直線的相交
在歐幾里得平面上,兩條直線要么平行,要么相交,要么重合。這時歐幾里得第五公設的推論。相交的兩條直線恰好有一個交點。在非歐幾何中,按幾何特性(曲率),可以分為兩類。羅巴切夫斯基幾何中兩條直線要么平行,要么相交,但平行線不止一條。黎曼幾何中兩條直線總是相交。
三維空間或更高維空間中,兩條直線相交則必定共面。
圓的相交
歐幾里得幾何中,同一平面上的兩個圓之間的關係有四種:相離、相切、相容和相交。相離指兩圓沒有交點而且沒有一個圓在另一個圓內部。相切是指兩圓只有一個交點。相交是指兩圓有多於一個交點。相容是指兩圓沒有交點且一個圓在另一個內部。
兩個圓相交若且唯若兩個圓心之間的距離嚴格小於兩圓的半徑之和,並嚴格大於兩圓的半徑之差。
判別方法
在平面解析幾何中,設兩條直線的方程為:
![相交[數學用語]](/img/2/dad/wZwpmL0UDNzADO5YDN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2QzLyQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/c/795/wZwpmL1MDN2MjMzIDN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyQzL0EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/6/048/wZwpmL0cTOxQzM1cTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3UzL1AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
那么 相交若且唯若行列式:
![相交[數學用語]](/img/f/342/wZwpmLxYTOwUjN5ATN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwUzLzUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
不等於零。
對於兩圓相交,設兩個圓的方程是:
![相交[數學用語]](/img/4/b1a/wZwpmL1gTMzczM4kTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5UzL3czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/2/b3d/wZwpmL1QTOzYjM5MTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLzUzL4czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/8/a7a/wZwpmL0cDOwIjN4kTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5UzLyAzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
那么 相交若且唯若:
![相交[數學用語]](/img/8/197/wZwpmL1QTNxETO3gjN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4YzL2MzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
例子
直線
設兩條直線的方程是:
![相交[數學用語]](/img/2/fbc/wZwpmLwADNyITN4QTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0UzLxQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/4/3a6/wZwpmLxcDO5IzM0ETM5ITN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLxEzL1YzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/b/368/wZwpmLwcTOwgzM4EjN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLxYzL3QzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
由於行列式:,兩直線相交。交點為(1,3)。
設兩條直線的方程是:
![相交[數學用語]](/img/2/fbc/wZwpmLwADNyITN4QTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL0UzLxQzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/a/5e9/wZwpmL1UjMxADN3ETM5ITN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLxEzLyIzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/a/d5f/wZwpmL2gTMxEzNwgjN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL4YzL4AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
由於行列式:,兩直線不相交(實際上平行)。
圓
設兩個圓的方程是:
![相交[數學用語]](/img/7/cd3/wZwpmL2IjNzQDMyEjN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLxYzLzYzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/8/8b4/wZwpmL1YjM1QzMyYTN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2UzL0EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![相交[數學用語]](/img/b/003/wZwpmLzATN5kzN0IjN0ETN1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLyYzL0gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
這時兩個圓心的距離是:,因此兩圓相交。