人教A版 (2019)选择性必修 第一册2.3 直线的交点坐标与距离公式图片课件ppt
展开解析几何是17世纪最伟大的数学成果之一,它的产生有着深刻的原因. 首先,生产力的发展对数学提出了新的要求,常量数学的局限性越来越明显了.例如,航海业的发展,向数学提出了如何精确测定经纬度的问题;造船业则要求描绘船体各部位的曲线,计算不同形状船体的面积和体积;显微镜与望远镜的发明,提出了研究透镜镜面形状的问题;随着火器的发展,抛射体运动的性质显得越来越重要了,它要求正确描述抛射体运动的轨迹,计算炮弹的射程,特别是开普勒发现行星沿椭圆轨道绕太阳运行,要求用数学方法确定行星位置.所有这些问题都难以在常量数学的范围内解决.实践要求人们研究变动的量.解析几何便是在这样的社会背景下产生的.
总结:在当时,以前的几何是定性研究不是定量研究,不是精确的计算。同学们,平面几何或立体几何中有精确的计算吗?没有。只有向量进入几何才有精确计算。但向量比解析几何更晚。
其次,解析几何的产生也是数学发展的大势所趋,因为当时的几何与代数都相当完善了.实际上,几何学早就得到比较充分的发展,《几何原本》建立起完整的演绎体系,阿波罗尼奥斯的《圆锥曲线论》则对各种圆锥曲线的性质作了详尽的研究.但几何学仍存在两个弱点,一是缺乏定量研究,二是缺乏证题的一般方法.而当时的代数则是一门注重定量研究、注重计算的学科.到16世纪末,韦达(F.Vieta, 1540—1603)在代数中有系统地使用字母,从而使这门学科具有了一般性.它在提供广泛的方法论方面,显然高出希腊人的几何方法.于是,从代数中寻求解决几何问题的一般方法,进行定量研究,便成为数学发展的趋势.实际上,韦达的《分析术引论》(In artem analyticem isagge)等著作中的一些代数问题,便是为解几何题而列出的.
点到直线的距离公式就是可以精确的计算距离。那它该如何推导?
我们知道人的认识规律是从特殊到一般,从具体到抽象,从数字到字母,从简单到复杂。只要特殊熟练了,就能上升到一般。只要具体熟练了,就能上升到抽象,只要数字熟练了,就能上升到字母。只要简单熟练了,就能做复杂的题目。
将空间向量a,b ,平移到同一个平面α内,利用平面上向量的投影得到与向量b共线的向量c,即: c =|a|cs〈a,b〉 , 向量c称为向量a在向量b上的投影向量.
以上是我们在平面向量中我们学习过投影向量的概念,你能把它推广到空间向量中吗?
反思:1、如果不懂在空间中向量在另一向量上的投影怎办?
答:不是努力去搞懂,而是要回到过去即最初的那个地方,也就是去搞懂在平面内向量在另一向量上的投影定义,把平面内的定义搞懂了,自然就会把空间内的定义搞懂。有种方法叫回到定义中去,即最开始的那个原点。
同学们,如何把点到直线的距离从特殊推广为一般?
思考:已知点P0(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0, 怎样求点P到直线l的距离呢?
如图,P到直线l的距离,就是指从点P到直线l的垂线段PQ的长度,其中Q是垂足.
当A=0或B=0时,直线方程为y=y1或x=x1的形式.
下面设A≠0,B ≠0,我们进一步探求点到直线的距离公式:
点P到直线/的距离,就是从点P到直线/的垂线段PQ的长度,其中Q是垂足(如右图).因此,求出垂足Q的坐标,利用两点间的距离公式求出|PQ|,就可以得到点P到直线l的距离.
得直线l与PQ的交点坐标,即垂足Q的坐标为
因此,点P(x,y)到直线l :Ax+By+C=0的距离
可以验证,当A=0,或B=0时,上述公式仍然成立
利用两点间距离公式,设而不求:
将(1)(2)两边平方后相加,得
我们知道,向量是解决距离、角度问题的有力工具.能否用向量方法求点到直线的距离?
同学们,还记得我们在《1.4.2 用空间向量研究距离、夹角问题》中求点到直线的距离吗?与上述解法有什么区别?
点P 到直线l的距离为PQ =
点到直线的距离、两条平行直线之间的距离
P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离:
(1)分子是P点坐标代入直线方程;
(2)分母是直线未知数x、y系数平方和的算术根
类似于勾股定理求斜边的长
(3)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.(4)当点P0在直线l上时,点到直线的距离为零,公式仍然适用.
例1:已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积
解:设AB边上的高为h
例2:用解析法证明:等腰三角形底边上任意一点到两腰的距离之和等于一腰上的高。
证明:建立如图直角坐标系,设P (x,0),x∈( )
可求得lAB:( )
lCB:( )
|PE|=( )
|PF|=( )
A到BC的距离h=( )
因为|PE|+|PF|=h,所以原命题得证。
复习:还记得初中里的证法吗?
例3.已知直线l经过点M(-1,2),且A(2,3),B(-4,5)两点到直线l的距离相等,求直线l的方程.
已知直线l经过点M(-1,2),且A(2,3),B(-4,5)两点到直线l的距离相等,求直线l的方程.
求经过点P(-3,5),且与原点距离等于3的直线l的方程
在根据距离确定直线方程时,易忽略直线斜率不存在的情况,避免这种错误的方法是当用点斜式或斜截式表示直线方程时,应首先考虑斜率不存在的情况是否符合题设条件,然后再求解.
1.平面内一点P(x0,y0) 到直线Ax+By+C=0的距离公式是
当A=0或B=0时,公式仍然成立.
2.点到直线的距离即是点与直线上点连线的距离的最小值,利用点到直线的距离公式,解题时要注意把直线方程化为一般式. 3.利用点到直线的距离公式可求直线的方程,有时需结合图形,数形结合,使问题更清晰.
备课笔记 今天(2021.4.5)开始备选择性必修第一册《第二章 直线和圆的方程》,下载了一些老师制作的课件,翻出自己以前制作的课件。我以前制作的课件都存在百度文库里。我在感叹,如果不上讲台,备课永远无法超越自己。这一章备课我觉得还是跟以前一样,只有上讲台才能有所改变。因为实践出新知,你坐在办公室里空想是想不出来的。 这一章如何上?有个观点,就是站在人类文明的高度上解析几何课。我们要站在人类文明的数学星空里讲数学、观数学、知数学。学习数学不是考个高分找个好工作,而是体会到数学在整个人类文明中的地位,和对人类的巨大影响。学习不是功利性,而是要超越功利,追求人类永恒的精神。
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