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平行线间的距离公式

2025-10-27 14:51:32 来源:网易 用户:太叔菡怡 

平行线间的距离公式】在几何学中,两条平行线之间的距离是一个重要的概念,常用于解析几何、物理和工程计算中。了解并掌握平行线间距离的计算方法,有助于解决许多实际问题。

一、平行线间的距离定义

两条平行直线是指在同一平面内,永不相交的直线。它们之间的距离是指从一条直线上任一点向另一条直线作垂线,这条垂线段的长度即为两平行线之间的距离。

二、平行线间的距离公式

设两条平行直线的一般式分别为:

- $ L_1: Ax + By + C_1 = 0 $

- $ L_2: Ax + By + C_2 = 0 $

则这两条平行线之间的距离 $ d $ 可以用以下公式计算:

$$

d = \frac{C_1 - C_2}{\sqrt{A^2 + B^2}}

$$

> 注意:此公式适用于两条直线方程形式相同(即系数 $ A $ 和 $ B $ 相同)的情况。

三、不同情况下的距离公式总结

直线方程形式 公式 说明
一般式 $ Ax + By + C_1 = 0 $ 和 $ Ax + By + C_2 = 0 $ $ d = \frac{C_1 - C_2}{\sqrt{A^2 + B^2}} $ 适用于系数相同的平行直线
斜截式 $ y = kx + b_1 $ 和 $ y = kx + b_2 $ $ d = \frac{b_1 - b_2}{\sqrt{1 + k^2}} $ 将斜截式转化为一般式后可推导出该公式
点法式 $ (x - x_0) \cdot n_x + (y - y_0) \cdot n_y = 0 $ $ d = \frac{n_x x_0 + n_y y_0 + C}{\sqrt{n_x^2 + n_y^2}} $ 适用于已知法向量和点的直线

四、实例分析

例1:求直线 $ 2x + 3y + 4 = 0 $ 与 $ 2x + 3y - 5 = 0 $ 之间的距离。

根据公式:

$$

d = \frac{4 - (-5)}{\sqrt{2^2 + 3^2}} = \frac{9}{\sqrt{13}} \approx 2.49

$$

例2:求直线 $ y = 2x + 1 $ 与 $ y = 2x - 3 $ 之间的距离。

将方程转换为一般式:

- $ 2x - y + 1 = 0 $

- $ 2x - y - 3 = 0 $

应用公式:

$$

d = \frac{1 - (-3)}{\sqrt{2^2 + (-1)^2}} = \frac{4}{\sqrt{5}} \approx 1.79

$$

五、小结

平行线间的距离是解析几何中的基本概念之一,掌握其计算方法对于理解和应用几何知识具有重要意义。通过不同的直线表达形式,可以灵活地使用相应的公式进行计算。在实际问题中,合理选择公式能提高解题效率和准确性。

如需进一步探讨其他几何问题或应用场景,请继续提问。

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