点到直线的距离教案

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3.3.3点到直线的距离

教学目标:

(一)知识目标:点到直线的距离公式.

(二)能力目标:理解点到直线距离公式的推导;点到直线距离公式的简单应用.

(三)德育目标:认识事物之间在一定条件下的转化;用联系的观点看问题.

教学重点:

点到直线的距离公式.

教学难点:

理解点到直线距离公式的推导.

教学方法:

探究讨论式

在引入本节的研究问题:点到直线的距离公式之后,引导学生探究讨论点到直线距离的

求解思路,一起分析探讨解决问题的各种途径,培养学生的发散性思维,进而逐一推导,培

养学生研究问题、分析问题、解决问题的能力.

教学过程:

(课前教师板书标题“点到直线的距离”)

课题导入:

前面两节课,我们一起研究学习了两直线平行和垂直的充要条件,两直线的夹角公式,

两直线的交点问题,逐步熟悉了利用代数手段研究几何问题的思想方法.这一节课,我们将研

究怎样由点的坐标和直线的方程直接求点到直线的距离问题.

思考题:(引导学生探究、讨论;每一种方法都要总结方法)

求点(2,1)P到直线:210Lxy的距离(

答案:45

5).

师:首先申明现成的公式暂时不能用,请大家想想看利用

我们学过的知识可以怎样解决这个问题? 做做看„

(教师板书(2,1)P,:210Lxy)

„师:点到直线的距离是怎么定义的?做好的举手示意

„(等到学生基本做好)师:答案是多少?„叫一个学生站

起详细回答„师:还有没有其它方法?„好好想想,打开你的

想象之门,看看还有没有其它的方法可以解决„同桌可以相互

启发„

师: 请大家总结一下的解题方法,他是用什么方法解

决这个问题的?是从哪个层面?

师:好了!大家的方法层出不穷,这个题就先到这儿 x

L:2x+y-1=0y

OP(2,1)解法一:两点间距离法

解:过点P作直线:210Lxy的垂线

1:20Lxy,再求L与

1L的交点21

(,)

55Q,则点(2,1)P到直

线:210Lxy的距离即为:

222145

(2)(1)

555PQ

.

解法二:最小值法

解:设(,)Mxy是直线:210Lxy上的任意

一点, 则12yx,得:

22

(2)(1)PMxy22

(2)(2)xx

2

544xx2216

5()

55x

当2

5x时,即21

(,)

55M时,

min45

5PM,这个值就是点P到直线L的距离.

解法三:三角形法

解:设直线L倾斜角为

,过点P作PQL于点Q,

过点P作

1//Ly轴交L于点(2,3)A,4AP

,在RtPQA

中,coscosPQAPAPQAP



21145

44

1tan145

.

解法四:三角形法

解:设直线L倾斜角为

,过点P作PQL

于点Q,

过点P作

1//Lx轴交L

于点(0,1)B

,2BP

,在RtPQB

中,

cossinPQBPBPQBP



21145

22

1

1cot5

1

4

. x

L:2x+y-1=0L

1y

OP(2,1)

Q

x

L:2x+y-1=0y

OP(2,1)

M(x,y)

xL:2x+y-1=0y

OP(2,1)

AQ

x

L:2x+y-1=0y

OP(2,1)

QB解法五:三角形法

解:设直线L倾斜角为

,过点P作直线

1//LL,有

1:250Lxy,L与

1L距离即为所求.设

1L、L与y轴分

别交于点

21,PQ,则

21(0,5),(0,1)PQ,

214PQ,过点

1Q作

11//PQPQ交L于

1P,则

1121211cosPQPQPQPQP

21

21

cos4

1tnPQ

a



145

4

145

.

解法六:面积法

解:过点P作

1//Lx轴交L于点(0,1)B,2BP,过

点P作

2//Ly轴交L于点(2,3)A,4AP

,在RtABP中,

25AB,由三角形面积公式可知

dABBPAP45

5d.

解法七:向量法

解:由方向向量的知识得与直线L垂直的向量(2,1)n

.

在直线L上任取一点(1,1)Q,向量QP

在向量n

上的投影的

绝对值就是点P到直线L的距离,有cosdQP



cosnQPnQP





,

22(2,1)(1,2)

21nQP

d

n





22

5

45

5.

进入主题:

师:对照思考题,我们一起来看一个更具一般性的问题.

在平面直角坐标系中,如果已知某点P的坐标为

00(,)xy,直线l的方程是

0AxByC,求点P到直线l的距离.

师:点和直线都以字母形式给出,象刚才一样,有这么多方法,我们是能够解决,如果x

L:2x+y-1=0y

L

1OP(2,1)P

2

Q

1

QP

1

xL:2x+y-1=0

dy

OP(2,1)

AB

x

L:2x+y-1=0y

n

OP(2,1)

Q每一次都这样求,会不会太麻烦?其中是否有一般性的结论?可以直接当公式来用.我们一起

来推推看.师:首先大家说说解决这个问题有哪些思路?学生:刚才用到的两点间距离法、最

小值法、三角形法、面积法、向量法应该都可以解决这个问题.师:很好!能够看清问题的本

质,那我们就挑一种书本上没有详细解释的方法来试试„

„还有其它方法请同学们课后再思考一下.

解决方案:

方案一:

根据定义,点P到直线l的距离d是点P到直线l的垂线段的长.

解题思路:一求垂线PQ的方程,二求Q点坐标,三求PQ长度.

详细过程:设点P到直线l的垂线段为PQ,垂足为Q.先考虑0A

由PQl

00:()

PQB

lyyxx

A即

00BxAyBxAy,

解方程组

000AxByC

BxAyBxAy



2

00

22BxAByAC

x

AB



即点Q

的横坐标,222

0000

0

22BxAByACAxBx

xx

AB



00

22()AAxByC

AB



00

00

22()

()BAxByCB

yyxx

AAB



22

00()()dxxyy2

00

22()AxByC

AB



00

22AxByC

AB;0A要验证过才行.

方案二:直接用两点间距离公式推导.

解题思路:设出Q坐标,列出满足条件,由距离公式求出距离.

详细过程:设点

11(,)Qxy,则11

10

100

(0)AxByC

yyB

A

xxA



101000

1010()()()

()()0AxxByyAxByC

BxxAyy



(1)

(2)

(1)(2)平方相加2222222

101000()()()()()ABxxBAyyAxByC

2

22

00

1010

22()

()()AxByC

xxyy

AB



0022

1010

22()()AxByC

dxxyy

AB



;0A

也满足.

方案三:过点P分别作x、y轴的平行线,交已知直线于R,S两点,从而构成一个直角

三角形,用勾股定理求出RS,再利用三角形等积求d. lxdy

P

OQ