空间中两点的距离公式
高中数学两点之间距离公式
高中数学：两点之间距离公式引言在数学中，我们经常会遇到计算两点之间的距离的情况。
无论是平面上的两点还是空间中的两点，我们都希望能够准确计算出它们之间的距离。
为了解决这个问题，数学家们发展出了一些距离公式，其中最经典的就是两点之间的距离公式。
本文将重点介绍高中数学中常用的两点之间的距离公式。
平面上两点距离公式我们首先来考虑平面上任意两点之间的距离。
设平面上有两点A和B，其坐标分别为(x₁, y₁)和(x₂, y₂)。
根据勾股定理，我们可以得到平面上两点之间的距离公式如下：d = √((x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)²)其中，d表示两点之间的距离。
这个公式的原理是利用直角三角形的斜边长度公式。
我们将两点之间的水平距离表示为(x₂ - x₁)，将垂直距离表示为(y₂ - y₁)，然后利用平方和开方的方式，计算出两点之间的距离。
空间中两点距离公式在空间中，我们需要考虑三维坐标系中两点之间的距离。
设空间中有两点A和B，其坐标分别为(x₁, y₁, z₁)和(x₂, y₂, z₂)。
根据勾股定理，我们可以得到空间中两点之间的距离公式如下：d = √((x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)² + (z₂ - z₁)²)这个公式的原理和平面上两点距离公式相同，只是多了一个维度。
应用举例：高中几何问题两点之间的距离公式在解决高中数学几何问题中经常被应用。
例题1已知平面上有三个点A(-2, 1)、B(3, -4)和C(5, 2)，求三角形ABC的周长。
根据平面上两点之间的距离公式，我们可以计算出三边的长度：AB = √((-2 - 3)² + (1 - (-4))²) = √(25 + 25) = √50 BC = √((3 - 5)² + (-4 - 2)²) =√((-2)² + (-6)²) = √40 CA = √((-2 - 5)² + (1 - 2)²) = √(49 + 1) = √50所以，三角形ABC的周长为√50 + √40 + √50。
4.3.2 空间两点间的距离公式
O
M1 M M2 H N2 y N
N1
在xOy平面上, MN ( x2 x1 )2 ( y2 y1 )2 . 过点P1作P2N的垂线，垂足为H,
则 MP 1 z1 , NP 2 z2 , 所以 HP2 z2 z1 .
P1 O M1 N1 x M M2 H N2 y N z
解：设所求的点为M(0, 0, z)，依题意有
MA MB
2
2
2 2 2 2 2 2 即 (0 4) (0 1) ( z 7) (3 0) (5 0) (2 z)
14 解之得 z 9 14 (0, 0, ). 所以所求点的坐标是 9
在z轴上求一点M，使点M 到A（1,0,2）与点B（1，-3,1）
2．在Rt△ABC中，∠BAC=90°，三点的坐标为A(2，1，1)， 2 B(1，1，2)，C(x，0，1)，则x=_____. 3．若点P(x，y，z)到A(1，0，1)，B(2，1，0)两点的距离 2x+2y-2z-3=0 相等，则x、y、z满足的关系式是_______________. 4．已知点P在z轴上满足|OP|=1（O是坐标原点），则点P到
P2
在Rt PHP 1 2中，
2 2 PH MN ( x x ) ( y y ) 1 2 1 HP ( x x ) ( y y ) ( z z ) 1 2 2 1 2 1 2 1 , 2 2
因此，空间中任意两点P1（x1，y1，z1）、P2（x2，y2，z2）
2或 6 。 点A(1，1，1)的距离是_________
5．正方体不在同一平面上的两个顶点的坐标分别为A(-1，
4 。 2，-1)，B(3，-2，3)，则正方体的棱长为_____
空间两点间距离公式含详解
一、选择题
1．点 P 22， 33，－ 66到原点的距离是
()
30 A. 6
B．1
33 C. 6
35 D. 6
[答案] B
2．点P(a，b，c)到坐标平面xOy的距离是
()
A．|a|
二、填空题 4．已知点A在x轴上，点B(1,2,0)，且d(A，B)＝，则点 A的坐标是____________． [答案] (0,0,0)或(2,0,0) [解析] 设点A坐标为(x,0,0)，
解得x＝0或x＝2. ∴点A的坐标为(0,0,0)或(2,0,0)．
5．已知点P在z轴上，且d(P，O)＝1(O是坐标原点)， 则点P到点A(1,1,1)的距离是________．
[例3] 求到两点A(2,3,0)、B(5,1,0)距离相等的点P的坐 标满足的条件．
[解析] 设 P(x，y，z)， 则 PA＝ (x－2)2＋(y－3)2＋z2， PB＝ (x－5)2＋(y－1)2＋z2. ∵PA＝PB， ∴ (x－2)2＋(y－3)2＋z2＝ (x－5)2＋(y－1)2＋z2. 化简得 6x－4y－13＝0. ∴点 P 的坐标满足的条件为 6x－4y－13＝0.
[解析] 以塔底C为坐标原点建立如下图所示的坐标 系．
则D(0,0,5)，A(3，－4,0)，
已知空间三点A(1,2,4)、B(2,4,8)、C(3,6,12)，求证A、 B、C三点在同一条直线上．
[解析] d(A，B)＝ (2－1)2＋(4－2)2＋(8－4)2＝ 21， d(B，C)＝ (3－2)2＋(6－4)2＋(12－8)2＝ 21， d(A，C)＝ (3－1)2＋(6－2)2＋(12－4)2＝2 21， ∴AB＋BC＝AC，故 A、B、C 三点共线．
空间两平行直线距离公式
空间两平行直线距离公式
空间中两平行直线的距离公式可以通过向量的方法来求解。
设空间中两平行直线分别为。
l1: r = a + λu.
l2: r = b + μv.
其中a和b分别为两直线上的已知点，u和v分别为两直线的方向向量，λ和μ为参数。
两直线的距离可以通过以下公式来计算：
d = |(a b) · n| / |n|。
其中n为u和v的叉乘向量，×表示向量的叉乘，·表示向量的点乘。
|a b|表示向量a b的模，|n|表示向量n的模。
这个公式的推导可以通过将直线l1上的任意点p1投影到直线l2上得到p2，然后计算向量p1p2的模来得到。
另外，也可以通过
点到直线的距离公式来推导得到。
需要注意的是，如果两直线不平行，那么它们之间的距离为0。
两点间的距离公式
两点间的距离公式在数学中，我们经常需要计算两点之间的距离，无论是在平面上还是在空间中。
为了解决这个问题，数学家们提出了几种距离公式，其中最常用的是欧几里得距离公式和曼哈顿距离公式。
1. 欧几里得距离公式欧几里得距离是计算两点之间最短直线距离的方法，也称为直线距离或欧几里得度量。
它可以用于平面上的任意两点计算。
假设有两个点A(x1, y1)和B(x2, y2)，它们之间的欧几里得距离可以表示为：d = √((x2 - x1)² + (y2 - y1)²)其中，`√`表示开平方根，`(x2 - x1)²`表示横坐标之差的平方，`(y2 - y1)²`表示纵坐标之差的平方。
利用这个公式，我们可以轻松计算出平面上任意两点之间的距离。
例如，假设有点A(2, 3)和点B(5, 7)，我们可以使用欧几里得距离公式计算出它们之间的距离：d = √((5 - 2)² + (7 - 3)²)= √(3² + 4²)= √(9 + 16)= √25= 5因此，点A和点B之间的距离为5个单位。
2. 曼哈顿距离公式曼哈顿距离是计算两点之间沿着网格（或坐标轴）移动的最短距离的方法，也称为城市街区距离。
它可以被看作是沿着曼哈顿街道行走的距离。
假设有两个点A(x1, y1)和B(x2, y2)，它们之间的曼哈顿距离可以表示为：d = |x2 - x1| + |y2 - y1|其中，`|x2 - x1|`表示横坐标之差的绝对值，`|y2 - y1|`表示纵坐标之差的绝对值。
通过这个公式，我们可以简单地计算平面上任意两点之间的曼哈顿距离。
例如，假设有点A(2, 3)和点B(5, 7)，我们可以使用曼哈顿距离公式计算它们之间的距离：d = |5 - 2| + |7 - 3|= |3| + |4|= 3 + 4= 7因此，点A和点B之间的距离为7个单位。
综上所述，欧几里得距离和曼哈顿距离是计算两点之间距离的常用公式。
空间两点间距离公式
d x y02 z02 y d y x02 z02
d z x02 y02
两点间距离公式
平面：| P1P2 | (x1 x2 )2 ( y1 y2 )2
类比
猜想
空间：| P1P2 | (x1 x2 )2 ( y1 y2 )2 (z1 z2 )2
例4:已知 A( 3,3,3 2), B( 3,1, 2) ，在平面 Oyz上是否存在一点C，使ABC为等边三角 形，如果存在求C坐标，不存在说明理由。
解:假设存在一点C(0,y,z)，满足条件：
AB AC BC
3
3 2 3 12 3 2
2
2
y
3
0 2
C 0,4, 2 或 0,0,3 2
所以存在一点C，满足条件.
课堂小结
一、空间两点间的距离公式：
d ( x2 x1 )2 ( y2 y1 )2 (z2 z1 )2
二、空间中点坐标公式：
x
y
ห้องสมุดไป่ตู้
z
x1 y1 z1
x2
2 y2
2 z2
2
AC 1 32 5 12 2 52 29
例1:已知三角形的三个顶点A(1,5,2)， B(2,3,4)，C(3,1,5)，求: (2)BC边上中线AM的长。
AM ?
例2:求证以 M1(4,3,1), M2(7,1,2), M3(5,2,3), 三点为顶点的三角形是一个等腰三角形. 解: M1M2 2 (7 4)2 (1 3)2 (2 1)2 14,
4.3.2 空间两点间的距离公式
点与空间直线距离公式
点与空间直线距离公式摘要：1.引言2.点与空间直线距离公式3.空间直线距离公式推导4.常见问题与应用5.总结正文：在数学中，点与空间直线距离公式是一种用于计算空间中两点之间直线距离的方法。
该公式可以帮助我们在解决几何问题时，快速准确地计算出点与直线之间的距离。
在三维空间中，这个公式可以扩展到计算点与平面的距离。
首先，我们来看一下空间直线距离公式。
假设我们有两个点A(x1, y1, z1) 和B(x2, y2, z2)，那么空间直线距离公式可以表示为：d = sqrt[(x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2 + (z2 - z1)^2]其中，d 表示点A 到点B 的直线距离，sqrt 表示平方根运算。
接下来，我们推导一下空间直线距离公式的来源。
假设我们有一个点P(x, y, z) 在空间中，我们需要计算该点到直线AB 的距离。
首先，我们需要找到一个与直线AB 垂直的向量N，可以表示为：= (y2 - y1, z2 - z1, x1 - x2)然后，我们计算向量PN，可以表示为：PN = (y - y1, z - z1, x - x1)接下来，我们使用点到直线的距离公式，计算PN 与N 之间的夹角θ，可以表示为：cos(θ) = (PN · N) / (|PN| * |N|)其中，PN · N 表示向量PN 与N 之间的点积，|PN|和|N|分别表示向量PN 和N 的长度。
最后，我们可以得到点P 到直线AB 的距离d，可以表示为：d = |PN| * sin(θ)将向量PN 和N 表示为坐标形式，我们可以得到空间直线距离公式：d = sqrt[(x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2 + (z2 - z1)^2]在实际应用中，空间直线距离公式可以帮助我们解决许多与距离有关的问题，例如计算两个物体之间的距离、计算光线传播的距离等。
此外，该公式还可以应用于计算机图形学、地理信息系统和机器视觉等领域。
高中数学课件 空间两点间的距离公式
类型 一
空间两点间的距离公式
尝试解答下列题目，归纳利用空间两点间的距离公式求空间
距离的步骤.
1.点B是点A(1，2，3)在坐标平面yOz内的射影，则|OB|等于
(
A. 14 B. 13 C.2 3 D. 11
)
2.设点P在x轴上，它到点P1(0， 2 ，3)的距离为到点 P2(0,1,-1)的距离的两倍，求点P的坐标.
于 .
【解析】 AM | (3 0)2 (1 1) 2 (2 2) 2 13, |
所以对角线|AC1| 2 13， 设棱长为x,则3x2= (2 13)2 , 所以 x 2 39 .
3
答案：2 39
3
6.如图,在宽、长、高分别为2,4,3的长方体ABCD-A1B1C1D1中, 利用空间两点间距离公式,求对角线AD1,AB1和AC1的长.
答案： 29
2 (2)因为| AB | ［ 2 (2)］ (2 1) 2 (0 m) 2 1.
所以1+m2=1,所以m=0.
答案：0
(3)过点M作x轴的垂线，垂足的坐标是(2，0，0)，
所以 d (2 2)2 (3 0) 2 (5 0) 2 34.
【拓展延伸】建立空间直角坐标系遵循的两个原则
(1)让尽可能多的点落在坐标轴上或坐标平面内.
(2)充分利用几何图形的对称性.
【变式训练】四棱锥S-ABCD的底面是矩形,AB=1,AD=2,SA=1, 且SA⊥底面ABCD,问边BC上是否存在异于B,C的点P,使得∠SPD 是直角?
【解析】以A为原点,射线AB,AD,AS分别为x,y,z轴的正半轴, 建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),S(0,0,1),D(0,2,0). 设P(1,x,0)(0<x<2), 所以SP2=(1-0)2+(x-0)2+(0-1)2 =x2+2, PD2=(1-0)2+(x-2)2+(0-0)2 =(x-2)2+1, SD2=(0-0)2+(0-2)2+(1-0)2=5.
两点坐标距离公式
两点坐标距离公式两点坐标距离公式是指用来计算两点之间距离的公式。
在二维平面中，两点坐标距离公式为勾股定理:距离= √((x2-x1)^2 + (y2-y1)^2)其中(x1, y1) 和(x2, y2) 是两点的坐标。
在三维空间中，两点坐标距离公式为：距离= √((x2-x1)^2 + (y2-y1)^2 + (z2-z1)^2)其中(x1, y1, z1)和(x2, y2, z2) 是两点的坐标。
需要注意的是，这个公式适用于欧几里得空间或欧几里得平面，在其他空间中可能不适用。
这个公式又叫欧几里得距离公式，这个距离公式是来自欧几里得空间的距离公式，是最常见的距离公式之一。
它的优点是简单易用，适用范围广，可以在二维平面和三维空间中使用，在很多场景下能得到满足要求的结果。
然而，在一些场景下，这个公式可能不能得到满足要求的结果，比如在空间中较大的距离可能被忽略，在地理空间数据中，通常使用曼哈顿距离或海星距离来更准确地计算在守恒律弱解中，还有另外一种常用的定义是欧拉第二定律，即∫Fdx = ∫d(E)，它表示物体运动时动能E发生变化，其变化等于受力F积分。
这个公式可以用牛顿第二定律F = ma 和能量守恒定律E = K+U 来证明，欧拉第二定律和牛顿第二定律等价。
例如, 可以将F = ma 积分得到∫Fdx = ∫madx = m ∫adx = m(v^2-u^2)/2 = K, 其中K为动能，U为势能。
由能量守恒公式E = K+U 可知，∫Fdx = ∫dE.续，这两种距离公式在地理空间数据中使用较广泛，因为它们能更准确地反映地理空间中两点之间的相对距离。
比如，城市间的道路交通距离往往更接近曼哈顿距离，而在棋盘游戏中，棋子之间的距离更接近海星距离。
同时，还有其他类型的距离公式，如马氏距离、夹角余弦距离等，它们在不同的场景下有着不同的应用。
需要根据具体场景和需求来选择合适的距离公式。
总的来说，欧几里得距离是一种常用的距离公式，其简单易用，适用范围广。
空间两点的距离公式
张喜林制 2.4.2 空间两点的距离公式教材知识检索考点知识清单空间两点的距离公式空间两点),,(),,(222111z y x B z y x A h 的距离公式=||AB ；特别地，点A （x ，y ，z ）到原点的距离公式为要点核心解读(1)设空间两点),,,(),,(222111z y x B z y x A 、则空间两点间的距离公式为221221221)()()(||z z y y x x AB -+-+-⋅=推导空间两点距离公式的思路是过两点分别作三个坐标平面的平行平面(如图2 -4 -2 -1)，则这六个平面围成一个长方体．我们知道，长方体的对角线长的平方等于一个顶点上三条棱长的平方和．于是，只要写出交于一个顶点的三条棱的棱长用坐标计算的表达式，就能导出两点的距离公式．(2)学习求空间两点间的距离要注意的方法：①求空间两点间的距离，要学会利用长方体模型，构造三角形，运用勾股定理，比较平面与空间的两点间距离公式的异同．②不仅要学会运用空间两点的距离公式求给出的点的距离，更要学会在简单的几何体中求两点间的距离，也要学会求解实际问题中的空间两点间的距离，③在解题中，注意灵活运用空间两点的距离公式，敏感图形的特殊性，点的位置的特殊性，典例分类剖析考点1 求空间两点间的距离命题规律给定几何体，求空间两点间的距离．[例1] 如图2-4-2-2所示，在长方体-OABC 1111C B A O 中，E AA AB OA ,2||,3||,2||1===是BC 的中点，作OD ⊥AC 于D ，求点1O 到点D 的距离．[答案] 由题意得点⋅)0,3,0()2,0,0()0,0,2(1C O A 、、设点D （x ，y ，O ），在Rt △AOC 中，,3||,2||==OC OA ⋅==∴=13136136||,13||OD AC 在Rt△ODA 中，⋅=⋅⋅==∴⋅=131821336|||,|||||2x x OA x OD 在Rt△ODC 中，|,|.|2C O y OD ⋅=∴===∴131231336||y y 点⋅)0,1312,1318(D ⋅==++=∴1328621311444)1312()1318(||2221D O [点拨] 此题也可以在D O Rt 01∆中求解，即=21||D O ,138841336||||212=+=+OO OD ⋅==∴1328621388||1D O 母题迁移 1．如图2 -4 -2 -3所示，建立空间直角坐标系Dxyz.已知正方体l D C B A ABCD 111-的棱长为1，点P 是正方体体对角线B D 1的中点，点Q 在棱1CC 上．(1)当||||21QC Q C =时，求∣PQ ∣；(2)当点Q 在棱1CC 上移动时，求∣PQ ∣的最小值．考点2 两点问距离公式的应用命题规律利用两点间距离公式求点的坐标或动点的轨迹．[例2] 正方形ABCD 、ABEF 的边长都是l ，而且平面ABCD 与平面ABEF 互相垂直，点M 在AC 上移动，点N 在BF 上移动，若⋅<<==)20(a a BN CM(1)求MN 的长；(2)求a 为何值时，MN 的长最小．[答案] ,ABEF ABCD 面面⊥ ,AB ABEF ABCD =与平面面⊥⊥AB BE AB ,,CBBE BC AB ABC BE 、、面,⊥∴两两互相垂直.∴ 以B 为原点，以B 、BE 、BC 所在直线为x 轴、y 轴和x 轴，建立如图2 -4-2-4所示的空间直角坐标系.则点),221,0,22(a a M -点⋅)0,22,22(a a N 222)0221()220()2222(||--+-+-=∴a a a a MN ⋅+-=+-=21)22(1222a a a ∴ 当22=a 时，∣MN ∣最短为,22此时，M 、N 恰为 AC 、BF 的中点． [点拨] 该题的求解方法尽管很多，但利用坐标法求解应该说是最简捷的方法．方法的对照比较，体现出了坐标法解题的优越性．母题迁移 2．在三棱柱///O B A ABO -中，,90 =∠AOB 侧棱⊥/OO 面.2OA ,/===OO OB OAB (1)若C 为线段A O /的中点，在线段/BB 上求一点E ，使∣EC ∣最小；(2)若E 为线段/BB 的中点，在A O /上找一点C ，使|EC|最小，优化分层测讯学业水平测试1．在长方体1111D C B A ABCD -中，若已知点,0,4()0,0,0(A D 、),3,0,4()0,2,4()01A B 、、则对角线1AC 的长为( )．9.A 29.B 5.C 62.D2．已知两点),1,3,1()2,0,1(-B A 、点M 在z 轴上且到A 、B 两点的距离相等，则M 点的坐标为( )．)0,0,3.(-A )0,3,0.(-B )3,0,0.(-C )3,0,0.(D3．在空间直角坐标系中，已知正方体1111D C B A ABCD -的顶点A （3，-1，2），其中心M 的坐标为(0，1，2)，则该正方体的棱长等于4．写出与原点距离等于2的点的坐标所满足的条件5．设点.11||),,2,6()1,7,4(=-AB z B A 、求z ．6．在x 轴上求与点A （4，-1，7）和点B （-3，5，-2）等距离的点，高考能力测试（测试时间：45分钟测试满分：100分）一、选择题（5分×8 =40分）1．点M(2，-3，5)到x 轴的距离(....).=d2225)3(2.+-+A 25)3(.+-B 22)3(2.-+C 2252.+D2．已知点),1,0,2()2,1,1()1,1,2(C B A 、、则下列说法正确的是( )．A.A 、B 、C 三点可以构成直角三角形B.A 、B 、C 三点可以构成锐角三角形C.A 、B 、C 三点可以构成钝角三角形D.A 、B 、C 三点不能构成任何三角形3．若点P(x ，y ， z)满足,2)1()1()1(222=++-+-z y x 则点P 在( )．A ．以点（1，1，-1）为球心，半径为2的球上B ．以点（1，1，-1）为中心，棱长为2的正方体上C ．以点（1，1，-1）为球心，半径为2的球上D ．无法确定4．已知正方体的每条棱都平行于坐标轴，两个顶点为A （-6，-6，-6）B(8，8，8)，且两点不在正方体的同一个面上，则正方体的对角线长为( )． 314.A 143.B 425.C 542.D5．若空间一点P 到xOy 平面、yoz 平面、xoz 平面的距离之比是3：4：5，则满足条件的点P 的个数为( )．A.l 个B.2个C.4个D.8个6．已知点),2,2,1().12,5,(x x B x x x A -+--当∣AB ∣取最小值时，x 的值为( )．19.A 78.-B 78.C 1419.D 7．已知点)1,2,(x P 到点)1,1,2()2,1,1(R Q 、的距离相等，则x 的值为( )．21.A 1.B 23.C 2.D 8．到点A （-1，-1，-1）、B(l ，1，1)的距离相等的点C （x ，y ，z ）的坐标满足( )． 1.-=++z y x A 0.=++z y x B 1.=++z y x C 4.=++z y x D二、填空题（5分x4 =20分）9．在三角形ABC 中，若三个顶点坐标分别为,2()3,2,1(B A 、-),3,25,21()3,2C 、-则AB 边上的中线CD 的长是10.已知空间两点),3,2,2()1,1,3(---B A 、在Oz 轴上有一点C ，它与A 、B 的距离相等，则C 点的坐标是11．已知□ABCD 的两个顶点)2,3,1()5,3,2(---B A 、及它的对角线的交点E(4，-1，7)，则顶点C 的坐标为 ，D 的坐标为 。