【文档说明】【精准解析】北师大版必修2一课三测:2.1.5平面直角坐标系中的距离公式【高考】.docx,共(11)页,174.782 KB,由小赞的店铺上传
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1.5平面直角坐标系中的距离公式填一填1.两点间的距离公式(1)数轴上:一般地,数轴上两点A,B对应的实数分别是xA,xB,则|AB|=|xB-xA|.(2)平面直角坐标系中:一般地,若两点A,B对应的坐标分别为A(x1,y1),B(x2,y2),则|AB|=(x2-x1)2+(y2-y1)
2.2.点到直线的距离点P(x0,y0)到直线Ax+By+C=0的距离记为d,则d=|Ax0+By0+C|A2+B2.3.两平行线间的距离两条平行直线的方程分别为l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0,两条直线间的距离记为d,即d=|C2-C1|A2+B2.判一判1.
原点O到点P(x,y)的距离为|OP|=x2+y2.(√)2.平面内两点间的距离公式与坐标顺序有关.(×)3.平面内任意两点间的距离均可使用两点间的距离公式.(√)4.直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0的距离是|C1-C2|.(×)5.原点到直
线Ax+By+C=0的距离公式是|C|A2+B2.(√)6.平行线间的距离是两平行线上两点间距离的最小值.(√)7.连接两条平行直线上两点,即得两平行线间的距离.(×)8.点到直线的距离是直线上的点与直线外一点连线的长度中的最小值.(√)想一想1.在使用点到直线的距离公式时,对直线
方程的形式有什么要求?提示:点到直线的距离公式只适用直线方程的一般式.2.两条平行直线间的距离公式写成d=|C1-C2|A2+B2时对两条直线应有什么要求?提示:两条平行直线的方程都是一般式,并且x,y的系数分别
对应相等.3.两条平行直线间距离有哪几种求法?提示:(1)直接利用两平行线间的距离公式.(2)在一条直线上任意选取一点利用点到直线的距离公式求解(一般要选特殊的点,如直线与坐标轴的交点、坐标为整数的点).(3)
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当两直线都与x轴垂直时,l1:x=x1,l2:x=x2,则d=|x2-x1|;②当两直线都与y轴垂直时,l1:y=y1,l2:y=y2,则d=|y2-y1|.4.距离公式综合应用的常见类型有哪些?提示:(1)最值问题
.①利用对称转化为两点之间的距离问题.②利用所求式子的几何意义转化为点到直线的距离.③利用距离公式将问题转化为一元二次函数的最值问题,通过配方求最值.(2)求参数问题.利用距离公式建立关于参数的方程或方程组,通过解方程或方程组求值.(3)求方程的问题.立足确定直线的
几何要素——点和方向,利用直线方程的各种形式,结合直线的位置关系(平行直线系、垂直直线系及过交点的直线系),巧设直线方程,在此基础上借助三种距离公式求解.思考感悟:练一练1.已知A(3,7),B(2,5),则A,B两
点间的距离为()A.5B.5C.3D.29答案:B2.已知直线上两点A(a,b),B(c,d),且a2+b2-c2+d2=0,则()A.原点一定是线段AB的中点B.A,B一定都与原点重合C.原点一定在线段AB上,但不是线段AB的中点D.原点一定在线段AB的垂直平分线上答案:D
3.点(1,-1)到直线x-y+1=0的距离是()A.32B.22C.3D.322答案:D4.点(5,-3)到直线x+2=0的距离等于()A.7B.5C.3D.2答案:A5.直线l1:x+y=0与直线l2:2x+2y+1=0间的距离是________.答案:
24知识点一两点间距离公式的应用1.已知点A(2,m)与点B(m,1)间的距离是13,则实数m=()A.-1B.4C.-1或4D.-4或1解析:∵|AB|=(m-2)2+(1-m)2=13,∴m2-3m-4=0,解得m=-1或m=4
.答案:C2.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(-1,2),所以BC边上中线长为(2+1)2+(1-2)2=10.答案:10知识点二求点到直线的距离3.已知点(
a,1)到直线x-y+1=0的距离为1,则a的值为()A.1B.-1C.2D.±2解析:由题意,得|a-1+1|12+(-1)2=1,即|a|=2,所以a=±2.故选D.答案:D4.点P(x,y)在直线x+y-4=0上,O是原点,则|OP|的最小值是()A.10B.22C.6
D.2解析:由题意可知|OP|的最小值即原点(0,0)到直线x+y-4=0的距离d=|-4|2=22.答案:B知识点三两条平行直线间的距离5.已知两条平行直线l1:3x+4y+5=0,l2:6x+by+c=0间的距离为3,则b+c等于()A.-12B.48C.36D.-12或48解析:
将l1:3x+4y+5=0改写为6x+8y+10=0,因为两条直线平行,所以b=8.由|10-c|62+82=3,解得c=-20或c=40.所以b+c=-12或48.故选D.答案:D6.已知直线3x+2y-3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们
之间的距离是()A.4B.21313C.51326D.71326解析:由两直线平行可知36=2m≠-31,故m=4.又方程6x+4y+1=0可化简为3x+2y+12=0,∴平行线间的距离为|12-(-3)|22+32=71326.故选D.答案:D知
识点四对称问题7.直线y=3x-4关于点P(2,-1)对称的直线l的方程是()A.y=3x-10B.y=3x-18C.y=3x+4D.y=4x+3解析:在直线上任取两点A(1,-1),B(0,-4),则其关于点P的对称点A′,B′可由中点坐标公式求得为A′(3,-1),B′(4,2),由两点式可
求得方程为y=3x-10.答案:A8.直线2x+3y-6=0关于点(1,-1)对称的直线的方程是()A.3x-2y+2=0B.2x+3y+7=0C.3x-2y-12=0D.2x+3y+8=0解析:由平面几何知识易知所求直线与已知
直线2x+3y-6=0平行,则可设所求直线的方程为2x+3y+C=0(C≠-6).在直线2x+3y-6=0上任取一点(3,0),其关于点(1,-1)对称的点为(-1,-2),则点(-1,-2)必在所求直线上,∴2×(-1)+3×(-2)+C=0,解得C=8.故所求
直线的方程为2x+3y+8=0.答案:D综合知识距离公式的综合应用9.已知△ABC中,A(2,-1),B(4,3),C(3,-2).(1)求BC边上的高所在直线方程的一般式;(2)求△ABC的面积.解析:(1)因为kBC=3-(-2)4-3=5
,所以BC边上的高AD所在直线斜率k=-15.所以AD所在直线方程为y+1=-15(x-2).即x+5y+3=0.(2)BC的直线方程为:y+2=5(x-3).即5x-y-17=0,点A到直线BC的距离为|2×5-(-1)-17|52+(-1)2=626
.又因为|BC|=(3-4)2+(-2-3)2=26,所以△ABC的面积S=12×626×26=3.10.已知直线l1经过点A(0,1),直线l2经过点B(5,0),且直线l1∥l2,l1与l2间的距离为5,求直线l1,l
2的方程.解析:∵直线l1∥l2,∴当直线l1,l2垂直于x轴时,直线l1的方程为x=0,直线l2的方程为x=5,这时直线l1,l2之间的距离等于5,符合题意.当直线l1,l2不垂直于x轴时,可设其斜率为k,依题意得,直线l1的方程为y=kx+1,即kx-y+1=0,直线l2的方程为y=
k(x-5),即kx-y-5k=0.由两条平行直线间的距离公式,得|1+5k|1+k2=5,解得k=125.∴直线l1的方程为12x-5y+5=0,直线l2的方程为12x-5y-60=0.综上,符合题意的直线l1,l2的方程有两组:l1:x=0,l2:x=5或l1:12x-5
y+5=0,l2:12x-5y-60=0.基础达标一、选择题1.点P(1,-1)到直线l:3y=2的距离是()A.3B.53C.1D.22解析:点P(1,-1)到直线l的距离d=|3×(-1)-2|02+32=53,选B.答案:B2.已知点M(1,4)到直线l:mx+y-1=0的距离为3,则实数m
=()A.0B.34C.3D.0或34解析:点M到直线l的距离d=|m+4-1|m2+1=|m+3|m2+1,所以|m+3|m2+1=3,解得m=0或m=34,选D.答案:D3.两条平行直线3x+4y-12=0与ax+8y+11=0间的距离为()A.1310B.
135C.72D.235解析:直线3x+4y-12=0,即直线6x+8y-24=0,根据直线3x+4y-12=0与ax+8y+11=0平行,可得a=6,故两条平行直线3x+4y-12=0与ax+8y+11=0间的距离为|-24-11|36+64=72.答案:C4.已知点A(1
,3),B(3,1),C(-1,0),则△ABC的面积等于()A.3B.4C.5D.6解析:设AB边上的高为h,则S△ABC=12|AB|·h.|AB|=(3-1)2+(1-3)2=22,AB边上的高h就是点C到直线AB的距离.AB边所在的直线方程为y-31-3=x
-13-1,即x+y-4=0.点C到直线x+y-4=0的距离为|-1+0-4|2=52,因此,S△ABC=12×22×52=5.答案:C5.直线l垂直于直线y=x+1,原点O到l的距离为1,且l与y轴正半轴有交点.则直线l的
方程是()A.x+y-2=0B.x+y+1=0C.x+y-1=0D.x+y+2=0解析:因为直线l与直线y=x+1垂直,所以设直线l的方程为y=-x+b.又l与y轴正半轴有交点,知b>0,即x+y-b=0(b>0),原点O(0,0)到直线x+y-b=0(b>0)
的距离为|0+0-b|12+12=1,解得b=2(b=-2舍去),所以所求直线l的方程为x+y-2=0.答案:A6.已知△ABC的三个顶点是A(-a,0),B(a,0)和Ca2,32a,则△ABC的形状是()A.等腰三角
形B.等边三角形C.直角三角形D.斜三角形解析:因为kAC=32aa2+a=33,kBC=32aa2-a=-3,kAC·kBC=-1,所以AC⊥BC,又|AC|=a2+a2+32a2=3|a|.|BC|=
a2-a2+32a-02=|a|,|AC|≠|BC|.所以△ABC为直角三角形.答案:C7.若动点A(x1,y1),B(x2,y2)分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB
的中点M到原点距离的最小值为()A.32B.2C.2D.4解析:由题意,知点M在直线l1与l2之间且与两直线距离相等的直线上,设该直线方程为x+y+c=0,则|c+7|2=|c+5|2,即c=-6,∴点M在直线x
+y-6=0上,∴点M到原点的距离的最小值就是原点到直线x+y-6=0的距离,即|-6|2=32.答案:A二、填空题8.已知点A(-1,2),B(3,b)的距离是5,则b=________.解析:根据两点间的距
离公式,可得(3+1)2+(b-2)2=5,解得b=5或b=-1.答案:5或-19.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17310.两直线3x+y-3=0与6x+my+n=0平行且距离为10,则m+n=________.解析:因为两直线平行,所以m=2,由两平行线的距离公式知-3-n232+12=10,解得n=14或n=-26.所以m+n=16或m+n=-24.
答案:16或-2411.已知直线l过点P(3,4)且与点A(-2,2),B(4,-2)等距离,则直线l的方程为________________________________________________________________________.解析:显然直线
l的斜率不存在时,不满足题意;设所求直线方程为y-4=k(x-3),即kx-y+4-3k=0,由已知,得|-2k-2+4-3k|1+k2=|4k+2+4-3k|1+k2,所以k=2或k=-23.所以所求
直线l的方程为2x-y-2=0或2x+3y-18=0.答案:2x-y-2=0或2x+3y-18=012.已知实数x,y满足2x+y+5=0,那么x2+y2的最小值为________.解析:求x2+y2的最小值,就是求2x+y+5=0上的点到原点的距离
的最小值,转化为坐标原点到直线2x+y+5=0的距离d=522+12=5.答案:5三、解答题13.已知点P(2,-1).(1)求过P点且与原点距离为2的直线l的方程;(2)求过P点且与原点距离最大的直线l的方程,最大距离是多少?(3)是否存在
过P点且与原点距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.解析:(1)过P点的直线l与原点距离为2,而P点坐标为(2,-1),可见,过P点垂直于x轴的直线满足条件,此时直线l的斜率不存在,其方程为x=2.若直线l的斜率存在,设其方程为y+1=k(x-2
),即kx-y-2k-1=0.由已知,得|-2k-1|k2+1=2,解得k=34,此时l的方程为3x-4y-10=0.综上,直线l的方程为x=2或3x-4y-10=0.(2)过P点且与原点O距离最大的直线是过P点且与OP垂直的直线.由l⊥
OP,得klkOP=-1,所以kl=-1kOP=2.由直线方程的点斜式得y+1=2(x-2),即2x-y-5=0.即直线2x-y-5=0是过P点且与原点O距离最大的直线,最大距离为|-5|5=5.(3)由(2)可知,存在过点P且到原点距离最大
为5的直线,因此不存在过点P到原点距离为6的直线.14.已知直线l1:x+3y-3m2=0和直线l2:2x+y-m2-5m=0相交于点P(m∈R).(1)用m表示直线l1与l2的交点P的坐标;(2)当m为何值时,点P到直线x+y+3=0的距离最短?并求出
最短距离.解析:(1)解方程组x+3y-3m2=0,2x+y-m2-5m=0,得x=3m,y=m2-m,∴直线l1与l2的交点P的坐标为(3m,m2-m).(2)设点P到直线x+y+3=0的距离为d,d=|3m+m2
-m+3|2=|m2+2m+3|2=|(m+1)2+2|2=(m+1)2+22,∴当m=-1时,即P点坐标为(-3,2)时,点P到直线x+y+3=0的距离最短,最短距离为2.能力提升15.已知两点A(2,3),B(4,1),直线l:x+2y-2=0,在直线l上求一点P.(1)使|PA
|+|PB|最小;(2)使||PA|-|PB||最大.解析:(1)可判断A,B在直线l的同侧,设A点关于l的对称点A1的坐标为(x1,y1),则有x1+22+2·y1+32-2=0,y1-3x1-2·-1
2=-1,解得x1=-25,y1=-95.由直线的两点式方程得直线A1B的方程为y-1-95-1=x-4-25-4,即y=711(x-4)+1,由x+2y-2=0,y=711(x-4)+1得直
线A1B与l的交点为P5625,-325,由平面几何知识可知,此时|PA|+|PB|最小.(2)由直线的两点式方程求得直线AB的方程为y-31-3=x-24-2,即x+y-5=0.由x+2y-2=0,x+y-5=0得直线AB与l
的交点为P(8,-3),此时||PA|-|PB||最大.16.已知三条直线l1:mx-y+m=0,l2:x+my-m(m+1)=0,l3:(m+1)x-y+(m+1)=0,它们围成△ABC.(1)求证:不论m取何值时,△ABC中总有一个顶点为定点;(2)当m取何值时,△ABC的面积
取最值?并求出最值.解析:(1)证明:设直线l1与直线l3的交点为A.由mx-y+m=0,(m+1)x-y+(m+1)=0,解得x=-1,y=0,∴点A的坐标为(-1,0),∴不论m取
何值,△ABC中总有一个顶点A(-1,0)为定点.(2)由x+my-m(m+1)=0,(m+1)x-y+(m+1)=0,解得x=0,y=m+1,即l2与l3交点为B(0,m+1).再由mx-y+m=0,x+m
y-m(m+1)=0,解得x=mm2+1,y=m3+m2+mm2+1,即l1与l2交点为Cmm2+1,m3+m2+mm2+1.设边AB上的高为h,∴S△ABC=12|AB|·h=12·1+(m+1)2·m
(m+1)m2+1-m3+m2+mm2+1+m+1(m+1)2+1=12·|m2+m+1|m2+1=12·m2+m+1m2+1=121+mm2+1.当m=0时,S=12;当m≠0时,S=121+1m+1m.∵函数f(x)=x+1x的值域为[2,+∞)∪(-∞,-2].∴-
12≤1m+1m<0或0<1m+1m≤12,∴14≤S<12或12<S≤34.当m=1时,△ABC的面积的最大值为34,当m=-1时,△ABC的面积的最小值为14.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com