:\mathrm{and}\:\mathrm{second}\:\mathrm{line} \\ $$
Commented by mr W last updated on 05/May/21
Commented by liberty last updated on 05/May/21
$$\:\mathrm{d}\:\left[\left(\mathrm{3},−\mathrm{6}\right),\mathrm{2x}+\mathrm{3y}+\mathrm{25}=\mathrm{0}\:\right]=\:\mathrm{d}\left[\left(\mathrm{3},−\mathrm{6}\right),\mathrm{2x}−\mathrm{3y}+\mathrm{a}=\mathrm{0}\:\right] \\ $$$$\:\frac{\mid\mathrm{6}−\mathrm{18}+\mathrm{25}\mid}{\:\sqrt{\mathrm{13}}}\:=\:\frac{\mid\mathrm{6}+\mathrm{18}+\mathrm{a}\mid}{\:\sqrt{\mathrm{13}}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{13}\:=\:\mid\mathrm{24}+\mathrm{a}\mid\:\rightarrow\begin{cases}{\mathrm{24}+\mathrm{a}=\mathrm{13}\rightarrow\mathrm{a}=−\mathrm{11}}\\{\mathrm{24}+\mathrm{a}=−\mathrm{13}\rightarrow\mathrm{a}=−\mathrm{37}}\end{cases} \\ $$
Answered by mr W last updated on 04/May/21
$${first}\:{possibility}: \\ $$$$\mathrm{tan}\:\theta=\mathrm{tan}\:\left(\pi−\phi\right)=−\mathrm{tan}\:\phi= \\ $$$$=−\frac{\mathrm{2}×\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}}{\mathrm{1}−\left(\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{3}}\right)^{\mathrm{2}} }=−\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\mathrm{2}{x}+\mathrm{2}\left(−\mathrm{6}\right)+\mathrm{25}=\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}\left(−\mathrm{6}\right)+{a} \\ $$$$\Rightarrow{a}=−\mathrm{11} \\ $$
Commented by mr W last updated on 04/May/21
Commented by mr W last updated on 04/May/21
$${second}\:{possibility}: \\ $$$$\mathrm{tan}\:\theta=\mathrm{tan}\:\left(\mathrm{2}\pi−\phi\right)=−\mathrm{tan}\:\phi=−\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}} \\ $$$$\mathrm{2}×\mathrm{3}+\mathrm{2}{y}+\mathrm{25}=\mathrm{2}×\mathrm{3}−\mathrm{3}{y}+{a} \\ $$$${y}=−\frac{\mathrm{25}+\mathrm{2}{x}}{\mathrm{3}}=−\frac{\mathrm{25}+\mathrm{2}×\mathrm{3}}{\mathrm{3}} \\ $$$${y}=\frac{{a}+\mathrm{2}{x}}{\mathrm{3}}=\frac{{a}+\mathrm{2}×\mathrm{3}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\Rightarrow{a}=−\mathrm{37} \\ $$
Commented by mr W last updated on 04/May/21
Answered by mr W last updated on 04/May/21
$${general}\:{method}\:{without}\:{using}\:{any} \\ $$$${geometry}\:{or}\:{graph}: \\ $$$$ \\ $$$${x}'=\left({x}−\mathrm{3}\right)\mathrm{cos}\:\theta−\left({y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\mathrm{3} \\ $$$${y}'=\left({x}−\mathrm{3}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\left({y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{cos}\:\theta−\mathrm{6} \\ $$$$ \\ $$$$\mathrm{2}\left[\left({x}−\mathrm{3}\right)\mathrm{cos}\:\theta−\left({y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\mathrm{3}\right]+\mathrm{3}\left[\left({x}−\mathrm{3}\right)\mathrm{sin}\:\theta+\left({y}+\mathrm{6}\right)\mathrm{cos}\:\theta−\mathrm{6}\right]+\mathrm{25}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{2}{x}\mathrm{cos}\:\theta−\mathrm{2}{y}\mathrm{sin}\:\theta+\mathrm{3}{x}\mathrm{sin}\:\theta−\mathrm{21sin}\:\theta+\mathrm{3}{y}\mathrm{cos}\:\theta+\mathrm{12cos}\:\theta+\mathrm{13}=\mathrm{0} \\ $$$$ \\ $$$$\left(\mathrm{2cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta\right){x}−\left(\mathrm{2sin}\:\theta−\mathrm{3cos}\:\theta\right){y}−\mathrm{21sin}\:\theta+\mathrm{12cos}\:\theta+\mathrm{13}=\mathrm{0} \\ $$$$\equiv\mathrm{2}{x}−\mathrm{3}{y}+{a}=\mathrm{0} \\ $$$${case}\:\mathrm{1}: \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta=\mathrm{2}\:\:\:…\left({i}\right) \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2sin}\:\theta−\mathrm{3cos}\:\theta=\mathrm{3}\:\:\:…\left({iii}\right) \\ $$$$\Rightarrow−\mathrm{21sin}\:\theta+\mathrm{12cos}\:\theta+\mathrm{13}={a}\:\:\:…\left({iii}\right) \\ $$$${from}\:\left({i}\right)\:{and}\:\left({ii}\right): \\ $$$$\mathrm{sin}\:\theta=\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}} \\ $$$$\mathrm{cos}\:\theta=−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}} \\ $$$${since}\:\left(\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}}\right)^{\mathrm{2}} +\left(−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}}\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\:\Rightarrow{solution}\:{is} \\ $$$${consistent}. \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{tan}\:\theta=−\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}}\:\Rightarrow\theta=\pi−\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}} \\ $$$${from}\:\left({iii}\right): \\ $$$${a}=−\mathrm{21}×\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}}−\mathrm{12}×\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}}+\mathrm{13}=−\mathrm{11} \\ $$$$ \\ $$$${case}\:\mathrm{2}: \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2cos}\:\theta+\mathrm{3sin}\:\theta=−\mathrm{2}\:\:\:…\left({i}\right) \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2sin}\:\theta−\mathrm{3cos}\:\theta=−\mathrm{3}\:\:\:…\left({iii}\right) \\ $$$$\Rightarrow−\mathrm{21sin}\:\theta+\mathrm{12cos}\:\theta+\mathrm{13}=−{a}\:\:\:…\left({iii}\right) \\ $$$${from}\:\left({i}\right)\:{and}\:\left({ii}\right): \\ $$$$\mathrm{sin}\:\theta=−\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}} \\ $$$$\mathrm{cos}\:\theta=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{tan}\:\theta=−\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}}\:\Rightarrow\theta=\mathrm{2}\pi−\mathrm{tan}^{−\mathrm{1}} \frac{\mathrm{12}}{\mathrm{5}} \\ $$$${from}\:\left({iii}\right): \\ $$$${a}=−\mathrm{21}×\frac{\mathrm{12}}{\mathrm{13}}−\mathrm{12}×\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{13}}−\mathrm{13}=−\mathrm{37} \\ $$