"Геометрия (изд. «Просвещение»)", Александров А.Д., Вернер А.Л. и др.
Расстояние помогает измерить, насколько далеко друг от друга находятся точки, точка и прямая или две параллельные прямые. Между точками оно равно длине соединяющего их отрезка, а от точки до прямой измеряется по перпендикуляру — кратчайшему отрезку от точки к прямой. Расстояние между параллельными прямыми постоянно: его можно измерить из любой точки одной прямой. Эти правила нужны, чтобы выбирать верный отрезок для измерения и решать геометрические задачи.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Расстоянием между двумя точками называют длину отрезка, который их соединяет. Для точек A и B это расстояние обозначают AB, то есть так же, как длину отрезка AB. Такое правило позволяет свести вопрос о расстоянии к измерению одного отрезка. Если точки совпадают, соединяющий их отрезок имеет длину ноль, поэтому расстояние между ними равно нулю.
Расстояние от точки до прямой — длина перпендикуляра, опущенного из этой точки на прямую. Перпендикуляр — это прямая или отрезок, образующий с другой прямой прямой угол; его основание лежит на прямой. Например, если из P на прямую l опустили перпендикуляр PH, расстояние от P до l равно длине PH. Это определение указывает, какой именно отрезок нужно измерить.
Расстоянием между параллельными прямыми называют расстояние от любой точки одной из них до другой прямой. Чтобы его найти, из выбранной точки проводят перпендикуляр к другой прямой и измеряют его длину. Выбор точки не меняет результата: расстояние одинаково в любом месте параллельных прямых. Это позволяет измерить его там, где удобнее выполнить построение.
Расстояние между точками задаётся длиной соединяющего их отрезка, а не его положением на листе. Можно повернуть чертёж или перенести отрезок, но его длина при этом не изменится. Поэтому наклонённый на рисунке отрезок может быть таким же длинным, как горизонтальный, если их длины равны. В задаче нужно смотреть на обозначенную длину, а не на то, как отрезок выглядит.
Чтобы понять, почему кратчайший путь от точки до прямой проходит по перпендикуляру, сравним его с наклонным отрезком. Пусть PH перпендикулярен прямой l, а PK наклонён к ней; точки H и K лежат на l. Отрезки PH и HK образуют прямоугольный треугольник, а PK — его гипотенуза, то есть сторона напротив прямого угла. Гипотенуза длиннее каждого из катетов, поэтому PK длиннее PH и перпендикуляр даёт кратчайшее расстояние.
Чтобы построить расстояние от точки P до прямой l, через P проводят прямую, перпендикулярную l. Обозначают точку пересечения с l буквой H, так что PH — нужный перпендикуляр. Затем измеряют длину PH: она и является расстоянием от P до l. Если P уже лежит на l, перпендикулярный отрезок имеет длину ноль, поэтому расстояние равно нулю.
У параллельных прямых перпендикуляры, заключённые между ними, равны. Это следует из свойства параллельных прямых: если обе прямые перпендикулярны одной и той же прямой, то они параллельны; отрезки между ними на этих перпендикулярах задают одинаковую ширину полосы. Поэтому можно провести перпендикуляр из любой точки первой прямой и получить одно и то же расстояние. На практике выбирают точку, из которой удобнее провести и измерить отрезок.
Сначала определи, какие объекты заданы: две точки, точка и прямая или параллельные прямые. Для двух точек нужен соединяющий их отрезок, а для точки и прямой — перпендикуляр из точки на прямую. Для параллельных прямых также строят перпендикуляр, но его начало выбирают на одной прямой, а конец должен лежать на другой. Так исходные данные подсказывают нужное построение и помогают не измерить лишний отрезок.
| Что рассматриваем | Как определить расстояние | Что нужно построить или измерить |
|---|---|---|
| Между двумя точками | Длина соединяющего точки отрезка | Измерить отрезок между точками |
| От точки до прямой | Длина перпендикуляра от точки до прямой | Провести перпендикуляр и измерить его |
| Между параллельными прямыми | Длина перпендикуляра между прямыми | Провести перпендикуляр из одной прямой до другой |
Пользуйся таблицей так: сначала найди в первом столбце объекты из условия задачи. Затем прочитай, какой отрезок задаёт расстояние и что нужно измерить. Если речь идёт о прямой, проверь, что построен именно перпендикуляр.
Точки A и B различны, AB = 5 см. Найдите расстояние между A и B. В условии уже дана длина отрезка, соединяющего обе точки, поэтому дополнительных построений не требуется.
Ответ: 5 см.
Из точки P вне прямой l проведены перпендикуляр PH и наклонный отрезок PK к прямой. Укажи расстояние от P до l и сравни его с PK. Здесь оба отрезка начинаются в P и заканчиваются на прямой, но только один из них перпендикулярен ей.
Ответ: расстояние от P до l равно PH; PH < PK.
Параллельные прямые l и m пересечены перпендикулярами AB и CD: A, C лежат на l, B, D — на m. Если AB = 4 см, найдите расстояние между прямыми и CD. Оба отрезка перпендикулярны параллельным прямым и заключены между ними.
Ответ: расстояние между прямыми — 4 см, CD = 4 см.
Ошибка: за расстояние от точки до прямой принимают длину любого отрезка, соединяющего их. Так происходит, потому что наклонный отрезок тоже заканчивается на прямой и кажется подходящим. Проверь, образует ли отрезок прямой угол с прямой; если нет, это не расстояние. Измерять нужно длину перпендикуляра.
Ошибка: расстояние между прямыми ищут по произвольно выбранным точкам на них. Такой отрезок может оказаться наклонным, и его длина не показывает кратчайшее расстояние. Проверь, что отрезок перпендикулярен обеим параллельным прямым и соединяет именно их. Если это так, его длина задаёт расстояние между прямыми.
Ошибка: считают, что расстояние между точками меняется из-за направления или положения отрезка на рисунке. Изображение может быть повёрнуто, но поворот не меняет длину отрезка. Для проверки ориентируйся на его длину, а не на видимый наклон или направление. Расстояние определяется только длиной AB.
Ошибка: перпендикуляр проводят не из той точки или опускают не на ту прямую. Это случается, когда в условии не уточняют, между какими объектами нужно найти расстояние. Перед построением назови исходную точку и прямую, до которой измеряешь. Затем проверь, что отрезок начинается в этой точке, заканчивается на нужной прямой и образует прямой угол.
Для работы с расстояниями нужно знать, что такое отрезок и его длина, уметь распознавать прямой угол и понимать, когда прямые перпендикулярны. Без этих понятий нельзя правильно выбрать отрезок для измерения. Свойство параллельных прямых помогает объяснить, почему расстояние между ними постоянно, а перпендикуляр — почему путь от точки до прямой кратчайший. Позже эти знания пригодятся при геометрических построениях и решении задач на параллельные прямые.
Как найти расстояние между двумя точками?
Соедини точки отрезком и найди его длину. Эта длина и есть расстояние между точками; если точки совпадают, расстояние равно нулю.
Почему расстоянием от точки до прямой считают именно перпендикуляр?
Перпендикулярный отрезок короче любого наклонного отрезка, проведённого от этой точки к прямой. Поэтому он показывает кратчайшее расстояние.
Можно ли измерить расстояние от точки до прямой по наклонному отрезку?
Нет, длина наклонного отрезка не равна расстоянию от точки до прямой. Нужно опустить из точки перпендикуляр и измерить его.
Как найти расстояние между параллельными прямыми?
Проведи перпендикуляр от точки одной прямой до другой прямой и измерь его длину. Эта длина и будет расстоянием между параллельными прямыми.
Изменится ли расстояние между параллельными прямыми, если выбрать другую точку?
Нет, оно останется прежним. Перпендикуляры, заключённые между двумя параллельными прямыми, равны.
6.1. Понятие о расстоянии