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《点到直线的距离公式》示范公开课教学设计【高中数学必修4(北师大版)】

《点到直线的距离公式》教学设计“点到直线的距离”是在学生学习直线方程的基础上,进一步研究两直线位置关系的一节内容,我们知道两条直线相交后,进一步的量化关系是角度,而两条直线平行后,进一步的量化关系是距离,而平行线间的距离是通过点到直线距离来解决的。

【知识与能力目标】1掌握点到直线距离公式及其应用。

2.会用点到直线距离求两平行线间的距离。

【过程与方法目标】经历公式的形成过程,体会由实例得出公式的方法,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

【情感态度价值观目标】通过推导公式方法的发现,培养学生观察、思考、分析、归纳等数学能力;在推导过程中,渗透数形结合、转化(或化归)等数学思想以及特殊与一般的方法;通过本节学习,引导学生用联系与转化的观点看问题,体验在探索问题的过程中获得的成功感。

【教学重点】理解点到直线的距离公式,并能进行简单应用【教学难点】会用点到直线距离求两平行线间的距离电子课件调整、相应的教具带好、熟悉学生名单、电子白板要调试好。

一、复习引入。

回顾:两点间的距离公式平面上P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点间的距离公式P 1P 2=x 2-x 12+y 2-y 12.特别地,当x 1=x 2=0,即两点在y 轴上时,P 1P 2=|y 1-y 2|;当y 1=y 2=0,即两点在x 轴上时,P 1P 2=|x 1-x 2|。

巩固练习1.点(-2,3)到原点的距离为________。

【解析】 d =-2-02+3-02=13。

【答案】13。

2.三角形三顶点为A (-1,0),B (2,1),C (0,3),则△ABC 的三边长分别为________。

【解析】 |AB |=2+12+1-02=10,|AC |=0+12+3-02=10, |BC |=2-02+1-32=22。

【答案】10,10,22。

回顾:中点坐标公式对于平面上的两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),线段P 1P 2的中点是M (x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧x 0=x 1+x 22,y 0=y 1+y 22.。

巩固练习1.已知A(0,2),B(3,0),则AB 中点P 的坐标为________。

【解析】设P(x ,y),则⎩⎪⎨⎪⎧x =0+32=32,y =2+02=1,∴P ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,1。

【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12.已知A(-3,2),B(7,-8),C(x ,y),若B 为AC 的中点,则x +y 的值为________。

【解析】∵B 为AC 的中点,∴⎩⎪⎨⎪⎧7=x -32,-8=2+y2,∴x =17,y =-18,故x +y =-1。

【答案】 -1 二、探究新知。

点到直线的距离阅读教材P101~P102,完成下列问题。

1.点到直线的距离公式:点P0(x0,y0)到直线l :Ax +By +C =0的距离为d =|Ax0+By0+C|A2+B2。

2.点P0(x0,y0)到直线l :y =kx +b 的距离d =|kx0-y0+b|k2+1。

3.两平行线间的距离是指夹在两条平行线间公垂线段的长,可以转化为点到直线的距离。

4.两平行线间的距离公式:若两条平行直线l1:Ax +By +C1=0,l2:Ax +By +C2=0(C1≠C2),则l1,l2间的距离d =|C1-C2|A2+B2。

巩固练习1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)点(m ,n)到直线x +y -1=0的距离是m +n -12。

(×)(2)连结两条平行直线上两点,即得两平行线间的距离。

(×) (3)两平行线间的距离是两平行线上两点间的最小值。

(√)(4)两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式P1P2=x1-x22+y1-y22与两点的先后顺序无关。

(√)2.原点到直线x +2y -5=0的距离为_______。

【解析】 d =|Ax0+By0+C|A2+B2=|-5|5=5。

【答案】53.两条平行线l1:3x +4y -7=0和l2:3x +4y -12=0的距离为________。

【解析】 d =|-7--12|32+42=1【答案】 1 三、例题解析。

两点间距离公式及其应用如图2-1-12,△ABC 的顶点B(3,4),AB 边上的高CE 所在直线方程为2x +3y -16=0,BC 边上的中线AD 所在直线方程为2x -3y +1=0,求边AC 的长。

图2-1-12【精彩点拨】 利用直线AB ,AD 的方程求交点A.利用D 是线段BC 的中点,将点C 的坐标转化到点D 上,再利用点C 在直线CE 上,点D 在直线AD 上解得点C.然后利用两点间距离公式求AC 。

【自主解答】 设点A ,C 的坐标分别为A(x1,y1),C(x2,y2)。

∵AB ⊥CE ,kCE =-23,∴kAB =-1kEC =32。

∴直线AB 的方程为3x -2y -1=0。

由⎩⎨⎧3x1-2y1-1=0,2x1-3y1+1=0,得A(1,1)。

∵D 是BC 的中点,∴D ⎝⎛⎭⎪⎫x2+32,y2+42.。

而点C 在直线CE 上,点D 在直线AD 上,∴⎩⎨⎧2x2+3y2-16=0,2·x2+32-3·y2+42+1=0,解得⎩⎨⎧x2=5,y2=2,∴C(5,2).即|AC|=5-12+2-12=17。

两点间距离公式主要是用来计算两点之间的距离,记熟公式是解题的关键,单独考查较少,常与其他知识综合考查。

巩固练习1.在x -y +4=0上求一点P ,使点P 到点M(-2,-4),N(4,6)的距离相等。

【解】 由直线x -y +4=0可得y =x +4,因为点P 在此直线上,所以可设点P 的坐标为(a ,a +4),已知PM =PN ,由两点间距离公式可得 [a --2]2+[a +4--4]2 =a -42+a +4-62,解得a =-32,从而a +4=52,所以点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52。

点到直线的距离与两平行线间的距离公式的应用(1)若点(2,-k)到直线5x +12y +6=0的距离是4,则k 的值是________。

(2)若两平行直线3x -2y -1=0和6x +ay +c =0之间的距离是21313,则c +2a=________。

【精彩点拨】 (1)由点到直线的距离公式得出k 的方程,解方程即得k 值。

(2)由平行关系及平行线间的距离公式可求得a ,c 的值。

【自主解答】 (1)由4=|5×2-12k +6|52+122,解得k =-3或k =173。

(2)由于两直线平行,所以63=a -2≠c-1,解得a =-4,c ≠-2, 又21313=⎪⎪⎪⎪⎪⎪-1-c 232+-22,故c =-6或c =2.从而c +2a=1或-1。

【答案】 (1)-3或173(2)±1巩固练习2.(1)求与直线l :5x -12y +6=0平行且与直线l 距离为3的直线方程。

(2)已知直线l 经过点P(2,-5),且与点A(3,-2),B(-1,6)的距离之比为1∶2,求直线l 的方程。

【解】 (1)∵与l 平行的直线方程为5x -12y +c =0, 根据两平行直线间的距离公式得|c -6|52+-122=3,解得c =45或c =-33.所以所求直线方程为 5x -12y +45=0或5x -12y -33=0。

(2)由已知条件可知直线l 的斜率一定存在, 又直线l 经过点P(2,-5), ∴设直线l :y +5=k(x -2), 即kx -y -2k -5=0,∴A 点到直线l 的距离d1=|k ·3+2-2k -5|k2+1=|k -3|k2+1,B 点到直线l 的距离d2=|-k -6-2k -5|k2+1=|-3k -11|k2+1。

∵d1∶d2=1∶2, ∴|k -3||-3k -11|=12, 即k2+18k +17=0,解得k =-1或k =-17。

∴直线l 的方程为x +y +3=0或17x +y -29=0。

对称问题探究1 若点P(a ,b)关于直线Ax +By +C =0的对称点为P ′,那么P ′的坐标如何求解?【提示】 设出P ′的坐标,利用线段PP ′的中点在直线Ax +By +C =0上,和kPP ′=BA ,列方程组求解。

探究2 已知直线l1关于直线l 对称的直线为l2,如何由l1,l 的方程求出l2的方程?【提示】 法一 先由l1,l 的方程求出交点,交点在l2上,再在l1上任取一点,求该点关于l 的对称点,对称点在l2上,由两点式即可求出l2的方程。

法二 设l2上任意一点坐标为(x ,y),它关于l 的对称点(x ′,y ′)在l1上,利用对称性质求出⎩⎨⎧x ′=fx ,y ,y ′=gx ,y代入l1的方程即得l2的方程。

已知直线l :x +2y -2=0,试求: (1)点P(-2,-1)关于直线l 的对称点坐标;(2)直线l1:y =x -2关于直线l 对称的直线l2的方程; (3)直线l 关于点A(1,1)对称的直线方程。

【精彩点拨】 点关于直线的对称点的求法,可利用两点的连线与已知直线垂直,线段的中点在直线上,列方程组求得,而直线关于直线的对称直线方程的求法,可转化为点的对称问题,直线关于点的对称直线方程可通过中点坐标公式求解。

【自主解答】 (1)设点P 关于直线l 的对称点为P ′(x0,y0),则线段PP ′的中点M 在直线l 上,且PP ′⊥l 。

∴⎩⎪⎨⎪⎧y0+1x0+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,x0-22+2×y0-12-2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x0=25,y0=195,即P ′点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫25,195。

(2)法一 由⎩⎨⎧x +2y -2=0,x -y -2=0,得l 与l1的交点A(2,0),在l1上任取一点B(0,-2),设B 关于l 的对称点B ′为(x0,y0),则⎩⎪⎨⎪⎧y0+2x0×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,x02+2×y0-22-2=0,。

即⎩⎨⎧2x0-y0-2=0,x0+2y0-8=0,。

∴⎩⎪⎨⎪⎧x0=125,y0=145,即B ′⎝ ⎛⎭⎪⎫125,145,∴l2的斜率为kAB ′=145125-2=7。

∴l2的方程为:y =7(x -2),即7x -y -14=0。

法二 直线l1:y =x -2关于直线l 对称的直线为l2,则l2上任一点P1(x ,y)关于l 的对称点P1′(x ′,y ′)一定在直线l1上,反之也成立。

由⎩⎪⎨⎪⎧y -y ′x -x ′×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,x +x ′2+2×y +y ′2-2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3x -4y +45,y ′=-4x -3y +85,把(x ′,y ′)代入方程y =x -2并整理, 得7x -y -14=0,即直线l2的方程为7x -y -14=0.。

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