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两直线间距离公式

发布日期:2025-04-11

两直线间的距离公式根据两直线的位置关系分为以下两种情况:

两条平行直线间的距离公式

对于两条平行直线 l1:Ax+By+C1=0l_1: Ax + By + C_1 = 0l2:Ax+By+C2=0l_2: Ax + By + C_2 = 0AABB 不同时为 00),它们之间的距离 dd 为:
d=C1C2A2+B2d = \frac{\vert C_1 - C_2 \vert}{\sqrt{A^2 + B^2}}

C1C2

推导过程:
在直线 l1l_1 上任取一点 P(x0,y0)P(x_0, y_0),则 Ax0+By0+C1=0Ax_0 + By_0 + C_1 = 0,即 Ax0+By0=C1Ax_0 + By_0 = - C_1
P(x0,y0)P(x_0, y_0) 到直线 l2l_2 的距离就是两平行直线间的距离。
根据点(x0,y0)(x_0,y_0)到直线 Ax+By+D=0Ax + By + D = 0(这里 D=C2D = C_2)的距离公式 d=Ax0+By0+DA2+B2d = \frac{\vert Ax_0 + By_0 + D \vert}{\sqrt{A^2 + B^2}}

Ax0+By0+D,把 Ax0+By0=C1Ax_0 + By_0 = - C_1D=C2D = C_2 代入可得:
d=C1+C2A2+B2=C1C2A2+B2d = \frac{\vert - C_1 + C_2 \vert}{\sqrt{A^2 + B^2}} = \frac{\vert C_1 - C_2 \vert}{\sqrt{A^2 + B^2}}

C1+C2=A2+B2

C1C2

两条异面直线间的距离公式(空间直角坐标系中)

设两条异面直线 l1l_1l2l_2 的方向向量分别为 v1\vec{v_1}

v2\vec{v_2}

,经过 l1l_1 上一点 AAl2l_2 上一点 BB,则异面直线 l1l_1l2l_2 之间的距离 dd 为:
d=(AB×v1)v2v1×v2d = \frac{\vert (\overrightarrow{AB} \times \vec{v_1}) \cdot \vec{v_2} \vert}{\vert \vec{v_1} \times \vec{v_2} \vert}

×v2

(AB

×v1

)v2

其中 ×\times 表示向量叉乘,\cdot 表示向量点乘。这个公式相对复杂,涉及较多向量运算知识。其原理是利用向量间的几何关系,通过向量运算得到异面直线间的垂直距离。

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