数学基础二:点到直线距离公式推导 |
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推导前置:两点之间距离公式
图一: 一般式 A x + B y + C = 0 Ax+By+C=0 Ax+By+C=0 点斜式 ( y 1 − y 2 ) ( x 1 − x 2 ) = k \frac{(y1-y2)}{(x1-x2)}=k (x1−x2)(y1−y2)=k 过P(x0,y0)作直线L的垂线Li,垂足为D(x,y),p(x0,y0)到D(x,y)的距离为d 由一般式直线方程可知,直线L的斜率为:- k = − A B k=-\frac{A}{B} k=−BA 由于两线垂直斜率乘积为-1,所以垂线Li的斜率为: k i = B A ki=\frac{B}{A} ki=AB 代入点斜式直线方程:y 0 − y x 0 − x = B A \frac{y0-y}{x0-x}=\frac{B}{A} x0−xy0−y=AB 即得到直线方程二: B x − A y + A y 0 − B x 0 = 0 Bx-Ay+Ay0-Bx0=0 Bx−Ay+Ay0−Bx0=0 通过一般式可知: x = − ( c + B y ) A x=\frac{-(c+By)}{A} x=A−(c+By) y = − ( c + A x ) B y=\frac{-(c+Ax)}{B} y=B−(c+Ax) 代入直线方程二B x + A C + A 2 ∗ x B + A y 0 − B x 0 = 0 Bx+\frac{AC+A^2*x}{B}+Ay0-Bx0=0 Bx+BAC+A2∗x+Ay0−Bx0=0 计算得到D(x,y)的坐标为:x = B 2 ∗ x 0 − A B y 0 − A C B 2 + A 2 x=\frac{B^2*x0-ABy0-AC}{B^2+A^2} x=B2+A2B2∗x0−ABy0−AC y = A 2 ∗ y 0 − A B x 0 − B C B 2 + A 2 y=\frac{A^2*y0-ABx0-BC}{B^2+A^2} y=B2+A2A2∗y0−ABx0−BC x − x 0 = − A ( A x 0 + B y 0 + C ) B 2 + A 2 x-x0=\frac{-A(Ax0+By0+C)}{B^2+A^2} x−x0=B2+A2−A(Ax0+By0+C) y − y 0 = − B ( A x 0 + B y 0 + C ) B 2 + A 2 y-y0=\frac{-B(Ax0+By0+C)}{B^2+A^2} y−y0=B2+A2−B(Ax0+By0+C) 根据推导前置图一勾股定理可知:d 2 = ( x − x 0 ) 2 + ( y − y 0 ) 2 d^2=(x-x0)^2+(y-y0)^2 d2=(x−x0)2+(y−y0)2 所以代入x-x0,y-y0得到: d 2 = ( − A ( A x 0 + B y 0 + C ) ( B 2 + A 2 ) ) 2 + ( − B ( A x 0 + B y 0 + C ) ( B 2 + A 2 ) ) 2 d^2=\frac{(-A(Ax0+By0+C)}{(B^2+A^2))^2}+\frac{(-B(Ax0+By0+C)}{(B^2+A^2))^2} d2=(B2+A2))2(−A(Ax0+By0+C)+(B2+A2))2(−B(Ax0+By0+C) d 2 = A 2 ( A x 0 + B y 0 + C ) 2 ( B 2 + A 2 ) 2 + B 2 ( A x 0 + B y 0 + C ) 2 ( B 2 + A 2 ) 2 d^2=\frac{A^2(Ax0+By0+C)^2}{(B^2+A^2)^2}+\frac{B^2(Ax0+By0+C)^2}{(B^2+A^2)^2} d2=(B2+A2)2A2(Ax0+By0+C)2+(B2+A2)2B2(Ax0+By0+C)2 d 2 = ( A 2 + + B 2 ) ( A x 0 + B y 0 + C ) 2 ( B 2 + A 2 ) 2 d^2=\frac{(A^2++B^2)(Ax0+By0+C)^2}{(B^2+A^2)^2} d2=(B2+A2)2(A2++B2)(Ax0+By0+C)2 d 2 = ( A x 0 + B y 0 + C ) 2 ( B 2 + A 2 ) d^2=\frac{(Ax0+By0+C)^2}{(B^2+A^2)} d2=(B2+A2)(Ax0+By0+C)2 得出点到直线距离公式为:d = ∣ A x 0 + B y 0 + C ∣ A 2 + B 2 d=\frac{|Ax0+By0+C|}{\sqrt{A^2+B^2}} d=A2+B2 ∣Ax0+By0+C∣ |
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