选择性必修 第一册 · 人教A版
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17 点到直线的距离公式

免费读1259字2024-07-20

  老师:各位同学大家好,我是北京惠文中学数学教师佘妍。今天我们一起来学习点到直线的距离公式。我们上节课用定量的方法研究了两点间的距离,得到了两点间的距离公式。今天我们一起来研究点到直线的距离。我们一起来看这个问题。如图,已知点p的坐标X0Y0和直线l的方程ax加b,y加c等于0,其中a、b均不为0。那么我们如何求点p到直线l的距离?要想回答这个问题,我们首先要明确点到直线的距离的定义是什么。实际上点到直线的距离就是点到直线垂线段的长度,那我们不妨过p点作PQ,垂直于直线l,交直线l于q,那么线段PQ的长度就是点p到直线l的距离了,那我们如何求PQ线段的长度?上节课的知识我们知道我们只需要知道pq二点的坐标,利用两点间距离公式就可以了,那显然p点的坐标是已知的,那q点的坐标如何求?观察q点的位置,我们知道q是直线l与直线PQ的交点,所以我们可以通过连立两条直线的方程,进而求出q点的坐标。

  老师:那现在问题又来了,我们这个直线PQ的方程又如何表示呢?我们知道一条直线方程需要已知直线上的一点,再加上斜率,那现在显然点我们是有的,点p的坐标,那斜率我们又等于什么呢?我们再来看,因为直线l与直线PQ是垂直的,所以我们可以利用两条直线垂直斜率间的关系,进而得到PQ直线的斜率。

  老师:通过上述分析,我们就可以一步一步的最终得到点到直线距离的这个结果了。好,那么按照我们这个思路,我们一起具体写一下过程。首先,因为我们知道直线l的方程,那么直线l的斜率即为负的b分之a,因此直线PQ的斜率就应该是a分之b,已知1.1斜,写出直线点斜式方程,即为y减Y0等于a分之b倍的x减X0。那我们可以将这个方程整理为,bx减a,y等于b,x0减a,y0,再将其与直线l的方程连立。

  老师:我们来观察这个方程,可以将一式乘a,2式乘b,然后两式一相加,y就能被约掉。剩下什么呢?a的平方加b的平方倍的x等于b方,x0减a,b,y0减aC。再一项就可以写出x等于a方加b方,分之b方,x0减a,b,y0减aC。同理,我们还可以将方程一式乘b,2式乘a,然后两式再以相减,就可以消掉x。

  老师:那y等于什么呢?应该等于还是分母a方加b方分子,注意,一是减,二是所以是负的abx0加a方Y0减BC。这样我们就得到了q点的坐标。横纵坐标都是这么大长的一个式子,有了PQ二点坐标,PQ线段的长度由两点间距离公式,横坐标差的平方加上纵坐标差的平方在开方。那下面我们来整理一下这个式子。

  老师:我们先看第一个括号,可以通分。分母是a方加b方分子,我们写一下前三项保留是b的平方x0,减aby领减aC。然后减a方X0,减b方X0,约掉了,那剩下什么呢?三项负的a方X0减ab,y0减aC,然后整体的平方。

  老师:第二个括号,同样的我们不写,一起来看。分母还是a方加b方,分子前三项保留,然后减a方Y0

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