空间两点间的距离
教学目标 教学重点 教学难点 一、问题情境 问题1:在平面上任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)P1P2掌握空间两点间的距离公式. 空间两点间的距离公式的应用. 空间两点间的距离公式的推导. 教学过程 间2复备栏 之距离2的公式为(x1x2)(y1y2),那么对于空间中任意两点P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)之间距离的公式会是怎样呢?你猜猜? 问题2:空间中任意一点P(x,y,z)到原点之间的距离公式会是怎样呢?z 二、学生活动 对于问题2,引导学生构造长方体来完成,学生在教师的指导下作答得出: OPxyz222P(x,y,z)O xy.用这一结果验证问题1所得的猜想. 三、建构数学 问题3:如何来证明空间中任意两点P1(x1,y1,z1),P2(x2,y2,z2)之间距离的公式P1P2(x1x2)(y1y2)(z1z2)222呢? xz O P2(x2,y2,z2) yQ(x 2,y2,z1) (x,y,z) P1(x1,y1,z1)R222 证明: 以线段P1P2为对角线作长方体,使它所有的第 1 页
棱都与坐标轴平行,则有Q(x2,y2,z1),R(x1,y2,z1) 在Rt△P1QR中, P1Q2RQ222P1R2222(x2x1)(y2y1) 在Rt△P1QP2中, P1P2P1QP2Q22(x2x1)(y2y1) +(z2z1)2. 故 P1P2(x1x2)(y1y2)(z1z2)222. 三、数用 例1 求空间两点P1(3,2,5),P2(6,0,1)间的距离P1P2. 解:由两点间的距离公式,得 P1P2(63)(01)(15)2227. 练习:P113 ,1,2. 变式1:在x轴上找一点P,使它到P1(3,2,5)的距离为33. 解:设P(x,0,0),PP1(x3)242533,所以 x5或x1 即P(5,0,0)或P(1,0,0). 变式2:在x轴上找一点P,使PP1PP2. 解:设P(x,0,0),PP1(x3)2425 PP2222(x6)1,由PP1PP2, 2所以 (x3)2425(x6)21 解之得x16,所以所求点为P(16,0,0) 变式3:在xOy平面上求一点P,使它到P1(0,4,7)的距离为5,到P2(4,0,2)的距离为22. 解:设P(x,y,0) 22x(y4)725 22(x4)y422x2所以y25x2或5y255 变式4:在xOy平面内的直线xy1上确定一点P,使P到P1(3,2,5)的距离最小. 2解:设P(x,1x,0),PP12(x3)25 2所以PP1的最小值为5. 第 2 页
例2 平面上到坐标原点的距离为1的点的轨迹是单位圆,其方程为x2y21.在空间到坐标原点的距离为1的点的轨迹是什么?试写出它的方程. 解:到坐标原点的距离为1的点P(x,y,z)的轨迹是一个球面,满足OP1,即 xyz2222221. 因此, xyz1. 这就是所求的球面方程. 练习:课本第113页, 第3题. 问题4:把平面上的结论类比到空间,你还可以得到哪一些结论? 比如:空间两点的中点的坐标公式;到两定点的距离相等的点的集合;平行六面体四条对角线的平方和等于12条棱的平方和等. 四、回顾小结 空间两点间的距离公式: P1P2(x1x2)(y1y2)(z1z2)222. 注意类比方法在解决一些空间问题中的应用. 五、布置作业 教后反思
第 3 页