教学过程设计:
【创设情境】
师:大家还记得在平面上任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式吗? 生: |PP12|?
(x2?x1)2?(y2?y1)2。
师:很好,现在给大家提出一个新问题:如果把其中一个点换成直线,要求求另一个
点与直线间的距离?
这就是我们今天要学习的主要内容——点到直线的距离(板出课题) 即:
l已知点P0(x0,y0),直线的方程Ax?By?C?0,如何用x0,y0,A,B,C表示点lP0到直线的距离。请大家思考这个问题。
【探究新知】
师:首先要理解什么是平面上点到直线的距离?(请学生回答)
ll生:由点P的长度就是点P00画直线的垂线,垂足为Q,即:垂线段PQ0到直线的
距离。(如右图)
师:因此,求点P0到直线l的距离实际上就是
求两点P|呢? 0和Q之间的距离。如何求出|PQ0生:只要求出点Q的坐标,然后利用两点间
的距离公式求出|PQ|。 0师:而关键是怎样求得点Q的坐标? 生:??(互相讨论,各抒己见)
生:点Q可以看作是直线l与直线PQ的交点,直线l已给出,现在只要求出直线0 PQ0的方程。又已知直线PQ过点P⊥直线l,通过直线l的斜率求出000,而直线PQ直线PQ的斜率,利用点斜式即可求出直线PQ的方程。 00师:很好,大家能够利用前面所学的知识来解答这个问题。下面请大家用这种方法求
出|PQ|。 0生:(教师观察学生的演算,及时给予指导)
y lQ P0O x l 解:过点P0(x0,y0)作直线的垂线,垂足为Q,得
(1)若直线l∥x轴,即:A=0,直线l的方程Ax?By?C?0为:
y??C (∵B≠0). Bl点P0到直线的距离d?y0?C。 B(2)若直线l⊥x轴,即:B=0,直线l的方程Ax?By?C?0为:
y??C (∵A≠0). Al点P0到直线的距离d?x0?C。 AA。 B(3)若直线l不平行x轴,也不垂直x轴,则直线l的斜率是?直线PQ的方程为y?y0?0B(x?x0),即:Bx?Ay?Bx0?Ay0。 A与直线l的方程Ax?By?C?0联立,得方程组
?Ax?By?C?0Bx?Ay?Bx0?Ay0
B2x0?ABy0?ACA2y0?ABx0?BC解得: x?,y?。 22A?BA2?B2B2x0?ABy0?ACA2y0?ABx0?BC即:Q(,)。 2222A?BA?BB2x0?ABy0?AC2A2y0?ABx0?BC2PQ?(x0?)?(y0?) 0A2?B2A2?B2 P0R? ?A2(Ax0?By0?C)2B2(Ax0?By0?C)2? (A2?B2)2(A2?B2)2。
?Ax0?By0?CA?B22l师:不错,这样我们用x0,y0,A,B,C表示了点P|。但是这种方0到直线的距离|PQ0法的计算量大,哪位同学有比较简便的方法呢?
生:??
师:回忆前面我们建立两点间距离公式,我们先求出两条与坐标轴平行的线段的长
度,然后利用勾股定理求出这两点间的距离。在这我们能否应用这一方法呢?
生:(给学生适当的引导)
设:A≠0,B≠0,则直线l与x轴和y轴都相交,过点P0分别作x轴和y轴的平行
线,交直线l于R和S,(如下图)则直线P0R的方 程为:y?y0,R的坐标为(?ly S Q By0?C,y0);直线 AAx0?CS(x,?)。 的方程为:, 的坐标为PSx?x000BdR 于是有:
P0(x0,y0)x Ax0?By0?CBy?C, P0R??0?x0?AAP0S??Ax0?By0?CAx0?C, ?y0?BBP0R?P0S22O RS??A2?B2Ax0?By0?C.
AB设PQ?d,由三角形面积公式得: 0 d?RS?P , 0R?P0S于是
因此,
d?P0R?P0SRS?Ax0?By0?CA?B22.
l点P0(x0,y0)到直线:Ax?By?C?0的距离为:
d?Ax0?By0?CA?B22 师:当A=0或B=0时,上述公式是否成立呢?
生:(简单验证)当A=0或B=0时,上述公式仍然成立。 【例题分析】
l:3x?2的距离。 〖例1〗、求点P0(?1,2)到直线
分析:运用点到直线的距离公式时,需把直线方程化为一般式。 解:d?3?(?1)?232?023?(?1)?255?d??
22333?0师:还有其他解法吗?
生:因为直线l:x?225,所以d??1??。 333〖例2〗、已知点A(1,3),B(3,1),C(?1,0),求?ABC的面积。(如下图) 师:分析只要求出|AB|和AB边上的高h就可求 y 出?ABC的面积。
生:(自己完成解答) 解:设AB边上的高为h,则: A S?ABC1?AB?h , 2h C O B AB?(3?1)2?(1?3)2?22,
x AB边上的高为h就是点C到AB的距离,由两点式AB边所在直线方程为:
y?3x?1? 即:x?y?4?0。 1?33?1点C(?1,0)到直线x?y?4?0的距离
h??1?0?412?12?5, 2因此, S?ABC?15?22??5。 22〖探究〗:谁还有其他不同的解法?(课后思考)
〖例3〗、已知直线l1:3x?4y?8?0,l2:3x?4y?2?0,求l1与l2间的距离。
分析:显然l1∥l2,该题是求两平行线间的距离,此时只要取其中一直线上的
任一点,求出该点到另外一直线的距离即为两平行线间的距离。这样把
求两平行线间的距离转化为求点到直线的距离。
生:在直线l1上任取一点P(0,?2),则P到直线l2的距离为:
d?3?0?4?(?2)?23?422?2
所以,l1与l2间的距离是2.
〖例4〗、已知直线l1:2x?7y?8?0,l2:6x?21y?1?0,l1与l2是否平行?若平
行,求l1与l2间的距离。
分析:两直线是否平行就看其斜率是否相等。若平行,l1与l2间的距离可利用上例
的方法求得。
生:(讨论后解答)解:l1的斜率k1?262?,即:k1?k2 ,l2的斜率k2?7217所以l1∥l2。在直线l1上任取一点A(4,0), 点A(4,0)到直线l2的距离为:
d?6?4?21?0?162?212?2323?53。 353159所以l1与l2间的距离为2353。 159师:前面是讨论有关两平行直线间的距离问题。我们知道,可以转化为点到直线的
距离在解决。但解决这类问题还有没有另外的方法或是公式呢?我们先来探究下面的问题。 〖探究〗:两条平行直线Ax?By?C1?0与Ax?By?C2?0间的距离为:
d?C1?C2A?B22是否成立?
生:(不要求严格证明,课后布置作业)
以例3为例, d??8?23?422?2,与上述方法求得结果相同。同样的例4用这
种方法求得结果也相同。 师:用d?C1?C2A?B22求两平行直线间的距离时,要注意两直线方程的A,B要相
等。若不相等,先化相等后再利用该公式。
【课堂精练】
课本P114练习2(1)、(3); P115练习(1)(2)。
【课堂小结】
本节课解决了点到直线的距离问题和两平行直线间的距离问题。建立了点到直线的距离公式和两平行直线间的距离公式。在运用公式解答时要注意满足的条件,特别是利用两平行直线间的距离公式要求A、B要相等。
【课后作业】
P116 习题3.3A组 9;B组 3、4