两点间的距离公式
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两点间距离公式、线段的定比分点与图形的平移
●知识梳理
1.设A(x1,y1),B(x2,y2),
则AB=(x2-x1,y2-y1).
∴|AB|=212212)()(yyxx.
2.线段的定比分点是研究共线的三点P1,P,P2坐标间的关系.应注意:(1)点P是不同于P1,P2的直线P1P2上的点;(2)实数λ是P分有向线段21PP所成的比,即P1→P,P→P2的顺序,不能搞错;(3)定比分点的坐标公式112121yyyxxx,(λ≠-1).
3.点的平移公式描述的是平移前、后点的坐标与平移向量坐标三者之间的关系,.kyyhxx,
特别提示
1.定比分点的定义:点P为21PP所成的比为λ,用数学符号表达即为PP1=λ2PP.当λ>0时,P为内分点;λ<0时,P为外分点.
2.定比分点的向量表达式:
P点分21PP成的比为λ,则OP=111OP+12OP(O为平面内任一点).
3.定比分点的应用:利用定比分点可证共线问题.
●点击双基
1.(2004年东北三校联考题)若将函数y=f(x)的图象按向量a平移,使图象上点的坐标由(1,0)变为(2,2),则平移后的图象的解析式为
=f(x+1)-2 =f(x-1)-2
=f(x-1)+2 =f(x+1)+2
解析:由平移公式得a=(1,2),则平移后的图象的解析式为y=f(x-1)+2. 答案:C
2.(2004年湖北八校第二次联考)将抛物线y2=4x沿向量a平移得到抛物线y2-4y=4x,则向量a为
A.(-1,2) B.(1,-2)
C.(-4,2) D.(4,-2)
解析:设a=(h,k),由平移公式得
,,kyyhxxkyyhxx
代入y2=4x得
(y-k)2=4(x-h),y2-2ky=4x-4h-k2,
即y2-2ky=4x-4h-k2,
∴k=2,h=-1.
∴a=(-1,2).
答案:A
思考讨论
本题不用平移公式代入配方可以吗
提示:由y2-4y=4x,配方得
(y-2)2=4(x+1),
∴h=-1,k=2.(知道为什么吗)
3.设A、B、C三点共线,且它们的纵坐标分别为2、5、10,则A点分BC所得的比为
A.83 B.38
C.-83 D.-38
解析:设A点分BC所得的比为λ,则由2=105,得λ=-83.
答案:C
4.若点P分AB所成的比是λ(λ≠0),则点A分BP所成的比是____________. 解析:∵AP=λPB,∴AP=λ(-AP+AB).∴(1+λ)AP=λAB.
∴AB=1AP.∴BA=-1AP.
答案:-1
5.(理)若△ABC的三边的中点坐标为(2,1)、(-3,4)、(-1,-1),则△ABC的重心坐标为____________.
解析:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
则.121242321222323231312121yyxxyyxxyyxx,,,,, ∴42321321yyyxxx
∴重心坐标为(-32,34).
答案:(-32,34)
(文)已知点M1(6,2)和M2(1,7),直线y=mx-7与线段M1M2的交点M分有向线段21MM的比为3∶2,则m的值为____________.
解析:设M(x,y),则x=231236=515=3,y=2312372=5214=5,即M(3,5),代入y=mx-7得5=3m-7,∴m=4.
答案:4
●典例剖析
【例1】 已知点A(-1,6)和B(3,0),在直线AB上求一点P,使|AP|=31|AB|.
剖析:|AP|=31|AB|,则AP=31AB或AP=31BA.设出P(x,y),向量转化为坐标运算即可.
解:设P的坐标为(x,y),若AP=31AB,则由(x+1,y-6)=31(4,-6),得
.26341yx,解得.431yx,
此时P点坐标为(31,4).
若AP=-31AB,则由(x+1,y-6)=-31(4,-6)得
.26341yx,解得.837yx,
∴P(-37,8).综上所述,P(31,4)或(-37,8).
深化拓展
本题亦可转化为定比分点处理.由AP=31AB,得AP=21PB,则P为AB的定比分点,λ=21,代入公式即可;若AP=-31AB,则AP=-41PB,则P为AB的定比分点,λ=-41.
A P BPAB
由两种方法比较不难得出向量的运算转化为坐标运算,是解决向量问题的一般方法.
【例2】 已知△ABC的三个顶点坐标分别是A(4,1),B(3,4),C(-1,2),BD是∠ABC的平分线,求点D的坐标及BD的长.
剖析:∵A、C两点坐标为已知,∴要求点D的坐标,只要能求出D分AC所成的比即可.
解:∵|BC|=25,|AB|=10,∴D分AC所成的比λ=22BCABDCAD.
由定比分点坐标公式,得
.2221212592211224DDyx,)( ∴D点坐标为(9-52,2).
∴|BD|=22423259)()(=268104.
评述:本题给出了三点坐标,因此三边长度易知,由角平分线的性质通过定比分点可解出D点坐标,适当利用平面几何知识,可以使有些问题得以简化.
深化拓展
本题也可用如下解法:设D(x,y),∵BD是∠ABC的平分线,
∴〈BA,BD〉=〈BC,BD〉.
∴||||||||BDBCBDBCBDBABDBA,
即||BABDBA=||BCBDBC.
又BA=(1,-3),BD=(x-3,y-4),BC=(-4,-2),
∴101233yx=2082124yx.
∴(4+2)x+(2-32)y+92-20=0. ①
又A、D、C三点共线,∴AD,AC共线.
又AD=(x-4,y-1),AC=(x+1,y-2),
∴(x-4)(y-2)=(x+1)(y-1). ②
由①②可解得.2259yx,
∴D点坐标为(9-52,2),|BD|=268104.
思考讨论
若BD是AC边上的高,或BD把△ABC分成面积相等的两部分,本题又如何求解请读者思考.
【例3】 已知在□ABCD中,点A(1,1),B(2,3),CD的中点为E(4,1),将
□ABCD按向量a平移,使C点移到原点O. (1)求向量a;
(2)求平移后的平行四边形的四个顶点的坐标.
解:(1)由□ABCD可得AB=DC,
设C(x3,y3),D(x4,y4),
则②①,.214343yyxx
又CD的中点为E(4,1),
则④③,.12424343yyxx
由①-④得,,22933yx,,02744yx
即C(29,2),D(27,0).
∴a=(-29,-2).
(2)由平移公式得A′(-27,-1),B′(-25,1),C′(0,0),D′(-1,-2).
●闯关训练
夯实基础
1.(2004年福州质量检查题)将函数y=sinx按向量a=(-4π,3)平移后的函数解析式为
=sin(x-4π)+3 =sin(x-4π)-3
=sin(x+4π)+3 =sin(x+4π)-3
解析:由,,kyyhxx得.34πyyxx,
∴y-3=sin(x+4π).
∴y=sin(x+4π)+3,
即y=sin(x+4π)+3. 答案:C
2.(2003年河南调研题)将函数y=2sin2x的图象按向量a平移,得到函数y=2sin(2x+3π)+1的图象,则a等于
A.(-3π,1) B.(-6π,1)
C.(3π,-1) D.(6π,1)
解析:由y=2sin(2x+3π)+1得y=2sin2(x+6π)+1,∴a=(-6π,1).
答案:B
3.(2004年东城区模拟题)已知点P是抛物线y=2x2+1上的动点,定点A(0,-1),若点M分PA所成的比为2,则点M的轨迹方程是____________,它的焦点坐标是____________.
解析:设P(x0,y0),M(x,y).
32300yyxx,,23300yyxx代入y0=2x02+1得3y+2=18x2+1,即18x2=3y+1,x2=61y+181=61(y+31),∴p=121,焦点坐标为(0,-247).
答案:x2=61(y+31) (0,-247)
4.把函数y=2x2-4x+5的图象按向量a平移后,得到y=2x2的图象,且a⊥b,c=(1,-1),b·c=4,则b=____________.
解析:a=(0,0)-(1,3)=(-1,-3).设b=(x,y),由题意得,,403yxyx,,13yx
则b=(3,-1).
答案:(3,-1)
5.已知向量OA=(3,1),OB=(-1,2),OC⊥OB,BC∥OA.试求满足OD+OA=OC的OD的坐标.
解:设OD=(x,y),则OC=(x,y)+(3,1)=(x+3,y+1), BC=OC-OB=(x+3,y+1)-(-1,2)=(x+4,y-1),
则.01340123)()(,)()(yxyx
所以,,611yxOD=(11,6).
6.已知A(2,3),B(-1,5),且满足AC=31AB,AD=3AB,AE=-41AB,求C、D、E的坐标.
解:用向量相等或定比分点坐标公式均可,读者可自行求解.C(1,311),D(-7,9),E(411,25).
培养能力
7.(2004年福建,17)设函数f(x)=a·b,其中a=(2cosx,1),b=(cosx,3sin2x),x∈R.
(1)若f(x)=1-3,且x∈[-3π,3π],求x;
(2)若y=2sin2x的图象按向量c=(m,n)(|m|<2π)平移后得到函数y=f(x)的图象,求实数m、n的值.
解:(1)依题设f(x)=2cos2x+3sin2x=1+2sin(2x+6π),
由1+2sin(2x+6π)=1-3,得
sin(2x+6π)=-23.
∵|x|≤3π,∴-2π≤2x+6π≤6π5.
∴2x+6π=-3π,即x=-4π.
(2)函数y=2sin2x的图象按向量c=(m,n)平移后得到函数y=2sin2(x-m)+n的图象,即y=f(x)的图象.由(1)得f(x)=2sin2(x+12π)+1.又|m|<2π,∴m=-12π,n=1.
8.有点难度哟!