16.4
直线交点与距离公式
计算两直线交点、平面两点距离、点到直线距离和两条平行直线间距离。
本文章目录
01 · 出发点
把几何最短长度化为坐标公式
坐标几何不仅判断对象是否相交,还要定量描述它们相隔多远。两点距离来自勾股定理,点到直线距离是所有连线中的最短长度。
两直线交点由方程组确定。平行直线之间的距离可以转化为任取一点到另一条直线的距离,公式使用前应把两条一般式的 x、y 系数化为相同。
02 · 概念
交点、点线距离与平行线距离
两点 P_1(x_1,y_1)、P_2(x_2,y_2) 的距离为 √[(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2]。点 P(x_0,y_0) 到 Ax+By+C=0 的距离为 |Ax_0+By_0+C|/√(A^2+B^2)。
平行线 Ax+By+C_1=0 与 Ax+By+C_2=0 的距离为 |C_1-C_2|/√(A^2+B^2)。若系数尚未统一,不能直接相减常数项。
03 · 方法
标准化方程后计算距离
- 01
求交点时联立两直线方程,消元后将坐标代回两式检查。
- 02
求距离时先辨认对象类型,把直线整理成 A、B 不同时为零的一般式。
- 03
代入公式保留绝对值,化简根式,并用距离为非负数及量级直观复核。
04 · 例题
把方法落到具体问题
求点 P(2,-1) 到直线 3x-4y+5=0 的距离。
解
- 1
直线系数 A=3、B=-4、C=5,点坐标 x_0=2、y_0=-1。
- 2
分子为 |3×2-4×(-1)+5|=|15|=15,分母为 √(3^2+(-4)^2)=5。
- 3
相除得到 d=15/5=3;结果为正,且直线系数按 3-4-5 结构归一化正确。
05 · 辨析
容易忽略的条件与边界
回看
本节小结
- 交点问题对应二元一次方程组,结果必须同时满足两式。
- 点到直线距离公式含绝对值并除以法向量长度。
- 平行线距离公式要求两方程的 x、y 系数完全相同。