点到直线的距离
学习目标 1.掌握点到直线的距离公式,并能用公式解决相关距离问题; 2.掌握两条平行直线之间的距离公式,会求两平行线间的距离.
学习活动
目标一:掌握点到直线的距离公式,并能用公式解决相关点到直线的距离问题. 任务1:会使用向量工具推导点到直线距离公式. 思考:如图,在铁路的附近有一大型仓库,现要修建一条公路与之连接起来,那么怎样设计能使公路最短? 问题1:若设该仓库为点P (–1,2),铁路为直线l1:2x + y – 5 = 0,试用向量法求出它们之间的距离? 问题2:结合上述计算过程,求P (x0,y0) 到直线l:Ax + By + C = 0的距离d. 小结:点到直线距离公式:. 练一练:利用点到直线的距离公式计算点P (–1,2)到直线l1:2x + y – 5 = 0的距离? 问题3:试用向量的数量积推导点P (x0,y0) 到直线l:Ax + By + C = 0的距离公式. 任务2:会用点到直线的距离公式解决相关距离问题. 问题1:已知△ABC的三个顶点A(2,2),B(2,0),C(0,1),求△ABC的BC边上的高. 练一练:已知点A(1,3),B(2,1),C(-1,0),求△ABC的面积.
目标二:掌握两条平行直线之间的距离公式 任务:利用点到直线的距离公式,求两条平行直线之间的距离. 思考:根据点到直线距离的求法,如何求两条平行线之间的距离? 问题1:求平行线与之间的距离. 问题2:已知直线,,求证:l1与l2之间的距离为. 练一练:已知两平行直线l1:3x + 5y + 1 = 0和l2:6x + 10y + 5 = 0,求l1与l2间的距离. 方法小结:两平行线间的距离公式: (1)当两条平行直线的方程中x,y系数相同时,才可套用; (2)当两条平行直线的方程中x,y系数不相同时,可先化为相同系数,再进行求解.
学习总结
任务:回答下列问题,构建本课知识导图. 1.点到直线的距离公式有什么使用要求?若直线中A或B为零时,还能使用该距离公式吗? 2.使用两平行线间的距离公式时,需要注意哪些问题?
2点到直线的距离
学习目标 1.掌握点到直线的距离公式,并能用公式解决相关距离问题; 2.掌握两条平行直线之间的距离公式,会求两平行线间的距离.
学习活动
目标一:掌握点到直线的距离公式,并能用公式解决相关点到直线的距离问题. 任务1:会使用向量工具推导点到直线距离公式. 思考:如图,在铁路的附近有一大型仓库,现要修建一条公路与之连接起来,那么怎样设计能使公路最短? 参考答案:平面内点到直线的距离:过这个点作直线的垂线所得的垂线段的长度. 问题1:若设该仓库为点P (–1,2),铁路为直线l1:2x + y – 5 = 0,试用向量法求出它们之间的距离? 参考答案:如图所示,设点P1 (x1,y1)是直线l1上的一点,且PP1⊥l1, 则P到l1的距离等于PP1的长, 因为= (x1 + 1,y1 – 2),且直线l1的一个法向量为= (2,1), 由与共线可得2 × (y1 – 2) = 1 × (x1 + 1),即①; 又因为P1 (x1,y1)是直线l1上的点,所以②; 联立①与②,得,解得x1 = 1,y1 = 3,即P1 (1,3), 所以= (2,1),因此,即所求距离为. 问题2:结合上述计算过程,求P (x0,y0) 到直线l:Ax + By + C = 0的距离d. 参考答案:设P1 (x1,y1) 是直线l上的一点,且PP1⊥l, 因此; 因为= (x1 – x0,y1 – y0),且直线l的一个法向量为= (A,B), 因此与共线,得A(y1 – y0) = B(x1 – x0),整理得 B(x1 – x0) – A(y1 – y0) = 0 ①; 又因为P1 (x1,y1)是直线l上的点,所以②; 在②的左右两边同时减去Ax0、By0,整理得 ③ 将①和③两边平方后相加可得: , 因此,即. 小结:点到直线距离公式:. 练一练:利用点到直线的距离公式计算点P (–1,2)到直线l1:2x + y – 5 = 0的距离? 参考答案:;与问题1中计算的结果一致. 问题3:试用向量的数量积推导点P (x0,y0) 到直线l:Ax + By + C = 0的距离公式. 参考答案:因为= (A,B)是直线l的一个法向量, 设P1 (x,y) 是直线l上任意一点,则由向量数量积的几何意义可知,P (x0,y0) 到直线l的距离d满足; 因为= (x – x0,y – y0), 所以, 又因为P1 (x,y)是直线l上的点, 所以,即, 从而. 任务2:会用点到直线的距离公式解决相关距离问题. 问题1:已知△ABC的三个顶点A(2,2),B(2,0),C(0,1),求△ABC的BC边上的高. 参考答案:要求△ABC的BC边上的高,即是求点A到直线BC的距离; 因为BC所在直线的截距式方程为, 所以一般式方程为x + 2y – 2 = 0, 因此所求高为. 练一练:已知点A(1,3),B(2,1),C(-1,0),求△ABC的面积. 参考答案:因为,, 所以直线BC的方程为,即; 又因为点A(1,3)到直线BC的距离, 所以.
目标二:掌握两条平行直线之间的距离公式 任务:利用点到直线的距离公式,求两条平行直线之间的距离. 思考:根据点到直线距离的求法,如何求两条平行线之间的距离? 问题1:求平行线与之间的距离. 参考答案:在l1的方程中,令y = 0,则可得x = – 1,因此(– 1,0)是直线l1上一点. 又因为(– 1,0)到的距离为, 所以所求距离为. 问题2:已知直线,,求证:l1与l2之间的距离为. 参考答案:设P(x1,y1)为l1上一点,则:,从而; 因为P到l2的距离为, 所以结论成立. 练一练:已知两平行直线l1:3x + 5y + 1 = 0和l2:6x + 10y + 5 = 0,求l1与l2间的距离. 参考答案:因为两直线l1与l2的系数不同,所以不能直接套用公式; 可将直线l2:6x + 10y + 5 = 0化为3x + 5y += 0, 所以l1与l2间的距离为. 方法小结:两平行线间的距离公式: (1)当两条平行直线的方程中x,y系数相同时,才可套用; (2)当两条平行直线的方程中x,y系数不相同时,可先化为相同系数,再进行求解.
学习总结
任务:回答下列问题,构建本课知识导图. 1.点到直线的距离公式有什么使用要求?若直线中A或B为零时,还能使用该距离公式吗? 2.使用两平行线间的距离公式时,需要注意哪些问题?
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