内容正文:
人教B版(2019)选择性必修第一册
2.2.4 点到直线的距离
第二章 平面解析几何
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学习目标
掌握点到直线的距离公式,体现逻辑推理能力(重点)
掌握两平行线间距离的求法,并且用公式解决问题,体现数学计算能力(重难点)
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新课导入
平面内点到直线的距离,等于过这个点作直线的垂线所得垂线段的长度.如果已知平面直角坐标系中点的坐标以及直线的方程,能不能快速地求出点到直线的距离呢?
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新课学习
尝试与发现:想办法求出P(-1,2)到直线 l1:2x+y-5=0的距离?可以得到什么结论?
如图所示,设P1(x1,y1)是直线l1上的点,且PP1⊥l1,则P到l1的距离等于PP1的长.
2×(y1−2)=1×(x1+1),
整理得 x1−2y1+5=0.①
又因为P1(x1,y1)是直线l1上的点,所以2x1+y1−5=0.②
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新课学习
思考一下:如何求P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d ?
设P1(x1,y1)是直线l上的点,且PP1⊥l,因此所要求的就是
B(x1−x0)−A(y1−y0)=0.④
又因为P1(x1,y1)是直线l上的点,所以Ax1+By1+C=0.⑤
如果联立④和⑤求出x1,y1,再代入③,将是很繁琐,注意到为了求出③,只需要求出x1−x0与y1−y0的平方即可,而④正好有这两个式子,但⑤没有.
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新课学习
思考一下:如何求P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d ?
为此,在⑤的左右两边同时减去Ax0,By0,并整理,得
A(x1−x0)+B(y1−y0)=−(Ax0+By0+C).⑥
将④与⑥两边平方后相加可得
(A2+B2)[(x1−x0)2+(y1−y0)2]=(Ax0+By0+C)2,
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新课学习
点到直线的距离公式
已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,则点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离为:
例如:利用点到直线的距离公式,可以算得P(−1,2) 到直线l1:2x+y−5=0 的距离为
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新课学习
思考一下:从向量角度考虑,如何求P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d ?
x
y
O
l
P1
v
点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0 的距离公式也可通过向量数量积来推导:
因为v=(A,B)是直线l的一个法向量,设P1(x,y)是直线l上任意一点,则按照向量数量积的几何意义可知,P(x0,y0)到直线l的距离d满足
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新课学习
思考一下:从向量角度考虑,如何求P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d ?
x
y
O
l
P1
v
又因为P1(x,y)是直线l上一点,所以Ax+By+C=0,因此 Ax+By=−C,从而
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新课学习
例1:已知△ABC的三个顶点A(2,2),B(2,0),C(0,1),求△ABC的BC边上的高.
所求BC边上的高等于点A到直线BC的距离.
因为BC所在直线的截距式方程为
所以一般式方程为x+2y-2=0
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新课学习
思考一下:如果两条直线平行,如何应用已知知识计算它们之间的距离?
两条平行线之间的距离,等于其中一条直线上任意一点到另一条直线的距离,因此,可以借助点到直线的距离求两条平行直线之间的距离.
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新课学习
例2:求平行线l1:3x−4y+3=0与l2:6x−8y−5=0之间的距离.
在l1的方程中,令y=0,则可得x=−1,因此(−1,0)是直线l1上一点.
又因为(−1,0)到6x−8y−5=0 的距离为
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新课学习
设P(x1,y1)为l1上一点,则 Ax1+By1+C1=0,从而Ax1+By1=−C1.
因为P到l2的距离为
所以结论成立.
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新课学习
两条平行线的距离公式
注意:应用两平行直线间的距离公式时,两条平行直线的方程需为一般式,且x,y对应的系数相等.
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课堂练习
B
15
课堂练习
16
课堂练习
C
17
课堂练习
18
课堂练习
B
19
课堂练习
20
课堂练习
C
21
课堂练习
22
课堂练习
A
23
课堂练习
24
课堂练习
25
课堂总结
1.点到直线的距离
2.两条平行线的距离
26
谢
谢
观
看
27
联立①与②,解方程组可得
,
. 即
,所以
,因此
,即所求距离为
.
因为
,而且
是直线l1的一个法向量,
因此
与
共线,从而
注意到
,而且
是直线l的一个法向量,因此
与
共线,从而
,整理得
.③
因此
,从而
.
注意到
,所以
,
.
因此所求高为
.
所以所求距离为
.
例3:已知直线
,
,求证:l1与l2之间的距离为
.
,
已知直线
,
,两条直线的距离为
1.点
到直线
的距离是( )
A.
B.
C.
D.
2.已知
,
两点到直线
的距离相等,则
( )
A.0
B.2
C.0或2
D.
或2
3.直线
与直线
之间的距离为( )
A.
B.
C.
D.
解析:直线
化为
,所以直线
与直线
之间的距离为
.故选B.
4.若直线l经过点
,且点
,
到它的距离相等,则l的方程为( )
A.
B.
C.
或
D.
或
解析:根据题意,分情况讨论可得:
①当两个点
,
在所求直线的异侧时,即过线段
的中点
.由于直线又经过
,此时直线的斜率不存在,即满足题意的直线方程为
;
②当
,
在所求直线同侧时,直线
与所求的直线平行,又因为
,所以所求的直线斜率为
,由于直线又经过
,
直线方程为
,
化简得:
,综上,满足条件的直线为
或
,故选:C.
5.已知直线
,
互相平行,且
之间的距离为
,则
( )
A.
或3
B.
或4
C.
或5
D.
或2
解析:点
到直线
的距离
.
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