(一)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
理解點(diǎn)到直線距離公式的推導(dǎo),熟練掌握點(diǎn)到直線距離公式.
2.過程和方法
會(huì)用點(diǎn)到直線距離公式求解兩平行線距離.
3.情感和價(jià)值
認(rèn)識(shí)事物之間在一定條件下的轉(zhuǎn)化,用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題.
(二)重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):點(diǎn)到直線的距離公式.
教學(xué)難點(diǎn):點(diǎn)到直線距離公式的理解與應(yīng)用.
(三)教學(xué)方法
學(xué)導(dǎo)式
教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生互動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
復(fù)習(xí)引入前面幾節(jié)課,我們一起研究學(xué)習(xí)了兩直線的平行或垂直的充要條件,兩直線的夾角公式,兩直線的交點(diǎn)問題,兩點(diǎn)間的距離公式。逐步熟悉了利用代數(shù)方法研究幾何問題的思想方法.這一節(jié),我們將研究怎樣由點(diǎn)的坐標(biāo)和直線的方程求點(diǎn)P到直線l的距離.用POWERPOINT打出平面直角坐標(biāo)系中兩直線,進(jìn)行移動(dòng),使學(xué)生回顧兩直線的位置關(guān)系,且在直線上取兩點(diǎn),讓學(xué)生指出兩點(diǎn)間的距離公式,復(fù)習(xí)前面所學(xué).要求學(xué)生思考點(diǎn)到直線的距離的計(jì)算?能否用兩點(diǎn)間距離公式進(jìn)行推導(dǎo)?設(shè)置情境導(dǎo)入新課
概念形成1.點(diǎn)到直線距離公式
點(diǎn)P (x0,y0)到直線l:Ax + By + C = 0的距離為
推導(dǎo)過程
方案一:
設(shè)點(diǎn)P到直線l的垂線段為PQ,垂足為Q,由PQ⊥l可知,直線PQ的斜率為 (A≠0),根據(jù)點(diǎn)斜式寫出直線PQ的方程,并由l與PQ的方程求出點(diǎn)Q的坐標(biāo):由此根據(jù)兩點(diǎn)距離公式求出PQ,得到點(diǎn)P到直線l的距離為d.
此方法雖思路自然,但運(yùn)算較繁,下面我們探討另一種方法.(1)教師提出問題
已知P (x0,y0),直線l:Ax + By + C = 0,怎樣用點(diǎn)的坐標(biāo)和直線方程直接求點(diǎn)P到直線l的距離呢?
學(xué)生自由討論
(2)數(shù)形結(jié)合,分析問題,提出解決方案.
把點(diǎn)到直線l的距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P到l的垂線段的長,即點(diǎn)到點(diǎn)的距離.
畫出圖形,分析任務(wù),理清思路,解決問題. 尋找最佳方案,附方案二.
方案二:設(shè)A≠0,B≠0,這時(shí)l與x軸、y軸都相交,過點(diǎn)P作x軸的平行線,交l于點(diǎn)R (x1,y0);作y軸的平行線,交l于點(diǎn)S (x0,y2),
由
得
所以
由三角形面積公式可知d?RS=PR?PS.
所以
可證明,當(dāng)A = 0時(shí)仍適用.
這個(gè)過程比較繁瑣,但同時(shí)也使學(xué)生在知識(shí)、能力、意志品質(zhì)等方面得到了提高.通過這種轉(zhuǎn)化,培養(yǎng)學(xué)生“化歸”的思想方法.
應(yīng)用舉例例1 求點(diǎn)P = (?1,2 )到直線3x = 2的距離.
解:
例2 已知點(diǎn)A (1,3),B (3,1),C(?1,0),求三角形ABC的面積. 學(xué)生分析求解,老師板書
例2 解:設(shè)AB邊上的高為h,則
AB邊上的高h(yuǎn)就是點(diǎn)C到AB的距離.
AB邊所在直線方程為
即x + y ? 4 = 0.
點(diǎn)C到x + y ? 4 = 0的距離為h
,
因此,
通過這兩道簡單的例題,使學(xué)生能夠進(jìn)一步對點(diǎn)到直線的距離理解應(yīng)用,能逐步體會(huì)用代數(shù)運(yùn)算解決幾何問題的優(yōu)越性.
概念深化2.兩平行線間的距離d
已知l1:Ax + By + C1 = 0
l2:Ax + By + C2 = 0
證明:設(shè)P0 (x0,y0)是直線Ax + By + C2 = 0上任一點(diǎn),則點(diǎn)P0到直線Ax + By + C1 = 0的距離為
.
又Ax0 + By0 + C2 = 0
即Ax0 + By0= ?C2,
∴ 教師提問:
能不能把兩平行直線間距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線的距離呢?
學(xué)生交流后回答.
再寫出推理過程進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生化歸轉(zhuǎn)化的思想.
應(yīng)用舉例例3 求兩平行線
l1:2x + 3y ? 8 = 0
l2:2x + 3y ? 10 =0的距離.
解法一:在直線l1上取一點(diǎn)P(4,0),因?yàn)閘1∥l2,所以P到l2的距離等于l1與l2的距離,于是
解法二:直接由公式
課堂練習(xí):已知一直線被兩平行線3x + 4y ? 7 = 0與3x + 4y + 8 = 0所截線段長為3,且該直線過點(diǎn)(2,3),求該直線方程. 在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生分析思路,再由學(xué)生上臺(tái)板書.開拓學(xué)生思維,培養(yǎng)學(xué)生解題能力.
歸納總結(jié) 小結(jié):點(diǎn)到直線距離公式的推導(dǎo)過程,點(diǎn)到直線的距離公式,能把求兩平行線的距離轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線的距離公式.老師和學(xué)生共同總結(jié)——交流——完善培養(yǎng)學(xué)生歸納、概括能力,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò).
課后作業(yè)布置作業(yè)
見習(xí)案3.3的第三課時(shí)獨(dú)立完成鞏固深化
備選例題
例1 求過點(diǎn)M(?2,1)且與A(?1,2),B(3,0)兩點(diǎn)距離相等的直線的方程.
解法一:當(dāng)直線斜率不存在時(shí),直線為x = ?2,它到A、B兩點(diǎn)距離不相等.
所以可設(shè)直線方程為:y ? 1 = k(x + 2)即kx ? y + 2k + 1 = 0.
由 ,
解得k = 0或 .
故所求的直線方程為y ? 1 = 0或x + 2y = 0.
解法二:由平面幾何知識(shí):l∥AB或l過AB的中點(diǎn).
若l∥AB且 ,則l的方程為x + 2y = 0.
若l過AB的中點(diǎn)N(1,1)則直線的方程為y = 1.
所以所求直線方程為y ? 1 = 0或x + 2y = 0.
例2 (1)求直線2x + 11y + 16 = 0關(guān)于點(diǎn)P(0,1)對稱的直線方程.
(2)兩平行直線3x + 4y ? 1 = 0與6x + 8y + 3 = 0關(guān)于直線l對稱,求l的方程.
【解析】(1)當(dāng)所求直線與直線2x + 11y + 16 = 0平行時(shí),可設(shè)直線方程為2x + 11y + C=0
由P點(diǎn)到兩直線的距離相等,即
,所以C = ?38.
所求直線的方程為2x + 11y ? 38 = 0.
(2)依題可知直線l的方程為:6x + 8y + C = 0.
則它到直線6x + 8y ? 2 = 0的距離 ,
到直線6x + 8y + 3 = 0的距離為
所以d1 = d2即 ,所以 .
即l的方程為: .
例3 等腰直角三角形ABC的直角頂點(diǎn)C和頂點(diǎn)B都在直線2x + 3y ? 6 = 0上,頂點(diǎn)A的坐標(biāo)是(1,?2).求邊AB、AC所在直線方程.
【解析】已知BC的斜率為 ,因?yàn)锽C⊥AC
所以直線AC的斜率為 ,從而方程
即3x ? 2y ? 7 = 0
又點(diǎn)A(1,?2)到直線BC:2x + 3y ? 6 = 0的距離為 ,
且 .
由于點(diǎn)B在直線2x + 3y ? 6 = 0上,可設(shè) ,
且點(diǎn)B到直線AC的距離為
所以 或 ,所以 或
所以 或
所以直線AB的方程為 或
即x ? 5y ? 11 = 0或5x + y ? 3 = 0
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