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點到直線距離

高中 10 年級 · 坐標幾何

觀念

xyd = 2P(1, 2)3x + 4y − 1 = 0-2-112-1123O

點 (x0,y0)(x_0,y_0) 到直線 ax+by+c=0ax+by+c=0 的距離是 d=∣ax0+by0+c∣a2+b2d=\dfrac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}}:分子是「把點代入直線式」(離直線越遠值越大),分母把它換算成真正的垂直距離。兩條平行線 ax+by+c1=0ax+by+c_1=0、ax+by+c2=0ax+by+c_2=0 的距離是 ∣c1−c2∣a2+b2\dfrac{|c_1-c_2|}{\sqrt{a^2+b^2}}。

例:(1,2)(1,2) 到 3x+4y−1=03x+4y-1=0:∣3+8−1∣5=2\dfrac{|3+8-1|}{5}=2。分母不是整數時要有理化:32=322\dfrac{3}{\sqrt2}=\dfrac{3\sqrt2}{2}。

這個公式是圓與直線相切判斷、三角形的高、三維空間點到平面距離的原型。

例題

xy?7x − 24y − 7 = 07x − 24y + 5 = 0-11-2-11O

求兩平行直線 7x−24y−7=07x-24y-7 = 0 與 7x−24y+5=07x-24y+5 = 0 的距離(最簡分數)。

看解法與答案

平行線 ax+by+c1=0ax+by+c_1=0 與 ax+by+c2=0ax+by+c_2=0 的距離 =∣c1−c2∣a2+b2= \dfrac{|c_1 - c_2|}{\sqrt{a^2+b^2}}。

這裡 a=7a = 7、b=−24b = -24:分母 (7)2+(−24)2=625=25\sqrt{(7)^2 + (-24)^2} = \sqrt{625} = 25;分子 ∣−7−(5)∣=∣−12∣=12|-7 - (5)| = |-12| = 12。

相除:距離 =1225= \frac{12}{25}。

答案: 1225\frac{12}{25}

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