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2.3.3
点到直线的距离公式
人教A版(2019)选择性必修第一册
学习目标
1. 掌握平面内点到直线的距离公式及其推导过程。
2. 会用距离公式解决相关几何问题,体会坐标法求解几何问题的重要性。
3.核心素养:逻辑推理、数学抽象、数学运算
一、复习导入
两点的位置关系
两点间的距离: ||=
点与直线的位置关系
点到直线的距离
问题1:如图,已知点,直线: A≠0,B ≠ 0),如何求点到直线的距离?
二、新课讲授
1、点到直线的距离公式
分析:过点P做PQ⊥ 垂足为Q,求出垂线段PQ.
两点间距离公式→求出垂线段PQ
Q点坐标
直线和PQ的交点→
直线和PQ的交点
求出PQ的直线方程→
求出PQ的直线方程
求出PQ的斜率→
垂线斜率→垂线方程→Q点坐标→|PQ|长度
解:过点P作PQ⊥ ,垂足为Q, |PQ|的长度即为点P到直线的距离.
直线的斜率为-,故直线PQ的斜率为,
则直线PQ的方程为,
整理得 ,
解方程组
解得
所以点Q的坐标为(,).
由两点间距离公式,可得:
则||=
=
=
=
所以点P到直线的距离为: =
追问1:如果直线改为: A=0)平行于x轴,点到直线的距离还满足吗?
解:由A=0可得, .
所以点P到直线的距离为: = ()丨
整理得 =
因为A=0,所以 =
追问2:如果直线改为: B=0)垂直于x轴,点到直线的距离还满足吗?
解:由B=0可得, .
所以点P到直线的距离为: = ()丨
整理得 =
因为A=0,所以 =
一般地,点到直线: 的距离为:
=
追问3:上述推导过程中的运算叫繁琐,是否有更简洁的运算方法?
我们不妨设Q(x,y),则||=
几何意义:这两点横、纵坐标差的平方和的算术平方根
我们不妨设Q(x,y),则||=
分析:我们将)、)看作一个整体,分别求出即可.
由方程组
变形为
解得
则||=
设而不求
整体代换
追问4:还有更简单的方法?
用向量
分析:1、点到直线的距离=点到直线上任意一点距离最短的那一条;
2、 关系:
在直线PQ上的投影向量
设是直线PQ的单位方向向量,则
丨丨=丨 丨
已知,设M(x,y)满足的直线方程,则
=(, )
直线:0的一个方向向量为(1, )
与直线垂直的一个方向向量可表示为:(1, )
则,其中丨丨=,
所以=,
由丨丨=丨 丨,
可得丨丨=丨 丨
=丨 丨
=
小结:上述三种推导方法的特点
点到直线距离公式
坐标法
(求垂足坐标)
坐标法
(设而不求、整体代换)
向量法
寻找所求量的坐标表示
代数方法
向量的坐标表示
几何特征
点的坐标刻画图形间关系
三、巩固新知
例5 求点P(-1,2)到直线:32的距离.
解:设点P到直线的距离为,由点到直线的距离公式可得
= =
例6 已知△ABC的三个顶点分别为A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积.
解:如图,设边AB上的高为, 即为点C到直线AB的距离,则
丨AB丨.
丨AB丨==2
直线AB的方程为,
即.
点C(-1,0)到直线AB: 的距离为
= = ,
所以×=5.
四、课堂小结
点到直线的距离公式:
=
五、作业布置
课本P77:练习 第1、3题