高二上📐 空間與形狀
直線方程式與點到直線距離
Lines and Point-Line Distance
公式
d = |ax₀ + by₀ + c| / √(a² + b²)
斜率描述傾斜程度;點到直線距離公式要先把直線寫成一般式 ax + by + c = 0。
白話解釋
**斜率** m = (y₂−y₁)/(x₂−x₁),代表 x 增加 1 時 y 的變化量。鉛直線的斜率**不存在**(分母為 0),這是常被忽略的特例。
直線方程式有三種常用寫法: **點斜式** y − y₁ = m(x − x₁)(已知一點和斜率時最快) **斜截式** y = mx + k **一般式** ax + by + c = 0(能表示所有直線,包括鉛直線)
兩線關係: **平行** ⟺ m₁ = m₂ **垂直** ⟺ **m₁·m₂ = −1**(兩斜率相乘等於 −1)
**點到直線距離** d = |ax₀ + by₀ + c| / √(a² + b²)。用之前必須先把直線化成**一般式**,而且右邊要是 0——這是最常見的失誤。分子加絕對值是因為距離不能是負的。
這個公式的用途很廣:求三角形的高、判斷圓與直線是否相切(比較距離和半徑)、求兩平行線的距離。
什麼時候用
解析幾何、判斷位置關係、最短距離問題。
最容易錯的地方
- 直線沒化成一般式就代距離公式。
- 忘記鉛直線沒有斜率。
- 垂直條件寫成 m₁ = −m₂。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
通過 (1,2) 和 (3,8) 的直線斜率是多少?
- 2
點 (0,0) 到直線 3x + 4y − 10 = 0 的距離是多少?
- 3
與斜率 2 的直線垂直的直線,斜率是多少?(用分數)