2.3.3 点到直线的距离公式2.3.4 两条平行直线间的距离课标解读 课标要求素养要求1.会用向量推导点到直线的距离公式.2.探索并掌握点到直线的距离公式,能用点到直线的距离公式解决有关的距离问题.3.会求两条平行直线间的距离. 1.数学抽象——能理解点到直线的距离公式. 2.逻辑推理——能推导出点到直线的距离公式. 3.直观想象——能够直观想象几何中的距离问题.自主学习·必备知识教材研习教材原句1.点到直线的距离公式:点P 到直线l 的距离,就是从点P 到直线l 的垂线段PQ 的长度,其中Q 是垂足.因此,点P(x 0,y 0) 到直线l :Ax +By +C =0 的距离d =00√A 2+B 2.2.两条平行直线间的距离:两条平行直线间的距离是指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.求两条平行直线间的距离可转化为求点到直线的距离. 自主思考1.点P(−3,2) 到直线x =52 的距离是多少?能用点到直线的距离公式求解吗? 提示 如图,易知点P 到直线x =52 的距离为|52−(−3)|=112.能用,由已知得直线为2x −5=0 ,所以d =√22+02=112.2.找出下图中的公垂线段,并结合图形说明什么是公垂线段.提示PQ,公垂线段就是和两条平行直线都垂直、相交的线段.名师点睛1.用点到直线的距离公式时应注意以下两点(1)直线的方程应为一般式,若给出其他形式应化为一般式.(2)当点P在直线l上时,点到直线的距离为0,公式仍然适用.2.几种点到特殊直线的距离(1)点P(x0,y0)到x轴的距离d=|y0|;(2)点P(x0,y0)到y轴的距离d=|x0|;(3)点P(x0,y0)到直线y=b(b≠0)的距离d=|y0−b|;(4)点P(x0,y0)到直线x=a(a≠0)的距离d=|x0−a|.3.求两条平行直线间的距离的两种思路(1)利用“化归”法将两条平行直线的距离转化为求一条直线上任意一点到另一条直线的距离.(2)直接利用两条平行直线间的距离公式,当直线l1:y=kx+b1,l2:y=kx+b2,且b1≠b2时,d=12√k2+1;当直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0,且C1≠C2时,d=12√A2+B2.互动探究·关键能力探究点一求点到直线的距离精讲精练例(1)(2021广东佛山一中高二期中)已知M(3,2√3),N(−1,2√3),F(1,0),则点M到直线NF的距离为( )A.√5B.2√3C.2√2D.3√3(2)(原创题)点P(0,−1)到直线x5+y12=1的距离为.思路分析(1)先利用题中所给的点N,F求出直线NF的方程,再利用点到直线的距离公式求得结果;(2)先把直线方程变为一般式,再根据点到直线的距离公式直接求解即可. 答案:(1)B(2)5解析:(1)易知直线NF的斜率k=−√3,故直线NF的方程为y=−√3(x−1),即√3x+y−√3=0,所以点M到直线NF的距离为√3+2√3−√3|√(√3)2+12=2√3,故选B.(2)由已知得12x+5y−60=0,所以点P(0,−1)到直线x5+y12=1的距离为√122+52=5 .变式把本例(2)改为求点P(0,−1)到直线(m+2)x+(m−1)y+(m+2)=0的距离的最大值.答案:点P(0,−1)到直线(m+2)x+(m−1)y+(m+2)=0的距离d=√(m+2)2+(m−1)2=√2 m2+2m+5=√2(m+12)2+92≤√92=√2,所以当m =−12时,d max =√2 .故所求距离的最大值为√2 . 解题感悟点到直线距离的求解方法:(1)求点到直线的距离,首先要把直线方程化成一般式,然后利用点到直线的距离公式求解;(2)求距离的最值常用函数的性质或基本不等式求解. 迁移应用(2021黑龙江哈尔滨师大附中高二开学考)已知△ABC 的顶点为A(5,1) ,AB 边上的中线CM 所在直线的方程为2x −y −5=0 ,AC 边上的高BH 所在直线的方程为x −2y −5=0 .(1)求顶点B ,C 的坐标; (2)求△ABC 的面积.答案:(1)设点B (m,n ),则点M(m+52,n+12) ,由已知得{m −2n −5=0,2×m+52−n+12−5=0, ∴{m =−1,n =−3,故点B 的坐标为(-1,-3).设C(x 0,y 0) ,由已知得{2x 0−y 0−5=0,y 0−1x 0−5=−2,∴{x 0=4,y 0=3, 则点C 的坐标为(4,3). (2)由(1)知B(−1,−3) 、C(4,3) , ∴|BC|=√(4+1)2+(3+3)2=√61 , 且k BC =−3−3−1−4=65,∴ 直线BC 的方程为y +3=65(x +1) ,即6x −5y −9=0 , ∴BC 边上的高ℎ=√62+(−5)2=√61, 故S △ABC =12|BC|⋅ℎ=12×√61√61=8 .探究点二 点到直线的距离公式的应用精讲精练类型1 求参数的值或取值范围例1(1)(2021山东德州夏津一中高二月考)已知点P(3,1)到直线l:x+ay−3=0的距离为12,则a= .(2)已知点P(4,a)到直线4x−3y−1=0的距离不大于3,则a的取值范围是.答案:(1)±√33(2)[0,10]解析:(1)由点到直线的距离公式得√1+a2=12,解得a=±√33.(2)点P到直线4x−3y−1=0的距离为|4×4−3×a−1|5=|15−3a|5.又|15−3a|5≤3,所以|15−3a|≤15,解得0≤a≤10,所以a的取值范围是[0,10].解题感悟求参数的值或取值范围的方法:利用点到直线的距离公式建立关于参数的方程(组)或不等式,通过解方程(组)或不等式求解.类型2 求直线的方程例2(2021福建厦门二中高二月考)已知直线mx+y−2m−3=0恒过定点A.若直线l经过点A,且坐标原点到l的距离等于2,求l的方程.答案:易知直线mx+y−2m−3=0恒过定点A(2,3),因为直线l经过点A,所以当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=2,又坐标原点到直线l的距离等于2,所以x=2成立.当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y−3=k(x−2),即kx−y−2k+3=0,则坐标原点(0,0)到直线l的距离d=√1+k2=2,解得k=512,所以直线l的方程为y−3=512(x−2),即5x−12y+26=0 .综上,直线l的方程为x=2或5x−12y+26=0 .解题感悟求直线方程的问题,先巧设直线的方程,再利用点到直线的距离公式建立方程求解,但要注意讨论斜率是否存在.迁移应用1.点P(a,0)到直线3x+4y−6=0的距离大于3,则实数a的取值范围为( )A.a>7B.a<−3C.a>7或a<−3D.a>7或−3<a<7答案:C解析:根据题意得√32+423,即|a−2|>5,解得a>7或a<−3,故选C.2.过点M(−2,1),且与点A(−1,0),B(3,0)的距离相等的直线的方程是( )A.x+3y−1=0B.y=1C.x+3y−1=0或y=1D.x=−2或y=1答案:C解析:由题意得满足条件的直线的斜率存在,所以可设所求直线的方程为y=k(x+2)+1,即kx−y+2k+1=0,因为该直线与点A(−1,0),B(3,0)的距离相等,所以√k2+1=√k2+1,所以|k+1|=|5k+1|,所以k=0或k=−13,所以所求直线的方程为y=1或x+3y−1=0.3.若点A(a,6)到直线3x−4y=2的距离等于4,则a的值为.答案:2或463解析:由题意得√32+(−4)2=4⇒|3a−26|=20⇒a=2或a=463.探究点三两条平行直线间的距离精讲精练例已知两条平行直线l1:x−y=1与直线l2:(m−3)x+my−8=0,求l1与l2间的距离.思路分析先根据两条直线平行求出l2的方程,再根据两平行直线间的距离公式求解,也可以转化为点到直线的距离求解.答案:解法一:因为l1∥l2,所以1×m=−1×(m−3),解得m=32,所以l2的方程为3x−3y+16=0,根据题意把l1的方程化为3x−3y−3=0,所以l1与l2间的距离d=√32+(−3)2=19√26.解法二:由解法一知l2的方程为3x−3y+16=0,在直线l1:x−y=1上取点(1,0),则l1与l2间的距离d=√32+(−3)2=19√26.解题感悟求两条平行直线间的距离的方法:(1)直接利用两条平行直线间的距离公式;(2)若转化为一条直线上一点到另一条直线的距离,则取点一般要特殊化,如直线与坐标轴的交点,坐标为整点.迁移应用1.直线x−2y−1=0与直线x−2y−c=0的距离为2√5,则c的值为. 答案:-9或11解析:由两条平行直线间的距离公式得√12+(−2)2=2√5,解得c=−9或c=11 .2.(2021山东济南高二期末改编)已知动点P在直线l1:3x−4y+1=0上运动,动点Q 在直线l2:6x+my+4=0上运动,且l1∥l2,则|PQ|的最小值为 .答案:15解析:因为l1∥l2,所以63=m−4≠41,解得m=−8,所以l2:3x−4y+2=0,设l1,l2间的距离为d,则d=√32+(−4)2=15,由平行线的性质知|PQ|的最小值为15.评价检测·素养提升课堂检测1.点P(1,−1)到直线l:3y=2的距离是( )A.3B.53C.1D.√22答案:B解析:点P(1,−1)到直线l的距离d=√02+32=53,选B.2.直线4x−3y+5=0与直线8x−6y+5=0的距离为( )A.15B.14C.13D.12答案:D解析:8x−6y+5=0可变形为4x−3y+52=0,则两直线平行,∴两直线间的距离d=|5−52|√42+(−3)2=12.3.两直线3x+y−3=0和6x+my−1=0平行,则它们之间的距离为 .答案:√104解析:由题意得63=m1,∴m=2,将3x+y−3=0变形为6x+2y−6=0,由两条平行直线间的距离公式得距离d=√62+22=√40=√104.4.已知直线l在两坐标轴上的截距相等且不为零,点P(4,3)到直线l的距离为3√2,求直线l的方程.答案:设所求直线l的方程为x+y−a=0.由题意知√2=3√2,解得a=1或a=13,所以所求直线l的方程为x+y−1=0或x+y−13=0.素养演练直观想象、数学运算——在平面图形面积问题中的应用(2021四川成都石室中学高二月考)如图所示,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的长为3,宽为2,边AB,AD分别在x轴,y轴的正半轴上,点A与坐标原点重合.将该矩形折叠,使点A落在线段DC上,已知折痕EF所在直线的斜率为−12.(1)求折痕EF所在直线的方程;(2)若点P为BC的中点,求△PEF的面积.答案:(1)设折痕EF所在直线的方程为y=−12x+b,折叠后点A落在线段DC上的点G(a,2)处,其中0≤a≤3,连接AG交EF于点M,则M(a2,1),∴{1=−12×a2+b,−12×2a=−1,解得{a=1,b=54,∴折痕EF所在直线的方程为y=−12x+54.(2)由(1)知,折痕EF所在直线的方程为y=−12x+54,∴E(52,0),F(0,54),∴|EF|=√(52−0)2+(0−54)2=5√54.∵点P为BC的中点,∴P(3,1),∴点P到折痕EF的距离d=|−12×3+54−1|√(−12)2+(−1)2=√52,∴△PEF的面积S=12|EF|⋅d=12×5√54×√52=2516.素养探究:(1)设折痕EF所在直线的方程,折叠后点A落在线段DC上的点G(a,2)处,其中0≤a≤3,由折痕垂直平分AG可列出关于a和b的方程组求解,渗透了直观想象、数学运算的素养.(2)由两点间的距离公式求得线段EF的长,再由点到直线的距离公式求得点P到折痕EF的距离d,最后代入面积公式S=12|EF|⋅d计算即可,渗透了数学运算的素养.迁移应用(2021北京八一学校高二期中)已知平行四边形ABCD的两条对角线AC,BD交于点O(−1,1),其中A(−2,0),B(1,1).(1)求点D的坐标及AD所在直线的方程;(2)求平行四边形ABCD的面积.答案:(1)设D(x0,y0),由题意可得O是BD的中点,∴{x0+12=−1,y0+12=1,解得x0=−3,y0=1,则点D的坐标为(−3,1),∴k AD=0−1−2+3=−1,∴AD所在直线的方程为y−0=−1×(x+2),即x+y+2=0 .(2)由(1)及题意可得|AD|=√(−2+3)2+(0−1)2=√2,点B到直线AD的距离为√12+12=2√2,∴平行四边形ABCD的面积为√2×2√2=4.课时评价作业基础达标练1.(2021北京怀柔一中高二期中)两条平行直线l1:x+y−1=0与l2:x+y+1=0之间的距离为( )A.√2B.1C.2√2D.√3答案:A2.(2021北京怀柔一中高二期中)设点M(x,y)是直线x+y−2=0上的动点,O为原点,则|OM|的最小值是( )A.1B.√2C.2D.√3答案:B3.(2021河北张家口尚义一中高二期中)若点P(2,1)到直线l:ax+by=0的距离为2,则直线l的方程为( )A.x=0B.3x+4y=0C.x=0或3x+4y=0D.x=0或3x−4y=0答案:C4.(2021北京一零一中学高二期中)点(0,1)到直线y=kx−1的距离的最大值是( )A.1B.√2C.√3D.2答案:D5.(2020四川内江高二期末)已知点M(1,3)到直线l:mx+y−1=0的距离等于1,则实数m等于( )A.34B.43C.−43D.−34答案:D6.(2021四川南充阆中中学高二期中)若直线3x+4y−3=0与直线6x+my+2=0平行,则它们之间的距离为( )A.1B.12C.25D.45答案:D7.(2021安徽马鞍山二中高二段考)已知直线l:(2+m)x+(1−2m)y+4−3m=0(m∈R)过定点A,则点A到直线m:x+y=1的距离是( )A.4B.2√2C.2D.√2答案:B8.(2021江西南昌南铁一中高二期中)若两条平行直线l1:x+2y+20=0与l2:x+2y+ c=0间的距离为2√5,则c等于( )A.0或40B.10或30C.-20或10D.-20或40答案:B9.(2020山西大同平城一中高二期中)已知直线l:ax+y−1=0和点A(1,2),B(3,6).若点A,B到直线l的距离相等,则实数a的值为.答案:-2或−32素养提升练10.(多选题)(2021山东滕州一中高二月考)已知平面上一点M(5,0),若直线上存在点P 使得|PM|=4,则称该直线为“切割型直线”,下列直线中是“切割型直线”的是( )A.y=x+1B.y=2C.y=43x D.y=2x+1答案:B; C解析:点M(5,0)到直线y=x+1的距离d=√2=3√2>4,故A中直线不是;点M(5,0)到直线y=2的距离d=3<4,故B中直线是;点M(5,0)到直线y=43x的距离d=43×5√1+(43)2=4,故C中直线是;点M(5,0)到直线y=2x+1的距离d=√1+22=11√55>4,故D中直线不是.故选BC.11.(2021安徽亳州高二月考)正方形ABCD的中心为点M(−1,0),AB边所在直线的方程是x+3y−5=0,则CD边所在直线的方程为( )A.x+3y+7=0B.3x−y−3=0C.3x−y+9=0D.x+3y−27=0答案:A解析:点M(−1,0)到直线x+3y−5=0的距离d=√1+9=3√105,设与AB边平行的CD边所在直线的方程是x+3y+m=0(m≠−5),则点M(−1,0)到直线x+3y+m=0的距离d=√1+9=3√105,解得m=−5(舍去)或m=7,所以CD边所在直线的方程是x+3y+7=0.12.(多选题)(2021江苏泰州姜堰二中高二期中)如图,直线l1,l2相交于点O,点P是平面内的任意一点,若x,y分别表示点P到l1,l2的距离,则称(x,y)为点P的“距离坐标”,则下列说法正确的是( )A.距离坐标为(0,0)的点有1个B.距离坐标为(0,1)的点有2个C.距离坐标为(1,2)的点有4个D.距离坐标为(x,x)的点在一条直线上答案:A; B; C解析:若距离坐标为(0,0),即P到两条直线的距离都为0,则P为两直线的交点,即距离坐标为(0,0)的点只有1个,故A中说法正确;若距离坐标为(0,1),即P到直线l1的距离为0,到直线l2的距离为1,则点P在直线l1上,且到直线l2的距离为1,符合条件的点有2个,故B中说法正确;若距离坐标为(1,2),即P到直线l1的距离为1,到直线l2的距离为2,则有4个符合条件的点,即与直线l1相距为1的两条平行直线和与直线l2相距为2的两条平行直线的交点,故C中说法正确;若距离坐标为(x,x),即P到两条直线的距离相等,则距离坐标为(x,x)的点在2条相互垂直的直线上,故D中说法错误.13.已知在△ABC中,A(3,2),B(−1,5),点C在直线3x−y+3=0上,若△ABC的面积为10,则点C的坐标为.答案:(-1,0)或(53,8)解析:设点C到直线AB的距离为d,由题意知|AB|=√[3−(−1)]2+(2−5)2=5,∵S△ABC=12|AB|⋅d=12×5×d=10,∴d=4,易知直线AB的方程为y−25−2=x−3−1−3,即3x+4y−17=0 .∵点C在直线3x−y+3=0上,∴设C(x0,3x0+3),∴d=00√32+42=|15x0−5|5=|3x0−1|=4,∴3x0−1=±4,∴x0=−1或x0=53,∴点C的坐标为(-1,0)或(53,8).14.(2021四川简阳阳安中学高二月考)如图所示,已知△ABC是以AB为底边的等腰三角形,点A(1,4),B(3,2),点C在直线x−2y+6=0上.(1)求AB边上的高CE所在直线的方程;(2)设直线CD与y轴交于点D(0,3),求△ACD的面积.答案:(1)因为△ABC是以AB为底边的等腰三角形,CE⊥AB,所以E为AB的中点,所以E(2,3),因为k AB=−1,所以k CE=1,所以AB边上的高CE所在直线方程为y−3= x−2,即x−y+1=0.(2)联立得{x−y+1=0,x−2y+6=0,解得{x=4,y=5,所以C(4,5),所以直线AC的方程为y−45−4=x−14−1,即x−3y+11=0,因为D(0,3),所以点D到直线AC的距离d=√10=√105,又|AC|=√10,所以S△ACD=12|AC|×d=12×√10×√105=1.创新拓展练15.如图,已知点A(4,0),B(0,2),直线l过原点,且A、B两点位于直线l的两侧,过A、B 作直线l的垂线,分别交l于C、D两点.(1)当C、D重合时,求直线l的方程;(2)当|AC|=2√3|BD|时,求线段CD的长.命题分析本题考查了直线方程的求法,考查了直线与直线垂直的性质、点到直线的距离公式等基础知识以及方程思想和运算求解的能力.答题要领(1)求出直线AB的斜率,由AB⊥l可求得直线l的斜率,进而可求得直线l的方程.(2)设直线l的方程为kx−y=0,k>0,利用点到直线的距离公式结合|AC|=2√3|BD|可求得k的值,进而可求得|AC|、|BD|的值,利用勾股定理可求得|OC|、|OD|的值,由此可求得|CD|.详细解析(1)当C、D重合时,AB⊥l,由题意得直线AB的斜率k AB=0−24−0=−12,∴直线l的斜率k=−1k AB=2,故直线l的方程为y=2x.(2)设直线l的方程为kx−y=0,k>0,则|AC|=√1+k2,|BD|=√1+k2,由|AC|=2√3|BD|可得√1+k2=√3√1+k2,解得k=√3,∴|AC|=2√3,|BD|=1,由勾股定理可得|OC|=√|OA|2−|AC|2=2,|OD|=√|OB|2−|BD|2=√3,∴|CD|=|OC|−|OD|=2−√3.解题感悟解决此类问题时一般用数形结合求解.。