一、点到直线的距离公式推导过程
本文将介绍几种推导点到直线的距离公式的方法。
本文默认情况下,直线的方程为
,A,B均不为0,斜率为
,点的坐标为P(x0,y0),点
到
的距离为
。
推导一(面积法):
如上图所示,设
,
,由R,S在直线
上,得到:
,
,
所以:
,
,
所以:
,
,
于是:
,
所以从三角形面积公式知:
,
从而有:
。
推导二(三角函数斜率法):
如上图所示,直线的倾角为α,同推导一,
,
,
又有
及三角函数公式
,
代入消去α,便有:
。
推导三(求点法):
如上图所示:因为
,所以
,
所以直线PQ方程为:
,
联立
,
求出Q点的坐标为
,
所以:
。
推导四(造圆切线法):
如上图所示,以点P为圆心,作圆与直线
相切,则此圆的方程为:
,
联立直线方程
消去y得:
,
由相切的条件知:
,
即:
,
解得:
。
推导五(函数极值法):
如上图所示,该问题可以转化为求直线
上一动点Q,使得PQ的距离最短,当然我们已经知道d是最短的,这样,问题就变为了一个二元函数的条件极值问题,函数为:
,d就是函数,条件就是
,求最小值,由于距离始终大于0,我们考虑根号里面的二元二次函数极值问题,我们采用拉格朗日乘数法。
令
,
所以
,
解得:
,
。
代入函数中,即得:
。
推导六(对称求点法):
如上图所示,设
是
关于直线
的对称点,于是有:
,
解得:
,
,
所以:
。
推导七(求高法):
如上图所示,由直线方程可求得R、S的坐标,即
,
,于是三角形ROS的面积为:
,p分页标题e
所以:
,
所以:
。
推导八(相似三角形法):
如图所示,
,
,于是
,于是
,
由直线分线段比公式(三横先生:定比分点公式及定理)可得:
,
而
,
所以
平面解析几何主要的研究对象是直线与圆锥曲线,而平面几何主要的对象是直线以及由线段组成的几何图形,因此在解析几何的问题中,往往使用平面几何的知识就能带来更加简洁的过程,我们可以发现,即便是一个简单的问题,也会有许多不同的办法,每一种办法都是一个知识点的应用,善于发现并比较这些方法,会更让我们的思维开阔,创新就是这么来的!
二、点到直线的距离公式
1点到直线的距离公式
公式当中的直线方程为Ax+By+C=0,点P的坐标为(x0,y0)。
2点到直线距离的衍生公式
公式①:设直线l1的方程为
直线l2的方程为
则 2条平行线之间的间距:
公式②:设直线l1的方程为
直线l2的方程为
则 2条直线的夹角