2.3.3 点到直线距离公式 学案(原卷版+解析版) 2023-2024学年高二数学人教A版(2019)选择性必修1

文档属性

名称 2.3.3 点到直线距离公式 学案(原卷版+解析版) 2023-2024学年高二数学人教A版(2019)选择性必修1
格式 zip
文件大小 571.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2024-04-01 14:10:24

文档简介

点到直线距离公式、两条平行直线间的距离
学习目标 1.掌握点到直线的距离公式,能应用点到直线距离公式解决有关距离问题. 2.利用点到直线距离公式推导平行线间的距离公式,并能应有平行线间距离公式求解相关问题.
学习活动
导入:在公路附近有一家乡村饭馆,现在需要铺设一条连接饭馆和公路的道路.请同学们帮助设计一下:在理论上怎样铺路可以使这条连接道路的长度最短 目标一:掌握点到直线的距离公式,能应用点到直线距离公式解决有关距离问题. 任务1:推导点到直线距离公式. 如图所示,将上述情境问题抽象成数学问题,设乡村饭馆的位置为点,公路为直线l:Ax+By+C=0,过P做线段PQ⊥l,交l于点Q,求点P到直线l的距离即|PQ|的长度. 问题1:如何求Q点坐标? 问题2:如何求|PQ| 思考:若设垂足Q(x,y),则,其几何意义是什么?结合上述方程组,能否直接求出,进而求出|PQ| 【归纳总结】 设而不求: 向量是解决距离、角度问题的有力工具,如何利用向量法求点到直线的距离?如图所示,点M(x,y)是直线l上的任意一点,是与直线l的方向向量垂直的单位向量,是在上的投影向量. 问题1.如何求出向量? 问题2.如何求? 【归纳总结】 点到直线距离公式: 思考:比较上述两种方法,说说二者的区别是什么? 任务2:利用点到直线距离公式求三角形面积. 如图,已知的三个顶点分别是. 问题1.求三角形面积的思路是什么? 问题2.该如何求出的面积? 思考:在运用点到直线距离公式时,有哪些注意事项?它是适用于任意直线吗? 【归纳总结】
目标二:利用点到直线距离公式推导平行线间的距离公式,并能应有平行线间距离公式求解相关问题. 任务:利用点到直线距离公式求两平行线间的距离公式. 已知两条平行直线:2x-y+1=0,:2x-y-3=0,求与间的距离. 问题:两平行线间的距离有什么特点?据此思考该如何求解? 思考:根据上述求解过程,思考如何求解两平行直线与间的距离? 【归纳总结】 两平行直线与间的距离公式: 练一练: 已知直线与直线平行,则它们之间的距离为( ) B. C. D.
学习总结
任务:回答下列问题,构建知识导图. 点到直线距离公式是什么?用什么方法推导? 什么是设而不求?有什么作用? 两平行线间的距离公式是什么?
2点到直线距离公式、两条平行直线间的距离
学习目标 1.掌握点到直线的距离公式,能应用点到直线距离公式解决有关距离问题. 2.利用点到直线距离公式推导平行线间的距离公式,并能应有平行线间距离公式求解相关问题.
学习活动
导入:在公路附近有一家乡村饭馆,现在需要铺设一条连接饭馆和公路的道路.请同学们帮助设计一下:在理论上怎样铺路可以使这条连接道路的长度最短 目标一:掌握点到直线的距离公式,能应用点到直线距离公式解决有关距离问题. 任务1:推导点到直线距离公式. 如图所示,将上述情境问题抽象成数学问题,设乡村饭馆的位置为点,公路为直线l:Ax+By+C=0,过P做线段PQ⊥l,交l于点Q,求点P到直线l的距离即|PQ|的长度. 问题1:如何求Q点坐标? 参考答案:设,.由,以及直线l的斜率为,可得l的垂线PQ的斜率为,因此,垂线PQ的方程为,即.解方程组,得直线l与PQ的交点坐标,即垂足Q的坐标为. 问题2:如何求|PQ| 参考答案: . 因此,点到直线的距离.可以验证,当A=0,或B=0时,上述公式仍然成立. 思考:若设垂足Q(x,y),则,其几何意义是什么?结合上述方程组,能否直接求出,进而求出|PQ| 参考答案:几何意义:P、Q两点的距离;将方程组配成形式,即,然后方程组两边平方相加得,,所以,即 【归纳总结】 设而不求:在平面几何中,(1)设出问题中的关键变量,(2)列出有关关系式;(3)整体代换求出最后结果. 例如在上述问题中我们设出关键变量Q的坐标(x,y),然后通过两点距列出关系式,在结合已知整体代换,进而求的点到直线距离. 向量是解决距离、角度问题的有力工具,如何利用向量法求点到直线的距离?如图所示,点M(x,y)是直线l上的任意一点,是与直线l的方向向量垂直的单位向量,是在上的投影向量. 问题1.如何求出向量? 参考答案:设,是直线上的任意两点,则是直线l的方向向量,把,两式相减,得.由平面向量的数量积运算可知,向量与向量垂直.向量就是与直线l的方向向量垂直的一个单位向量.我们取. 问题2.如何求? 参考答案: . 因为点在直线l上,所以.所以.代入上式,得.因此. 【归纳总结】 点到直线距离公式:若点到直线l:的距离. 思考:比较上述两种方法,说说二者的区别是什么? 参考答案:略. 任务2:利用点到直线距离公式求三角形面积. 如图,已知的三个顶点分别是. 问题1.求三角形面积的思路是什么? 参考答案:略 问题2.该如何求出的面积? 参考答案:解:如图,设边AB上的高为h,则. .边AB上的高就是点到直线AB的距离.边AB所在直线的方程为,即. 点到直线的距离.因此,. 思考:在运用点到直线距离公式时,有哪些注意事项?它是适用于任意直线吗? 【归纳总结】 运用此公式时要注意直线方程必须是一般式,若给出其他形式,应先化成一般式再用公式. 当点在直线上时,点到该直线的距离为0,公式仍然适用. 直线方程 Ax +By + C=0中,A=0或B=0公式也成立.但由于此时的直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可以用数形结合求解.
目标二:利用点到直线距离公式推导平行线间的距离公式,并能应有平行线间距离公式求解相关问题. 任务:利用点到直线距离公式求两平行线间的距离公式. 已知两条平行直线:2x-y+1=0,:2x-y-3=0,求与间的距离. 问题:两平行线间的距离有什么特点?据此思考该如何求解? 参考答案:解:(1)两平行线间的距离处处相等;(2)不妨先求直线与y轴的交点A的坐标,易知A(0,1),所以点A到直线的距离为.所以与间的距离为. 思考:根据上述求解过程,思考如何求解两平行直线与间的距离? 参考答案:在直线上任取一点,点到直线的距离就是这两条平行直线间的距离.即,因为在直线上,所以,即,因此. 【归纳总结】 两平行直线与间的距离公式:. 注:在运用两平行线间的距离公式时,两条直线方程要化为一般式,同时x、y的系数必须相同. 练一练: 已知直线与直线平行,则它们之间的距离为( ) B. C. D. 参考答案:由可得,由平行线间距离公式可得:它们之间的距离为,故选:C.
学习总结
任务:回答下列问题,构建知识导图. 点到直线距离公式是什么?用什么方法推导? 什么是设而不求?有什么作用? 两平行线间的距离公式是什么? 参考答案:
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