人教版高中数学必修2学案:§ 3.3.2两点间的距离

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人教版数学必修二课件3.3.2两点间的距离(共34张PPT)

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教学重难点
重点
➢两点间距离公式的应用。
难点
➢两点间距离公式的推导过程。
思考
已知平面上两点P1(x1,y1), P2(x2,y2), 如何求P1 P2的距离| P1 P2 |呢?总结得出两点 间的距离公式。
(1)x1≠x2, y1=y2
y
P1
P2
o
x
| P1P2 || x2 x1 |
(2) x1 = x2, y1 ≠ y2
y
A(a,b)
B(-c,0) o
C(c,0) x
| AB | (a c)2 b2 ,| AC | (a c)2 b2 | AO | a2 b2 ,| OC | c. | AB |2 | AC |2 2(a2 b2 c2 ), | AO |2 | OC |2 a2 b2 c2 . | AB |2 | AC |2 2(| AO |2 | OC |2 )
| P1P2 | (x2 x1 )2 (y2 y1 )2
2、坐标法证明简单平面几何问题的步骤: 第一步:建立坐标系,用坐标表示有关的量; 第二步:进行有关的代数运算; 第三步:把代数运算结果“翻译”所几何关系。
随堂练习
1、求下列两点间的距离: (1)A(6,0),B(-2,0) (2)C(0,-4),D(0,-1)
习题答案
1. (1) | AB | 8; (2) | CD | 3; (3) | PQ | 2 10; (4) | MN | 13。
2. a=±8。
y
P2
P1
o
x
| P1P2 || y2 y1 |
(3)x1≠x2,y1≠y2
y P1(x1,y1)
Q (x2,y1)
P2(x2,y2)

高中数学必修2《第3章:直线与方程(3.3直线的交点坐标与距离公式1)》教师版

高中数学必修2《第3章:直线与方程(3.3直线的交点坐标与距离公式1)》教师版

3.3直线的交点坐标与距离公式3.3.1 & 3.3.2 两直线的交点坐标、两点间的距离第一课时两直线的交点坐标、两点间的距离(新授课)[导入新知]1.两直线的交点坐标2.两直线的位置关系[化解疑难]两直线相交的条件(1)将两直线方程联立解方程组,依据解的个数判断两直线是否相交.当方程组只有一解时,两直线相交.(2)设l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,则l1与l2相交的条件是A1B2-A2B1≠0或A1A2≠B1B2(A2,B2≠0).(3)设两条直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则l1与l2相交⇔k1≠k2.[导入新知]两点间的距离公式(1)公式:点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=(x1-x2)2+(y1-y2)2.(2)文字叙述:平面内两点的距离等于这两点的横坐标之差与纵坐标之差的平方和的算术平方根.[化解疑难]两点间距离公式的理解(1)此公式与两点的先后顺序无关,也就是说公式也可写成|P1P2|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.(2)当直线P1P2平行于x轴时,|P1P2|=|x2-x1|.当直线P1P2平行于y轴时,|P1P2|=|y2-y1|.当点P1、P2中有一个是原点时,|P1P2|=x2+y2.[例1] 判断下列各组直线的位置关系.如果相交,求出交点的坐标: (1)l 1:5x +4y -2=0,l 2:2x +y +2=0; (2)l 1:2x -6y +3=0,l 2:y =13x +12;(3)l 1:2x -6y =0,l 2:y =13x +12.[解] (1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧5x +4y -2=0,2x +y +2=0,得⎩⎨⎧x =-103,y =143.所以l 1与l 2相交,且交点坐标为⎝⎛⎭⎫-103,143. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y +3=0,①y =13x +12,②②×6整理得2x -6y +3=0.因此,①和②可以化成同一个方程,即①和②表示同一条直线,l 1与l 2重合. (3)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y =0,①y =13x +12,②②×6-①得3=0,矛盾.方程组无解,所以两直线无公共点,l 1∥l 2. [类题通法]判断两直线的位置关系,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.(1)解方程组的重要思想就是消元,先消去一个变量,代入另外一个方程能解出另一个变量的值.(2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论. (3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系. [活学活用]1.判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标:(1)l 1:2x +y +3=0,l 2:x -2y -1=0; (2)l 1:x +y +2=0,l 2:2x +2y +3=0.解:(1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y +3=0,x -2y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-1,所以直线l 1与l 2相交,交点坐标为(-1,-1).(2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y +2=0,①2x +2y +3=0,②①×2-②,得1=0,矛盾,方程组无解.所以直线l 1与l 2无公共点,即l 1∥l 2.[例2] 求证:不论m 为何实数,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5都过某一定点. [证明] 法一:取m =1时,直线方程为y =-4;取m =12时,直线方程为x =9.两直线的交点为P (9,-4),将点P 的坐标代入原方程左边=(m -1)×9+(2m -1)×(-4)=m -5.故不论m 取何实数,点P (9,-4)总在直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5上, 即直线恒过点P (9,-4).法二:原方程化为(x +2y -1)m +(-x -y +5)=0. 若对任意m 都成立,则有⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -1=0,x +y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =9,y =-4.所以不论m 为何实数,所给直线都过定点P (9,-4). [类题通法]解含有参数的直线恒过定点的问题(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0解得.若整理成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x 0,y 0).[活学活用]2.求经过两直线l 1:3x +4y -2=0和l 2:2x +y +2=0的交点且过坐标原点的直线l 的方程.解:法一:由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -2=0,2x +y +2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2,即l 1与l 2的交点坐标为(-2,2).∵直线过坐标原点,所以其斜率k =2-2=-1,直线方程为y =-x ,一般式为x +y =0.法二:∵l 2不过原点,∴可设l 的方程为3x +4y -2+λ(2x +y +2)=0(λ∈R ), 即(3+2λ)x +(4+λ)y +2λ-2=0. 将原点坐标(0,0)代入上式,解得λ=1, ∴l 的方程为5x +5y =0,即x +y =0.[例3] 已知点A (1,1),B (5,3),C (0,3),求证:△ABC 为直角三角形. [证明] 法一:∵|AB |=(5-1)2+(3-1)2=25, |AC |=(0-1)2+(3-1)2=5, 又|BC |=(5-0)2+(3-3)2=5, ∴|AB |2+|AC |2=|BC |2, ∴△ABC 为直角三角形. 法二:∵k AB =3-15-1=12,k AC =3-10-1=-2,∴k AB ·k AC =-1,∴AB ⊥AC ,∴△ABC 是以A 为直角顶点的直角三角形.[类题通法]1.计算两点间距离的方法(1)对于任意两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2),则|P1P2|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解.2.解答本题还要注意构成三角形的条件.[活学活用]3.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.解:设所求点P(x,0),于是由|P A|=|PB|得(x+1)2+(0-2)2=(x-2)2+(0-7)2,即x2+2x+5=x2-4x+11,解得x=1.所以,所求P点坐标为(1,0),|P A|=(1+1)2+(0-2)2=2 2.8.两条直线相交求参数中的误区[典例] 若三条直线l 1:ax +y +1=0,l 2:x +ay +1=0 ,l 3:x +y +a =0能构成三角形,则a 应满足的条件是( )A .a =1或a =-2B .a ≠±1C .a ≠1且a ≠-2D .a ≠±1且a ≠-2[解析] 为使三条直线能构成三角形,需三条直线两两相交且不共点.(1)若三条直线交于一点,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +ay +1=0,x +y +a =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-a -1,y =1,将l 2,l 3的交点(-a -1,1)代入l 1的方程解得a =1或a =-2①;(2)若l 1∥l 2,则由a ×a -1×1=0,得a =±1②, 当a =1时,l 1与l 2重合;(3)若l 2∥l 3,则由1×1-a ×1=0,得a =1,当a =1时,l 2与l 3重合; (4)若l 1∥l 3,则由a ×1-1×1=0,得a =1,当a =1时,l 1与l 3重合. 综上,当a =1时,三条直线重合;当a =-1时,l 1∥l 2;当a =-2时,三条直线交于一点, 所以要使三条直线能构成三角形,需a ≠±1且a ≠-2. [答案] D [易错防范]①处,解题过程中,由a =1或a =-2得a ≠1且a ≠-2,此种错误只考虑了三条直线相交于一点不能构成三角形,而忽视了任意两条平行或重合的直线也不能构成三角形.②处,若得到a ≠±1,只考虑了直线的斜率不相等的条件,而忽视了三条直线相交于一点也不能构成三角形.解答此类问题由条件不易直接求参数,可考虑从反面入手,同时考虑问题要全面,不要漏掉某些情形.[成功破障](2013·银川高一检测)直线y =2x +10,y =x +1,y =ax -2交于一点,则a 的值为( ) A.12 B .-12C.23D .-23解析:选C 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =2x +10,y =x +1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-9,y =-8,即直线y =2x +10与y =x +1相交于点(-9,-8),代入y =ax -2,解得a =23.[随堂即时演练]1.直线3x +2y +6=0和2x +5y -7=0的交点的坐标为( ) A .(-4,-3) B .(4,3) C .(-4,3)D .(3,4)解析:选C 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +2y +6=0,2x +5y -7=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-4,y =3.2.已知点A (-2,-1),B (a,3),且|AB |=5,则a 的值为( ) A .1 B .-5 C .1或-5D .1-或5解析:选C ∵|AB |=(a +2)2+(3+1)2=5, ∴a =-5或a =1.3.设Q (1,3),在x 轴上有一点P ,且|PQ |=5,则点P 的坐标是________.解析:由题意设P (a,0),则|PQ |=(a -1)2+(0-3)2=5,解得a -1=±4,即a =5或-3.故点P 的坐标是(5,0)或(-3,0).答案:(5,0)或(-3,0)4.若p ,q 满足p -2q =1,直线px +3y +q =0必过一个定点,该定点坐标为________. 解析:因为p =2q +1代入整理:(2x +1)q +3y +x =0对q 为一切实数恒成立,即2x +1=0,且3y +x =0,所以x =-12,y =16.答案:⎝⎛⎭⎫-12,16 5.(2012·山东德州高一检测)分别求经过两条直线2x +y -3=0和x -y =0的交点,且符合下列条件的直线方程.(1)平行于直线l 1:4x -2y -7=0; (2)垂直于直线l 2:3x -2y +4=0.解:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -3=0,x -y =0,得交点P (1,1).(1)若直线与l 1平行, ∵k 1=2, ∴斜率k =2,∴所求直线方程为y -1=2(x -1) 即:2x -y -1=0. (2)若直线与l 2垂直, ∵k 2=32,∴斜率k =-1k 2=-23,∴y -1=-23(x -1)即:2x +3y -5=0.3.3.3 & 3.3.4 点到直线的距离 两条平行线间的距离[导入新知]点到直线的距离与两条平行线间的距离[化解疑难]1.点到直线的距离公式需注意的问题(1)直线方程应为一般式,若给出其他形式,应先化成一般式再用公式.例如,求P 0(x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离,应先把直线方程化为kx -y +b =0,得d =|kx 0-y 0+b |k 2+1.2.点到几种特殊直线的距离 (1)点P 0(x 0,y 0)到x 轴的距离d =|y 0|; (2)点P (x 0,y 0)到y 轴的距离d =|x 0|;(3)点P (x 0,y 0)到与x 轴平行的直线y =b (b ≠0)的距离d =|y 0-b |; (4)点P (x 0,y 0)到与y 轴平行的直线x =a (a ≠0)的距离d =|x 0-a |. 3.对平行线间的距离公式的理解(1)利用公式求平行线间的距离时,两直线方程必须是一般式,且x ,y 的系数对应相等. (2)当两直线都与x 轴(或y 轴)垂直时,可利用数形结合来解决 ①两直线都与x 轴垂直时,l 1:x =x 1,l 2:x =x 2,则d =|x 2-x 1|; ②两直线都与y 轴垂直时,l 1:y =y 1,l 2:y =y 2,则d =|y 2-y 1|.[例1] 求点P (3,-2)到下列直线的距离: (1)y =34x +14;(2)y =6;(3)x =4.[解] (1)直线y =34x +14化为一般式为3x -4y +1=0,由点到直线的距离公式可得d =|3×3-4×(-2)+1|32+(-4)2=185. (2)因为直线y =6与y 轴垂直,所以点P 到它的距离d =|-2-6|=8. (3)因为直线x =4与x 轴垂直,所以点P 到它的距离d =|3-4|=1. [类题通法]应用点到直线的距离公式应注意的三个问题(1)直线方程应为一般式,若给出其他形式应化为一般式. (2)点P 在直线l 上时,点到直线的距离为0,公式仍然适用.(3)直线方程Ax +By +C =0中,A =0或B =0公式也成立,但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可用数形结合求解.[活学活用]1.已知点A (a,2)(a >0)到直线l :x -y +3=0的距离为1,则a =( ) A.2 B .2- 2 C.2-1D.2+1解析:选C 由点到直线的距离公式知 d =|a -2+3|2=|a +1|2=1,得a =-1±2.又∵a >0,∴a =2-1.2.点P (2,4)到直线l :3x +4y -7=0的距离是________. 解析:点P 到直线l 的距离d =|3×2+4×4-7|32+42=155=3.答案:3[例2] 求与直线l :5x -12y +6=0平行且到l 的距离为2的直线方程. [解] 法一:设所求直线的方程为5x -12y +C =0. 在直线5x -12y +6=0上取一点P 0(0,12),则点P 0到直线5x -12y +C =0的距离为|-12×12+C |52+(-12)2=|C -6|13,由题意,得|C -6|13=2,所以C =32,或C =-20.故所求直线的方程为5x -12y +32=0,或5x -12y -20=0. 法二:设所求直线的方程为5x -12y +C =0, 由两平行直线间的距离公式得2=|C -6|52+(-12)2,解得C =32,或C =-20.故所求直线的方程为5x -12y +32=0,或5x -12y -20=0. [类题通法]求两平行线间的距离,一般是直接利用两平行线间的距离公式,当直线l 1:y =kx +b 1,l 2:y =kx +b 2,且b 1≠b 2时,d =|b 1-b 2|k 2+1;当直线l 1:Ax +By +C 1=0,l 2:Ax +By +C 2=0且C 1≠C 2时,d =|C 1-C 2|A 2+B 2.但必须注意两直线方程中x ,y 的系数对应相等. [活学活用]3.(2012·岳阳高一检测)两直线3x +y -3=0和6x +my -1=0平行,则它们之间的距离为________.解析:因为两直线平行,所以m =2.法一:在直线3x +y -3=0上取点(0,3),代入点到直线的距离公式,得d =|6×0+2×3-1|62+22=104. 法二:将6x +2y -1=0化为3x +y -12=0,由两条平行线间的距离公式得d =⎪⎪⎪⎪-3+1232+12=104. 答案:104[例3] 求经过点P (1,2),且使A (2,3),B (0,-5)到它的距离相等的直线l 的方程. [解] 法一:当直线斜率不存在时,即x =1,显然符合题意.当直线斜率存在时,设所求直线的斜率为k ,则直线方程为y -2=k (x -1).由条件得|2k -3-k +2|k 2+1=|5-k +2|k 2+1,解得k =4,故所求直线方程为x =1或4x -y -2=0.法二:由平面几何知识知l ∥AB 或l 过线段AB 的中点. ∵直线AB 的斜率k AB =4,若l ∥AB ,则l 的方程为4x -y -2=0.若l 过AB 的中点(1,-1),则直线方程为x =1, 故所求直线方程为x =1或4x -y -2=0. [类题通法]解这类题目常用的方法是待定系数法,即根据题意设出方程,然后由题意列方程求参数.也可以综合应用直线的有关知识,充分发挥几何图形的直观性,判断直线l 的特征,然后由已知条件写出l 的方程.[活学活用]4.求经过两直线l 1:x -3y -4=0与l 2:4x +3y -6=0的交点,且和点A (-3,1)的距离为5的直线l 的方程.解:由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y -4=0,4x +3y -6=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-23,即直线l 过点B ⎝⎛⎭⎫2,-23. ①当l 与x 轴垂直时,方程为x =2,点A (-3,1)到l 的距离d =|-3-2|=5,满足题意. ②当l 与x 轴不垂直时,设斜率为k , 则l 的方程为y +23=k (x -2),即kx -y -2k -23=0,由点A 到l 的距离为5,得⎪⎪⎪⎪-3k -1-2k -23k 2+(-1)2=5,解得k =43,所以l 的方程为43x -y -83-23=0,即4x -3y -10=0.综上,所求直线方程为x =2或4x -3y -10=0.9.漏掉直线斜率不存在的情况[典例] 直线l 1过点A (0,1),l 2过点B (5,0),如果l 1∥l 2,且l 1与l 2的距离为5,求l 1,l 2的方程.[解] (1)若直线l 1,l 2的斜率存在①,设直线的斜率为k ,由斜截式得l 1的方程y =kx +1,即kx -y +1=0.由点斜式可得l 2的方程为y =k (x -5),即kx -y -5k =0.因为直线l 1过点A (0,1),则点A 到直线l 2的距离d =|-1-5k |(-1)2+k 2=5,∴25k 2+10k +1=25k 2+25,∴k =125,∴l 1的方程为12x -5y +5=0,l 2的方程为12x -5y -60=0.(2)若l 1,l 2的斜率不存在①,则l 1的方程为x =0,l 2的方程为x =5,它们之间的距离为5,同样满足条件.综上所述,满足条件的直线方程有两组:l 1:12x -5y +5=0,l 2:12x -5y -60=0;或l 1:x =0,l 2:x =5.[易错防范]1.①处容易漏掉l 1,l 2的斜率都不存在的情形而导致错误.2.用待定系数法求直线方程时,一定要对斜率是否存在的情况进行讨论. [成功破障]经过点A (1,2)且到原点的距离等于1的直线方程为________.解析:当过点A 的直线垂直于x 轴时,原点到此直线的距离等于1,所以满足题设条件,其方程为x -1=0.当过点A 的直线不垂直于x 轴时,设其方程为y -2=k (x -1),即kx -y -k +2=0.由|-k +2|k 2+1=1得k =34,故其方程为3x -4y +5=0.故所求的直线方程为x -1=0,或3x -4y +5=0. 答案:x =1或3x -4y +5=0[随堂即时演练]1.原点到直线x +2y -5=0的距离为( ) A .1 B. 3 C .2D. 5解析:选D d =|-5|5= 5.2.已知直线l 1:x +y +1=0,l 2:x +y -1=0,则l 1,l 2之间的距离为( ) A .1 B. 2 C. 3D .2 解析:选B 在l 1上取一点(1,-2),则点到直线l 2的距离为|1-2-1|12+12= 2.3.直线4x -3y +5=0与直线8x -6y +5=0的距离为________.解析:直线8x -6y +5=0化简为4x -3y +52=0,则由两平行线间的距离公式得⎪⎪⎪⎪5-5242+32=12. 答案:124.若点(2,k )到直线5x -12y +6=0的距离是4,则k 的值是________.解析:∵|5×2-12k +6|52+122=4,∴|16-12k |=52,∴k =-3,或k =173.答案:-3或1735.已知△ABC 三个顶点坐标A (-1,3),B (-3,0),C (1,2),求△ABC 的面积S . 解:由直线方程的两点式得直线BC 的方程为 y 2-0=x +31+3, 即x -2y +3=0.由两点间距离公式得 |BC |=(-3-1)2+(0-2)2=25,点A 到BC 的距离为d ,即为BC 边上的高, d =|-1-2×3+3|12+(-2)2=455, 所以S =12|BC |·d =12×25×455=4,即△ABC 的面积为4.[课时达标检测]一、选择题1.点(1,-1)到直线x -y +1=0的距离是( ) A .3 2 B.22C .3D.322解析:选D 点(1,-1)到直线x -y +1=0的距离 d =|1-1×(-1)+1|12+(-1)2=322.2.两平行线分别经过点A (3,0),B (0,4),它们之间的距离d 满足的条件是( ) A .0<d ≤3 B .0<d ≤5 C .0<d <4D .3≤d ≤5解析:选B 当两平行线与AB 垂直时,两平行线间的距离最大为|AB |=5,所以0<d ≤5. 3.与直线2x +y +1=0的距离等于55的直线方程为( ) A .2x +y =0 B .2x +y -2=0C .2x +y =0或2x +y -2=0D .2x +y =0或2x +y +2=0解析:选D 根据题意可设所求直线方程为2x +y +c =0.因为两直线间的距离等于55,所以d =|c -1|22+12=55,解得c =0,或c =2.所以所求直线方程为2x +y =0,或2x +y +2=0. 4.直线l 过点A (3,4)且与点B (-3,2)的距离最远,那么l 的方程为( ) A .3x -y -13=0 B .3x -y +13=0 C .3x +y -13=0D .3x +y +13=0解析:选C 由已知可知,l 是过A 且与AB 垂直的直线, ∵k AB =2-4-3-3=13,∴k l =-3, 由点斜式得,y -4=-3(x -3),即3x +y -13=0.5.若动点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则AB 的中点M 到原点距离的最小值是( )A .3 2B .2 3C .3 3D .4 2解析:选A 由题意,结合图形可知点M 必然在直线x +y -6=0上,故M 到原点的最小距离为|-6|2=3 2.二、填空题6.直线l 到直线x -2y +4=0的距离和原点到直线l 的距离相等,则直线l 的方程是________________.解析:由题意设所求l 的方程为x -2y +C =0, 则|C -4|12+22=|C |12+22,解得C =2,故直线l 的方程为x -2y +2=0. 答案:x -2y +2=07.直线l 在x 轴上的截距为1,又有两点A (-2,-1),B (4,5)到l 的距离相等,则l 的方程为________________.解析:显然l ⊥x 轴时符合要求,此时l 的方程为x =1; 设l 的斜率为k ,则l 的方程为y =k (x -1),即 kx -y -k =0.∵点A ,B 到l 的距离相等, ∴|-2k +1-k |k 2+1=|4k -5-k |k 2+1.∴|1-3k |=|3k -5|,∴k =1,∴l 的方程为x -y -1=0. 综上,l 的方程为x =1,或x -y -1=0. 答案:x =1或x -y -1=08.已知直线l 与直线l 1:2x -y +3=0和l 2:2x -y -1=0的距离相等,则l 的方程是____________________.解析:法一:由题意可设l 的方程为2x -y +c =0, 于是有|c -3|22+(-1)2=|c -(-1)|22+(-1)2,即|c -3|=|c +1|,解得c =1, 则直线l 的方程为2x -y +1=0.法二:由题意知l 必介于l 1与l 2中间,故设l 的方程为2x -y +c =0, 则c =3+(-1)2=1.则直线l 的方程为2x -y +1=0. 答案:2x -y +1=0 三、解答题9.已知直线l 经过点P (-2,5),且斜率为-34.(1)求直线l 的方程;(2)若直线m 与l 平行,且点P 到直线m 的距离为3,求直线m 的方程. 解:(1)由直线方程的点斜式,得y -5=-34(x +2),整理得所求直线方程为 3x +4y -14=0.(2)由直线m 与直线l 平行,可设直线m 的方程为 3x +4y +C =0, 由点到直线的距离公式得 |3×(-2)+4×5+C |32+42=3,即|14+C |5=3,解得C =1或C =-29, 故所求直线方程为3x +4y +1=0或3x +4y -29=0.10.已知正方形ABCD 一边CD 所在直线的方程为x +3y -13=0,对角线AC ,BD 的交点为P (1,5),求正方形ABCD 其他三边所在直线的方程.解:(1)点P (1,5)到l CD 的距离为d ,则d =310. ∵l AB ∥l CD ,∴可设l AB :x +3y +m =0. 点P (1,5)到l AB 的距离也等于d , 则|m +16|10=310, 又∵m ≠-13,∴m =-19,即l AB :x +3y -19=0. ∵l AD ⊥l CD ,∴可设l AD :3x -y +n =0,则P (1,5)到l AD 的距离等于P (1,5)到l BC 的距离,且都等于d =310, |n -2|10=310,n =5,或n =-1, 则l AD :3x -y +5=0,l BC :3x -y -1=0.所以,正方形ABCD 其他三边所在直线方程为x +3y -19=0,3x -y +5=0,3x -y -1=0.直线与方程一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)1.(2013·嘉兴高一检测)点A (2,-3)关于点B (-1,0)的对称点A ′的坐标是( ) A .(-4,3) B .(5,-6) C .(3,-3)D.⎝⎛⎭⎫12,-32 解析:选A 设A ′(x ′,y ′),由题意得⎩⎨⎧2+x ′2=-1,-3+y ′2=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x ′=-4,y ′=3. 2.已知直线l 的方程为y =-x +1,则直线l 的倾斜角为( ) A .30° B .45° C .60°D .135°解析:选D 由题意知k =-1,故倾斜角为135°.3.(2012·潍坊高一期末检测)点(1,1)到直线x +y -1=0的距离为( ) A .1B .2C.22D. 2解析:选C 由点到直线的距离公式d =|1+1-1|12+12=22.4.若直线l 与直线y =1,x =7分别交于P 、Q ,且线段PQ 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A.13 B .-13C .3D .-3解析:选B 设P (a,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2.∴⎩⎪⎨⎪⎧a =-5,b =-3,故直线l 的斜率为-3-17+5=-13.a =-5.5.过点(-1,3)且平行于直线x -2y +3=0的直线方程为( ) A .x -2y +7=0 B .2x +y -1=0 C .x -2y -5=0D .2x +y -5=0解析:选A ∵直线x -2y +3=0的斜率为12,∴所求直线的方程为y -3=12(x +1),即x -2y +7=0.6.若直线mx +ny +3=0在y 轴上的截距为-3,且它的倾斜角是直线3x -y =33的倾斜角的2倍,则( )A .m =-3,n =1B .m =-3,n =-3C .m =3,n =-3D .m =3,n =1解析:选D 依题意得-3n =-3,-mn =tan 120°=-3,得m =3,n =1.7.和直线3x -4y +5=0关于x 轴对称的直线方程为( ) A .3x +4y +5=0 B .3x +4y -5=0 C .-3x +4y -5=0D .-3x +4y +5=0解析:选A 设所求直线上的任一点为(x ,y ),则此点关于x 轴对称的点的坐标为(x ,-y ),因为点(x ,-y )在直线3x -4y +5=0上,所以3x +4y +5=0.8.若三点A (3,1),B (-2,b ),C (8,11)在同一直线上,则实数b 等于( ) A .2 B .3 C .9D .-9解析:选D 由题意知k AB =k BC即b -1-2-3=11-b8+2,解得b =-9. 9.将一张坐标纸折叠一次,使点(10,0)与(-6,8)重合,则与点(-4,2)重合的点是( ) A .(4,-2) B .(4,-3) C.⎝⎛⎭⎫3,32 D .(3,-1)解析:选A 由已知知以(10,0)和(-6,8)为端点的线段的垂直平分线的方程为y =2x ,则(-4,2)关于直线y =2x 的对称点即为所求点.设所求点为(x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧y 0-2x 0+4=-12,y 0+22=2·x 0-42,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=4,y 0=-2. 10.设点A (2,-3),B (-3,-2),直线l 过P (1,1)且与线段AB 相交,则l 的斜率k 的取值范围是( )A .k ≥34,或k ≤-4B .-4≤k ≤34C .-34≤k ≤4D .以上都不对解析:选A 由题意知k AP =-3-12-1=-4, k BP =-2-1-3-1=34.由斜率的特点并结合图形可知k ≥34,或k ≤-4.二、填空题(共4小题,每小题5分,共20分)11.已知点A (2,1),B (-2,3),C (0,1),则△ABC 中,BC 边上的中线长为________. 解析:BC 中点为⎝⎛⎭⎫-2+02,3+12即(-1,2),所以BC 边上中线长为(2+1)2+(1-2)2=10.答案:1012.经过点A (1,1)且在x 轴上的截距等于在y 轴上的截距的直线方程是________. 解析:当直线过原点时,满足要求,此时直线方程为x -y =0;当直线不过原点时,设直线方程为x a +ya =1,由于点(1,1)在直线上,所以a =2,此时直线方程为x +y -2=0.答案:x -y =0或x +y -2=013.过点A (2,1)的所有直线中,距离原点最远的直线方程为____________.解析:如右图,只有当直线l 与OA 垂直时,原点到l 的距离最大,此时k OA =12,则k l =-2,所以方程为y -1=-2(x -2),即2x +y -5=0.答案:2x +y -5=014.已知点A (4,-3)与B (2,-1)关于直线l 对称,在l 上有一点P ,使点P 到直线4x +3y -2=0的距离等于2,则点P 的坐标是____________.解析:由题意知线段AB 的中点C (3,-2),k AB =-1,故直线l 的方程为y +2=x -3,即y =x -5.设P (x ,x -5),则2=|4x +3x -17|42+32,解得x =1或x =277.即点P 的坐标是(1,-4)或⎝⎛⎭⎫277,-87. 答案:(1,-4)或⎝⎛⎭⎫277,-87 三、解答题(共4小题,共50分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 15.(本小题满分12分)(2012·绍兴高二检测)已知直线l 的倾斜角为135°,且经过点P (1,1). (1)求直线l 的方程;(2)求点A (3,4)关于直线l 的对称点A ′的坐标.解:(1)∵k =tan 135°=-1,∴l :y -1=-(x -1),即x +y -2=0. (2)设A ′(a ,b ), 则⎩⎪⎨⎪⎧b -4a -3×(-1)=-1,a +32+b +42-2=0,解得a =-2,b =-1,∴A ′的坐标为(-2,-1).16.(本小题满分12分)已知两条直线l 1:x +m 2y +6=0,l 2:(m -2)x +3my +2m =0 ,当m 为何值时,l 1与l 2(1)相交;(2)平行;(3)重合?解:当m =0时,l 1:x +6=0,l 2:x =0,∴l 1∥l 2.当m =2时,l 1:x +4y +6=0,l 2:3y +2=0,∴l 1与l 2相交.当m ≠0且m ≠2时,由1m -2=m 23m 得m =-1或m =3,由1m -2=62m ,得m =3.故(1)当m ≠-1且m ≠3且m ≠0时,l 1与l 2相交. (2)当m =-1或m =0时,l 1∥l 2. (3)当m =3时,l 1与l 2重合.17.(本小题满分12分)如图,已知点A (2,3),B (4,1),△ABC 是以AB 为底边的等腰三角形,点C 在直线l :x -2y +2=0上.(1)求AB 边上的高CE 所在直线的方程; (2)求△ABC 的面积.解:(1)由题意可知,E 为AB 的中点, ∴E (3,2),且k CE =-1k AB=1,∴CE 所在直线方程为:y -2=x -3,即x -y -1=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +2=0,x -y -1=0,得C (4,3),∴|AC |=|BC |=2,AC ⊥BC ,∴S △ABC =12|AC |·|BC |=2.18.(本小题满分14分)如图所示,在△ABC 中,BC 边上的高所在直线l 的方程为x -2y +1=0,∠A 的平分线所在直线的方程为y =0,若点B 的坐标为(1,2),求点A 和点C 的坐标.解:由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1=0,y =0解得顶点A (-1,0).又AB 的斜率为k AB =1,且x 轴是∠A 的平分线,故直线AC 的斜率为-1,AC 所在直线的方程为y =-(x +1).已知BC 边上的高所在直线的方程为x -2y +1=0,故BC 的斜率为-2,BC 所在直线的方程为y -2=-2(x -1).解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =-(x +1),y -2=-2(x -1).得顶点C 的坐标为(5,-6).所以点A 的坐标为(-1,0),点C 的坐标为(5,-6).。

高中数学必修2直线与圆常考题型:两直线的交点坐标、两点间的距离(教师版)

高中数学必修2直线与圆常考题型:两直线的交点坐标、两点间的距离(教师版)

两直线的交点坐标、两点间的距离【知识梳理】1.两直线的交点坐标23.(1)公式:点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式|P 1P 2|=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2.(2)文字叙述:平面内两点的距离等于这两点的横坐标之差与纵坐标之差的平方和的算术平方根.【常考题型】题型一、两条直线的交点问题【例1】 判断下列各组直线的位置关系.如果相交,求出交点的坐标: (1)l 1:5x +4y -2=0,l 2:2x +y +2=0; (2)l 1:2x -6y +3=0,l 2:y =13x +12;(3)l 1:2x -6y =0,l 2:y =13x +12.【类题通法】判断两直线的位置关系,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.(1)解方程组的重要思想就是消元,先消去一个变量,代入另外一个方程能解出另一个变量的值.(2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论. (3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系. 【对点训练】1.判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标: (1)l 1:2x +y +3=0,l 2:x -2y -1=0; (2)l 1:x +y +2=0,l 2:2x +2y +3=0.题型二、直线恒过定点问题【例2】 求证:不论m 为何实数,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5都过某一定点.【类题通法】解含有参数的直线恒过定点的问题(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0解得.若整理成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x 0,y 0).【对点训练】2.求经过两直线l1:3x+4y-2=0和l2:2x+y+2=0的交点且过坐标原点的直线l的方程.题型三、两点间距离公式的应用【例3】已知点A(1,1),B(5,3),C(0,3),求证:△ABC为直角三角形.【类题通法】1.计算两点间距离的方法(1)对于任意两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2),则|P1P2|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解.2.解答本题还要注意构成三角形的条件.【对点训练】3.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.【练习反馈】1.直线3x+2y+6=0和2x+5y-7=0的交点的坐标为()A.(-4,-3)B.(4,3)C.(-4,3) D.(3,4)2.已知点A(-2,-1),B(a,3),且|AB|=5,则a的值为()A.1 B.-5C.1或-5 D.1-或53.设Q(1,3),在x轴上有一点P,且|PQ|=5,则点P的坐标是________.4.若p,q满足p-2q=1,直线px+3y+q=0必过一个定点,该定点坐标为________.5.分别求经过两条直线2x+y-3=0和x-y=0的交点,且符合下列条件的直线方程.(1)平行于直线l1:4x-2y-7=0;(2)垂直于直线l2:3x-2y+4=0.题型一、两条直线的交点问题【例1】 判断下列各组直线的位置关系.如果相交,求出交点的坐标: (1)l 1:5x +4y -2=0,l 2:2x +y +2=0; (2)l 1:2x -6y +3=0,l 2:y =13x +12;(3)l 1:2x -6y =0,l 2:y =13x +12.[解] (1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧5x +4y -2=0,2x +y +2=0,得⎩⎨⎧x =-103,y =143.所以l 1与l 2相交,且交点坐标为⎝⎛⎭⎫-103,143. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y +3=0,①y =13x +12,②②×6整理得2x -6y +3=0.因此,①和②可以化成同一个方程,即①和②表示同一条直线,l 1与l 2重合.(3)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y =0,①y =13x +12,②②×6-①得3=0,矛盾.方程组无解,所以两直线无公共点,l 1∥l 2. 【类题通法】判断两直线的位置关系,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.(1)解方程组的重要思想就是消元,先消去一个变量,代入另外一个方程能解出另一个变量的值.(2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论. (3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系. 【对点训练】1.判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标:(1)l 1:2x +y +3=0,l 2:x -2y -1=0; (2)l 1:x +y +2=0,l 2:2x +2y +3=0.解:(1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y +3=0,x -2y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-1,所以直线l 1与l 2相交,交点坐标为(-1,-1).(2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y +2=0,①2x +2y +3=0,②①×2-②,得1=0,矛盾,方程组无解.所以直线l 1与l 2无公共点,即l 1∥l 2.题型二、直线恒过定点问题【例2】 求证:不论m 为何实数,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5都过某一定点. [证明] 法一:取m =1时,直线方程为y =-4;取m =12时,直线方程为x =9.两直线的交点为P (9,-4),将点P 的坐标代入原方程左边=(m -1)×9+(2m -1)×(-4)=m -5.故不论m 取何实数,点P (9,-4)总在直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5上, 即直线恒过点P (9,-4).法二:原方程化为(x +2y -1)m +(-x -y +5)=0. 若对任意m 都成立,则有⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -1=0,x +y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =9,y =-4.所以不论m 为何实数,所给直线都过定点P (9,-4). 【类题通法】解含有参数的直线恒过定点的问题(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0解得.若整理成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x 0,y 0).【对点训练】2.求经过两直线l 1:3x +4y -2=0和l 2:2x +y +2=0的交点且过坐标原点的直线l 的方程.解:法一:由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -2=0,2x +y +2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2,即l 1与l 2的交点坐标为(-2,2).∵直线过坐标原点,所以其斜率k =2-2=-1,直线方程为y =-x ,一般式为x +y =0.法二:∵l 2不过原点,∴可设l 的方程为3x +4y -2+λ(2x +y +2)=0(λ∈R ), 即(3+2λ)x +(4+λ)y +2λ-2=0. 将原点坐标(0,0)代入上式,解得λ=1, ∴l 的方程为5x +5y =0,即x +y =0.题型三、两点间距离公式的应用【例3】 已知点A (1,1),B (5,3),C (0,3),求证:△ABC 为直角三角形. [证明] 法一:∵|AB |=(5-1)2+(3-1)2=25,|AC |=(0-1)2+(3-1)2=5, 又|BC |=(5-0)2+(3-3)2=5,∴|AB |2+|AC |2=|BC |2, ∴△ABC 为直角三角形.法二:∵k AB =3-15-1=12,k AC =3-10-1=-2,∴k AB ·k AC =-1,∴AB ⊥AC ,∴△ABC 是以A 为直角顶点的直角三角形.【类题通法】1.计算两点间距离的方法(1)对于任意两点P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2),则|P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解. 2.解答本题还要注意构成三角形的条件. 【对点训练】3.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. 解:设所求点P (x,0),于是由|P A |=|PB |得(x +1)2+(0-2)2=(x -2)2+(0-7)2,即x 2+2x +5=x 2-4x +11,解得x =1. 所以,所求P 点坐标为(1,0),|P A |=(1+1)2+(0-2)2=2 2.【练习反馈】1.直线3x +2y +6=0和2x +5y -7=0的交点的坐标为( ) A .(-4,-3) B .(4,3) C .(-4,3)D .(3,4)解析:选C 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +2y +6=0,2x +5y -7=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-4,y =3.2.已知点A (-2,-1),B (a,3),且|AB |=5,则a 的值为( ) A .1 B .-5 C .1或-5 D .1-或5解析:选C ∵|AB |=(a +2)2+(3+1)2=5,∴a =-5或a =1.3.设Q (1,3),在x 轴上有一点P ,且|PQ |=5,则点P 的坐标是________. 解析:由题意设P (a,0),则|PQ |=(a -1)2+(0-3)2=5,解得a -1=±4,即a =5或-3.故点P 的坐标是(5,0)或(-3,0).答案:(5,0)或(-3,0)4.若p ,q 满足p -2q =1,直线px +3y +q =0必过一个定点,该定点坐标为________. 解析:因为p =2q +1代入整理:(2x +1)q +3y +x =0对q 为一切实数恒成立,即2x +1=0,且3y +x =0,所以x =-12,y =16.答案:⎝⎛⎭⎫-12,16 5.分别求经过两条直线2x +y -3=0和x -y =0的交点,且符合下列条件的直线方程. (1)平行于直线l 1:4x -2y -7=0; (2)垂直于直线l 2:3x -2y +4=0.解:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -3=0,x -y =0,得交点P (1,1).(1)若直线与l 1平行, ∵k 1=2, ∴斜率k =2,∴所求直线方程为y -1=2(x -1) 即:2x -y -1=0. (2)若直线与l 2垂直, ∵k 2=32,∴斜率k =-1k 2=-23,∴y -1=-23(x -1)即:2x +3y -5=0.。

高中-数学-人教版-2.3.2 两点间的距离公式(一)

高中-数学-人教版-2.3.2  两点间的距离公式(一)

2.3.2 两点间的距离公式(一)一、选择题1、已知点()()1123,,,,则A ,B 两点间的距离为( )A. B. C. D. 2、点M (1,2)关于y 轴的对称点N 到原点的距离为( )A. 2B. 1C.D. 53、设点A 在x 轴上,点B 在y 轴上,AB 的中点是(21)P -,,则AB 等于( )A. 5B.C.D. 4、光线从点(3,5)A -射到x 轴上,经x 轴反射后经过点(2,10)B ,则光线从A 到B 的距离为( )A. B. C. D. 5、(多选)已知A (2,1)、B (-1,b ),|AB |=5,则b 的可取值为( )A. -3B. 5C. 3D. -16、 )A. 可看作点(),0x 与点()1,2的距离B. 可看作点(),0x 与点()1,2--的距离C. 可看作点(),0x 与点()1,2-的距离D. 可看作点(),1x -与点()1,1-的距离二、填空题7、已知点A (1,2),B (2,1),则线段AB 的长为______,过A 、B 两点直线的倾斜角为______.8、已知过点(2,),(,4)M a N a -的直线的斜率为12-,则MN 等于______. 9、在平面直角坐标系中,若点()2,b 到原点的距离不小于5,则b 的取值范围是______. 10、已知点()5,21A a -,()1,4B a a +-,当AB 取最小值时,实数a 的值是______.三、解答题11、求连接下列两点的线段的长度和中点坐标:(1)()()7,4,3,2A B ;(2)()()3,1,2,1M N ;(3)()()6,4,2,2P Q ---.12、证明:直角三角形斜边的中点到三个顶点的距离都相等.答案第1页,共3页 参考答案1、【答案】B【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】根据两点间的距离公式得到AB == 2、【答案】C【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】根据对称性知道点N (-1,2),由两点间距离公式得到|ON |=3、【答案】C【分析】本题考查两点间的距离公式,中点坐标公式.【解答】设A (x ,0)、B (0,y ),由中点公式得x =4,y =-2,则由两点间的距离公式得|AB |==4、【答案】C【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】点()3,5A -关于x 轴的对称点为()3,5A '--,则光线从A 到B 的路程即A B '的长,'A B ==A 到B 的路程为 5、【答案】AB【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】由两点间的距离公式知|AB|==,由5=b =-3或b =5.故答案AB .6、【答案】BCD【分析】本题考查两点间的距离公式.===,可看作点(),0x 与点()1,2--的距离,可看作点(),0x 与点()1,2-的距离,可看作点(),1x -与点()1,1-的距离,选项A 不正确,故答案为BCD .7、3π4【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】根据两点之间的距离公式得线段AB=;根据经过两点的斜率公式得过A 、B 两点直线的斜率为21112AB k -==--,又∵直线的倾斜角的范围为[)0π,,∴过A 、B 两点直线的倾斜角为34π.8、【答案】【分析】本题考查两点间的距离公式. 【解答】过点(2,)M a -,(,4)N a 的直线斜率为4122a k a -==-+,解得10a =,||MN ∴==9、【答案】(),21,⎡-∞+∞⎣ 【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】根据两点的距离公式得点()2,b 到原点的距离5d =≥,即2425b +≥,∴221b ≥,解得b ≤或b ≥,故填:(),21,⎡-∞+∞⎣. 10、【答案】12 【分析】本题考查两点间的距离公式.【解答】点()5,21A a -,()1,4B a a +-,由两点间距离公式得到AB ==对称轴为12. 11、【答案】见解答. 【分析】本题考查两点间的距离公式,中点坐标公式.【解答】(1)AB ==()7342,5,322++⎛⎫= ⎪⎝⎭.(2)1MN ==,中点坐标32115,,1222++⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.(3)PQ ==()6242,2,322---⎛⎫=-⎪⎝⎭. 12、【答案】见解答.【分析】本题考查两点间的距离公式,中点坐标公式.【解答】建立如图所示的平面直角坐标系,答案第3页,共3页设()0,A a ,(),0B b ,则AB 的中点C 的坐标为,22a b ⎛⎫ ⎪⎝⎭.∵CA ==,CB ==,2CO ==, ∴CA CB CO ==,即直角三角形斜边的中点到三个顶点的距离都相等.。

高中数学 必修二 3.3.2两点间的距离公式练习

高中数学  必修二   3.3.2两点间的距离公式练习

3.3.2两点间的距离公式练习新人教A版必修2一、选择题1.点M(1,2)关于y轴的对称点N到原点的距离为( )A.2 B.1 C. 5 D.5[答案] C[解析] N(-1,2),|ON|=-2+22= 5.故选C.2.已知A(2,1),B(-1,b),|AB|=5,则b等于( )A.-3 B.5C.-3或5 D.-1或-3[答案] C[解析] 由两点间的距离公式知|AB|=-1-2+b-2=b2-2b+10,由5=b2-2b+10,解得b=-3或b=5.3.一条平行于x轴的线段长是5个单位,它的一个端点是A(2,1),则它的另一个端点B的坐标为( )A.(-3,1)或(7,1) B.(2,-2)或(2,7)C.(-3,1)或(5,1) D.(2,-3)或(2,5)[答案] A[解析] ∵AB∥x轴,∴设B(a,1),又|AB|=5,∴a=-3或7.4.设点A在x轴上,点B在y轴上,AB的中点是P(2,-1),则|AB|等于( ) A.5 B.4 2C.2 5 D.210[答案] C[解析] 设A(x,0)、B(0,y),由中点公式得x=4,y=-2,则由两点间的距离公式得|AB|=-2+-2-2=20=2 5.5.△ABC三个顶点的坐标分别为A(-4,-4)、B(2,2)、C(4,-2),则三角形AB边上的中线长为( )A.26 B.65C.29 D.13[答案] A[解析] AB的中点D的坐标为D(-1,-1).∴|CD|=-1-2+-1--2=26;故选A .6.已知三点A (3,2),B (0,5),C (4,6),则△ABC 的形状是( ) A .直角三角形 B .等边三角形 C .等腰三角形 D .等腰直角三角形[答案] C [解析] |AB |=-2+-2=32,|BC |=-2+-2=17, |AC |=-2+-2=17,∴|AC |=|BC |≠|AB |, 且|AB |2≠|AC |2+|BC |2.∴△ABC 是等腰三角形,不是直角三角形,也不是等边三角形. 二、填空题7.已知点M (m ,-1),N (5,m ),且|MN |=25,则实数m =_________. [答案] 1或3 [解析] 由题意得m -2+-1-m2=25,解得m =1或m =3.8.已知A (1,-1),B (a,3),C (4,5),且|AB |=|BC |,则a =_________. [答案] 12[解析] a -2++2=-a2+-2,解得a =12.三、解答题9.求证:等腰梯形的对角线相等. [证明] 已知:等腰梯形ABCD . 求证:AC =BD .证明:以AB 所在直线为x 轴,以AB 的中点为坐标原点建立如图平面直角坐标系.设A (-a,0)、D (b ,c ),由等腰梯形的性质知B (a,0),C (-b ,c ). 则|AC |=-b +a2+c -2=a -b2+c 2,|BD |=b -a2+-c2=a -b 2+c 2,∴|AC |=|BD |.即:等腰梯形的对角线相等.10.已知直线l 1:2x +y -6=0和A (1,-1),过点A 作直线l 2与已知直线交于点B 且|AB |=5,求直线l 2的方程.[解析] 当直线l 2的斜率存在时,设其为k ,则⎭⎪⎬⎪⎫l 2:y +1=k x -又由2x +y -6=0⇒(k +2)x =k +7, 而k ≠-2,故解得x =k +7k +2,所以B (k +7k +2,4k -2k +2), 又由|AB |=5,利用两点间距离公式得k +7k +2-2+4k -2k +2+2=5⇒k =-34,此时l 2的方程为3x +4y +1=0.而当l 2的斜率不存在时,l 2的方程为x =1.此时点B 坐标为(1,4),则|AB |=|4-(-1)|=5,也满足条件综上,l 2的方程为3x +4y +1=0或x =1.能力提升一、选择题1.已知点A (2,3)和B (-4,1),则线段AB 的长及中点坐标分别是( ) A .210,(1,2) B .210,(-1,-2) C .210,(-1,2) D .210,(1,-2)[答案] C [解析] |AB |=-4-2+-2=210,中点坐标为(2-42,3+12),即(-1,2),故选C .2.已知两点P (m,1)和Q (1,2m )之间的距离大于10,则实数m 的范围是( ) A .-45<m <2B .m <-45或m >2C .m <-2或m >45D .-2<m <45[答案] B[解析] 根据两点间的距离公式 |PQ |=m -2+-2m2=5m 2-6m +2>10⇒5m 2-6m -8>0⇒m <-45或m >2.3.两直线3ax -y -2=0和(2a -1)x +5ay -1=0分别过定点A 、B ,则|AB |等于( )A .895 B .175C .135D .115[答案] C[解析] 易得A (0,-2),B (-1,25).∴|AB |=-1-2+25+2=135. 4.在直线2x -3y +5=0上求点P ,使P 点到A (2,3)距离为13,则P 点坐标是( ) A .(5,5)B .(-1,1)C .(5,5)或(-1,1)D .(5,5)或(1,-1)[答案] C[解析] 设点P (x ,y ),则y =2x +53,由|PA |=13得(x -2)2+(2x +53-3)2=13,即(x -2)2=9,解得x =-1或x =5, 当x =-1时,y =1,当x =5时,y =5,∴P (-1,1)或(5,5). 二、填空题5.已知点A (5,2a -1),B (a +1,a -4),若|AB |取得最小值,则实数a 的值是_________. [答案] 12[解析] 由题意得|AB |=-a -2+a -1-a +2=2a 2-2a +25=a -122+492,所以当a =12时,|AB |取得最小值.6.已知点A (4,12),在x 轴上的点P 与点A 的距离等于13,则点P 的坐标为_________. [答案] (9,0)或(-1,0) [解析] 设P (a,0),则a -2+122=13,解得a =9或a =-1,∴点P 的坐标为(9,0)或(-1,0). 三、解答题7.用坐标法证明定理:若四边形ABCD 是长方形,则对平面内任一点M ,等式AM 2+CM 2=BM 2+DM 2成立.[解析] 以一个直角所在的两边为坐标轴,建立直角坐标系.证明:如图,取长方形ABCD 的两条边AB 、AD 所在的直线分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系.设长方形ABCD 的四个顶点分别为A (0,0)、B (a,0)、C (a ,b )、D (0,b ).在平面上任取一点M (m ,n ),则有AM 2+CM 2=m 2+n 2+(m -a )2+(n -b )2,BM 2+DM 2=(m -a )2+n 2+m 2+(n -b )2,∴AM 2+CM 2=BM 2+DM 2.8.如下图所示,一个矩形花园里需要铺设两条笔直的小路,已知矩形花园的长AD =5 m ,宽AB =3 m ,其中一条小路定为AC ,另一条小路过点D ,问是否在BC 上存在一点M ,使得两条小路AC 与DM 相互垂直?若存在,则求出小路DM 的长.[分析] 建立适当的坐标系,转几何问题为代数运算.[解析] 以B 为坐标原点,BC 、BA 所在直线为x 、y 轴建立如图所示的平面直角坐标系.因为AD =5 m ,AB =3 m , 所以C (5,0),D (5,3),A (0,3). 设点M 的坐标为(x,0),因为AC ⊥DM , 所以k AC ·k DM =-1, 即3-00-5·3-05-x=-1. 所以x =3.2,即BM =3.2,即点M 的坐标为(3.2,0)时,两条小路AC 与DM 相互垂直. 故在BC 上存在一点M (3.2,0)满足题意. 由两点间距离公式得DM =-2+-2=3534.。

人教版高中数学必修二 讲学案:第三章 3.3 直线的交点坐标与距离公式

人教版高中数学必修二 讲学案:第三章 3.3 直线的交点坐标与距离公式
[活学活用]
三条直线ax+2y+7=0,4x+y=14和2x-3y=14相交于一点,求a的值.
解:解方程组 得
所以两条直线的交点坐标为(4,-2).
由题意知点(4,-2)在直线ax+2y+7=0上,将(4,-2)代入,得a×4+2×(-2)+7=0,解得a=- .
两点间距离公式
[典例](1)已知点A(-3,4),B(2, ),在x轴上找一点P,使|PA|=|PB|,并求|PA|的值;
在直线2x+3y-6=0上任取一点(3,0),关于点(1,-1)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.
题点四:线关于线对称
4.求直线m:3x-2y-6=0关于直线l:2x-3y+1=0的对称直线m′的方程.
层级一 学业水平达标
1.直线x+2y-2=0与直线2x+y-3=0的交点坐标是()
A.(4,1)B.(1,4)
C. D.
解析:选C由方程组 得 即直线x+2y-2=0与直线2x+y-3=0的交点坐标是 .
2.过点A(4,a)和点B(5,b)的直线与y=x+m平行,则|AB|的值为()
A.6B.
C.2D.不能确定
(1)在直线l上求一点P,使|PA|+|PB|最小;
(2)在直线l上求一点P,使||PB|-|PA||最大.
解:(1)设A关于直线l的对称点为A′(m,n),
则 解得 故A′(-2,8).
因为P为直线l上的一点,
则|PA|+|PB|=|PA′|+|PB|≥|A′B|,
当且仅当B,P,A′三点共线时,|PA|+|PB|取得最小值,为|A′B|,点P即是直线A′B与直线l的交点,

高中数学 第三章 直线与方程 3.3 3.3.1 两条直线的交点坐标 3.3.2 两点间的距离学案

高中数学 第三章 直线与方程 3.3 3.3.1 两条直线的交点坐标 3.3.2 两点间的距离学案

3.3.1 两条直线的交点坐标3.3.2 两点间的距离目标定位 1.会求两条直线的交点坐标.2.理解两条直线的平行、相交与相应的直线方程所组成的二元一次方程组的解的对应关系.3.掌握平面上两点间的距离公式并会应用.自 主 预 习1.两条直线的交点已知两条直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0;l 2:A 2x +B 2y +C 2=0.若两直线的方程联立,得方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0.若方程组有唯一解,则两条直线相交;若方程组无解,则两条直线平行.若方程组有无穷多个解,则两条直线重合. 2.过定点的直线系方程已知直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0交于点P (x 0,y 0),则方程A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0表示过点P 的直线系,不包括直线l 2. 3.两点间的距离平面上的两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式 |P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2. 4.两点间距离的特殊情况(1)原点O (0,0)与任一点P (x ,y )的距离|OP |=x 2+y 2. (2)当P 1P 2∥x 轴(y 1=y 2)时,|P 1P 2|=|x 2-x 1|. (3)当P 1P 2∥y 轴(x 1=x 2)时,|P 1P 2|=|y 2-y 1|.即 时 自 测1.判断题(1)求两直线的交点就是解由两直线方程组成的方程组.(√)(2)两直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0;l 2:A 2x +B 2y +C 2=0相交的充要条件是A 1B 2-A 2B 1≠0.(√) (3)方程A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,表示经过直线l 1:∴A 1x +B 1y +C 1=0和l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的交点的所有直线.(×)(4)两点间的距离公式与两点的先后顺序无关.(√)提示 (3)无论λ取什么实数,都得不到A 2x +B 2y +C 2=0,因此它不能表示直线l 2. 2.直线x =1与直线y =2的交点坐标是( )A.(1,2)B.(2,1)C.(1,1)D.(2,2)答案 A3.已知M (2,1),N (-1,5),则|MN |等于( ) A.5B.37C.13D.4解析 |MN |=(2+1)2+(1-5)2=5. 答案 A4.已知两条直线l 1:ax +3y -3=0,l 2:4x +6y -1=0,若l 1与l 2相交,则实数a 满足的条件是________.解析 l 1与l 2相交则有:a 4≠36,∴a ≠2.答案 a ≠2类型一 两直线的交点问题【例1】 求经过两直线l 1:3x +4y -2=0和l 2:2x +y +2=0的交点且过坐标原点的直线l 的方程.解 法一 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x +4y -2=0,2x +y +2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2,即l 1与l 2的交点坐标为(-2,2).∵直线过坐标原点,∴其斜率k =2-2=-1. 故直线方程为y =-x ,即x +y =0.法二 ∵l 2不过原点,∴可设l 的方程为3x +4y -2+λ(2x +y +2)=0(λ∈R ),即(3+2λ)x +(4+λ)y +2λ-2=0.将原点坐标(0,0)代入上式,得λ=1,∴直线l 的方程为5x +5y =0,即x +y =0.规律方法 (1)方法一是解方程组方法,思路自然,但计算量稍大,法二运用了交点直线系,是待定系数法,计算简单,但要注意判断原点(0,0)不能在直线2x +y +2=0上.否则,会出现λ的取值不确定的情形.(2)过直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0交点的直线系有两种:①λ1(A 1x +B 1y +C 1)+λ2(A 2x +B 2y +C 2)=0可表示过l 1、l 2交点的所有直线; ②A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0不能表示直线l 2.【训练1】 求经过直线l 1:x +3y -3=0,l 2:x -y +1=0的交点且平行于直线2x +y -3=0的直线方程.解 法一 由⎩⎪⎨⎪⎧x +3y -3=0,x -y +1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,∴直线l 1与l 2的交点坐标为(0,1),再设平行于直线2x +y -3=0的直线方程为2x +y +C =0, 把(0,1)代入所求的直线方程,得C =-1, 故所求的直线方程为2x +y -1=0. 法二 设过直线l 1、l 2交点的直线方程为x +3y -3+λ(x -y +1)=0(λ∈R ),即(λ+1)x +(3-λ)y +λ-3=0,由题意可知,λ+1λ-3=-2,解得λ=53, 所以所求直线方程为83x +43y -43=0,即2x +y -1=0.类型二 两点间距离公式的应用(互动探究)【例2】 已知△ABC 三顶点坐标A (-3,1)、B (3,-3)、C (1,7),试判断△ABC 的形状. [思路探究]探究点一 如何判断三角形的形状?提示 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.探究点二 从哪几个方面分析三角形的形状?提示 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;二是要考虑三角形边的长度特征,主要考察边是否相等或满足勾股定理. 解 法一 ∵|AB |=(3+3)2+(-3-1)2=213, |AC |=(1+3)2+(7-1)2=213, 又|BC |=(1-3)2+(7+3)2=226,∴|AB |2+|AC |2=|BC |2,且|AB |=|AC |,∴△ABC 是等腰直角三角形.法二 ∵k AC =7-11-(-3)=32,k AB =-3-13-(-3)=-23,则k AC ·k AB =-1,∴AC ⊥AB .又|AC |=(1+3)2+(7-1)2=213, |AB |=(3+3)2+(-3-1)2=213, ∴|AC |=|AB |.∴△ABC 是等腰直角三角形.规律方法 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;二是要考虑三角形边的长度特征,主要考察边是否相等或是否满足勾股定理.【训练2】已知点A(3,6),在x轴上的点P与点A的距离等于10,求点P的坐标.解设点P的坐标为(x,0),由|PA|=10,得(x-3)2+(0-6)2=10,解得:x=11或x=-5.所以点P的坐标为(-5,0)或(11,0).类型三坐标法的应用【例3】证明平行四边形四条边的平方和等于两条对角线的平方和.证明如图所示,以顶点A为坐标原点,AB边所在的直线为x轴,建立直角坐标系,有A(0,0).设B(a,0),D(b,c),由平行四边形的性质得点C的坐标为(a+b,c),因为|AB|2=a2,|CD|2=a2,|AD|2=b2+c2,|BC|2=b2+c2,|AC|2=(a+b)2+c2,|BD|2=(b-a)2+c2.所以|AB|2+|CD|2+|AD|2+|BC|2=2(a2+b2+c2),|AC|2+|BD|2=2(a2+b2+c2).所以|AB|2+|CD|2+|AD|2+|BC|2=|AC|2+|BD|2.规律方法坐标法解决几何问题时,关键要结合图形的特征,建立平面直角坐标系.坐标系建立的是否合适,会直接影响问题能否方便解决.建系的原则主要有两点:①让尽可能多的点落在坐标轴上,这样便于运算;②如果条件中有互相垂直的两条线,要考虑将它们作为坐标轴;如果图形为中心对称图形,可考虑将中心作为原点;如果有轴对称性,可考虑将对称轴作为坐标轴.【训练3】已知:等腰梯形ABCD中,AB∥DC,对角线为AC和BD.求证:|AC|=|BD|.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=b 2+c 2,|BD |=(a -b -a )2+(c -0)2=b 2+c 2.故|AC |=|BD |. [课堂小结]1.方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0有唯一解的等价条件是A 1B 2-A 2B 1≠0.亦即两条直线相交的等价条件是A 1B 2-A 2B 1≠0.直线A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0(λ∈R )是过直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与l 2:A 2x +B 2y +C 2=0交点的直线(不含l 2).2.解析法又称为坐标法,它就是通过建立直角坐标系,用坐标代替点、用方程代替曲线、用代数的方法研究平面图形的几何性质的方法.3.两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式|P 1P 2|=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)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.1.直线x +2y -2=0与直线2x +y -3=0的交点坐标是( ) A.(4,1)B.(1,4)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13D.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,43 解析 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -2=0,2x +y -3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =43,y =13.即直线x +2y -2=0与直线2x +y -3=0的交点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13.答案 C2.经过直线2x -y +4=0与x -y +5=0的交点,且垂直于直线x -2y =0的直线方程是( )A.2x +y -8=0B.2x -y -8=0C.2x +y +8=0D.2x -y +8=0解析 首先解得交点坐标为(1,6),再根据垂直关系得斜率为-2,可得方程y -6=-2(x -1),即2x +y -8=0. 答案 A3.已知点A (-2,-1),B (a ,3),且|AB |=5,则a 的值为________. 解析 由题意得(a +2)2+(3+1)2=5,解得a =1或a =-5.答案 1或-54.求经过两条直线2x -3y -3=0和x +y +2=0的交点且与直线3x +y -1=0平行的直线l 的方程.解 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y -3=0,x +y +2=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-35,y =-75.∵所求直线l 和直线3x +y -1=0平行, ∴直线l 的斜率k =-3,根据点斜式可得y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-75=-3⎣⎢⎡⎦⎥⎤x -⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,即所求直线方程为15x +5y +16=0.基 础 过 关1.已知A (-1,0),B (5,6),C (3,4),则|AC ||CB |的值为( )A.13B.12C.3D.2解析 由两点间的距离公式,得|AC |=[3-(-1)]2+(4-0)2=42,|CB |=(3-5)2+(4-6)2=22,故|AC ||CB |=4222=2.答案 D2.两直线2x +3y -k =0和x -ky +12=0的交点在y 轴上,那么k 的值为( ) A.-24 B.6 C.±6 D.24解析 在2x +3y -k =0中,令x =0得y =k3,将⎝ ⎛⎭⎪⎫0,k 3代入x -ky +12=0,解得k =±6.答案 C3.以A (5,5),B (1,4),C (4,1)为顶点的三角形是( ) A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等边三角形D.等腰直角三角形解析 ∵|AB |=17,|AC |=17,|BC |=32, ∴三角形为等腰三角形.故选B.答案 B4.设点A 在x 轴上,点B 在y 轴上,AB 的中点是P (2,-1),则|AB |等于________. 解析 设A (x ,0),B (0,y ),∵AB 中点P (2,-1), ∴x 2=2,y2=-1,∴x =4,y =-2, 即A (4,0),B (0,-2),∴|AB |=42+22=2 5. 答案 2 55.若直线l :y =kx -3与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则k 的取值范围是________.解析 由⎩⎨⎧y =kx -3,2x +3y -6=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =33+62+3k ,y =6k -232+3k .由于交点在第一象限,故x >0,y >0,解得k >33.答案 ⎝⎛⎭⎪⎫33,+∞ 6.在直线l :3x -y +1=0上求一点P ,使点P 到两点A (1,-1),B (2,0)的距离相等. 解 法一 设P 点坐标为(x ,y ),由P 在l 上和点P 到A ,B 的距离相等建立方程组⎩⎨⎧3x -y +1=0,(x -1)2+(y +1)2=(x -2)2+y 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,所以P 点坐标为(0,1).法二 设P (x ,y ),两点A (1,-1)、B (2,0)连线所得线段的中垂线方程为x +y -1=0.① 又3x -y +1=0,②解由①②组成的方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x -y +1=0,x +y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,所以所求的点为P (0,1).7.求证:不论m 取什么实数,直线(2m -1)x +(m +3)y -(m -11)=0都经过一定点,并求出这个定点坐标.证明 法一 对于方程(2m -1)x +(m +3)y -(m -11)=0,令m =0,得x -3y -11=0;令m =1,得x +4y +10=0.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y -11=0,x +4y +10=0得两条直线的交点坐标为(2,-3).将点(2,-3)代入直线方程,得(2m -1)×2+(m +3)×(-3)-(m -11)=0. 这表明不论m 取什么实数,所给直线均经过定点(2,-3).法二 将已知方程(2m -1)x +(m +3)y -(m -11)=0整理为(2x +y -1)m +(-x +3y +11)=0.由于m 取值的任意性,有⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -1=0,-x +3y +11=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-3.所以不论m 取什么实数,所给直线均经过定点(2,-3).能 力 提 升8.已知直线mx +4y -2=0与2x -5y +n =0互为垂直,垂足为(1,p ),则m -n +p 为( ) A.24B.20C.0D.-4解析 由垂直性质可得2m -20=0,m =10.由垂足可得⎩⎪⎨⎪⎧10+4p -2=0,2-5p +n =0,得⎩⎪⎨⎪⎧p =-2,n =-12.∴m -n+p =20. 答案 B9.两直线3ax -y -2=0和(2a -1)x +5ay -1=0分别过定点A ,B ,则|AB |的值为( ) A.895B.175C.135D.115解析 直线3ax -y -2=0过定点A (0,-2),直线(2a -1)x +5ay -1=0,过定点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,25,由两点间的距离公式,得|AB |=135.答案 C10.过点P (3,0)作一直线l ,使它被两直线l 1:2x -y -2=0和l 2:x +y +3=0所截的线段AB 以P 为中点,则此直线l 的方程是________.解析 法一 显然直线l 的斜率不存在时,不满足题意,当斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -3),将此方程分别与l 1,l 2的方程联立,得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3),2x -y -2=0和⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -3),x +y +3=0. 解得x A =3k -2k -2和x B =3k -3k +1,∵P (3,0)是线段AB 的中点,∴x A +x B =6,即3k -2k -2+3k -3k +1=6,解得k =8. 故直线l 的方程为y =8(x -3),即8x -y -24=0. 法二 设l 1上的点A 的坐标为(x 1,y 1), ∵P (3,0)是线段AB 的中点, ∴l 2上的点B 的坐标为(6-x 1,-y 1), ∴⎩⎪⎨⎪⎧2x 1-y 1-2=0,(6-x 1)+(-y 1)+3=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=113,y 1=163.∴点A 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫113,163,由两点式可得l 的方程为8x -y -24=0.答案 8x -y -24=011.已知直线l 1过点A (2,1),B (0,3),直线l 2的斜率为-3且过点C (4,2). (1)求l 1,l 2的交点D 的坐标; (2)已知点M (-2,2),N ⎝ ⎛⎭⎪⎫152,72,若直线l 3过点D 且与线段MN 相交,求直线l 3的斜率k 的取值范围.解 (1)∵直线l 1过点A (2,1),B (0,3),∴直线l 1的方程为y -13-1=x -20-2,即y =-x +3.∵直线l 2的斜率为-3且过点C (4,2), ∴直线l 2的方程为y -2=-3(x -4),即y =-3x +14.联立⎩⎪⎨⎪⎧y =-3x +14,y =-x +3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =112,y =-52,即l 1,l 2的交点D 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫112,-52. (2)由题设知k MD =2-⎝ ⎛⎭⎪⎫-52-2-112=-35.k ND =72-⎝ ⎛⎭⎪⎫-52152-112=3.因为过点D 的直线与线段MN 相交,故直线l 3的斜率k 的取值范围为:⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-35∪[3,+∞).探 究 创 新12.某县相邻两镇在一平面直角坐标系下的坐标为A (1,2),B (4,0),一条河所在直线方程为l :x +2y -10=0,若在河边l 上建一座供水站P 使之到A ,B 两镇的管道最省,问供水站P 应建在什么地方?此时|PA |+|PB |为多少?解 如图所示,过A 作直线l 的对称点A ′,连接A ′B 交l 于P ,因为若P ′(异于P )在直线l 上,则|AP ′|+|BP ′|=|A ′P ′|+|BP ′|>|A ′B |.因此,供水站只能在点P 处,才能取得最小值.设A ′(a ,b ),则AA ′的中点在l 上,且AA ′⊥l ,即⎩⎪⎨⎪⎧a +12+2×b +22-10=0,b -2a -1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =6,即A ′(3,6). 所以直线A ′B 的方程为6x +y -24=0,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧6x +y -24=0,x +2y -10=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =3811,y =3611.所以P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫3811,3611. 故供水站应建在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫3811,3611处, 此时|PA |+|PB |=|A ′B |=(3-4)2+(6-0)2=37.。

高中数学第三章直线与方程3.3.1两条直线的交点坐标3.3.2两点间的距离课件新人教A版必修

高中数学第三章直线与方程3.3.1两条直线的交点坐标3.3.2两点间的距离课件新人教A版必修
A.x+3y=0

2

3
C. + =1
答案:C
1
3
1
D.y=- x+4
3
B.y=- x-12
)
S 随堂练习
UITANG LIANXI
首 页
1
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
2
2.两点间的距离公式
已知平面上两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离为|P1P2|,则
-1
2-1
=
-(-3)
,
2-(-3)
首 页
探究一
探究二
探究三
探究四
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究五
探究四坐标法的应用
将几何问题代数化,即用代数的语言描述几何要素及其关系,并最终解决几
何问题,这种处理问题的方法叫作坐标法(或解析法),通过这种方法,把点与
坐标、曲线与方程联系起来,实现空间形式与数量关系的结合.
坐标法解决几何问题时,关键要结合图形的特征,建立平面直角坐标系.
坐标系建立的是否合适,会直接影响问题能否方便解决.建系的原则主要有
两点:
①让尽可能多的点落在坐标轴上,这样便于运算;②如果条件中有互相
垂直的两条线,要考虑将它们作为坐标轴;如果图形为中心对称图形,可考虑
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
探究五
解:(1)设所求直线方程为 x+2y-2+λ(3x-2y+2)=0.

人教课标版高中数学必修2《两点间的距离》名师课件2

人教课标版高中数学必修2《两点间的距离》名师课件2
|P1P2|=|x1-x2| 在y轴上,已知点P1(0,y1)和P2(0,y2) ,那么点P1和P2的距离为:
|P1P2|=|y1-y2|
实质上,以上两种可归结为下列两类情形:
y
P1 P2
o x1
x x2
y
y2
y1
o
P2
P1
x
x1 x2 y1 y2
|P1P2|=|x1-x2|
x1 x2 y1 y2
解题策略
用解析法(坐标法)解决几何问题的基本步骤 第一步:建立适当的直角坐标系,用坐标表示有关的量; 第二步:进行有关的代数计算; 第三步:把代数运算结果“翻译”成几何关系.
巩固练习
3.已知△ABC 是直角三角形,斜边 BC 的中点为 M,建立适当的 平面直角坐标系,证明:|AM|=12|BC|. 证明:以 Rt△ABC 的直角边 AB,AC 所在直线为坐标轴,建立 如图所示的平面直角坐标系.设 B,C 两点的坐标分别为(b,0), (0,c),斜边 BC 的中点为 M,
|AC|=
3+322+0-322=3 210.
由于∠BAC=90°,
所以 S△ABC=12|AB|·|AC|=12× 210×3 210=145. 综上可知,当 A 点的坐标为(1,-1)时,△ABC 的面积为 5,当
A 点的坐标为-23,32时,△ABC 的面积为145.
例题讲解
例3、已知等腰梯形ABCD中,AB∥CD,试建立适当 的直角坐标系,证明:|AC|=|BD|.
探究新知
由此可见,已知x轴上一点P1(x0,0)和y 轴上一点P2(0,y0),那么点P1和P2的距 离为:
P2 y | P1P2 | x02 y02
o
P1 x

数学:432《空间两点间的距离公式》课件新人教A版必修2

数学:432《空间两点间的距离公式》课件新人教A版必修2
详细描述
通过中点坐标公式,可以方便地找到线段的中点,进而用于 计算线段的长度、确定平行线间的距离、进行向量加法运算 等。
中点坐标计算实例
总结词
通过具体的例子,演示如何使用中点坐标公式进行计算。
详细描述
例如,已知线段两端点A(1,2)和B(4,5),使用中点坐标公式可以计算出中点M的 坐标为(2.5,3.5)。
CHAPTER 04
空间中线段的斜率与方向向量
斜率与方向向量的关系
斜率是描述线段在空间中倾斜程度的 数值,而方向向量则表示线段的方向 。
在三维空间中,线段的斜率与方向向 量之间的关系可以用数学公式表示, 为研究空间几何提供了重要的理论基 础。
斜率与方向向量的关系密切,斜率可 以通过方向向量计算得出,反之亦然 。
公式
如果点A(x1, y1, z1)和点B(x2, y2, z2)是空间中的两点,那么它们之 间的距离d可以通过以下公式计算 :d = sqrt[(x2-x1)^2 + (y2y1)^2 + (z2-z1)^2]。
公式推导过程
利用勾股定理推导
通过勾股定理,我们可以推导出空间两 点间的距离公式。设线段AB为两点间的 距离,过点A和B分别作垂直于线段AB的 两个平面,分别交线段AB于点C和D。利 用勾股定理,我们可以得到AC^2 + CD^2 = AD^2,其中AC和CD分别是点 A到平面BCD的距离和平面BCD到点D的 距离,AD是线段AB的长度。通过这个等 式,我们可以推导出空间两点间的距离 公式。
线段长度与时间的关系
在物理学中,物体的运动轨迹可以表示为线段,线段的长度与物体 运动的时间有关。
线段长度与速度的关系
在物理学中,物体的运动速度可以表示为线段长度与时间的比值, 即线段长度与速度有关。

2020-2021学年数学人教A版必修2学案:3.3.1两条直线的交点坐标3.3.2两点间的距离

2020-2021学年数学人教A版必修2学案:3.3.1两条直线的交点坐标3.3.2两点间的距离

3.3 直线的交点坐标与距离公式3.3.1 两条直线的交点坐标3.3.2 两点间的距离[目标] 1.会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标;2.会用代数方法判定两直线的位置关系;3.记住两点间的距离公式并会应用.[重点] 求两直线的交点坐标、两点间的距离公式及应用.[难点] 方程组解的个数与两线相交、平行或重合的对应关系的理解.知识点一 两条直线的交点坐标[填一填]1.求法:两直线方程联立组成方程组,此方程组的解就是这两条直线的交点坐标,因此解方程组即可.2.应用:可以利用两直线的交点个数判断两直线的位置关系. 一般地,将直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0和直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的方程联立,得方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0. 当方程组有唯一解时,l 1和l 2相交,方程组的解就是交点坐标; 当方程组无解时,l 1与l 2平行;当方程组有无数组解时,l 1与l 2重合.[答一答]1.在下列直线中,与直线x +3y -4=0相交的直线为( C )A.x +3y =0B.y =-13x -12C.x 2+y 3=1D.y =-13x +4解析:A 、B 、D 选项的斜率都是-13,且与x +3y -4=0平行,C选项的斜率是-32,所以x 2+y 3=1与x +3y -4=0相交.2.若两直线的方程组成的方程组有解,两直线是否交于一点? 提示:不一定.两条直线是否交于一点,取决于联立两条直线方程所得的方程组是否有唯一解.若方程组有无穷多个解,则两条直线重合.知识点二 两点间的距离公式[填一填]1.公式:点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式|P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.2.文字叙述:平面内两点的距离等于这两点的横坐标之差与纵坐标之差的平方和的算术平方根.名师点拨:坐标平面内两点间的距离公式是数轴上两点间距离公式的推广.[答一答]3.两点间的距离公式中点P 1,P 2的位置有先后之分么?提示:点P 1,P 2的位置没有先后之分,即距离公式也可以写为|P 1P 2|=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2.4.对于两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),当P 1P 2平行于x 轴时,如何求P 1,P 2的距离,当P 1P 2平行于y 轴时,如何求P 1,P 2的距离?提示:当P 1P 2平行于x 轴时,|P 1P 2|=|x 2-x 1|.当P 1P 2平行于y 轴时,|P 1P 2|=|y 1-y 2|.5.式子x 2+y 2的几何意义是什么?提示:x 2+y 2表示点(x ,y )与原点(0,0)的距离.类型一 求两条直线的交点[例1] (1)直线x +2y -4=0与直线2x -y +2=0的交点坐标是( )A.(2,0)B.(2,1)C.(0,2)D.(1,2) (2)两直线2x +3y -k =0与x -ky +12=0的交点在y 轴上,则k 的值为( )A.-24B.6C.±6D.24 [解析] (1)解方程组⎩⎨⎧ x +2y -4=0,2x -y +2=0,得⎩⎨⎧ x =0,y =2.即直线x +2y -4=0与直线2x -y +2=0的交点坐标是(0,2).(2)在2x +3y -k =0中,令x =0,得y =k 3,在x -ky +12=0中,令x =0,得y =12k ,所以12k =k 3,解得k =±6.[答案] (1)C (2)C解二元一次方程组的常用方法有代入消元法和加减消元法.(1)若一条直线的方程是斜截式,常常应用代入消元法解方程组.(2)若直线的方程都是一般式,常常应用加减消元法解方程组.[变式训练1] 判断下列各组直线的位置关系,如果相交,求出交点的坐标:(1)l 1:5x +4y -2=0,l 2:2x +y +2=0.(2)l 1:2x -6y +3=0,l 2:y =13x +12.(3)l 1:2x -6y =0,l 2:y =13x +12.解:(1)解方程组⎩⎨⎧5x +4y -2=0,2x +y +2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-103,y =143. 所以l 1与l 2相交,且交点坐标为-103,143. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y +3=0,①y =13x +12,②②×6整理得2x -6y +3=0. 因此,①和②可以化成同一个方程,即①和②表示同一条直线,l 1与l 2重合.(3)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -6y =0,①y =13x +12,②②×6-①得3=0,矛盾. 方程组无解,所以两直线无公共点,l 1∥l 2.类型二 求过两条直线交点的直线方程[例2] 已知两直线l 1:3x +4y -2=0和l 2:2x +y +2=0.(1)求两直线的交点;(2)求过两直线的交点和坐标原点的直线l 的方程.[解] (1)由方程组⎩⎨⎧ 3x +4y -2=0,2x +y +2=0,解得⎩⎨⎧ x =-2,y =2.即l 1与l 2的交点坐标为(-2,2).(2)解法1:∵直线过点(-2,2)和坐标原点,∴其斜率k =2-2=-1,∴直线方程为y =-x ,一般式为x +y =0.解法2:∵l 2不过原点,∴可设l 的方程为3x +4y -2+λ(2x +y +2)=0(λ∈R ),即(3+2λ)x +(4+λ)y +2λ-2=0,将原点坐标(0,0)代入上式,解得λ=1,∴l 的方程为5x +5y =0,即x +y =0.解法2用到过两直线交点的直线系方程,避免了求两直线的交点.选择不同的方法求解题目,可以训练自己的解题思路,使思路更开阔.[变式训练2] 求经过两直线2x -3y -3=0和x +y +2=0的交点且与直线3x +y -1=0平行的直线l 的方程.解:方法1:由方程组⎩⎨⎧ 2x -3y -3=0,x +y +2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-35,y =-75.∵直线l 和直线3x +y -1=0平行, ∴直线l 的斜率k =-3.∴根据点斜式有y -(-75)=-3[x -(-35)],即所求直线方程为15x +5y +16=0.方法2:∵直线l 过两直线2x -3y -3=0和x +y +2=0的交点,∴设直线l 的方程为2x -3y -3+λ(x +y +2)=0,即(λ+2)x +(λ-3)y +2λ-3=0.∵直线l 与直线3x +y -1=0平行,∴λ+23=λ-31≠2λ-3-1,解得λ=112. 从而所求直线方程为15x +5y +16=0.类型三 两点间距离公式的应用[例3] 已知点A (-2,1),B (1,-2),直线y =2上一点P ,使|AP |=|BP |,则P 点坐标为________.[解析] 设P (x,2),∵点A (-2,1),B (1,-2),直线y =2上一点P ,使|AP |=|BP |,∴(x +2)2+(2-1)2=(x -1)2+(2+2)2,解得x =2.∴P (2,2).[答案] (2,2)已知所求点的相关信息及该点到某点的距离满足某些条件时,设出所求点的坐标,利用两点间距离公式建立关于所求点坐标的方程或方程组求解.[变式训练3] 已知点A (-1,2),B (1,3),P 在直线y =2x 上,求|P A |2+|PB |2取得最小值时点P 的坐标.解析:设P点坐标为(x,2x),∵|P A|2+|PB|2=(x+1)2+(2x-2)2+(x -1)2+(2x-3)2=10x2-20x+15=10(x-1)2+5,∴|P A|2+|PB|2≥5.(当且仅当x=1时取等号)∴当|P A|2+|PB|2取得最小值5时,点P的坐标为(1,2).类型四对称问题命题视角1:点关于点的对称问题[例4]已知不同的两点P(a,-b)与Q(b+1,a-1)关于点(3,4)对称,则ab=()A.-5B.14C.-14D.5[分析]利用中点坐标公式求解.[解析]由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a+b+12=3,a-b-12=4,即⎩⎨⎧a+b=5,a-b=9,解得⎩⎨⎧a=7,b=-2,故ab=7×(-2)=-14.[答案] C点关于点的对称问题一般用中点坐标公式即可解决.[变式训练4]点(1,y)关于(-1,0)的对称点坐标是(x,2),则x=-3,y=-2.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ 1+x 2=-1,y +22=0得⎩⎨⎧ x =-3,y =-2.命题视角2:点关于线、线关于线的对称问题[例5] 已知直线l :y =3x +3,求(1)点P (4,5)关于直线l 的对称点的坐标;(2)直线l 1:y =x -2关于直线l 对称的直线l 2的方程.[解] (1)设点P 关于直线l 的对称点为P ′(x ′,y ′),则线段PP ′的中点M 在对称轴上,且直线PP ′垂直于对称轴,即⎩⎪⎨⎪⎧ y ′+52=3×x ′+42+3,y ′-5x ′-4×3=-1,解得⎩⎨⎧ x ′=-2,y ′=7.所以点P ′的坐标是(-2,7).(2)由题意,得l 1上任一点P 1(x 1,y 1)关于l 的对称点P 2(x 2,y 2)一定在l 2上,反之也成立.故⎩⎪⎨⎪⎧y 1+y 22=3×x 1+x 22+3,y 1-y 2x 1-x 2×3=-1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-45x 2+35y 2-95,y 1=35x 2+45y 2+35. 把(x 1,y 1)代入y =x -2,整理得7x 2+y 2+22=0,所以直线l 2的方程为7x +y+22=0.(1)点A (x 0,y 0)关于直线l :Ax +By +C =0的对称点M (x ,y )可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y -y 0x -x 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫-A B =-1(AB ≠0),A ·x +x 02+B ·y +y 02+C =0求得.(2)求直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0关于直线l :Ax +By +C =0对称的直线l 2的方程的方法:转化为点关于直线对称,在l 1上任取两点P 1和P 2,求出P 1,P 2关于l 的对称点,再用两点式可求出l 2的方程.[变式训练5] 已知两点A (3,-3),B (5,1),直线l :y =x ,在直线l 上求一点P 使|P A |+|PB |最小.解:如图,作点A 关于直线l 的对称点A ′,易知A ′(-3,3).连接BA ′交直线l 于点P ,则|P A |+|PB |=|P A ′|+|PB |=|A ′B |.又直线A ′B 的方程为x +4y -9=0,与y =x 联立解得P ⎝ ⎛⎭⎪⎫95,95.1.直线x +2y -2=0与直线2x +y -3=0的交点坐标是( C )A.(4,1)B.(1,4)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13D.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,43 解析:由方程组⎩⎨⎧ x +2y -2=0,2x +y -3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =43,y =13.即直线x +2y -2=0与直线2x +y -3=0的交点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫43,13. 2.已知M (2,1),N (-1,5),则|MN |等于( A )A.5B.37C.13D.4 解析:|MN |=(2+1)2+(1-5)2=5.3.经过直线2x -y +4=0与x -y +5=0的交点,且垂直于直线x -2y =0的直线方程是( A )A.2x +y -8=0B.2x -y -8=0C.2x +y +8=0D.2x -y +8=0解析:首先解得交点坐标为(1,6),再根据垂直关系得斜率为-2,可得方程y -6=-2(x -1),即2x +y -8=0.4.已知两条直线l 1:ax +3y -3=0,l 2:4x +6y -1=0,若l 1与l 2相交,则实数a 满足的条件是a ≠2.解析:l 1与l 2相交则有:a 4≠36,∴a ≠2.5.已知△ABC 的三个顶点的坐标是A (-3,1),B (3,-3),C (1,7).(1)判断△ABC 的形状;(2)求△ABC 的面积.解:(1)因为|AB |=(3+3)2+(-3-1)2=213,|AC|=(1+3)2+(7-1)2=213,又|BC|=(1-3)2+(7+3)2=226,所以|AB|2+|AC|2=|BC|2,且|AB|=|AC|,所以△ABC是等腰直角三角形.(2)△ABC的面积S△ABC=12|AC|·|AB|=12×213×213=26.——本课须掌握的两大问题1.过两条直线交点的直线系方程:过两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程是A1x+B1y+C1+λ(A2x +B2y+C2)=0(λ∈R),但此方程中不含l2;一般形式是m(A1x+B1y+C1)+n(A2x+B2y+C2)=0(m2+n2≠0),是过l1与l2交点的所有直线方程.2.坐标平面内两点间的距离公式,是解析几何中的最基本最重要的公式之一,利用它可以求平面上任意两个已知点间的距离.反过来,已知两点间的距离也可以根据条件求其中一个点的坐标.。

2012年高一数学新人教A版必修二学案3.3《直线的交点坐标与距离公式》

2012年高一数学新人教A版必修二学案3.3《直线的交点坐标与距离公式》

§ 3.1两条直线的交点坐标12.体会判断两直线相交中的数形结合思想.五、预习与自学(预习教材P 102~ P 104,找出疑惑之处)问题1:已知两直线方程1111:0l A x B y C ++=,222:l A x B y +20C +=,如何判断这两条直线的位置关系?应用:可以利用两直线的 个数判断两直线的位置关系: (1)若二元一次方程组有一个解,则1l 与2l 。

(2)若二元一次方程组无解,则1l 与2l 。

(3)若二元一次方程组有无数个解,则1l 与2l 。

探究:两直线是否相交与其方程组成的方程组的系数有何关系?问题2:如果两条直线相交,怎样求交点坐标?交点坐标与二元一次方程组有什关系?求法:用代数法求两条直线的交点坐标,两直线方程联立方程组,此方程组的 就是这两条直线的交点坐标,因此解方程组即可。

尝试:判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标. ⑴1:20l x y -=,2:34100l x y +-=; ⑵1:30l x y -=,2:6210l x y -+=; ⑶1:3460l x y +-=,2:68120l x y +-=.§ 3.3.1两条直线的交点坐标1.一、当堂检测:1. 两直线12:210,:220l x y l x y ++=-++=的交点坐标为( ).A .13(,)24B .13(,)24-C .13(,)24--D .13(,)24-2. 两条直线320x y n ++=和2310x y -+=的位置关系是( ). A .平行 B .相交且垂直 C .相交但不垂直 D .与n 的值有关3.当k 为何值时,直线3y kx =+过直线2x y - 10+=与5y x =+的交点?二、综合提高 例1、求经过两直线2310x y --=和20x y ++=的交点且与直线310x y +-=平行的直线方程.变式:求经过两直线2310x y --=和20x y ++=的交点且与直线310x y +-=垂直的直线方程.例2、当λ变化时,方程 3x+4y-2+λ(2x+y+2)=0表示何图形,图形有何特点?求出这些图形的交点坐标。

(部编版)2020学年高中数学第三章3.3.1两条直线的交点坐标3.3.2两点间的距离1学案含解析新人教A版必修0

(部编版)2020学年高中数学第三章3.3.1两条直线的交点坐标3.3.2两点间的距离1学案含解析新人教A版必修0

3.3.1 & 3.3.2 两条直线的交点坐标 两点间的距离第一课时 两条直线的交点坐标 两点间的距离[提出问题]已知二元一次方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0.问题1:二元一次方程组的解法有哪些? 提示:代入消元法、加减消元法.问题2:在方程组中,每一个方程都可表示为一直线,那么方程组的解说明什么? 提示:两直线的公共部分,即交点.问题3:若给出两直线y =x +1与y =3x -2,如何求其交点坐标? 提示:联立解方程组求方程组的解即可得. [导入新知]1.两直线的交点坐标2 [化解疑难] 两直线相交的条件(1)将两直线方程联立解方程组,依据解的个数判断两直线是否相交.当方程组只有一解时,两直线相交. (2)设l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1与l 2相交的条件是A 1B 2-A 2B 1≠0或A 1A 2≠B 1B 2(A 2,B 2≠0).(3)设两条直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,则l 1与l 2相交⇔k 1≠k 2.[提出问题]数轴上已知两点A ,B .问题1:如何求A ,B 两点间的距离? 提示:|AB |=|x A -x B |.问题2:在平面直角坐标系中能否用数轴上两点间距离求出任意两点间距离? 提示:可以,构造直角三角形利用勾股定理求解. [导入新知] 两点间的距离公式(1)公式:点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式|P 1P 2|=x 1-x 22+y 1-y 22.(2)文字叙述:平面内两点的距离等于这两点的横坐标之差与纵坐标之差的平方和的算术平方根. [化解疑难]两点间距离公式的理解(1)此公式与两点的先后顺序无关,也就是说公式也可写成|P 1P 2|= x 2-x 12+y 2-y 12.(2)当直线P 1P 2平行于x 轴时,|P 1P 2|=|x 2-x 1|. 当直线P 1P 2平行于y 轴时,|P 1P 2|=|y 2-y 1|. 当点P 1,P 2中有一个是原点时,|P 1P 2|=x 2+y 2.[例1] (1)l 1:5x +4y -2=0,l 2:2x +y +2=0; (2)l 1:2x -6y +3=0,l 2:y =13x +12;(3)l 1:2x -6y =0,l 2:y =13x +12.[解] (1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧5x +4y -2=0,2x +y +2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-103,y =143.所以l 1与l 2相交,且交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-103,143. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y +3=0, ①y =13x +12, ②②×6整理得2x -6y +3=0.因此,①和②可以化成同一个方程,即①和②表示同一条直线,l 1与l 2重合. (3)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y =0, ①y =13x +12, ②②×6-①得3=0,矛盾.方程组无解,所以两直线无公共点,l 1∥l 2. [类题通法]判断两直线的位置关系,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.(1)解方程组的重要思想就是消元,先消去一个变量,代入另外一个方程能解出另一个变量的值. (2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论. (3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系. [活学活用]直线y =kx +3与直线y =1kx -5的交点在直线y =x 上,求k 的值.解:由题意可知,三条直线y =kx +3,y =1k x -5,y =x 交于一点.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +3,y =x ,得x =y =31-k,代入y=1k x -5,得31-k =1k ·31-k -5,解得k =1或k =35.因为直线y =kx +3与直线y =1k x -5相交,所以k ≠1k ,即k ≠1,故k =35.[例2] 求证:不论m 为何实数,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5都过某一定点. [解] 证明:法一:取m =1时,直线方程为y =-4;取m =12时,直线方程为x =9.两直线的交点为P (9,-4),将点P 的坐标代入原方程左边=(m -1)×9+(2m -1)×(-4)=m -5. 故不论m 取何实数,点P (9,-4)总在直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5上,即直线恒过点P (9,-4). 法二:原方程化为(x +2y -1)m +(-x -y +5)=0.若对任意m 都成立, 则有⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -1=0,x +y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =9,y =-4.所以不论m 为何实数,所给直线都过定点P (9,-4). [类题通法]解含有参数的直线恒过定点的问题(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0解得.若整理成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x 0,y 0).[活学活用]求过两直线2x -3y -3=0和x +y +2=0的交点且与直线3x +y -1=0平行的直线方程.解:法一:设所求直线为l ,因为直线l 过已知两直线的交点,因此直线l 的方程可设为2x -3y -3+λ(x +y +2)=0(其中λ为常数),即(λ+2)x +(λ-3)y +2λ-3=0. ①又直线l 与直线3x +y -1=0平行,所以-λ+2λ-3=-3且λ+23≠2λ-3-1,解得λ=112.将λ=112代入①,整理,得15x +5y +16=0,即为所求.法二:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y -3=0,x +y +2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-35,y =-75,所以两直线的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-75.又所求直线与直线3x +y -1=0平行,所以所求直线的斜率为-3.故所求直线方程为y +75=-3⎝ ⎛⎭⎪⎫x +35,即15x+5y +16=0.[例3] 已知点A (1,1),B (5,3),C (0,3),求证:△ABC 为直角三角形. [解] 证明:法一:∵|AB |=-2+-2=25,|AC |=-2+-2=5,又|BC |=-2+-2=5,∴|AB |2+|AC |2=|BC |2, ∴△ABC 为直角三角形.法二:∵k AB =3-15-1=12,k AC =3-10-1=-2,∴k AB ·k AC =-1,∴AB ⊥AC ,∴△ABC 是以A 为直角顶点的直角三角形.[类题通法]1.计算两点间距离的方法(1)对于任意两点P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2),则|P 1P 2|=x 2-x 12+y 2-y 12.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解. 2.解答本题还要注意构成三角形的条件. [活学活用]若点A (-3,4)与坐标轴上的点P 的距离等于5,试确定点P 的坐标. 解:若点P 在x 轴上,设点P 的坐标为(x,0),由点P 与点A 之间的距离等于5,得x +2+-2=5,解得x =0或x =-6,所以点P 的坐标为(0,0)或(-6,0);若点P 在y 轴上,设点P 的坐标为(0,y ),由点P 与点A 之间的距离等于5,得+2+y -2=5,解得y =0或y =8,所以点P 的坐标为(0,0)或(0,8).故所求的点P 有3个,坐标分别为(-6,0),(0,0),(0,8).8.两条直线相交求参数中的误区[典例] 若三条直线l 1:ax +y +1=0,l 2:x +ay +1=0,l 3:x +y +a =0能构成三角形,则a 应满足的条件是( )A .a =1或a =-2B .a ≠±1C .a ≠1且a ≠-2D .a ≠±1且a ≠-2[解析] 为使三条直线能构成三角形,需三条直线两两相交且不共点. ①若三条直线交于一点,由⎩⎪⎨⎪⎧x +ay +1=0,x +y +a =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-a -1,y =1,将l 2,l 3的交点(-a -1,1)代入l 1的方程解得a =1或a =-2*; ②若l 1∥l 2,则由a ×a -1×1=0,得a =±1**, 当a =1时,l 1与l 2重合;③若l 2∥l 3,则由1×1-a ×1=0,得a =1,当a =1时,l 2与l 3重合;④若l 1∥l 3,则由a ×1-1×1=0,得a =1, 当a =1时,l 1与l 3重合. 综上,当a =1时,三条直线重合;当a =-1时,l 1∥l 2;当a =-2时,三条直线交于一点, 所以要使三条直线能构成三角形,需a ≠±1且a ≠-2. [答案] D [易错防范]*处,解题过程中,由a =1或a =-2得a ≠1且a ≠-2,此种错误是因只考虑了三条直线相交于一点不能构成三角形,而忽视了任意两条平行或重合的直线也不能构成三角形.**处,若得到a ≠±1,只考虑了直线的斜率不相等的条件,而忽视了三条直线相交于一点也不能构成三角形. 解答此类问题由条件不易直接求参数,可考虑从反面入手,同时考虑问题要全面,不要漏掉某些情形.[成功破障]若直线y =2x +10,y =x +1,y =ax -2交于一点,则a 的值为( ) A.12 B .-12C.23 D .-23答案:C[随堂即时演练]1.直线3x +2y +6=0和2x +5y -7=0的交点的坐标为( ) A .(-4,-3) B .(4,3) C .(-4,3) D .(3,4)答案:C2.已知点A (-2,-1),B (a,3),且|AB |=5,则a 的值为( ) A .1 B .-5 C .1或-5 D .-1或5 答案:C3.若直线y =kx +3k -2与y =-14x +1的交点在第一象限,则k 的取值范围为________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫27,14.若p ,q 满足p -2q =1,直线px +3y +q =0必过一个定点,该定点坐标为________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,16 5.分别求经过两条直线2x +y -3=0和x -y =0的交点,且符合下列条件的直线方程. (1)平行于直线l 1:4x -2y -7=0; (2)垂直于直线l 2:3x -2y +4=0. 答案:(1)2x -y -1=0 (2)2x +3y -5=0[课时达标检测]一、选择题1.两直线2x +3y -k =0和x -ky +12=0的交点在y 轴上,那么k 的值为( ) A .-24 B .6 C .±6 D .24答案:C2.一条平行于x 轴的线段长是5个单位,它的一个端点是A (2,1),则它的另一个端点是( ) A .(-3,1)或(7,1) B .(2,-3)或(2,7) C .(-3,1)或(5,1) D .(2,-3)或(2,5)答案:A3.过两直线3x +y -1=0与x +2y -7=0的交点且与第一条直线垂直的直线方程是( ) A .x -3y +7=0 B .x -3y +13=0 C .3x -y +7=0 D .3x -y -5=0答案:B4.过点A (4,a )和点B (5,b )的直线与y =x +m 平行,则|AB |的值为( ) A .6 B. 2 C .2 D .不能确定答案:B5.方程(a -1)x -y +2a +1=0(a ∈R)所表示的直线( ) A .恒过定点(-2,3) B .恒过定点(2,3)C .恒过点(-2,3)和点(2,3)D .都是平行直线 答案:A 二、填空题6.已知在△ABC 中,A (-3,1),B (3,-3),C (1,7),则△ABC 的形状为________. 答案:等腰直角三角形7.已知直线l 1:a 1x +b 1y +1=0和直线l 2:a 2x +b 2y +1=0都过点A (2,1),则过两点P 1(a 1,b 1),P 2(a 2,b 2)的直线方程是____________.答案:2x +y +1=08.在直线x -y +4=0上求一点P ,使它到点M (-2,-4),N (4,6)的距离相等,则点P 的坐标为________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,52 三、解答题9.若三条直线l 1:x -y =0,l 2:x +y -2=0,l 3:5x -ky -15=0能构成一个三角形,求k 的取值范围. 解:①当l 1∥l 3时知k ≠0且有5k=1,所以有k =5.②当l 2∥l 3时知k ≠0且有5k=-1,所以有k =-5.③当l 1,l 2,l 3三线交于一点时,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y =0,x +y -2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1,故直线l 1与l 2相交于点(1,1).又l 3过点(1,1),所以有5×1-k -15=0, 所以有k =-10.综上可知,要使三条直线构成一个三角形,需有k ≠±5且k ≠-10.10.已知点A (1,-1),B (2,2),点P 在直线y =12x 上,求|PA |2+|PB |2取得最小值时P 点的坐标.解:设P (2t ,t ),则|PA |2+|PB |2=(2t -1)2+(t +1)2+(2t -2)2+(t -2)2=10t 2-14t +10.当t =710时,|PA |2+|PB |2取得最小值,此时有P ⎝ ⎛⎭⎪⎫75,710,所以|PA |2+|PB |2取得最小值时P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫75,710.。

§3.3.2两点间的距离

§3.3.2两点间的距离
2 ห้องสมุดไป่ตู้ 2 2 2 2
因此,平行四边形四条边的平方和等于两条对角线 的平方和.
用“坐标法”解决有关几何问题的基本步骤: 第一步;建立坐标系, 用坐标系表示有关的量
第二步:进行 有关代数运算
第三步:把代数运算结果 “翻译”成几何关系
小结 1.两点间距离公式
| PP ( x2 x1 ) ( y2 y 1 ) 1 2 |
O
| PQ 1 || x2 x1 |
两点间距离公式
一般地,已知平面上两点P1(x1,y1 )和P2(x2,y2),利 用上述方法求点P1和P2的距离为
| PP 1 2 | ( x2 x1 ) ( y2 y 1 )
2
2
特别地,点P(x,y)到原点(0,0)的距离为
| OP | x y
2
2
2.坐标法 第一步:建立坐标系,用坐标表示有关的量 第二步:进行有关代数运算
第三步:把代数运算结果翻译成几何关系
拓展
已知平面上两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2),直线P1P2的 斜率为k,则 y2-y1可怎样表示?从而点P1和P2的距离 公式可作怎样的变形?
y2 y1 k ( x2 x1 )
3.3.2 两点间的距离
思考
已知平面上两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2),如何点P1 和P2的距离|P1P2|?
P2(x2,y2)
y
P1(x1,y1)
O
x
两点间距离公式推导 y y2
P2(x2, y2)
| P2Q || y2 y1 |
y1 P1(x1,y1) x1
Q(x2,y1)
x2 x
A(0,0)
B(a,0)
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§ 3.3.2两点间的距离
1.掌握直角坐标系两点间距离,用坐标法证明简单的几何问题.
2.通过两点间距离公式的推导,能更充分体会数形结合的优越性.
3.体会事物之间的内在联系,,能用代数方法解决几何问题.
一、课前准备:
(预习教材P 115~ P 116,找出疑惑之处)
1.直线0mx y m +-=,无论m 取任意实数,它都过点 .
2.若直线111:1l a x b y +=与直线222:1l a x b y +=的交点为(2,1)-,则112a b -= .
3.当k 为何值时,直线3y kx =+过直线2x y -
10+=与5y x =+的交点?
二、新课导学:
※ 学习探究
问题1:已知数轴上两点,A B ,怎么求,A B 的距离?
问题2:怎么求坐标平面上,A B 两点的距离?及,A B 的中点坐标?
新知:已知平面上两点111222(,),(,)P x y P x y ,则12PP
=
特殊地:(,)P x y 与原点的距离为OP =.
※ 典型例题
例1 已知点(8,10),(4,4)A B -求线段AB 的长及中点坐标.
变式:已知点(1,2),
=,并求PA的值.
-,在x轴上求一点,使PA PB
A B
例2 证明平行四边行四条边的平方和等于两条对角线的平方和.
变式:证明直角三角形斜边上的中点到三个顶点的距离相等.
※动手试试
练1.已知点(1,2),(3,4),(5,0)
∆是等腰三角形.
A B C,求证:ABC
练2.已知点(4,12)
A,在x轴上的点P与点A的距离等于13,求点P的坐标.
三、总结提升:
※学习小结
1.坐标法的步骤:①建立适当的平面直角坐标系,用坐标表示有关的量;②进行有关的代数
.
※自我评价你完成本节导学案的情况为().
A. 很好
B. 较好
C. 一般
D. 较差
※当堂检测(时量:5分钟满分:10分)计分:
1. 两点(1,3),(2,5)
A B
-之间的距离为().
A.B C D.3
2. 以点(3,0),(3,2),(1,2)
---为顶点的三角形是()三角形.
A B C
A .等腰
B .等边
C .直角
D .以上都不是
3. 直线a x +2y +8=0,4x +3y =10和2x -y =10相交于一点,则a 的值( ).
A .2-
B .2
C .1
D .1-
4. 已知点(1,2),A B -,在x 轴上存在一点P ,使PA PB =,则PA = .
5. 光线从点M (-2,3)射到x 轴上一点P (1,0)后被x 轴反射,则反射光线所在的直线的方程
.
1. 经过直线23y x =+和320x y -+=3的交点,且垂直于第一条直线.
2. 已知a 为实数,两直线1l :01=++y ax ,2l :0=-+a y x 相交于一点,求证交点不可能在第一象限及x 轴上.。

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