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直线到直线的距离公式推导过程

2025-11-11 14:49:32

问题描述:

直线到直线的距离公式推导过程,求快速回复,真的等不了了!

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2025-11-11 14:49:32

直线到直线的距离公式推导过程】在解析几何中,计算两条平行直线之间的距离是一个常见且重要的问题。该距离的计算公式可以通过几何与代数的方法进行推导。以下是对“直线到直线的距离公式推导过程”的总结,并以表格形式展示关键步骤和内容。

一、基本概念

概念 说明
直线 在平面直角坐标系中,直线可以用一般式 $Ax + By + C = 0$ 表示
平行直线 两条直线斜率相同,即 $A_1 = A_2$, $B_1 = B_2$(不考虑常数项)
距离 两条平行直线之间的最短距离,即一条直线上任意一点到另一条直线的垂直距离

二、推导过程概述

1. 设定两条平行直线

设两条平行直线分别为:

- $L_1: Ax + By + C_1 = 0$

- $L_2: Ax + By + C_2 = 0$

2. 选择点

在 $L_1$ 上任取一点 $P(x_0, y_0)$,满足 $Ax_0 + By_0 + C_1 = 0$。

3. 应用点到直线的距离公式

点 $P(x_0, y_0)$ 到直线 $L_2: Ax + By + C_2 = 0$ 的距离为:

$$

d = \frac{Ax_0 + By_0 + C_2}{\sqrt{A^2 + B^2}}

$$

4. 利用 $L_1$ 上的点满足的条件

因为 $Ax_0 + By_0 = -C_1$,所以可以将上式简化为:

$$

d = \frac{-C_1 + C_2}{\sqrt{A^2 + B^2}} = \frac{C_2 - C_1}{\sqrt{A^2 + B^2}}

$$

5. 得出最终公式

两条平行直线 $Ax + By + C_1 = 0$ 和 $Ax + By + C_2 = 0$ 之间的距离为:

$$

d = \frac{C_2 - C_1}{\sqrt{A^2 + B^2}}

$$

三、关键公式汇总

公式 内容
点到直线的距离 $d = \frac{Ax_0 + By_0 + C}{\sqrt{A^2 + B^2}}$
平行直线间的距离 $d = \frac{C_2 - C_1}{\sqrt{A^2 + B^2}}$

四、注意事项

注意事项 说明
仅适用于平行直线 若两直线不平行,则不能使用此公式
常数项差值绝对值 计算时需取 $C_2 - C_1$,确保结果为正
分母统一 分母始终为 $\sqrt{A^2 + B^2}$,与直线方向有关

五、小结

通过点到直线的距离公式,结合平行直线的特性,我们可以推导出两条平行直线之间的距离公式。这一过程体现了从具体到抽象、从点到线的数学思维方法,是解析几何中的重要内容之一。理解并掌握该公式的推导过程,有助于提升对几何问题的分析与解决能力。

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