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
问题提出1.在平面几何中,我们只能对直线作定性的研究,如平行、相交、垂直等.在平面直角坐标系中,我们用二元一次方程表示直线,从而可以对直线进行定量分析,如确定直线的斜率、截距等.2.在同一平面内,两条直线之间存在平行、相交、重合等位置关系,这些位置关系的基本特征与公共点的个数有关.因此,如何将两直线的交点进行量化,便成为一个新的课题.
两直线的交点坐标
知识探究(一):两条直线的交点坐标思考1:若点P在直线l上,则点P的坐标(x0,y0)与直线l的方程Ax+By+C=0有什么关系?思考2:直线2x+y-1=0与直线2x+y+1=0,直线3x+4y-2=0与直线2x+y+2=0的位置关系分别如何?
思考3:能根据图形确定直线3x+4y-2=0与直线2x+y+2=0的交点坐标吗?有什么办法求得这两条直线的交点坐标?xyoP
思考4:一般地,若直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0相交,如何求其交点坐标?几何元素及关系代数表示点AA(a,b)直线l点A在直线l上直线l1与l2的交点是A点A的坐标是方程组的解
思考5:对于两条直线和,若方程组有惟一解,有无数组解,无解,则两直线的位置关系如何?
知识探究(二):过交点的直线系思考1:经过直线l1:3x+4y-2=0与直线l2:2x+y+2=0的交点可作无数条直线,你能将这些直线的方程统一表示吗?思考2:方程(m,n不同时为0)表示什么图形?y-2=k(x+2)和x=-2
思考3:上述直线l1与直线l2的交点M(-2,2)在这条直线上吗?当m,n为何值时,方程分别表示直线l1和l2?思考4:方程表示的直线包括过交点M(-2,2)的所有直线吗?
思考5:方程表示经过直线l1和l2的交点的直线系,一般地,经过两相交直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程可怎样表示?m(A1x+B1y+C1)+n(A2x+B2y+C2)=0
理论迁移例1判断下列各对直线的位置关系,如果相交,求出其交点的坐标.(1)(2)(3)
例3设直线y=k(x+3)-2和x+4y-4=0相交,且交点P在第一象限,求k的取值范围.例2求经过两直线3x+2y+1=0和2x-3y+5=0的交点,且斜率为3的直线方程.xyoBAP
作业:P109习题3.3A组:1,3,5.P110习题3.3B组:1.
3.2.2两点间的距离
问题提出1.在平面直角坐标系中,根据直线的方程可以确定两直线平行、垂直等位置关系,以及求两相交直线的交点坐标,我们同样可以根据点的坐标确定点与点之间的相对位置关系.2.平面上点与点之间的相对位置关系一般通过什么数量关系来反映?
两点间的距离
知识探究(一):两点间的距离公式思考1:在x轴上,已知点P1(x1,0)和P2(x2,0),那么点P1和P2的距离为多少?思考2:在y轴上,已知点P1(0,y1)和P2(0,y2),那么点P1和P2的距离为多少?|P1P2|=|x1-x2||P1P2|=|y1-y2|
思考3: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的距离为多少?xyoP1P2
思考4:在平面直角坐标系中,已知点P1(2,-1)和P2(-3,2),如何计算点P1和P2的距离?xyoP1P2M
思考5:一般地,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的距离可得什么结论?xyoP1P2M
思考6:当直线P1P2与坐标轴垂直时,上述结论是否成立?思考7:特别地,点P(x,y)与坐标原点的距离是什么?xyoP1P2P1P2
知识探究(二):距离公式的变式探究思考1: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?
思考2:已知平面上两点P1(x1,y1)和P2(x2,y2),直线P1P2的斜率为k,则x2-x1可怎样表示?从而点P1和P2的距离公式又可作怎样的变形?
思考3:上述两个结论是两点间距离公式的两种变形,其使用条件分别是什么?思考4:若已知和,如何求?
理论迁移例1已知点和,在x轴上求一点P,使|PA|=|PB|,并求|PA|的值.例2设直线2x-y+1=0与抛物线相交于A、B两点,求|AB|的值.
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.xyA(0,0)B(a,0)C(a+b,c)D(b,c)
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”成几何关系作业:P106练习:1,2.P110习题3.3A组:6,7,8.
3.3.3点到直线的距离3.3.4两条平行直线间的距离
问题提出1.直角坐标平面上两点间的距离公式是什么?它有哪些变形?2.构成平面图形的基本元素为点和直线,就距离而言有哪几种基本类型?3.已知平面上三点A(-2,1),B(2,-2),C(8,6),若求△ABC的面积需要解决什么问题?
4.我们已经掌握了点与点之间的距离公式,如何求点到直线的距离、两条平行直线间的距离便成为新的课题.点到直线的距离两条平行直线间的距离
知识探究(一):点到直线的距离思考1:点到直线的距离的含义是什么?在直角坐标系中,若已知点P的坐标和直线l的方程,那么点P到直线l的距离是否确定?思考2:若点P在直线l上,则点P到直线l的距离为多少?若直线l平行于坐标轴,则点P到直线l的距离如何计算?
思考3:一般地,设点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离为d,试设想d的值与哪些元素有关?思考4:你能设计一个方案求点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离吗?xoPQlyBA
这是点到直线的距离公式.当直线l平行于坐标轴时,公式是否成立?思考5:根据上述分析,点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离为:
知识探究(二):两平行直线的距离思考1:两条平行直线的相对位置关系常通过距离来反映,两平行直线间的距离的含义是什么?思考2:你有什么办法求两条平行直线之间的距离?AB
思考4:根据上述思路,你能推导出两平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0(C1≠C2)之间的距离d的计算公式吗?思考3:直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0平行的条件是什么?xyol2l1P
理论迁移例1求点P(-1,2)到直线的距离.例2已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积.xyoACBh
例3已知直线和与,l1与l2是否平行?若平行,求l1与l2的距离.例4已知直线l过点,且原点O到直线l的距离为,求直线l的方程.
作业:P110习题3.3A组:9,10.习题3.3B组:2,4,5.