रेखा (ज्यामिति)



ज्यामिति में, एक रेखा एक असीम रूप से लंबी सीधी वस्तु होती है, हालांकि इसे न्यूनतम चौड़ाई के साथ खींचा जाता है, गणित में कहा जाता है कि इसकी कोई विशिष्ट चौड़ाई नहीं है; इसे गहराई से नहीं दर्शाया गया है। शास्त्रीय ज्यामिति में रेखा सीधी होती है और मुड़ी नहीं होती है, लेकिन गैर सीधे विमानों या गोलाकार वस्तुओं के सतह विमानों की रेखाएं  वक्र  होती हैं या वस्तु को गोलाकार रेखाएं, सिलेंडर रेखाएं इत्यादि कहा जाता है। इस प्रकार, रेखाएं एक की गणितीय वस्तुएं हैं-  आयाम ी अंतरिक्ष, हालांकि वे दो-आयामी यूक्लिडियन अंतरिक्ष,  त्रि-आयामी अंतरिक्ष, या उच्च आयाम रिक्त स्थान में विमान (ज्यामिति) का हिस्सा हो सकते हैं। शब्द रेखा का अर्थ या गणित में एक  रेखा खंड  को दो बिंदुओं के बीच की रेखा के खंड के रूप में भी संदर्भित किया जा सकता है, जिसके आगे के छोर को दर्शाने के लिए दो  बिंदु (ज्यामिति)  हैं। इसमें रेखाओं को दो बिंदुओं द्वारा परिभाषित किया जा सकता है जो उस पर स्थित हैं (जैसे, $\overleftrightarrow{AB}$ ) या एक ही अक्षर से (उदा., $$\ell$$), जो उक्त खंड बनाते हैं।

यूक्लिड ने एक रेखा को चौड़ाई रहित लंबाई के रूप में वर्णित किया जो अपने आप में बिंदुओं के संबंध में समान रूप से स्थित है; उन्होंने बुनियादी अप्राप्य गुणों के रूप में कई अभिधारणाओं को पेश किया, जिनसे उन्होंने सभी ज्यामिति का निर्माण किया, जिसे अब  यूक्लिडियन ज्यामिति  कहा जाता है ताकि अन्य ज्यामिति के साथ भ्रम से बचा जा सके जो 19 वीं शताब्दी के अंत से शुरू की गई हैं (जैसे  गैर-यूक्लिडियन ज्यामिति  | गैर-यूक्लिडियन,  प्रोजेक्टिव ज्यामिति  और  एफाइन ज्यामिति )।

आधुनिक गणित में, प्रस्तावित ज्यामिति की भीड़ को देखते हुए (इस विचार के आधार पर कि कोई भी 3D वस्तु सतह यूक्लिडियन के समवर्ती एक नई ज्यामिति बनाती है, या निश्चित गति में कई आयामी स्थान भी गैर यूक्लिडियन हैं, लेकिन इसके बजाय गैर यूक्लिडियन स्थान वह स्थान है जो नहीं है गति में या अंतरिक्ष-समय में तय किया गया था, जितना कि यूक्लिड को ऐसी ज्यामितीय गणनाओं में कोई दिलचस्पी नहीं थी), आगे यह माना या प्रस्तावित किया जाता है कि इन काल्पनिक ज्यामिति में एक रेखा की अवधारणा काल्पनिक ज्यामिति का वर्णन करने के तरीके से निकटता से जुड़ी हुई है।

विश्लेषणात्मक ज्यामिति में, विमान में एक रेखा को अक्सर उन बिंदुओं के समूह के रूप में परिभाषित किया जाता है जिनके निर्देशांक किसी दिए गए रैखिक समीकरण को संतुष्ट करते हैं, लेकिन अधिक सार सेटिंग में, जैसे कोलोमोगोरोव के संयोजन ज्यामिति के उपक्षेत्र और  अंतर ज्यामिति  संयोजनीय  घटना ज्यामिति  का निरीक्षण करते हैं।

जब एक ज्यामिति का वर्णन स्वयंसिद्ध ों के एक समूह द्वारा किया जाता है, तो  प्राथमिक शिक्षा  में एक रेखा की धारणा को अक्सर अपरिभाषित (एक तथाकथित  आदिम धारणा  वस्तु) छोड़ दिया जाता है। रेखाओं के गुण तब उन अभिगृहीतों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं जो उन्हें संदर्भित करते हैं। इस दृष्टिकोण का एक फायदा यह है कि यह छात्रों, शिक्षार्थियों और ज्यामिति के सिद्धांतों को लागू करने वालों को लचीलापन देता है। इस प्रकार  तुलनात्मक ज्यामिति  और विभेदक ज्यामिति में, एक रेखा अन्य गणितीय वस्तुओं के साथ-साथ गणना का विषय होती है।

अनुप्रयुक्त गणित, वास्तुकला और भूगणित  में, रेखा को एक भूगणित के रूप में व्याख्यायित किया जा सकता है ( फुट (इकाई)  में मापे गए बिंदुओं के बीच सबसे छोटा पथ, जो कि भूगणित में लागू एक  सैन्य विज्ञान  है)।

कुछ प्रक्षेपी ज्यामिति में, रेखा एक द्वि-आयामी सदिश दिशा होती है और सभी रेखाएँ और दो स्वतंत्र सदिशों का उनका रैखिक संयोजन उनके बीच का स्थान होता है।

एक रेखा का लचीलापन यूक्लिडियन ज्यामिति से भिन्न का हिस्सा है, जहां अंतरिक्ष-समय में निश्चित गति को हटा दिया जाता है, कुछ भविष्यवादी प्रावधानवादियों के लिए यह गणित से भी आगे बढ़ता है।

भौतिकी और प्रकाशिकी  (सैन्य विज्ञान सहित) में,  भौतिक विज्ञान ी भी आमतौर पर एक प्रकाश किरण के मार्ग को एक रेखा मानते हैं, हालांकि अन्य प्रकाश संरचनाएं उनके वेक्टर गुणों, रेखाओं के अलावा अन्य संरचनाओं आदि के साथ मौजूद होती हैं। ऐसा कहा जाता है कि एक रेखा एक हो सकती है स्वतंत्र वस्तु, उन बिंदुओं के समूह से अलग जो उस पर केवल तभी स्थित होते हैं जब दूसरी रेखा उस पर पड़ती है (जिसे भौतिकी में सिद्ध किया जा सकता है)।

किसी भी खींची गई गणितीय रैखिक वस्तु के रूप में भी रेखा जो एक फ़ंक्शन का प्रतिनिधित्व कर सकती है (सीधी रेखाओं के लिए y=x, y=x+n/x-n और बहुपद जैसे अन्य अधिक जटिल कार्य) या गोलाकार रेखाएं, या कोई अन्य गैर-सीधी सतह रेखाएं जो शायद विशेषता भी हो सकती हैं एक सतह, एक गणितीय वस्तु), यहाँ समतल या सतह में कार्य ज्यामितीय रूप से विशेषता रेखा के विपरीत है (हालाँकि कुछ GCL की गणना कार्यों के रूप में की जा सकती है)।

गुण
जब यूक्लिड के तत्वों में यूक्लिड द्वारा ज्यामिति को पहली बार औपचारिक रूप दिया गया था, तो उन्होंने एक सामान्य रेखा (सीधी या घुमावदार) को चौड़ाई रहित लंबाई के रूप में परिभाषित किया, जिसमें एक सीधी रेखा एक ऐसी रेखा होती है जो समान रूप से बिंदुओं के साथ समान रूप से स्थित होती है। ये परिभाषाएँ बहुत कम उद्देश्य की पूर्ति करती हैं, क्योंकि वे ऐसे शब्दों का उपयोग करती हैं जो स्वयं परिभाषित नहीं हैं। वास्तव में, यूक्लिड ने स्वयं इस कार्य में इन परिभाषाओं का उपयोग नहीं किया था, और शायद उन्हें केवल पाठक को यह स्पष्ट करने के लिए शामिल किया था कि क्या चर्चा की जा रही है। आधुनिक ज्यामिति में, एक रेखा को केवल एक अपरिभाषित वस्तु के रूप में लिया जाता है जिसमें स्वयंसिद्धों द्वारा दिए गए गुण होते हैं,  लेकिन कभी-कभी एक रैखिक संबंध का पालन करने वाले बिंदुओं के एक समूह के रूप में परिभाषित किया जाता है जब कुछ अन्य मौलिक अवधारणा को अपरिभाषित छोड़ दिया जाता है।

यूक्लिडियन ज्यामिति के एक स्वयंसिद्ध सूत्रीकरण में, जैसे कि हिल्बर्ट के स्वयंसिद्ध (यूक्लिड के मूल स्वयंसिद्धों में विभिन्न दोष थे जिन्हें आधुनिक गणितज्ञों द्वारा ठीक किया गया है), कहा जाता है कि एक रेखा में कुछ गुण होते हैं जो इसे अन्य रेखाओं और बिंदु (ज्यामिति) से जोड़ते हैं। उदाहरण के लिए, किन्हीं दो अलग-अलग बिंदुओं के लिए, उनमें से एक अद्वितीय रेखा होती है, और कोई भी दो अलग-अलग रेखाएं अधिकतम एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करती हैं।  दो आयामों में (यानी,  यूक्लिडियन विमान  (गणित)), दो रेखाएँ जो प्रतिच्छेद नहीं करती हैं,  समानांतर (ज्यामिति)  कहलाती हैं। उच्च आयामों में, दो रेखाएँ जो प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, यदि वे समतल (ज्यामिति) में समाहित हैं, या तिरछी रेखाएँ नहीं हैं तो वे समानांतर हैं।

यूक्लिडियन तल पर, एक रेखा को दो क्षेत्रों के बीच की सीमा के रूप में दर्शाया जा सकता है। परिमित रूप से कई रेखाओं का कोई भी संग्रह विमान को  उत्तल बहुभुज ों में विभाजित करता है (संभवतः असीमित); इस विभाजन को रेखाओं की व्यवस्था के रूप में जाना जाता है।

उच्च आयामों में
त्रि-आयामी अंतरिक्ष में, चर x, y, और z में एक प्रथम डिग्री समीकरण एक विमान को परिभाषित करता है, इसलिए दो ऐसे समीकरण, बशर्ते वे विमान को जन्म दें, समानांतर नहीं हैं, एक रेखा को परिभाषित करें जो विमानों का प्रतिच्छेदन है। अधिक सामान्यतः, n-आयामी अंतरिक्ष में n-1 प्रथम-डिग्री समीकरण n कार्टेशियन समन्वय प्रणाली चर में उपयुक्त परिस्थितियों में एक रेखा को परिभाषित करते हैं।

अधिक सामान्य यूक्लिडियन अंतरिक्ष में, 'R'n (और समान रूप से हर दूसरे एफ़िन स्पेस  में), लाइन एल दो अलग-अलग बिंदुओं ए और बी (वेक्टर के रूप में माना जाता है) से गुजरने वाली रेखा सबसेट है $$L = \left\{ (1 - t) \, a + t b \mid t\in\mathbb{R}\right\}$$ रेखा की दिशा a (t = 0) से b (t = 1) तक या दूसरे शब्दों में, सदिश b − a की दिशा में होती है। ए और बी के विभिन्न विकल्प एक ही पंक्ति उत्पन्न कर सकते हैं।

समरेख बिंदु
तीन बिंदु एक ही रेखा पर स्थित होने पर संरेखी कहलाते हैं। तीन बिंदु सामान्य स्थिति  एक विमान (ज्यामिति) निर्धारित करती है, लेकिन तीन समरेख बिंदुओं के मामले में ऐसा नहीं होता है।

एफ़िन निर्देशांक में, n-आयामी अंतरिक्ष में बिंदु X = (x .)1, एक्स2, ..., एक्सn), वाई = (और1, यू2, ..., यूn), और Z = (z .)1, साथ2, ..., साथn) संरेख हैं यदि मैट्रिक्स (गणित) $$\begin{bmatrix} 1 & x_1 & x_2 & \cdots & x_n \\ 1 & y_1 & y_2 & \cdots & y_n \\ 1 & z_1 & z_2 & \cdots & z_n \end{bmatrix}$$ एक रैंक (रैखिक बीजगणित)  3 से कम है। विशेष रूप से, समतल (n = 2) में तीन बिंदुओं के लिए, उपरोक्त मैट्रिक्स वर्गाकार है और बिंदु संरेख हैं यदि और केवल यदि इसका सारणिक शून्य है।

समान रूप से एक विमान में तीन बिंदुओं के लिए, अंक समरेखीय होते हैं यदि और केवल यदि एक जोड़ी बिंदुओं के बीच ढलान किसी अन्य जोड़ी बिंदुओं के बीच ढलान के बराबर होता है (जिस स्थिति में शेष जोड़ी बिंदुओं के बीच ढलान अन्य ढलानों के बराबर होगा). विस्तार से, एक तल में k बिंदु संरेख होते हैं यदि और केवल यदि कोई (k-1) बिंदुओं के जोड़े में समान जोड़ीदार ढलान हों।

यूक्लिडियन ज्यामिति में, दो बिंदुओं a और b के बीच की यूक्लिडियन दूरी  d(a,b) का उपयोग तीन बिंदुओं के बीच संरेखता को व्यक्त करने के लिए किया जा सकता है:
 * बिंदु a, b और c संरेख हैं यदि और केवल यदि d(x,a) = d(c,a) और d(x,b) = d(c,b) का अर्थ x = c है।

हालाँकि, दूरी की अन्य धारणाएँ हैं (जैसे मैनहट्टन दूरी ) जिसके लिए यह गुण सत्य नहीं है।

ज्यामिति में जहां एक रेखा की अवधारणा एक आदिम धारणा है, जैसा कि कुछ सिंथेटिक ज्यामिति  में हो सकता है, संरेखता निर्धारित करने के अन्य तरीकों की आवश्यकता होती है।

प्रकार
एक अर्थ में, यूक्लिडियन ज्यामिति में सभी रेखाएं समान होती हैं, इसमें निर्देशांक के बिना कोई उन्हें एक दूसरे से अलग नहीं बता सकता है। हालाँकि, रेखाएँ ज्यामिति में अन्य वस्तुओं के संबंध में विशेष भूमिका निभा सकती हैं और उस संबंध के अनुसार प्रकारों में विभाजित की जा सकती हैं। उदाहरण के लिए, एक शंकु खंड  (एक वृत्त, दीर्घवृत्त,  परवलय, या अतिपरवलय) के संबंध में, रेखाएँ हो सकती हैं:
 * स्पर्शरेखा रेखाएँ, जो एक बिंदु पर शंकु को स्पर्श करती हैं;
 * छेदक रेखा एं, जो शंकु को दो बिंदुओं पर काटती हैं और इसके आंतरिक भाग से होकर गुजरती हैं;
 * बाहरी रेखाएं, जो यूक्लिडियन तल के किसी भी बिंदु पर शंकु से नहीं मिलती हैं; या
 * एक शंकु खंड का एक निर्देश, जिसकी एक बिंदु से दूरी यह स्थापित करने में मदद करती है कि बिंदु शंकु पर है या नहीं।

यूक्लिडियन ज्यामिति में समानांतर (ज्यामिति) निर्धारित करने के संदर्भ में, एक अनुप्रस्थ (ज्यामिति)  एक ऐसी रेखा है जो दो अन्य रेखाओं को काटती है जो एक दूसरे के समानांतर हो भी सकती हैं और नहीं भी।

अधिक सामान्य बीजीय वक्र ों के लिए, रेखाएँ भी हो सकती हैं: यूक्लिडियन त्रिभुज के संबंध में हमारे पास है:
 * i-secant रेखाएं, बिना बहुलता के गिने गए i बिंदुओं में वक्र को पूरा करना, या
 * स्पर्शोन्मुख, जो एक वक्र बिना छुए मनमाने ढंग से निकट आता है।
 * यूलर लाइन ,
 * सिमसन लाइन ्स, और
 * केंद्रीय रेखा (ज्यामिति) ।

एक उत्तल बहुभुज चतुर्भुज के लिए जिसमें अधिकतम दो समानांतर भुजाएँ हों, न्यूटन रेखा वह रेखा है जो दो विकर्ण ों के मध्य बिंदुओं को जोड़ती है। एक षट्भुज  के लिए जो एक शंकु पर स्थित है, हमारे पास पास्कल रेखा है और विशेष मामले में जहां शंकु रेखाओं की एक जोड़ी है, हमारे पास पप्पस का षट्भुज प्रमेय है।

समानांतर (ज्यामिति) एक ही तल में रेखाएँ हैं जो कभी भी पार नहीं करती हैं। लाइन-लाइन चौराहा  एक समान बिंदु साझा करता है। संयोग रेखाएं आपस में संपाती होती हैं - प्रत्येक बिंदु जो उनमें से किसी एक पर होता है वह दूसरे पर भी होता है।

लम्बवत रेखाएँ वे रेखाएँ होती हैं जो समकोण  पर प्रतिच्छेद करती हैं। त्रि-आयामी अंतरिक्ष में, तिरछी रेखाएँ वे रेखाएँ होती हैं जो एक ही तल में नहीं होती हैं और इस प्रकार एक दूसरे को नहीं काटती हैं।

स्वयंसिद्ध प्रणालियों में
रेखा की अवधारणा को अक्सर ज्यामिति में स्वयंसिद्ध प्रणाली  में एक आदिम धारणा के रूप में माना जाता है,  अर्थ यह अन्य अवधारणाओं द्वारा परिभाषित नहीं किया जा रहा है। उन स्थितियों में जहां एक रेखा एक परिभाषित अवधारणा है, जैसे समन्वय ज्यामिति में, कुछ अन्य मौलिक विचारों को आदिम के रूप में लिया जाता है। जब रेखा अवधारणा एक आदिम होती है, तो रेखाओं का व्यवहार और गुण उन स्वयंसिद्धों द्वारा निर्धारित होते हैं जिन्हें उन्हें संतुष्ट करना चाहिए। ज्यामिति के गैर-स्वयंसिद्ध या सरलीकृत स्वयंसिद्ध उपचार में, एक आदिम धारणा की अवधारणा से निपटने के लिए बहुत सारगर्भित हो सकता है। इस परिस्थिति में, एक आदिम धारणा का विवरण या मानसिक छवि प्रदान करना संभव है, उस धारणा को बनाने के लिए एक नींव देना जिस पर औपचारिक रूप से (अकथित) स्वयंसिद्धों पर आधारित होगा। इस प्रकार के विवरण, कुछ लेखकों द्वारा, प्रस्तुति की इस अनौपचारिक शैली में परिभाषा के रूप में संदर्भित किए जा सकते हैं। ये सही परिभाषाएं नहीं हैं, और इन्हें बयानों के औपचारिक प्रमाण में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। यूक्लिड के तत्वों में रेखा की परिभाषा इस श्रेणी में आती है। यहां तक ​​​​कि उस मामले में जहां एक विशिष्ट ज्यामिति पर विचार किया जा रहा है (उदाहरण के लिए, यूक्लिडियन ज्यामिति), लेखकों के बीच आम तौर पर स्वीकृत सहमति नहीं है कि जब विषय का औपचारिक रूप से इलाज नहीं किया जा रहा हो तो एक पंक्ति का अनौपचारिक विवरण क्या होना चाहिए।

रैखिक समीकरण
एक कार्तीय तल में रेखाएं या, अधिक सामान्यतः, एफ़िन निर्देशांक में, रैखिक समीकरणों की विशेषता होती है। अधिक सटीक रूप से, प्रत्येक पंक्ति $$L$$ (ऊर्ध्वाधर रेखाओं सहित) उन सभी बिंदुओं का समुच्चय है जिनके कार्तीय निर्देशांक  (x, y) एक रैखिक समीकरण को संतुष्ट करते हैं; वह है, $$L = \{(x,y)\mid ax+by=c\}, $$ जहाँ a, b और c स्थिर वास्तविक संख्या एँ (गुणांक कहलाती हैं) इस प्रकार हैं कि a और b दोनों शून्य नहीं हैं। इस रूप का उपयोग करते हुए, लंबवत रेखाएं b = 0 वाले समीकरणों के अनुरूप होती हैं।

कोई और भी मान सकता है $c = 1$ या $c = 0$, सब कुछ विभाजित करके $c$ अगर यह शून्य नहीं है।

एक रेखा के समीकरण को लिखने के कई भिन्न तरीके हैं जिन्हें बीजगणितीय हेरफेर द्वारा एक से दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है। उपरोक्त प्रपत्र को कभी-कभी मानक रूप कहा जाता है। यदि अचर पद को बाईं ओर रखा जाए, तो समीकरण बन जाता है $$ax + by - c = 0,$$ और इसे कभी-कभी समीकरण का सामान्य रूप कहा जाता है। हालांकि, इस शब्दावली को सार्वभौमिक रूप से स्वीकार नहीं किया गया है, और कई लेखक इन दो रूपों में अंतर नहीं करते हैं।

इन रूपों को आम तौर पर उस लाइन के बारे में जानकारी (डेटा) के प्रकार से नामित किया जाता है जो फॉर्म को लिखने के लिए आवश्यक होती है। किसी रेखा के कुछ महत्वपूर्ण डेटा उसकी ढलान, फ़ंक्शन की जड़ | x-अवरोधन, रेखा पर ज्ञात बिंदु और y-अवरोधन हैं।

दो अलग-अलग बिंदुओं से गुजरने वाली रेखा का समीकरण $$P_0( x_0, y_0 )$$ तथा $$P_1(x_1, y_1)$$ के रूप में लिखा जा सकता है $$(y - y_0)(x_1 - x_0) = (y_1 - y_0)(x - x_0).$$ यदि $x_{0} ≠ x_{1}$, इस समीकरण को फिर से लिखा जा सकता है $$y=(x-x_0)\,\frac{y_1-y_0}{x_1-x_0}+y_0$$ या $$y=x\,\frac{y_1-y_0}{x_1-x_0}+\frac{x_1y_0-x_0y_1}{x_1-x_0}\,.$$ द्वि-आयामी अंतरिक्ष में, गैर-ऊर्ध्वाधर रेखाओं के लिए समीकरण अक्सर ढलान-अवरोधन रूप में दिया जाता है:

$$ y = mx + b $$ कहाँ पे:
 * मी रेखा का ढाल या ढाल है।
 * b रेखा का y-अवरोधन है।
 * x फलन का स्वतंत्र चर  है $y = f(x)$.

बिंदुओं से होकर जाने वाली रेखा का ढलान $$A(x_a, y_a)$$ तथा $$B(x_b, y_b)$$, जब $$x_a \neq x_b$$, द्वारा दिया गया है $$m = (y_b - y_a)/(x_b - x_a)$$ और इस रेखा का समीकरण लिखा जा सकता है $$y = m (x - x_a) + y_a$$.

पैरामीट्रिक समीकरण
पैरामीट्रिक समीकरणों का उपयोग रेखाओं को निर्दिष्ट करने के लिए भी किया जाता है, विशेष रूप से त्रि-आयामी अंतरिक्ष या अधिक में क्योंकि दो से अधिक आयामों में रेखाओं को एक एकल रैखिक समीकरण द्वारा वर्णित नहीं किया जा सकता है।

त्रिविमीय रेखाओं में अक्सर पैरामीट्रिक समीकरणों द्वारा वर्णित किया जाता है: $$\begin{align} x &= x_0 + at \\ y &= y_0 + bt \\ z &= z_0 + ct \end{align}$$ कहाँ पे:
 * x, y, और z सभी स्वतंत्र चर t के फलन हैं जो वास्तविक संख्याओं के ऊपर होते हैं।
 * (एक्स0, यू0, साथ0) रेखा पर कोई बिंदु है।
 * ए, बी, और सी रेखा के ढलान से संबंधित हैं, जैसे कि दिशा वेक्टर (ज्यामितीय)  (ए, बी, सी) रेखा के समानांतर है।

उच्च आयामों वाली रेखाओं के लिए पैरामीट्रिक समीकरण इस मायने में समान होते हैं कि वे रेखा पर एक बिंदु और एक दिशा वेक्टर के विनिर्देश पर आधारित होते हैं।

एक नोट के रूप में, तीन आयामों वाली रेखाओं को दो रैखिक समीकरणों के युगपत हल के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है $$ a_1 x + b_1 y + c_1 z - d_1 = 0 $$ $$ a_2 x + b_2 y + c_2 z - d_2 = 0 $$ ऐसा है कि $$ (a_1,b_1,c_1)$$ तथा $$ (a_2,b_2,c_2)$$ आनुपातिक नहीं हैं (रिश्ते $$ a_1 = t a_2, b_1 = t b_2, c_1 = t c_2 $$ मतलब $$t = 0$$) यह इस प्रकार है क्योंकि तीन आयामों में एक एकल रैखिक समीकरण आमतौर पर एक विमान (ज्यामिति) का वर्णन करता है और एक रेखा वह है जो दो अलग-अलग प्रतिच्छेदन विमानों के लिए सामान्य है।

हेस्से सामान्य रूप
सामान्य रूप (जिसे हेस्से सामान्य रूप भी कहा जाता है, जर्मन गणितज्ञ ओटो हेस्से  के बाद), किसी दी गई रेखा के लिए  सामान्य (ज्यामिति)  खंड पर आधारित है, जिसे मूल (गणित) से रेखा के लंबवत रेखा खंड के रूप में परिभाषित किया गया है। यह खंड मूल को मूल रेखा पर निकटतम बिंदु से जोड़ता है। समतल पर एक सीधी रेखा के समीकरण का सामान्य रूप निम्न द्वारा दिया गया है: $$ x \cos \varphi + y \sin \varphi - p = 0 ,$$ कहाँ पे $$\varphi$$ सामान्य खंड के झुकाव का कोण है ( . के इकाई वेक्टर से उन्मुख कोण) $x$-इस खंड के लिए अक्ष), और $p$ सामान्य खंड की (सकारात्मक) लंबाई है। सामान्य रूप को मानक रूप से प्राप्त किया जा सकता है $$ax + by = c$$ सभी गुणांकों को से विभाजित करके $$\frac{c}{|c|}\sqrt{a^2 + b^2}.$$ ढलान-अवरोधन और अवरोधन रूपों के विपरीत, यह रूप किसी भी रेखा का प्रतिनिधित्व कर सकता है, लेकिन इसके लिए केवल दो परिमित मापदंडों की आवश्यकता होती है, $$\varphi$$ तथा $p$, निर्दिष्ट किया जाएगा। यदि $p > 0$, फिर $$\varphi$$ विशिष्ट रूप से परिभाषित मोडुलो . है $2π$. दूसरी ओर, यदि रेखा मूल बिन्दु से होकर जाती है ($c = p = 0$), एक बूँदें $c/|c|$ गणना करने के लिए शब्द $$\sin\varphi$$ तथा $$\cos\varphi$$, और यह इस प्रकार है $$\varphi$$ केवल परिभाषित मॉड्यूल है $\pi$.

वेक्टर
बिंदु A और B से जाने वाली रेखा का सदिश समीकरण द्वारा दिया जाता है $$\mathbf{r} = \mathbf{OA} + \lambda\, \mathbf{AB}$$ (जहाँ एक अदिश (गणित)  है)।

यदि a सदिश OA है और b सदिश OB है, तो रेखा का समीकरण लिखा जा सकता है: $$\mathbf{r} = \mathbf{a} + \lambda (\mathbf{b} - \mathbf{a})$$.

बिंदु A से शुरू होने वाली किरण को को सीमित करके वर्णित किया जाता है। एक किरण प्राप्त होती है यदि 0, और विपरीत किरण 0 से आती है।

ध्रुवीय निर्देशांक
एक कार्तीय तल में, ध्रुवीय निर्देशांक $(r, θ)$ पैरामीट्रिक समीकरणों द्वारा कार्टेशियन निर्देशांक से संबंधित हैं: $$x=r\cos\theta, \quad y=r\sin\theta.$$ ध्रुवीय निर्देशांक में, मूल (गणित) से न गुजरने वाली रेखा का समीकरण - निर्देशांक वाला बिंदु $(0, 0)$—लिखा जा सकता है $$r = \frac p {\cos (\theta-\varphi)},$$ साथ $r > 0$ तथा $$\varphi-\pi/2 < \theta < \varphi + \pi/2.$$ यहां, $p$ रेखा के लंबवत और मूल और रेखा द्वारा सीमांकित रेखाखंड की (धनात्मक) लंबाई है, और $$\varphi$$ से (उन्मुख) कोण है $x$-इस खंड के लिए अक्ष।

कोण के रूप में समीकरण को व्यक्त करना उपयोगी हो सकता है $$\alpha=\varphi+\pi/2$$ के बीच $x$-अक्ष और रेखा। इस मामले में, समीकरण बन जाता है $$r=\frac p {\sin (\theta-\alpha)},$$ साथ $r > 0$ तथा $$0 < \theta < \alpha + \pi.$$ इन समीकरणों को #रेखा समीकरण के सामान्य रूप से सेट करके प्राप्त किया जा सकता है $$x = r \cos\theta,$$ तथा $$y = r \sin\theta,$$ और फिर साइन या कोज्या के लिए कोण अंतर पहचान  लागू करना।

इन समीकरणों को त्रिकोणमितीय कार्यों को लागू करके ज्यामिति को भी सिद्ध किया जा सकता है#साइन और कोसाइन की समकोण त्रिभुज परिभाषाएं सही त्रिभुज में होती हैं जिसमें रेखा का एक बिंदु और मूल बिंदु के रूप में होता है, और रेखा और इसके लंबवत मूल के माध्यम से पक्षों के रूप में।

पिछले रूप मूल से गुजरने वाली रेखा के लिए लागू नहीं होते हैं, लेकिन एक सरल सूत्र लिखा जा सकता है: ध्रुवीय निर्देशांक $$(r, \theta)$$ मूल बिंदु से गुजरने वाली और का कोण बनाने वाली रेखा के बिंदुओं का $$\alpha$$ साथ $x$-अक्ष, जोड़े हैं $$(r, \theta)$$ ऐसा है कि $$r\ge 0,\qquad \text{and} \quad \theta=\alpha \quad\text{or}\quad \theta=\alpha +\pi.$$

प्रक्षेप्य ज्यामिति
प्रक्षेपी ज्यामिति के कई मॉडलों में, एक रेखा का प्रतिनिधित्व शायद ही कभी सीधे वक्र की धारणा के अनुरूप होता है जैसा कि यूक्लिडियन ज्यामिति में देखा जाता है। अण्डाकार ज्यामिति  में हम इसका एक विशिष्ट उदाहरण देखते हैं।  अण्डाकार ज्यामिति के गोलाकार निरूपण में, रेखाओं को एक गोले के बड़े वृत्तों द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें व्यास के विपरीत बिंदुओं की पहचान की जाती है। अण्डाकार ज्यामिति के एक अलग मॉडल में, मूल से गुजरने वाले यूक्लिडियन विमान (ज्यामिति) द्वारा रेखाओं का प्रतिनिधित्व किया जाता है। भले ही ये निरूपण दृष्टिगत रूप से भिन्न हैं, वे सभी गुणों को संतुष्ट करते हैं (जैसे, एक अद्वितीय रेखा का निर्धारण करने वाले दो बिंदु) जो उन्हें इस ज्यामिति में रेखाओं के लिए उपयुक्त निरूपण बनाते हैं।

एक रेखा की संक्षिप्तता और सीधापन, संपत्ति के रूप में व्याख्या की गई है कि इसके किन्हीं दो बिंदुओं के बीच की दूरी  को कम से कम किया जाता है (त्रिकोण असमानता देखें), सामान्यीकृत किया जा सकता है और मीट्रिक रिक्त स्थान में जियोडेसिक्स की अवधारणा की ओर जाता है।

रे
एक रेखा और उस पर किसी बिंदु A को देखते हुए, हम A को इस रेखा को दो भागों में विघटित करने वाला मान सकते हैं। ऐसे प्रत्येक भाग को 'किरण' कहा जाता है और बिंदु A को इसका प्रारंभिक बिंदु कहा जाता है। इसे हाफ-लाइन, एक-आयामी हाफ-स्पेस (ज्यामिति) | हाफ-स्पेस के रूप में भी जाना जाता है। बिंदु A को किरण का सदस्य माना जाता है। सहज रूप से, एक किरण में A से गुजरने वाली रेखा पर वे बिंदु होते हैं और अनिश्चित काल तक आगे बढ़ते हैं, A से शुरू होकर, केवल रेखा के साथ एक दिशा में। हालांकि, प्रमाण में किरण की इस अवधारणा का उपयोग करने के लिए एक अधिक सटीक परिभाषा की आवश्यकता है।

अलग-अलग बिंदुओं ए और बी को देखते हुए, वे प्रारंभिक बिंदु ए के साथ एक अद्वितीय किरण निर्धारित करते हैं। चूंकि दो बिंदु एक अनूठी रेखा को परिभाषित करते हैं, इस किरण में ए और बी (ए और बी सहित) और रेखा पर सभी बिंदु सी के बीच के सभी बिंदु होते हैं। ए और बी के माध्यम से जैसे कि बी ए और सी के बीच है। इसे कभी-कभी A और B द्वारा निर्धारित रेखा पर सभी बिंदुओं C के समुच्चय के रूप में भी व्यक्त किया जाता है, ताकि A, B और C के बीच न हो। ए और बी द्वारा निर्धारित रेखा पर एक बिंदु डी, प्रारंभिक बिंदु ए के साथ किरण में नहीं, प्रारंभिक बिंदु ए के साथ एक और किरण निर्धारित करेगा। एबी किरण के संबंध में, एडी किरण विपरीत किरण कहलाती है।

इस प्रकार, हम कहेंगे कि दो अलग-अलग बिंदु, ए और बी, एक रेखा को परिभाषित करते हैं और एक खुले खंड के असंबद्ध संघ  में इस रेखा के अपघटन को परिभाषित करते हैं। $(A, B)$ और दो किरणें, BC और AD (बिंदु D आरेख में नहीं खींचा गया है, बल्कि रेखा AB पर A के बाईं ओर है)। ये विपरीत किरणें नहीं हैं क्योंकि इनके अलग-अलग प्रारंभिक बिंदु हैं।

यूक्लिडियन ज्यामिति में एक उभयनिष्ठ समापन बिंदु वाली दो किरणें एक कोण  बनाती हैं। एक किरण की परिभाषा एक रेखा पर बिंदुओं के बीच की धारणा पर निर्भर करती है। यह इस प्रकार है कि किरणें केवल उन ज्यामितीयों के लिए मौजूद हैं जिनके लिए यह धारणा मौजूद है, आमतौर पर यूक्लिडियन ज्यामिति या एक आदेशित क्षेत्र  पर एफ़िन ज्यामिति। दूसरी ओर, किरणें प्रक्षेपी ज्यामिति में नहीं होती हैं और न ही किसी गैर-आदेशित क्षेत्र पर ज्यामिति में होती हैं, जैसे कि  जटिल संख्या एँ या कोई  परिमित क्षेत्र ।

रेखा खंड
एक रेखा खंड एक रेखा का एक भाग होता है जो दो अलग-अलग अंत बिंदुओं से घिरा होता है और इसके अंत बिंदुओं के बीच की रेखा पर प्रत्येक बिंदु होता है। लाइन सेगमेंट को कैसे परिभाषित किया जाता है, इस पर निर्भर करते हुए, दो अंतिम बिंदुओं में से कोई भी लाइन सेगमेंट का हिस्सा हो भी सकता है और नहीं भी। दो या दो से अधिक रेखाखंडों में रेखाओं के समान संबंध हो सकते हैं, जैसे कि समानांतर, प्रतिच्छेदन, या तिरछा होना, लेकिन रेखाओं के विपरीत वे इनमें से कोई भी नहीं हो सकते हैं, यदि वे समतलीय  हैं और या तो प्रतिच्छेद नहीं करते हैं या संरेख हैं।

संख्या रेखा
संख्या रेखा पर एक बिंदु वास्तविक संख्या से मेल खाता है और इसके विपरीत। आमतौर पर, पूर्णांक  समान रूप से रेखा पर स्थित होते हैं, सकारात्मक संख्याएँ दाईं ओर, ऋणात्मक संख्याएँ बाईं ओर होती हैं। अवधारणा के विस्तार के रूप में,  काल्पनिक संख्या  का प्रतिनिधित्व करने वाली एक  काल्पनिक रेखा (गणित)  शून्य पर संख्या रेखा के लंबवत खींची जा सकती है। दो रेखाएँ सम्मिश्र तल बनाती हैं, जो सम्मिश्र संख्या के समुच्चय का ज्यामितीय निरूपण है।

यह भी देखें

 * एफ़िन परिवर्तन
 * वक्र
 * दो समानांतर रेखाओं के बीच की दूरी
 * एक बिंदु से एक रेखा की दूरी
 * काल्पनिक रेखा (गणित)
 * घटना (ज्यामिति)
 * रेखा खंड
 * लोकस (गणित)
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