课题:2.4.3.2 空间两点间的距离公式(2)
教材分析:
距离是几何中的基本度量,几何问题和一些实际问题经常设计距离,如飞机和轮船的航线的设计,它虽不是直线距离,但也涉及两点之间的距离,一些建筑设计也要计算两点之间的距离,所以本节内容为解决实际问题提供了方便.
课 型: 新授课
教学要求:使学生熟练掌握空间两点的距离公式及应用.
教学重点:空间两点的距离公式的应用.
教学难点:空间两点的距离公式的应用.
教学过程:
一.复习提问:
1.两点间的距离公式.
二.例题讲解:
1.例题1.在四面体P-ABC中,PA、PB、PC两两垂直,设PA=PB=PC=a,求点P到平面ABC的距离.
解:根据题意,可建立如图所示的空间直角坐标系P-xyz,则P(0,0,0),A(a,0,0),B(0,a,0),C(0,0,a).
过P作PH平面ABC,交平面ABC于H,则PH的长即为点P到平面ABC的距离.
PA=PB=PC,∴H为ABC的外心,
又ABC为正三角形,∴H为ABC的重心.由定比分点公式,可得H点的坐标为
∴|PH|=.
∴点P到平面ABC的距离为.
2.例题2.在棱长为a的正方体-中,求异面直线间的距离.
解:以D为坐标原点,从D点出发的三条棱所在直线为坐标轴,建立如图所求的空间直角坐标系.
设P、Q分别是直线和上的动点,其坐标分别为(x, y, z)、(0,),则由正方体的对称性,显然有x=y.
要求异面直线间的距离,即求P、Q两点间的最短距离.
设P在平面AC上的射影是H,由在中,,所以,∴x=a-z,
∴P的坐标为(a-z, a-z, z)
∴|PQ|=
=
∴当时,|PQ|取得最小值,最小值为.
∴异面直线间的距离为.
3.例题3.点P在坐标平面xOy内,A点的坐标为(-1,2,4),问满足条件|PA|=5的点P的轨迹是什么?
分析:因点P一方面在坐标平面xOy内,另一方面满足条件|PA|=5,即点P在球面上,故点P的轨迹是坐标平面xOy与球面的交线.
解:设点P的坐标为(x, y, z).
点P在坐标平面xOy内,∴z=0
|PA|=5,∴,
即=25,
∴点P在以点A为球心,半径为5的球面上,
∴点P的轨迹是坐标平面xOy与以点A为球心,半径为5的球面的交线,即在坐标平面xOy内的圆,且此圆的圆心即为A点在坐标平面xOy上射影(-1,2,0).
点A到坐标平面xOy的距离为4,球面半径为5,
∴在坐标平面xOy内的圆的半径为3.
∴点P的轨迹是圆=9,z=0.
小结:对于空间直角坐标系中的轨迹问题,可用平面直角坐标系中的轨迹问题的求解方法类比解决.
三:巩固练习:
1.课本 习题4.3 B组 第2题
2.点P在坐标平面xOz内,A点的坐标为(1,3,-2),问满足条件|PA|=5的点P的轨迹方程.
答案:点P的轨迹方程是=16,y=0.
四.小结
1.空间两点的距离公式的应用.
五.作业
1.课本 习题4.3 B组 第3题
课后记: