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点到直线距离公式的推导过程初中

来源 :华课网校 2024-07-31 08:35:45

点到直线的距离公式是初中数学中的一个重要知识点。下面我们来了解一下它的推导过程。

首先,我们需要知道什么是点到直线的距离。点到直线的距离就是从这个点到直线上最近的点的距离。我们可以画一张图来帮助理解。

假设有一条直线L和一点P,我们需要求出点P到直线L的距离。我们可以在直线L上任取一点A,并连接PA。接着,我们可以画出PA在直线L上的垂线段AH,并连接PH。这样,我们就得到了一个直角三角形PAH。因为PH是PA的垂线段,所以PH就是点P到直线L的距离。

接下来,我们需要推导出PH的公式。我们可以利用向量的知识来进行推导。设直线L的一般式为ax + by + c = 0,向量$\vec=(a,b)$是直线L的法向量,$\vec=(x_0,y_0)$是直线L上的一点。那么,任意一点P的坐标为$(x,y)$,向量$\vec=\vec-\vec=(x-x_0,y-y_0)$表示从直线L上的点$P_0$到点P的向量。因为向量$\vec$与直线L垂直,所以$\vec$在$\vec$上的投影$\vec$就是PH,也就是点P到直线L的距离。

根据向量的投影公式,$\vec=\frac{\vec\cdot\vec}{|\vec|^2}\vec$。因为$\vec$是单位向量,所以$|\vec|=1$,化简得到:

$$\vec=\vec\cdot\vec\vec=(x-x_0,y-y_0)\cdot(a,b)\frac(a,b)$$

展开计算,得到:

$$PH=\frac{\sqrt}$$

因此,点到直线的距离公式为:

$$d=\frac{\sqrt}$$

通过向量投影的方法,我们成功地推导出了点到直线的距离公式。这个公式在初中数学中非常重要,同学们要认真理解和掌握。

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