两直线平行的距离公式推导
来源 :华课网校 2024-08-13 10:53:10
中两直线平行的距离公式是初中数学中的一个重要概念,它可以通过向量的知识来推导。
假设有两条平行的直线L1和L2,它们的方向向量分别为a和b,其中a和b不为零向量。设P1和P2分别为直线L1和L2上的任意两个点,且它们的位置向量分别为r1和r2。
因为直线L1和L2平行,所以它们的方向向量a和b是共线的,即b=k*a,其中k为常数。则有:
r2-r1=k*a
将上式两边同时乘以向量a的单位向量,得:
|a|*(r2-r1)·a=k*|a|^2
其中,|a|表示向量a的模长,·表示点乘运算。因为a和b不为零向量,所以|a|和|b|都不为零。因此,我们可以将上式两边同时除以|a|^2,得:
|a|*(r2-r1)·a/|a|^2=k
又因为r2-r1是L2上的任意一点到L1的距离向量,所以直线L1和L2的距离d可以表示为:
d=|r2-r1|sinθ
其中,θ为向量a和r2-r1的夹角。由于a和r2-r1是共线的,所以它们的夹角θ等于0度或180度,因此sinθ=0。则有:
d=|r2-r1|sinθ=0
因此,直线L1和L2的距离d等于:
d=|a|*(r2-r1)·a/|a|^2
这就是两直线平行的距离公式的推导过程。通过这个公式,我们可以方便地求出平面上任意两条平行直线的距离,为我们的数学学习和实践带来了很大的方便。
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