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点到直线的距离教案公开课

《点到直线的距离》教案
教学目标
(1)知识与技能:让学生至少掌握一种点到直线距离公式的推导方法,掌握点到直线的距离公式及其应用。

(2)过程与方法:培养学生观察、思考、分析、归纳等数学能力;数形结合、综合应用知识分析问题解决问题的能力;探究能力和由特殊到一般的研究问题的能力。

(3)情感态度与价值观:培养学生勤奋思考、勇于探索解决问题的能力。

引导学生用联系与转化的观点看问题,在团队合作探索解决问题的过程中获得成功的体验。

教学重点:点到直线的距离公式的推导及公式的应用 教学难点:点到直线的距离公式的推导 教学方法:启发引导法、讨论法 学习方法:任务驱动下的研究性学习 教学工具:计算机多媒体、三角板 教学过程:
一、 创设情境、提出问题 多媒体显示实际的例子:
如图,在铁路的附近,有一大型仓库,现要修建一公路与之连接起来,那么怎样设计能使公路最短?
这个实际问题要解决,要转化成什么样的数学问题?学生得出就是求点到直线的距离。

教师提出这堂课我们就来学习点到直线的距离,并板书写课题:点到直线的距离。

二、师生互动 、探究新知
教师:假定在直角坐标系上,已知一个定点P (x 0 ,y 0)和一条定直线l : Ax+By+C=0,那么如何求点P 到直线l 的距离d ?请学生思考并回答。

学生:先过点P 作直线l 的垂线,垂足为Q ,则|PQ|的长度就是点P 到直线l 的距离d ,将点线距离转化为定点到垂足的距离。

接着,多媒体显示下列2道题(尝试性题组),请2位学生上黑板练习(其余学生在下面自己练习,每做完一题立即讲评)
(1)求P (x 0 ,y 0)到直线l :By+C=0(B ≠0)的距离d ;(答案:0C
d y B
=+

仓库
(2) 求P (x 0 ,y 0)到直线l :Ax+C=0(A ≠0)的距离d ;(答案:0C
d x A
=+
) 第(1)、(2)题虽然含有字母参数,但由于直线的位置比较特殊,学生不难得出正确结论。

教师:根据以上2题的运算结果,你能得到什么启示?
学生:当直线的位置比较特殊(水平或竖直)时,点到直线的距离容易求得,多媒体显示并板书:
B C By B C
y y y PQ C By l A Q +=
+
=-==+=000,0:0时,当 A
C Ax A C
x x x PQ C Ax l B Q +=
+
=-==+=000,0:0时,当 教师:当0≠AB 时,那么,而当直线是倾斜位置时,0:=++C By Ax l ,此时直线含有多个字母则较难;,虽然有一些思路,但具体操作起来因计算量很大难以得出结果。


到直线的距离有没有运算量小一点的推导方法呢?我们能不能根据刚才的第(1)、(2)的启示或者是以前学过的方法的启示,借助水平、竖直情形和平面几何知识来解决倾斜即一般情况呢?请同学们分小组讨论
学生们积极探讨;教师来回巡视,回答各研究小组的询问……
教师根据学生提出的方案,收集思路。

思路一:利用定义
①求垂线PQ 的方程(由PQ ⊥l 以及直线l 的斜率可知垂线PQ
②求交点Q 坐标(联立方程组求解)
③两点间距离公式
上述方法虽然思路自然,但是会遇到一只拦路虎——运算较为繁琐。

l l )
(思路一)解:直线PQ :()()000,x x x x A
B
y y ≠-=
-,即00Ay Bx Ay Bx -=- 由⎩
⎨⎧=++-=-000C By Ax Ay Bx Ay Bx ,2
2002B A AC ABy x B x Q +--=
()()2
02
0y y x x
d Q Q
-+-=

教师评价:此方法思路自然,但运算繁琐。

如果没有小组想到另外一种思路,教师继续提出问题:根据以往求两点间距离公式的图形构造方法,求线段长度可以构造图形吗?什么图形?如何构造?
思路二: 利用直角三角形等面积法 如图,设A ≠0,B ≠0。

引导过程:
①点P 的坐标的意义。

②过P 分别作x 轴、y 轴的垂线。

③构成三角形,转化为求直角三角形高的问题。

④如果知道面积和底边,就可以求出高。

现在 要求RP 、PS 、SR 的长度。

⑤两点间距离公式,转化问求R 、P 、S 的坐标。

多媒体显示、师生一起推导:
(思路二)解:设()00,y x P ,()
Q Q y x Q ,,()0,y x R R ,()S y x S ,0 00=++C By Ax R ,A
C
By x R +-
=0;00=++C By Ax S ,B C Ax y S +-=0
A
C
By Ax x x RP R ++=
-=000
()0022
A Ax By C A
B -++=
+2220000022Q B x ABy AC A x B x x x A B -----=+()00Q B y y x x A -=-0022
Ax By C
B A B ++=-
+=
00Ax By
C =
++
B
C
By Ax y y PS S ++=
-=000
由PS PR RS PQ ⋅=⋅, RS
PS PR PQ ⋅=
而2
2PS
RP RS +=2
22
200B
A B A C
By Ax +++= 2200B A AB
C
By Ax +++=
2
2
00B
A C
By Ax PQ +++=

思路三:将来可以为利用三角函数、不等式、向量等方法求解。

各小组同学都运用了不同的解法, 此类题解法灵活多样,同学们要注意选择适当、最优的方法来解题,以便取得最佳效果。

说明:学生只初略学习了三角函数、不等式、向量等未学。

如果学生没有想到思路三,教师提示做课后思考作业题目。

教师提问:①上式是由条件下时当0≠AB 得出,对时,或当00==B A 成立吗?(成立) 1.当A=0,B ≠0时,0:=+C By l 此时,直线为:B
C
y -
=,直线为平行于x 轴(或重合于x 轴)的直线 则:2200000)(B A C By Ax B C By B C
y B C y PS PQ +++=+=+=--==
2.当A ≠0,B=0时,0:=+C Ax l
此时,直线为:A
C
x -=,直线为平行于y 轴(或重合于y 轴)的直线
则:2200000)(B
A C By Ax A C Ax A C
x A C x PR PQ +++=+=+=-
-==
②点P 在直线l 上成立吗?(成立)
③公式结构特点是什么?用公式时直线方程是什么形式?
由此推导出点P(x 0,y 0)到直线l :Ax+By+C=0距离公式:
2
2
00B
A C
By Ax d +++=
∴适用于任意点、任意直线。

三、变式训练 、学会应用 练习1 (学生上台展示)
1.求点A (-2,3)到直线3x+4y+3=0的距离。

2.求点C (1,-2)到直线4x+3y=0的距离。

3.点P(-1,2)到直线3x=2的距离。

4.点P(-1,2)到直线3y=2的距离。

5.点A(a,6)到直线x+y+1=0的距离为4,求a 的值。

练习选择:平行坐标轴的特殊直线,直线方程的非一般形式。

练习目的:熟悉公式结构,记忆并简单应用公式。

教师强调:直线方程的一般形式,点到直线的距离公式熟练掌握才能在解题时游刃有余。

四、拓展延伸、升华提高
例1:已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求 三角形ABC的面积。

解:设AB 边上的高为h ,则h AB S ABC ⋅=∆||2
1
, 22)31()13(||22=-+-=
AB ,
AB 边上的高为h 就是点C 到AB 的距离, AB 边所在直线方程为:04=-+y x . 点)0,1(-C 到直线04=-+y x 的距离
2
51
1|041|2
2
=
+-+-=
h .
因此,52
52221=⨯⨯=∆ABC S .
五、当堂检测
2
.6
.2
2.10
.04),(.23
3
3.33.3
.3
.)
(10433.1D C B A OP O y x y x P D C B A m y x l m )的最小值是(是原点,则上,在直线若点或等于,则的距离等于:)到直线,点(||=-+-
-
-=-+ 六、学生小结 、教师点评
1.知识:点到直线的距离公式的推导及其运用。

2.思想方法
转化:将点线距离转化为定点到垂足的距离;等积法将其转化为直角三角形中三顶点的距。

离数形结合、特殊到一般的思想方法。

七、课外练习 巩固提高
① 课本习题3.3A 组第8,9题;
② 总结写出点到直线距离公式的多种方法。

八、板书设计。

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