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高二数学点到直线的距离公式

2026-01-07 07:42:36

高二数学点到直线的距离公式】在高中数学中,点到直线的距离是一个重要的几何概念,广泛应用于解析几何、平面几何以及实际问题的解决中。掌握这一公式的推导与应用,有助于提高学生的数学思维能力和解题技巧。

一、公式总结

点到直线的距离公式是用于计算一个点 $ P(x_0, y_0) $ 到一条直线 $ Ax + By + C = 0 $ 的最短距离。该公式为:

$$

d = \frac{Ax_0 + By_0 + C}{\sqrt{A^2 + B^2}}

$$

其中:

- $ A, B, C $ 是直线的一般式方程中的系数;

- $ x_0, y_0 $ 是点的坐标;

- $ d $ 表示点到直线的距离。

二、公式推导思路(简要)

1. 直线的一般形式:任意直线都可以表示为 $ Ax + By + C = 0 $。

2. 点与直线的关系:点 $ P(x_0, y_0) $ 与直线之间的最短距离是垂直于该直线的线段长度。

3. 向量法或几何法:通过构造垂线段,并利用向量投影或三角函数求出距离。

4. 最终得到公式:经过推导得出上述公式。

三、使用注意事项

项目 内容
公式适用条件 直线必须为一般式 $ Ax + By + C = 0 $,且 $ A $ 和 $ B $ 不同时为零
点的坐标 必须为已知点的坐标 $ (x_0, y_0) $
绝对值作用 保证距离为非负数
分母意义 表示直线方向向量的模长,确保单位统一

四、典型例题与解答

题目 解答
求点 $ (2, 3) $ 到直线 $ 3x - 4y + 5 = 0 $ 的距离 代入公式:
$ d = \frac{
3×2 - 4×3 + 5}{\sqrt{3^2 + (-4)^2}} = \frac{6 - 12 + 5}{\sqrt{9 + 16}} = \frac{1}{5} $
已知点 $ (-1, 2) $ 到直线 $ x + y = 0 $ 的距离是多少? 将直线写成一般式 $ x + y + 0 = 0 $,代入公式:
$ d = \frac{
(-1) + 2 + 0}{\sqrt{1^2 + 1^2}} = \frac{1}{\sqrt{2}} $
若点 $ (a, 0) $ 到直线 $ 2x - y + 3 = 0 $ 的距离为 1,求 $ a $ 的值 代入公式:
$ \frac{
2a - 0 + 3}{\sqrt{4 + 1}} = 1 $
$
2a + 3 = \sqrt{5} $
解得:$ a = \frac{-3 \pm \sqrt{5}}{2} $

五、总结

点到直线的距离公式是高中数学中一个基础而实用的工具,不仅在考试中经常出现,也常用于物理、工程等实际问题中。理解其推导过程和应用场景,有助于学生更灵活地运用该公式解决问题。建议在学习过程中多做练习题,加深对公式的理解和记忆。

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