数学2.2.4点到直线的距离教案及反思
展开点到直线的距离公式的多种证明
在平面直角坐标系中,关于点 到直线 的距离公式 。教材上给出了当 时的证明,并说明当或时公式也成立。教师教学用书上还给出了三种证法。本文就当的情形下。再给出几种不同证法。
证 法 一(平面几何法)
设 与轴交于点,得
过点做轴的垂线交轴于,
交直线于,
得
由平面几何知识易证
则
得:
证 法 二(平移法)
将坐标系的原点平移到点
新坐标系。
在新坐标系中的方程是
即 ①
过作的垂线为垂足,易求作
在直线在新坐标系中的方程为 ②
由① ②求出点的坐标
即
证 法 三(参数法)
过做的垂线为垂足。
设的倾斜角为,直线的倾斜角为,
易得。
直线的参数方程是
(为参数)
代入的方程得:
由根据同角关系可得
代入得
证 法 四(向量法)
设直线的法向量。则
过做的垂线段,点在直线上,
得向量
由与是共线向量。
则有
点在上,
证 法 五(最值法)
由点到直线的距离为点与上的点
的距离的最小值。
由
以上的证明均在的条件下进行的,可验证或时,公式也成立。但此时可不必使用这个公式就可以直接求得距离。例如求点到直线的距离,得
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