高一数学两点间的距离1
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1.5平面直角坐标系中的距离公式第1课时两点间的距离公式学习目标 1.掌握两点间距离公式,并能简单应用.2.初步体会解析法研究几何问题.3.会解决简单的对称问题.知识点两点间的距离公式已知平面上两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),思考1当x1≠x2,y1=y2时,|P1P2|=?答案|P1P2|=|x2-x1|.思考2当x1=x2,y1≠y2时,|P1P2|=?答案|P1P2|=|y2-y1|.思考3当x1≠x2,y1≠y2时,|P1P2|=?答案|P1P2|=(x2-x1)2+(y2-y1)2梳理两点间的距离公式如图,在Rt△P1QP2中,|P1P2|2=|P1Q|2+|QP2|2,所以|P1P2|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.即两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离|P1P2|=z(x2-x1)2+(y2-y1)2.1.点P1(0,a),点P2(b,0)之间的距离为a-b.(×)2.点P(x1,y1)关于点M(x0,y0)的对称点是P′(2x0-x1,2y0-y1).(√)类型一 两点间的距离问题例1 如图,已知△ABC 的三顶点A (-3,1),B (3,-3),C (1,7),(1)判断△ABC 的形状; (2)求△ABC 的面积. 考点 两点间的距离公式 题点 两点间距离公式的综合应用 解 (1)方法一 ∵|AB |=(3+3)2+(-3-1)2=52,|AC |=(1+3)2+(7-1)2=52,又|BC |=(1-3)2+(7+3)2=104,∴|AB |2+|AC |2=|BC |2,且|AB |=|AC |, ∴△ABC 是等腰直角三角形. 方法二 ∵k AC =7-11-(-3)=32,k AB =-3-13-(-3)=-23,∴k AC ·k AB =-1,∴AC ⊥AB . 又|AC |=(1+3)2+(7-1)2=52,|AB |=(3+3)2+(-3-1)2=52,∴|AC |=|AB |,∴△ABC 是等腰直角三角形. (2)S △ABC =12|AC |·|AB |=12(52)2=26,∴△ABC 的面积为26.反思与感悟 (1)判断三角形的形状,要采用数形结合的方法,大致明确三角形的形状,以确定证明的方向.(2)在分析三角形的形状时,要从两方面考虑:一是要考虑角的特征,主要考察是否为直角或等角;二是要考虑三角形的长度特征,主要考察边是否相等或是否满足勾股定理.跟踪训练1 已知点A (-1,2),B (2,7),在x 轴上求一点P ,使|P A |=|PB |,并求|P A |的值. 考点 两点间的距离公式 题点 两点间距离公式的综合应用 解 设P (x ,0),|P A |=(x +1)2+(-2)2,|PB |=(x -2)2+(-7)2,∵|P A |=|PB |, ∴(x +1)2+4=(x -2)2+7,得x =1,∴P (1,0), ∴|P A |=(1+1)2+4=2 2.类型二 对称问题命题角度1 关于点对称问题例2 (1)求点P (x 0,y 0)关于点A (a ,b )的对称点P ′的坐标; (2)求直线3x -y -4=0关于点(2,-1)的对称直线l 的方程. 考点 对称问题的求法 题点 直线关于点的对称问题解 (1)根据题意可知,点A (a ,b )为线段PP ′的中点, 设P ′点的坐标为(x ,y ),则根据中点坐标公式,得⎩⎪⎨⎪⎧a =x +x02,b =y +y 02,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =2a -x 0,y =2b -y 0.所以点P ′的坐标为(2a -x 0,2b -y 0).(2)方法一 设直线l 上任意一点M 的坐标为(x ,y ), 则M 点关于点(2,-1)的对称点为M 1(4-x ,-2-y ), 且M 1在直线3x -y -4=0上,所以3(4-x )-(-2-y )-4=0, 即3x -y -10=0.所以所求直线l 的方程为3x -y -10=0.方法二 在直线3x -y -4=0上取两点A (0,-4),B (1,-1), 则点A (0,-4)关于点(2,-1)的对称点为A 1(4,2), 点B (1,-1)关于点(2,-1)的对称点为B 1(3,-1). 可得直线A 1B 1的方程为3x -y -10=0, 即所求直线l 的方程为3x -y -10=0.反思与感悟 (1)点关于点的对称问题:若两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)关于点P (x 0,y 0)对称,则点P 是线段AB 的中点,并且⎩⎪⎨⎪⎧x 0=x 1+x 22,y 0=y 1+y 22.(2)直线关于点的对称问题:若两条直线l 1,l 2关于点P 对称,则:①l 1上任意一点关于点P 的对称点必在l 2上,反过来,l 2上任意一点关于点P 的对称点必在l 1上;②若l 1∥l 2,则点P 到直线l 1,l 2的距离相等;③过点P 作一直线与l 1,l 2分别交于A ,B 两点,则点P 是线段AB 的中点.跟踪训练2 与直线2x +3y -6=0关于点(1,-1)对称的直线方程是( ) A .3x -2y +2=0 B .2x +3y +7=0 C .3x -2y -12=0 D .2x +3y +8=0考点 对称问题的求法 题点 直线关于点的对称问题 答案 D解析 由平面几何知识易知,所求直线与已知直线2x +3y -6=0平行,则可设所求直线方程为2x +3y +C =0.在直线2x +3y -6=0上任取一点(3,0), 关于点(1,-1)的对称点为(-1,-2), 则点(-1,-2)必在所求直线上,∴2×(-1)+3×(-2)+C =0,C =8. ∴所求直线方程为2x +3y +8=0. 命题角度2 关于轴对称问题例3 点P (-3,4)关于直线x +y -2=0的对称点Q 的坐标是( ) A .(-2,1) B .(-2,5) C .(2,-5) D .(4,-3)考点 对称问题的求法 题点 点关于直线对称 答案 B解析 设对称点坐标为(a ,b ), 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a -32+b +42-2=0,b -4a +3=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,b =5,即Q (-2,5).反思与感悟 (1)点关于直线的对称问题求点P (x 0,y 0)关于直线Ax +By +C =0的对称点P ′(x ,y )时,利用⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0x -x 0·⎝⎛⎭⎫-A B =-1,A ·x 0+x 2+B ·y 0+y 2+C =0可以求P ′点的坐标.(2)直线关于直线的对称问题:若两条直线l 1,l 2关于直线l 对称,①l 1上任意一点关于直线l 的对称点必在l 2上,反过来,l 2上任意一点关于直线l 的对称点必在l 1上;②过直线l 上的一点P 且垂直于直线l 作一直线与l 1,l 2分别交于点A ,B ,则点P 是线段AB 的中点. 跟踪训练3 一束光线从原点O (0,0)出发,经过直线l :8x +6y =25反射后通过点P (-4,3),求反射光线的方程. 考点 对称问题的求法 题点 光路可逆问题解 设原点关于直线l 的对称点A 的坐标为(a ,b ), 由直线OA 与l 垂直和线段AO 的中点在直线l 上,得⎩⎨⎧b a ×⎝⎛⎭⎫-43=-1,8×a 2+6×b2=25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =3,∴点A 的坐标为(4,3).∵反射光线的反向延长线过点A (4,3), 又反射光线过点P (-4,3),两点纵坐标相等, 故反射光线所在直线方程为y =3.由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =3,8x +6y =25,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =78,y =3,由于反射光线为射线,故反射光线的方程为y =3⎝⎛⎭⎫x ≤78. 类型三 运用坐标法解决平面几何问题例4 在△ABC 中,AD 是BC 边上的中线,求证:|AB |2+|AC |2=2(|AD |2+|DC |2). 考点 题点证明 设BC 所在边为x 轴,以D 为原点,建立直角坐标系,如图所示,设A(b,c),C(a,0),则B(-a,0).∵|AB|2=(a+b)2+c2,|AC|2=(a-b)2+c2,|AD|2=b2+c2,|DC|2=a2,∴|AB|2+|AC|2=2(a2+b2+c2),|AD|2+|DC|2=a2+b2+c2,∴|AB|2+|AC|2=2(|AD|2+|DC|2).反思与感悟利用坐标法解平面几何问题常见的步骤(1)建立坐标系,尽可能将有关元素放在坐标轴上.(2)用坐标表示有关的量.(3)将几何关系转化为坐标运算.(4)把代数运算结果“翻译”成几何关系.跟踪训练4已知:等腰梯形ABCD中,AB∥DC,对角线为AC和BD.求证:|AC|=|BD|.考点题点证明如图所示,建立直角坐标系,设A(0,0),B(a,0),C(b,c),则点D的坐标是(a-b,c),∴|AC|=(b-0)2+(c-0)2=b2+c2,|BD|=(a-b-a)2+(c-0)2=b2+c2.故|AC|=|BD|.1.已知点A(-2,-1),B(a,3),且|AB|=5,则a的值为()A .1B .-5C .1或-5D .-1或5 考点 两点间的距离公式题点 已知两点间的距离求参数的值 答案 C 解析 |AB |=(a +2)2+42=5,解得a =1或a =-5.2.已知点A (x ,5)关于点(1,y )的对称点为(-2,-3),则点P (x ,y )到原点的距离是( ) A .2 B .4 C .5D.17考点 两点间的距离公式 题点 求两点间的距离 答案 D解析 由题意知,⎩⎪⎨⎪⎧1=x -22,y =5-32,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =1.∴P (4,1), 则|OP |=42+12=17.3.已知△ABC 的三个顶点是A (-a ,0),B (a ,0)和C ⎝⎛⎭⎫a 2,32a ,则△ABC 的形状是( )A .等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .斜三角形考点 题点 答案 C解析 ∵|AB |=2|a |,|AC |=⎝⎛⎭⎫a 2+a 2+⎝⎛⎭⎫32a -02=3|a |,|BC |=⎝⎛⎭⎫a 2-a 2+⎝⎛⎭⎫32a -02=|a |, ∴|AB |2=|AC |2+|BC |2, ∴△ABC 为直角三角形.4.点A 在第四象限,点A 到x 轴的距离为3,到原点的距离为5,则点A 的坐标为____________.考点两点间的距离公式题点两点间距离公式的综合应用答案(4,-3)解析由题意得,A点的纵坐标为-3,设A(x,-3),则(x-0)2+(-3-0)2=5,x=±4.又点A在第四象限,∴x=4,∴A(4,-3).5.已知点P(3,2)与点Q(1,4)关于直线l对称,则直线l的方程为________.考点对称问题的求法题点点关于直线对称答案x-y+1=0解析线段PQ的垂直平分线就是直线l,则k l·k PQ=k l·4-21-3=-1,得k l=1,PQ的中点坐标为(2,3),在直线l上,∴直线l的方程为y-3=x-2,即x-y+1=0.1.两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=(x1-x2)2+(y1-y2)2与两点的先后顺序无关,其反映了把几何问题代数化的思想.2.有关对称问题的两种主要类型(1)中心对称:①点P(x,y)关于O(a,b)的对称点P′(x′,y′)满足⎩⎪⎨⎪⎧x′=2a-x,y′=2b-y.②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.(2)轴对称:①点A(a,b)关于直线Ax+By+C=0(B≠0)的对称点为A′(m,n),则有⎩⎪⎨⎪⎧n-bm-a·⎝⎛⎭⎫-AB=-1,A·a+m2+B·b+n2+C=0.②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.。
点到直线的距离教学目标:掌握点到直线的距离公式的推导和应用 教学重点:掌握点到直线的距离公式的推导和应用 教学过程:一、 复习:平面内两条直线的平行、相交、重合、垂直的判定? 二、 推导:(以下材料谨供参考)已知点 直线 求点P 到直线 的距离。
(因为特殊直线很容易求距离,这里只讨论一般直线)一、(定义法)根据定义,点P 到直线 的距离是点P 到直线 的垂线段的长,如图1,设点P 到直线 的垂线为 ,垂足为Q ,由 可知 的斜率为的方程: 与 联立方程组解得交点Q== =二、(函数法)点P 到直线 上任意一点的距离的最小值就是点P 到直线 的距离。
在 上取任意点用两点的距离公式有为了利用条件 上式变形一下,配凑系数处理得:===当且仅当时取等号所以最小值就是三、(转化法)设直线 的倾斜角为 过点P 于显然所以),,(00y x P ),0,0(,0:≠≠=++B A C By Ax l l l l l 'l l l ⊥''l A B'l ∴)(00x x A By y -=-l ),(2200222002B A BCABx y A B A AC ABy x B +--+--=2||PQ 20220022022002)()(y B A BC ABx y A x B A AC ABy x B -+--+-+--222002222002)()(B A BC ABx y B B A AC ABy x A +---++---22220022002)()()(B A C By Ax B C By Ax A ++++++22200)(B A C By Ax +++2200||||B A C By Ax PQ +++=∴l l l ),,(y x Q 20202)()(||y y x x PQ -+-=0=++C By Ax ])())[((202022y y x x B A -+-+202202202202)()()()(x x B y y A y y B x x A -+-+-+-200200)]()([)]()([x x B y y A y y B x x A ---+-+-200)]()([y y B x x A -+-≥200)(C By Ax ++)0(=++C By Ax Θ22002020||)()(B A C By Ax y y x x +++≥-+-∴0)()(00=---x x B y y A 2200||B A C By Ax d +++=l ,αy l ),(11y x 01x x =B CAx y +-=01x易得∠MPQ = (图2)或∠MPQ = (图3) 在两种情况下都有 所以四、(三角形法)过点P 作PM ∥ 轴,交 于M ,过点于N (图4)由解法三知同理得在Rt △MPN 中,PQ 是斜边上的高五、(参数方程法)过点P 作直线 交直线 于点Q 。
高一数学必修二所有公式在高中数学中,数学必修二是一门重要的课程,它涵盖了许多重要的数学概念和公式。
以下是高一数学必修二中的一些重要公式:1. 二次函数的顶点坐标公式:对于二次函数 y = ax^2 + bx + c,它的顶点坐标可以由公式 x = -b/2a 和 y = f(x) = -D/4a 计算得出,其中 D = b^2 - 4ac 是判别式。
2. 两点间距离公式:如果给定两个点 P1(x1, y1) 和 P2(x2, y2),它们之间的距离可以通过公式 d = √((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2) 计算得出。
3. 直线的斜率公式:如果给定直线上两个点 P1(x1, y1) 和 P2(x2, y2),直线的斜率可以通过公式 k = (y2 - y1) / (x2 - x1) 计算得出。
4. 三角形面积公式:对于已知三角形的三边长度 a、b、c,可以使用海伦公式来计算三角形的面积 S = √(s(s-a)(s-b)(s-c)),其中 s = (a + b + c) / 2 是半周长。
5. 三角函数的基本关系式:对于任意角θ,三角函数的基本关系式包括正弦函数 sin(θ) = y/r,余弦函数 cos(θ) = x/r,正切函数 tan(θ) = y/x,其中 r 是点 (x, y) 到原点的距离。
6. 三角函数的诱导公式:三角函数的诱导公式包括和差公式、倍角公式、半角公式等,它们是解决三角函数的复杂问题时非常有用的工具。
这些公式只是高一数学必修二中的一小部分,但它们在解决各种数学问题时非常常用。
通过熟练掌握这些公式,并能够在适当的情况下应用它们,学生将能够更好地理解和应用数学知识。
除了这些公式,高一数学必修二还包括了其他重要的概念和定理,如函数的性质、三角函数的图像与性质、直线与圆的位置关系等。
通过全面学习这些知识,学生将能够建立坚实的数学基础,并为进一步学习更高级的数学课程打下基础。