内容正文:
1.5 平面上的距离
1
1.5.2 点到直线的距离
2
探究点一 点到直线的距离
探究点二 平行线间距离公式的应用
探究点三 利用距离公式解决最值问题
探究点四 距离公式的综合应用
◆
◆
◆
课前预习
课中探究
课后习题
3
【学习目标】
1.会运用多种方法推导点到直线的距离公式,明确使用公式的前提条件.
2.能根据给定的点与直线熟练运用公式求点到直线的距离.
3.能将平行线间的距离转化为点到直线的距离,并会用点到直线的距
离公式导出两条平行直线间的距离公式.
4.能说明应用公式的前提条件,并能用公式求给定两平行线间的距离.
4
知识点一 点到直线的距离公式
点到直线的距离为 _ __________.
除了课本上的证明方法之外,我们还可以用下面的方法证明.
课 前 预 习
5
证明:根据定义,点到直线的距离就是点到直线 的
垂线段的长度.如图,过点 作直线
的垂线,垂足为 ,由
可知的斜率为___, 的方程为
,与的方程联立,得交点 的坐标为
,则 .
可以验证,当,或 时,上述公式仍然成立.
课 前 预 习
6
知识点二 两条平行直线间的距离
两条平行直线间的距离是指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.
1.求法:转化为一条直线上任意一点到另一条直线的距离.
2.公式:两条平行直线 与
之间的距离为 _ ______.
课 前 预 习
7
【诊断分析】
1.判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)点到直线的距离是 .( )
×
(2)点到直线 的距离为3.( )
√
(3)两平行线间的距离是两平行线上两点间距离的最小值.( )
√
(4)已知两平行直线, ,
则直线,间的距离为 .( )
×
课 前 预 习
8
2.在运用点到直线的距离公式时,对直线方程有什么要求?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?
解:在运用点到直线的距离公式时,要求直线的方程应化为一般式;
在应用两条平行线间的距离公式时,要求两条平行直线的方程都是
一般式,且, 对应的系数应分别相等.
课 前 预 习
9
探究点一 点到直线的距离
例1(1)已知点,直线,则点到直线 的
距离为( )
A.3 B.2 C.1 D.
[解析] 由点到直线的距离公式可得点到直线 的距离为
.故选B.
√
课 中 探 究
10
(2)[2025·江苏苏州高二期中]已知, 两点到直
线的距离相等,则实数 的值为_________.
或
[解析] 因为,两点到直线 的距离
相等,所以,即,解得 或
.
课 中 探 究
11
变式 已知点 .
(1)求过点 且与原点的距离为2的直线的方程.
解:①当直线的斜率不存在时,直线方程为 ,符合题意;
②当直线的斜率存在时,设斜率为 ,则直线方程为
,即 .
根据题意,得,解得 ,所以直线方程为
.
故符合题意的直线方程为或 .
课 中 探 究
12
(2)是否存在过点 且与原点的距离为6的直线?若存在,求出该直
线的方程;若不存在,请说明理由.
解:不存在.理由如下:过点且与原点的距离最大的直线为过点 且
与垂直的直线(其中 为坐标原点),最大距离为
,而 ,故不存在这样的直线.
变式 已知点 .
课 中 探 究
13
[素养小结]
点到直线的距离的求解方法:
(1)求点到直线的距离时,先把直线方程化为一般式,再直接应用点
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<m></m>或<m></m>,求点
<m></m>到它们的距离<m></m>时,既可以用点到直线的距离公式,也可以直
接根据<m></m>或<m></m>求解;
(3)已知点到直线的距离求参数时,根据点到直线的距离公式列方程
求解参数即可.
课 中 探 究
14
探究点二 平行线间距离公式的应用
例2(1)两条平行直线与 间的距离
为( )
A. B.2 C.14 D.
[解析] 由平行线间的距离公式可知,所求距离为 .故
选D.
√
课 中 探 究
15
(2)[2025·江苏扬州中学高二月考]若两条平行直线
与之间的距离是 ,
则 ___.
3
[解析] 因为直线与 平
行,所以,解得且,所以直线 的方程为
,即.
因为两平行线间的距离为 ,所以,
得,
因为 ,所以,得,所以 .
课 中 探 究
16
变式 [2025·山东莱芜一中高二质检] 若平面内两条平行线
,间的距离为 ,则
实数 的值为( )
A.2 B.或1 C. D. 或2
√
课 中 探 究
17
[解析] 因为直线与 平
行,所以,且,解得或 .
当时,,即 ,
,两平行线间的距离为 ,符合题意;
当时,, ,即
,两平行线间的距离为 ,不符合题意,
舍去.故选A.
课 中 探 究
18
[素养小结]
求两平行线间距离的两种常用方法.
(1)转化法:将两平行线间的距离转化为其中一条直线上任意一点
到另一条直线的距离.因为结果与点的选择无关,所以选点时,常选取一
个特殊点,如直线与坐标轴的交点等,以便于运算.
(2)公式法:直接利用公式<m></m>,但要注意两直线方程中<m></m>,<m></m>的
系数对应相等.
课 中 探 究
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探究点三 利用距离公式解决最值问题
例3 已知直线过定点,则点 到直线
距离的最大值是____.
[解析] 由题意知,直线 恒过定点
,直线恒过定点 ,
如图所示,过作的垂线段,垂足为 ,那么
必有,当且仅当与重合时取等号,从而
的最大值为,即点 到直线
距离的最大值是 .
课 中 探 究
20
变式 已知直线 ,
,且,则当两平行线 与
间的距离最大时, ___.
5
课 中 探 究
21
[解析] 由题可得, ,由
解得故 恒过定点
,由 解得
故恒过定点,故,距离的最大值为 .
此时,,则,,故 .
课 中 探 究
[素养小结]
(1)解决此类问题的关键是理解式子表示的几何意义,可将“数”转
化为“形”,从而利用图形的直观性加以解决.
(2)数形结合、运动变化的思想方法在解题中经常用到.当图形中的
元素运动变化时我们能直观观察到一些量的变化情况,进而可求出
这些量的取值范围.
课 中 探 究
23
探究点四 距离公式的综合应用
例4 已知直线,直线 和
直线,且和之间的距离是 .
(1)求 的值.
解: 的方程可化为,和 之间的距离
,
,, .
课 中 探 究
24
(2)能否找到一点,使得点同时满足下列三个条件: 是第一
象限的点;②点到的距离是点到的距离的;③点到 的距离
与点到的距离之比是?若能,求出点 的坐标;若不能,请
说明理由.
解:设点,若点满足条件②,则点在与和 平行的直线
上,且,可得或 .
或 .
课 中 探 究
25
若点 满足条件③,则由点到直线的距离公式得
,
或 .
在第一象限,不合题意.联立方程
和,解得, ,应舍去.
联立方程与,解得, .
所以 为同时满足三个条件的点.
课 中 探 究
变式 [2025·沈阳二十中高二月考] 平面上有四条直线,它们的方
程分别是,,, .则
由这四条直线围成四边形的面积是__.
[解析] 因为,即,所以直线 与
互相平行,这两条平行线间的距离为 .
又, 互相平行,所以这四条直线围成的四边形
为平行四边形.
课 中 探 究
27
记与直线, 分别交于点,,
则由解得则 ,
由 解得则,
因为 ,
所以四边形的面积为 .
课 中 探 究
课后习题
29
1.点到直线 的距离为( )
A. B. C. D.
[解析] 由,得,所以点 到直线
的距离 ,故选B.
√
课 后 习 题
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2.[2025·浙江温州十校高二期中]直线 与直线
间的距离为( )
A.1 B. C. D.
[解析] 由题可知直线的方程可以化为,所以与
间的距离 .故选D.
√
课 后 习 题
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3.已知点到直线的距离为1,则 等于
( )
A. B. C. D.
[解析] 由题意得,解得或 .
, .故选C.
√
课 后 习 题
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4.(多选题)到直线的距离等于 的直线方程可能为
( )
A. B.
C. D.
[解析] 因为所求直线到直线的距离为 ,所以所求直
线与直线 平行,
设所求直线的方程为,,
则两直线间的距离 ,解得或,
故所求直线方程为或 .故选 .
√
√
课 后 习 题
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5.若点为两条直线和的交点,则点 到
直线 的距离的最大值为( )
A. B. C. D.5
[解析] 由得即.由 ,
得,由得所以直线 过定点.
连接,易知当直线与直线垂直时,点到直线 的距离取
得最大值,且最大值为 .故选B.
√
课 后 习 题
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6.(多选题)已知平面上一点,若直线上存在点使 ,
则称该直线为“ 型直线”.下列直线是“ 型直线”的是( )
A. B. C. D.
√
√
课 后 习 题
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[解析] 对于A,点到直线的距离 ,则直线
上不存在到点的距离等于4的点,故A不符合题意;
对于B,点 到直线的距离,所以在直线上可以找到不同的
两点到点 的距离等于4,故B符合题意;
对于C,点 到直线的距离,则直线上存在一点到
点 的距离等于4,故C符合题意;
对于D,点到直线的距离 ,故直线上不存在
点到点的距离等于4,故D不符合题意.
故选 .
课 后 习 题
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7.已知直线过点,且点和到直线 的距离相等,
则直线 的方程为_____________________.
或
[解析] 当直线的斜率存在时,设直线的方程为 ,即
,由已知得,可得 ,
所以直线的方程为,即.
当直线 的斜率不存在时,直线方程为,也满足题意.
所以直线 的方程为或 .
课 后 习 题
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8.[2025·安徽合肥一中高二调研]若, 分别为
,上的动点,且 ,则
的最小值为__.
[解析] 由,得,则 ,
,所以 的最小值为两平行直线间的距离,为
.
课 后 习 题
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9.(13分)已知的三个顶点分别是,, ,求
的平分线所在直线的方程.
解:设为平分线上的任意一点,则点到直线 的距离与
到直线 的距离相等.
由题知直线,的方程分别是 和
,
所以由点到直线的距离公式,得 ,
即 ,
课 后 习 题
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即或 ,
整理得或 .
易知是 的外角平分线所在直线的方程,所以
是 的平分线所在直线的方程.
课 后 习 题
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10.(13分)求证:两条平行直线 与
间的距离 .
证明:在直线上任意取一点 ,
则点到直线 的距离就是这两条平行直线间
的距离,即 .
因为点在直线 上,所以
,即 ,因此
.
课 后 习 题
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11.[2025·江苏启东中学高二月考]已知,, 两点都在直线
上,且,两点横坐标之差为2,则 的面积为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
[解析] 设,,则 ,
,
显然点 不在直线上,
则边上的高,所以 的面积为 .
故选B.
√
课 后 习 题
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12.[2025·江苏泰州中学高二月考]已知点,,若点
在函数的图象上,则使得的面积为2的点 的个数为
( )
A.1 B.2 C.3 D.4
√
课 后 习 题
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[解析] 设点.由题意知直线的方程是 ,.
因为的面积为2,所以在这个三角形中, 边上的高满足
,即,故点到直线的距离为 .
由点到直线的距离公式,得,即 ,即
或 ,这两个方程各自有两个不相等的
实数根,故这样的点 有4个.故选D.
课 后 习 题
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13.(多选题)[2025·湖南湘潭中学高二质检] 已知 ,
,若与到直线的距离都为2,则满足条件的直线 的斜率
可以为( )
A. B.0 C. D.
√
√
√
课 后 习 题
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[解析] 连接,因为,,所以 ,
则直线的方程为,且线段 的中点坐标为.
若直线过的中点,显然直线的斜率存在,设直线 的方程
为,即,则到直线 的距离
,即,解得或 ;
若直线与平行,设直线的方程为 ,则
到直线的距离,解得或 ,此时直线
的斜率为.故选 .
课 后 习 题
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14.[2025·江苏常州一中高二期中]已知平行四边形 的四条边所
在直线的方程分别是, ,
,,则平行四边形 的面积
为___.
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课 后 习 题
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[解析] 设与的交点为,与的交点为,与的交点为
由,,可求得交点 .
由,,可求得交点 .
由,,可求得交点 .
可得点到的距离 ,
,
所以 .
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15.已知,,,,且满足, ,则
的最小值为___.
[解析] 设,,直线 ,直线,
则由题意可知点 在直线上,点在直线
上, 表示,之间的距离.
与平行,, 之间的距离的最小值等于两平行线之间的距离,
为 .
课 后 习 题
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16.(15分)设集合直线与直线 相交且以交点的横坐标
为斜率 .
(1)点到 中哪条直线的距离最小;
解:设直线与直线的交点为,则直线 的方程为
,即 .
所以点到直线的距离为 ,
所以当时,点到直线 的距离最小,最小值为0,此时直
线的方程为 .
课 后 习 题
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(2)设,点到中直线的距离的最小值设为 ,求
.
解:由题可知点到直线 的距离
,
设,则 ,
所以当,即或 时,
课 后 习 题
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当,即时,在 上单调递增,则
.
综上,
课 后 习 题
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