例谈两点间的距离公式的应用技巧

2022-04-29 00:44刘慧
语数外学习·高中版上旬 2022年11期
关键词:共线直角坐标线段

刘慧

若 A(x1,y1)、B(x2,y2),则 AB = (x1 - x2) 2 + (y1 - y2) 2 , 该公式称为两点间的距离公式.两点间的距离公式是 解析几何中重要的解题“工具”,在解题中应用广泛.下 面结合实例来谈一谈两点间的距离公式的应用技巧.

一、求点的坐标

两点间的距离公式说明了两个点的坐标之间的 关系.在由一段距离求其中一个端点的坐标时,我们可 借助两点间的距离公式,建立关于这个端点的坐标的 方程,通过解方程求得点的坐标.

例1

解:

由于已知 |PA| = 3|PB| 以及点 A、B 的坐标,所以可 设出 P(a,b) ,根据两点间的距离公式建立关于 x、y 的 方程,据此可求得点 P 的坐标.

二、证明三点共线

证明三点共线问题比较常见.求解此类问题,可利 用两点间的距离公式分别求得其中任意两点间的距 离,使得其中两条较短的线段之和等于较长的线段 长,便可证明三点共线.

例2

证明:

三条线段中的两条线段之和等于第三条线段的 长,则此三点必共线.解答本题,只需利用两点间的距 离公式证明 |AB| + |AC| = |BC| 即可.

三、求解与线段长有关的平面几何问题

解答与线段长有关的平面几何问题,往往要将数 形结合起来,通过建立合适的平面直角坐标系,求得 或设出各个点的坐标,即可利用两点间的距离公式求 出各条线段的长.

例3

证明:

先根据已知图形的特点,建立平面直角坐标系, 分别写出或设出O、A、B、C四点的坐标;然后利用两点 间的公式求出 |AB|、|AC|、|AO|、|OC| ,即可证明结论.对 于某些与线段长有关的平面几何问题,若容易建立平 面直角坐标系,并容易写出相关点的坐标,则可以考 虑利用两点间的距离公式来建立等量关系.在解答此 类问题时,灵活运用数形结合思想,可使问题快速获 解.

四、求无理函数的最值

有些无理函数的根号下的式子是二次函数式,经 过配方后,把它看成两点间的距离,就可以利用两点 间的距离公式和平面几何图形的性质来求最值.

例4

解:

函数式中的两个根式可配凑成两个完全平方式 的和,于是根据其几何意义,将其看作两点间的距离, 构造出几何图形,利用三角形的两边之和大于第三边 的公理和两点间的距离公式,即可求得无理函数式的 最小值.

五、证明无理不等式

对于某些无理不等式,若根号下的式子可以看成 两点间的距离,则可以从它的几何意义入手,通过构 建平面直角坐标系,利用两点间的距离公式来建立等 量关系式,把无理不等式证明问题转化为平面几何最 值问题,利用平面几何图形的性质加以证明.

例5

证明:

观察所要证明的不等式,可以發现该式可看作两 点间的距离的开方,于是构造几何图形,利用三角形 三边之间的关系来建立不等关系式,借助两点间的距 离公式证明结论.若代数式中出现两组完全平方式的 和,则可从其几何意义入手,将其看作两点之间的距 离,借助两点之间的距离和平面几何图形的性质来求 解,就会达到出奇制胜的效果.

从以上分析可以看出,两点间的距离公式看似很 简单,在解题中应用却十分广泛.运用该公式,可以求 点的坐标,证明三点共线,证明与线段长有关的平面 几何问题,求无理函数最值,证明无理不等式,等等.同 时,我们也可以看出,无论解答何种解析几何问题,都 需将数形结合起来,这样才能有效地提升解题的效率.

(作者单位:江苏省淮安市楚州中学)

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