内容正文:
2.2 直线及其方程
2.2.4 点到直线的距离
第二章 平面解析几何
课程标准:1.探索并掌握平面上点到直线的距离公式.2.会求两条平行直线间的距离.
教学重点:点到直线的距离公式,两条平行直线之间的距离.
教学难点:点到直线的距离公式的推导过程.
核心素养:1.通过学习点到直线的距离公式的推导过程培养逻辑推理素养、直观想象素养和数学运算素养.2.通过利用点到直线的距离公式、两条平行直线间的距离公式解决问题进一步提升数学运算素养.
1
核心概念掌握
PART ONE
距离
1.应用点到直线的距离公式应注意的三个问题
(1)直线方程应为一般式,若给出其他形式应化为一般式.
(2)点P在直线l上时,点到直线的距离为0,公式仍然适用.
(3)直线方程Ax+By+C=0中,A=0或B=0公式也成立,但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可用数形结合求解.
2.对两条平行直线之间的距离公式的理解
(1)求两条平行线之间的距离可以转化为求点到直线的距离,也可以利用公式.
(2)利用公式求平行线之间的距离时,两条直线方程必须是一般式,且x,y的系数对应相等.
(3)当两条直线都与x轴(或y轴)垂直时,可利用数形结合来解决.
①两条直线都与x轴垂直时,若l1:x=x1,l2:x=x2,则d=|x2-x1|;
②两条直线都与y轴垂直时,若l1:y=y1,l2:y=y2,则d=|y2-y1|.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
√
×
×
√
2.做一做(请把正确的答案写在横线上)
(1)点P(1,2)到直线2x+y-4=0的距离等于________.
(2)已知点A(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a=________.
(3)若点(4,3)到直线3x-4y+C=0的距离为1,则C=________.
(4)两平行线4x+6y=16与2x+3y+18=0间的距离等于________.
0
±5
2
核心素养形成
PART TWO
答案
解析
题型一 点到直线的距离
(2)已知P1(2,3),P2(-4,5)与点A(-1,2),求过点A且与P1,P2距离相等的直线l的方程.
解
[解法探究] 本例(2)还有其他解法吗?
解
点到直线的距离的求解方法
(1)求点到直线的距离时,只需把直线方程化为一般式方程,直接应用点到直线的距离公式求解即可.
(2)对于与坐标轴平行(或重合)的直线x=a或y=b,求点P(x0,y0)到它们的距离时,既可以用点到直线的距离公式,也可以直接写成d=|x0-a|或d=|y0-b|.
(3)若已知点到直线的距离求参数时,只需根据点到直线的距离公式列方程求解参数即可.
[跟踪训练1] (1)求点P0(-1,2)到下列直线的距离:
①2x+y-10=0;②x+y=2;③y-1=0.
解
(2)已知坐标平面内两点A(3,2)和B(-1,4)到直线mx+y+3=0的距离相等,求实数m的值.
解
例2 求与直线2x-y-1=0平行,且与直线2x-y-1=0距离为2的直线方程.
题型二 两条平行直线之间的距离
解
[解法探究] 本例还有其他解法吗?
解
解
[跟踪训练2] 两条平行直线l1,l2分别过P1(1,0),P2(0,5),若l1与l2之间的距离为5,求两直线方程.
解
题型三 距离公式的应用
解
例3 (1)已知点P(m,n)是直线3x+4y-12=0上的一点,求(m-1)2+(n-2)2的最小值.
解
(2)已知直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点.
①若点A(5,0)到l的距离为3,求直线l的方程;
②求点A(5,0)到l的距离的最大值.
解
解
[解法探究] 本例(2)①还有其他解法吗?
解
距离公式应用的三种常见类型
(1)最值问题
①利用对称转化为两点之间的距离问题.
②利用所求式子的几何意义转化为点到直线的距离.
③利用距离公式将问题转化为二次函数的最值问题,通过配方求最值.
(2)求参数问题
利用距离公式建立关于参数的方程或方程组,通过解方程或方程组求值.
(3)求方程的问题
立足确定直线的几何要素——点和方向,利用直线方程的各种形式,结合直线的位置关系(平行直线系、垂直直线系及过交点的直线系),巧设直线方程,在此基础上借助三种距离公式求解.
[跟踪训练3] 两条互相平行的直线分别过点A(6,2)和B(-3,-1),并且各自绕着A,B旋转,如果两条平行直线间的距离为d.求:
(1)d的变化范围;
(2)当d取最大值时两条直线的方程.
解 (1)解法一:①当两条直线的斜率不存在时,即两直线分别为x=6和x=-3,
则它们之间的距