内容正文:
第2课时 点到直线的距离公式
第3课时 两条平行直线间的距离公式
课程标准 素养解读
1.探索并掌握平面上点到直线的距离公式
2.掌握两条平行直线间的距离公式
3.会求点到直线的距离和两条平行直线间的距离
通过点到直线距离、两条平行直线间
距离公式的学习,提升逻辑推理、数学
运算、直观想象的数学素养
[情境引入]
在 公 路 附 近 有 一 家
乡村饭馆,现在需要铺设
一 条 连 接 饭 馆 和 公 路 的
道路.请同学们帮助设计
一下:在理论上怎样铺路可以使这条连接道路
的长度最短?
[知识梳理]
[知识点一] 点到直线的距离
1.点到直线的距离的概念:过一点向直线作垂
线,则该点与 之间的距离,就是该
点到直线的距离.
2.点到直线的距离公式:点P(x0,y0)到直线
l:Ax+By+C=0(A,B 不同时为0)的距离
d= .
1.在使用点到直线距离公式时对直
线方程有什么要求?
[知识点二] 两平行直线间的距离
1.两条平行直线间的距离的概念:两条平行直
线间的距离是指夹在这两条平行直线间的
的长.
2.两条平行直线间的距离的求法:两条平行直
线间的距离转化为 的距离.
3.两条平行直线间的距离公式:两条平行直线
l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0间
的距离d= .
2.在应用两条平行线间的距离公式
时对直线方程有什么要求?
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)点P(x0,y0)到与x轴平行的直线y=b(b
≠0)的距离d=y0-b. ( )
(2)点P(x0,y0)到与y轴平行的直线x=a(a
≠0)的距离d=|x0-a|. ( )
(3)两直线x+y=m 与x+y=2n的距离为
|m-2n|
2
. ( )
2.原点到直线x+2y-5=0的距离为 ( )
A.1 B.3
C.2 D.5
3.两条平行线l1:3x+4y-7=0和l2:3x+4y
-12=0的距离为 ( )
A.3 B.2
C.1 D.12
4.已知直线l1:x+y-1=0,l2:x+y+a=0,
且两直线间的距离为 2,则a= .
42
数学(BS)选择性必修第一册
点到直线的距离
[例1] 求点P(3,-2)到下列直线的距离:
(1)y=34x+
1
4
;(2)y=6;(3)x=4.
点到直线距离的求解方法
(1)求点到直线的距离,首先要把直线化成
一般式方程,然后再套用点到直线的距
离公式.
(2)当点与直线有特殊位置关系时,也可以
用公式求解,但是这样会把问题变复杂
了,要注意数形结合.
[变式训练]
1.求垂直于直线x+3y-5=0,且与点P(-1,0)
的距离是3 10
5
的直线l的方程.
两条平行线间的距离
[例2] 已知直线l1:3x-2y-1=0和l2:3x
-2y-13=0,直线l与l1,l2 的距离分别是
d1,d2,若d1∶d2=2∶1,求直线l的方程.
[思路点拨] 由题设知l1∥l2,故l∥l1∥
l2,设出l的方程,利用距离公式表示出
d1,d2.进而求出直线方程.
求两条平行线间距离的方法
求两平行线间的距离,一般是直接利用两
平行线间的距离公式,当直线l1:y=kx+
b1,l2:y=kx+b2,且 b1 ≠b2 时,d=
|b1-b2|
k2+1
;当直线l1:Ax+By+C1=0,l2:
Ax+By+C2 =0 且 C1 ≠C2 时,d=
|C1-C2|
A2+B2
.但必须注意两直线方程中x,y
的系数对应相等.
[变式训练]
2.求与直线l:5x-12y+6=0平行且与直线l
距离为3的直线方程.
52
第一章 直线与圆
距离公式的综合应用
[例3] 已知直线l过点A(2,4),且被平行直
线l1:x-y+1=0与l2:x-y-1=0所截
的线段中点 M 在直线x+y-3=0上,求直
线l的方程.
[思路点拨] 可设出点 M 的坐标,利用点
M 到两直线的距离相等,求出点 M 的坐
标,再用两点式写出直线的方程,也可先求
出与l1,l2 平行且等距离的直线方程,再与
x+y-3=0联立求出点 M 的坐标,最后
由两点式写出直线方程.
距离公式综合应用的三种常用类型
(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一元二
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.
[变式训练]
3.求过点(3,5)的所有直线中,距原点最远的
直线方程.
[当堂达标]
1.点(5,-3)到直线x+2=0的距离等于
( )
A.7 B.5 C.3 D.2
2.(多选)到直线2x+y+1=0的距离等于 55
的直线方程可能为 ( )
A.2x-y=0 B.2x+y-2=0
C.2x+y=0 D.2x+y+2=0
3.已知两点A(-3,-2)和B(-1,4)到直线x+
ay+1=0的距离相等,则实数a为 .
4.已知直线l经过点(-2,3),且原点到直线l
的距离等于2,求直线l的方程.
学习至此,请完成配套训练
62
数学(BS)选择性必修第一册
3.D [联立直线l1,l2 的方程
x-3y+4=0,
2x+y+5=0,{ 解 得
x=-197
,
y=37
,{ 即 直 线l1 与l2 的 交 点 为
-197
,3
7( ) ,故所求的直线方程为y=-
3
19x
,即3x+19y=0.]
4.解析:将点(0,2)代入直线x+by=1,解得b= 12
,在将点
(0.2)代入直线x-y=a,解得a=-2,
答案:-2;12
5.解:设点 M(-3,4)关 于 直 线l:x-y+3=0的 对 称 点 为
M′(a,b),则反射光线所在直线过点 M′,
所以
b-4
a-(-3)=-1
,
-3+a
2 -
b+4
2 +3=0
,{ 解得a=1,b=0.又反射光线经
过点 N(2,6),
所以所求直线的方程为y-0
6-0=
x-1
2-1
,即6x-y-6=0.
1.6 平面直角坐标系中的距离公式
第1课时 两点间的距离公式
课前预习学案
知识梳理
知识点一 (x2-x1)2+(y2-y1)2
[思考]
[提 示 ] 可 以,原 因 是 (x2-x1)2+(y2-y1)2 =
(x1-x2)2+(y1-y2)2,也就是说公式中P1,P2 两点的位
置没有先后之分.
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√
2.B [由 平 面 内 两 点 间 的 距 离 公 式 可 知 |AB|=
(3-2)2+(7-5)2= 5.]
3.解析:∵过点 M(-2,a),N(a,4)的直线斜率为k=4-aa+2=
-12
,解得a=10,
∴|MN|= (a+2)2+(4-a)2=
(10+2)2+(4-10)2=6 5.
答案:6 5
课堂互动学案
[例1] [解析] (1)设点 M(x,0)(x>0),由题意可知,
x2+02= 52+(-3)2,解得x= 34.∴点 M 的坐标为
( 34,0).
(2)直线2x+my+2=0与x轴的交点为(-1,0),与y轴的
交 点 为 0,-2m( ) ,所 以 两 交 点 之 间 的 距 离 为
(-1-0)2+ 0+2m( )
2
= 1+ 4m2
(m≠0).
[答案] (1)D (2)1+ 4m2
(m≠0)
[例2] [解] 法一:∵|AB|= (3+3)2+(-3-1)2=2 13,
|AC|= (1+3)2+(7-1)2=2 13,
又|BC|= (1-3)2+(7+3)2=2 26,
∴|AB|2+|AC|2=|BC|2,
且|AB|=|AC|,
∴△ABC是等腰直角三角形.
法二:∵kAC=
7-1
1-(-3)=
3
2
,
kAB=
-3-1
3-(-3)=-
2
3
,
则kACkAB=-1,∴AC⊥AB.
又|AC|= (1+3)2+(7-1)2=2 13,
|AB|= (3+3)2+(-3-1)2=2 13,
∴|AC|=|AB|.∴△ABC是等腰直角三角形.
[例3] [解] (1)设 A(2,0)关 于 直 线l 的 对 称 点 为
A′(m,n),则
n-0
m-2=-2
,
m+2
2 -2×
n+0
2 +8=0
,{
解得 m=-2,n=8,{ 故A′(-2,8).
P 为直线l上的一点,则|PA|+|PB|=|PA′|+|PB|≥
|A′B|,当且仅当B,P,A′三点共线时,|PA|+|PB|取得最
小值,为|A′B|,点 P 即 是 直 线A′B 与 直 线l 的 交 点,
由 x=-2,x-2y+8=0,{
得 x=-2,
y=3,{ 故所求的点P 的坐标为(-2,3),最小值为|A′
B|=|8-(-4)|=12.
(2)A,B 两点在直线l的同侧,P是直线l上的一点,则||PB|
-|PA||≤|AB|,当且仅当A,B,P三点共线时,||PB|-|PA||
取得最大值,为|AB|,点P 即是直线AB 与直线l的交点,又
直 线 AB 的 方 程 为 y =x -2,解 y=x-2
,
x-2y+8=0,{ 得
x=12,
y=10,{ 故所求的点P 的坐标为(12,10),最大值为|AB|=
(-2-2)2+(-4-0)2=4 2.
变式训练
1.解:设所求点P(x,0),于是由|PA|=|PB|得
(x+1)2+(0-2)2= (x-2)2+(0- 7)2,
即x2+2x+5=x2-4x+11,解得x=1.
所以,所求P 点坐标为(1,0),
|PA|= (1+1)2+(0-2)2=2 2.
2.解:因为|AD|= (5-3)2+(4-0)2=2 5.
在 Rt△ABD 中,由勾股定理得|AB|=
|AD|2+|BD|2= 20+4=2 6.
所以等腰△ABC的腰长为2 6.
3.解 析:∵ f (x)= x2+4x+20 + x2+2x+10 =
(x+2)2+(0-4)2+ (x+1)2+(0-3)2,
∴f(x)的几何意义为点 M(x,0)到两定点A(-2,4)与B
(-1,3)的距离之和.设点A(-2,4)关于x 轴的对称点为
A′,则A′为(-2,-4).
要求f(x)的最小值,可转化为|MA|+|MB|的最小值,利
用对 称 思 想 可 知 |MA| + |MB| ≥ |A′B | =
(-1+2)2+(3+4)2=5 2,即f(x)=
x2+4x+20+ x2+2x+10的最小值为5 2.
答案:5 2
当堂达标
1.B [|AB|= (-2-1)2+(2+2)2= 25=5.]
2.C [BC边的中点D 32
,6( ) ,由两点之间的距离公式可得
|AD|= 32-4( )
2
+(6-1)2=5 52 .
]
3.C [由|AB|= (a+2)2+(3+1)2=5,可知(a+2)2=9.
∴a=1或-5.]
4.解析:由两点间的距离公式,得|AC|=
[3-(-1)]2+(4-0)2=4 2,
|CB|= (3-5)2+(4-6)2=2 2,故|AC||CB|=
4 2
2 2
=2.
答案:2
5.解:直 线 AB 的 斜 率k= 2-5-1-2=1
,AB 中 点 坐 标 为
1
2
,7
2( ) ,点斜式得所求直线方程为y-
7
2 =x-
1
2
,即x
-y+3=0.
第2课时 点到直线的距离公式
第3课时 两条平行直线间的距离公式
课前预习学案
情境引入
提示:铺设一条从饭馆到公路的垂直道路,道路的长度最短.
知识梳理
知识点一1.垂足 2.
|Ax0+By0+C|
A2+B2
[思考]
1.[提示] 要求直线的方程应化为一般式.
知识点二1.公垂线段 2.点到直线 3.
|C2-C1|
A2+B2
[思考]
2.[提示] 两条平行直线的方程都是一般式,且x,y对应的
系数应分别相等.
122
参考答案
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)√
2.D [利用点到直线的距离公式可得:原点到直线x+2y-5
=0的距离d=|0+0-5|
12+22
= 5.]
3.C [d=|-7-
(-12)|
32+42
=1.]
4.解析:d=|-1-a|
12+12
=|a+1|
2
= 2,∴|a+1|=2,∴a=-3
或a=1.
答案:-3或1
课堂互动学案
[例1] [解] (1)把方程y=34x+
1
4
写成3x-4y+1=0,
由点到直线的距离公式得d=
|3×3-4×(-2)+1|
32+(-4)2
=185.
(2)法一:把方程y=6写成0x+y-6=0,由点到直线的
距离公式得d=|0×3+
(-2)-6|
02+12
=8.
法二:因为直线y=6平行于x轴,所以d=|6-(-2)|=8.
(3)因为直线x=4平行于y轴,所以d=|4-3|=1.
[例2] [解] 由直线l1,l2 的方程知l1∥l2.又由题意知,直
线l与l1,l2 均平行(否则d1=0或d2=0,不符合题意).
设直线l:3x-2y+m=0(m≠-1且m≠-13),由两平行线间的
距离公式,得d1=
|m+1|
13
,d2=
|m+13|
13
,又d1∶d2=2∶1,所
以|m+1|=2|m+13|,
解得m=-25或m=-9.
故所求直线l的方程为3x-2y-25=0或3x-2y-9=0.
[例3] [解] 方法一 ∵点 M 在直线x+y-3=0上,
∴设点 M 的坐标为(t,3-t),则点 M 到l1,l2 的距离相等,
即|t-(3-t)+1|
2
=|t-
(3-t)-1|
2
,解得t=32
,
∴M 32
,3
2( ).又l过 点 A(2,4),由 两 点 式 得
y-32
4-32
=
x-32
2-32
,即5x-y-6=0,故直线l的方程为5x-y-6=0.
方法二 设与l1,l2 平行且距离相等的直线l3:x-y+C=
0,由两平行直线间的距离公式得|C-1|
2
=|C+1|
2
,解得C
=0,即l3:x-y=0.
由题意得中点 M 在l3 上,点 M 在x+y-3=0上.
解方程 组 x-y=0,x+y-3=0,{ 得
x=32
,
y=32.
{ ∴M 32,32( ).又l过
点A(2,4),故由两点式得直线l的方程为5x-y-6=0.
变式训练
1.解:设与直线x+3y-5=0垂直的直线的方程为3x-y+m
=0,则由点到直线的距离公式知:
d=|3×
(-1)-0+m|
32+(-1)2
=|m-3|
10
=3 105 .
所以|m-3|=6,即m-3=±6.得m=9或m=-3,
故所求直线l的方程为3x-y+9=0或3x-y-3=0.
2.解:∵与l平行的直线方程为5x-12y+b=0,
根据两平行直线间的距离公式得 |b-6|
52+(-12)2
=3,解得b
=45或b=-33.
所以所求直线 方 程 为:5x-12y+45=0,或 5x-12y-33
=0.
3.解:设过点(3,5)的直线方程为y-5=k(x-3)或x=3.对
于y-5=k(x-3),
原点(0,0)到它的距离d=|3k-5|
k2+1
,化简整理得(9-d2)k2
-30k+25-d2=0.
当9-d2≠0时,因k∈R,∴Δ=(-30)2-4(9-d2)(25-
d2)≥0.解得0≤d≤ 34(且d≠3).
对于x=3,原点到它的距离d=3.
因此,过点(3,5)的所有直线与原点的距离d∈[0, 34].
故dmax= 34,当d= 34时,
|3k-5|
k2+1
= 34,解得k=-35.
故
所求直线方程为:y-5=-35
(x-3),即3x+5y-34=0.
当堂达标
1.A [直线x+2=0,即x=-2为平行于y 轴的直线,所以
点(5,-3)到x=-2的距离d=|5-(-2)|=7.]
2.CD [因为所求与直线2x+y+1=0的距离为 55
,所以可
得所求直线与已知直线平行,
设所求直线方程为2x+y+c=0(c≠1),∴d= |c-1|
22+12
=
5
5
,解得c=0或c=2,
故所求直线方程为2x+y=0或2x+y+2=0.]
3.解析:∵两点A(-3,-2),B(-1,4)到直线l:x+ay+1=0
的距离相等,∴|-3-2a+1|
a2+1
=|-1+4a+1|
a2+1
,化为|2a+2|=
|4a|.∴2a+2=±4a,解得a=1或-13.
答案:1或-13
4.解:当直线l的斜率不存在时,直线的方程为x=-2,符合
原点到直线l的距离等于2.
当直线l的斜率存在时,设所求直线l的方程为y-3=k(x
+2),
即kx-y+2k+3=0,由d=|0-0+2k+3|
1+k2
=2,
得k=-512
,即直线l的方程为5x+12y-26=0.
综上可 知,所 求 直 线l的 方 程 为x=-2或 5x+12y-26
=0.
§2 圆与圆的方程
2.1 圆的标准方程
课前预习学案
知识梳理
知识点一1.等于定长 圆心 定长 2.(x-a)2+(y-b)2=r2
[思考]
[提示] 当a=b=0时,方程为x2+y2=r2,表示以原点O
为圆心、半径为r的圆.
知识点二 > > = = < <
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.B [以原点为圆心,2为 半 径 的 圆,其 标 准 方 程 为x2+y2
=4.]
3.B [将点P 的坐标代入圆的方程,有(-2)2+(-2)2=8>
4,故点P 在圆外.]
4.解析:线段AB 的中垂线方程为y=x,则圆心坐标(x,y)应
满 足 y=x,x+y-2=0,{ ∴ x = y = 1, 半 径 r =
(1-1)2+(-1-1)2=2,
∴所求圆的方程为(x-1)2+(y-1)2=4.
答案:(x-1)2+(y-1)2=4
课堂互动学案
[例1] [解] (1)∵圆心(3,4),设半径为r,又圆过坐标原
点,∴r= (3-0)2+(4-0)2=5,∴圆的标准方程为(x-
3)2+(y-4)2=25.
(2)方法一 设所求圆的标准方程为(x-a)2+(y-b)2=
r2,依题意得
(3-a)2+(1-b)2=r2,
(-1-a)2+(3-b)2=r2,
3a-b-2=0,{
即
a2+b2-6a-2b=r2-10,
a2+b2+2a-6b=r2-10,
3a-b-2=0,{ 解得
a=2,
b=4,
r= 10.{
∴所求圆的标准方程是(x-2)2+(y-4)2=10.
方法二 直线AB 的斜率k= 3-1-1-3=-
1
2
,
可知AB 垂直平分线m 的斜率为2.
AB中点的横坐标和纵坐标分别为x=3-12 =1
,y=1+32 =2.
因此m 的方程为y-2=2(x-1),即2x-y=0.
又圆心在直线3x-y-2=0上,所以圆心为这两条直线的
222
数学(BS)选择性必修第一册