内容正文:
1.5 平面上的距离
1.5.1 平面上两点间的距离
【学习目标】
1.能推导两点间的距离公式,会分析公式中相关量的几何意义.
2.能根据给定的两点坐标熟练运用公式求两点间的距离.
3.会用坐标法证明简单的平面几何问题.
◆ 知识点 两点间的距离公式
平面上P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点间的距离公式为P1P2= .
(1)当直线P1P2平行于x轴时,P1P2= ;
(2)当直线P1P2平行于y轴时,P1P2= ;
(3)特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)间的距离OP=.
【诊断分析】 (1)已知点A(-2,-1),B(a,3),且AB=5,则a的值为1. ( )
(2) 若A(-1,0),B(5,6),则线段AB的中点坐标为(2,3). ( )
(3)点P1(0,a)与点P2(b,0)之间的距离为a-b. ( )
(4)当A,B两点的连线与坐标轴平行或垂直时,两点间的距离公式不适用. ( )
◆ 探究点一 求两点间的距离
例1 已知△ABC的三个顶点A(-3,1),B(3,-3),C(1,7),试判断△ABC的形状.
变式 若点A在x轴上,点B在y轴上,线段AB的中点为(3,4),则AB等于 ( )
A.10 B.5
C.8 D.6
[素养小结]
计算两点间距离的方法:
(1)对于任意两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2),有P1P2=;
(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解.
◆ 探究点二 由两点间的距离求参数
例2 已知点A(5,2a-1),B(a+1,a-4),当AB取得最小值时,实数a的值为 .
变式 已知点P(a,2),Q(-2,-3),M(1,1),且PQ=PM,则a的值是 ( )
A.-2 B.2
C.- D.
[素养小结]
已知所求点的相关信息及该点到某点的距离满足某些条件时,设出所求点的坐标,利用两点间距离公式建立关于所求点的坐标的方程或方程组求解.
◆ 探究点三 坐标法的应用
例3 用坐标法证明:若四边形ABCD是长方形,则对直线AC上任意一点M,等式AM2+CM2=BM2+DM2恒成立.
变式 如图,A,B,C三点共线,△ABD和△BCE是在直线AC同侧的两个等边三角形.试用坐标法证明:AE=CD.
[素养小结]
利用坐标法解决平面几何问题的一般步骤:
(1)建立坐标系,用坐标表示有关的量;
(2)进行有关代数运算;
(3)把代数运算的结果“翻译”成几何结论.
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1.5 平面上的距离
1.5.1 平面上两点间的距离
【课前预习】
知识点
(1)|x2-x1| (2)|y2-y1|
诊断分析
(1)× (2)√ (3)× (4)×
【课中探究】
探究点一
例1 解:方法一:∵AB===2,AC===2,BC===2,
∴AB2+AC2=BC2,且AB=AC,
∴△ABC是等腰直角三角形.
方法二:∵kAC==,kAB==-,
∴kAC·kAB=-1,∴AC⊥AB.
又AC===2,AB===2,∴AC=AB,∴△ABC是等腰直角三角形.
变式 A [解析] 由题意得A(6,0),B(0,8),所以AB==10.故选A.
探究点二
例2 [解析] 因为点A(5,2a-1),B(a+1,a-4),所以AB===,故当a=时,AB取得最小值.
变式 C [解析] 因为点P(a,2),Q(-2,-3),M(1,1),且PQ=PM,所以=
,解得a=-.
探究点三
例3 证明:以A为坐标原点,AB边所在直线为x轴,AD边所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,如图所示,
设AB=a,AD=b,则A(0,0),B(a,0),C(a,b),D(0,b),直线AC的方程为y=x.
设M,则AM2+CM2=x2++(a-x)2+,BM2+DM2=(a-x)2++x2+,所以AM2+CM2=BM2+DM2.
变式 证明:如图所示,以点B为坐标原点,AC所在直线为x轴建立平面直角坐标系.
设△ABD和△BCE的边长分别为a和c,
则A(-a,0),C(c,0),E,D,
所以AE==,
CD==
,所以AE=CD.
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