【例 2】如图,在铁路旁边有一村庄,现要建一火车站,使村庄的人乘火车最方便(即从村庄到火车站的距离最短)。请你在铁路边选一点来建火车站,画出图形并说明理由。

答案
1. 过村庄所在点作铁路所在直线的垂线,垂足为点P。
2. 点P即为建火车站的位置。
理由:直线外一点与直线上各点连接的所有线段中,垂线段最短。
2. 点P即为建火车站的位置。
理由:直线外一点与直线上各点连接的所有线段中,垂线段最短。
【变式 3】下列各图中,过直线 $ l $ 外的点 $ P $ 画直线 $ l $ 的垂线,三角尺操作正确的是()。

答案
C
解析
过直线外一点画已知直线的垂线,需用三角尺的一条直角边与已知直线重合,另一条直角边过该点。选项C中三角尺的一条直角边与直线l重合,另一条直角边过点P,操作正确。
【变式 4】如图,已知 $ △ ABC $,过点 $ A $ 画出线段 $ BC $ 所在直线上的垂线。

答案
1. 以点 A 为圆心,适当长为半径画弧,交直线 BC 于点 D、E。
2. 分别以点 D、E 为圆心,大于 DE 一半的长为半径画弧,两弧在直线 BC 下方交于点 F。
3. 过点 A、F 作直线,交直线 BC 于点 G。
4. 线段 AG 即为所求垂线。
2. 分别以点 D、E 为圆心,大于 DE 一半的长为半径画弧,两弧在直线 BC 下方交于点 F。
3. 过点 A、F 作直线,交直线 BC 于点 G。
4. 线段 AG 即为所求垂线。
【例 3】如图,在直线 $ l $ 外一点 $ P $ 与直线上各点的连线中,$ PA = 6 $,$ PO = 5 $,$ PB = 5.5 $,$ OC = 4 $,则点 $ P $ 到直线 $ l $ 的距离为()。

A.$ 3 $
B.$ 4 $
C.$ 5 $
D.$ 5.5 $
A.$ 3 $
B.$ 4 $
C.$ 5 $
D.$ 5.5 $
答案
C
解析
根据点到直线的距离定义,点到直线的垂线段的长度为点到直线的距离。图中PO垂直于直线l,所以PO的长度为点P到直线l的距离,PO=5。
【变式 5】如图,量得直线 $ l $ 外一点 $ P $ 到 $ l $ 的距离 $ PB $ 的长为 $ 3 \mathrm{cm} $。若 $ A $ 是直线 $ l $ 上一点,则线段 $ PA $ 的长不可能是()。

A.$ 3.5 \mathrm{cm} $
B.$ 6 \mathrm{cm} $
C.$ 2.8 \mathrm{cm} $
D.$ 4 \mathrm{cm} $
A.$ 3.5 \mathrm{cm} $
B.$ 6 \mathrm{cm} $
C.$ 2.8 \mathrm{cm} $
D.$ 4 \mathrm{cm} $
答案
C
解析
直线 $ l $ 外一点 $ P $ 到 $ l $ 的距离 $ PB $ 为 $ 3 \mathrm{cm} $,即 $ PB $ 是点 $ P $ 到直线 $ l $ 的垂线段,长度为 $ 3 \mathrm{cm} $。
根据点到直线的距离定义,点 $ P $ 到直线 $ l $ 的距离是点 $ P $ 到直线 $ l $ 的所有线段中最短的一条。
因此,线段 $ PA $ 的长度必须大于或等于 $ 3 \ \mathrm{cm} $。
选项中只有 $ 2.8 \mathrm{cm} $ 小于 $ 3 \mathrm{cm} $,所以 $ PA $ 的长度不可能是 $ 2.8 \mathrm{cm} $。
根据点到直线的距离定义,点 $ P $ 到直线 $ l $ 的距离是点 $ P $ 到直线 $ l $ 的所有线段中最短的一条。
因此,线段 $ PA $ 的长度必须大于或等于 $ 3 \ \mathrm{cm} $。
选项中只有 $ 2.8 \mathrm{cm} $ 小于 $ 3 \mathrm{cm} $,所以 $ PA $ 的长度不可能是 $ 2.8 \mathrm{cm} $。
【变式 6】如图,点 $ A $ 表示小雨家,点 $ B $ 表示小樱家,点 $ C $ 表示小丽家,她们三家恰好组成一个直角三角形,$ AB,BC,AC $ 为三条街道,其中 $ AC ⊥ BC $,$ AC = 900 \mathrm{m} $,$ BC = 1200 \mathrm{m} $,$ AB = 1500 \mathrm{m} $。
(1) 试写出小雨家到街道 $ BC $ 的距离以及小樱家到街道 $ AC $ 的距离;
(2) 画出从小丽家到街道 $ AB $ 的最短线段。

(1) 试写出小雨家到街道 $ BC $ 的距离以及小樱家到街道 $ AC $ 的距离;
(2) 画出从小丽家到街道 $ AB $ 的最短线段。
答案
(1) 小雨家到街道 BC 的距离为 AC 的长度,即 900m;小樱家到街道 AC 的距离为 BC 的长度,即 1200m。
(2) 过点 C 作 AB 的垂线,垂足为 D,线段 CD 即为从小丽家到街道 AB 的最短线段。(画图略)
(2) 过点 C 作 AB 的垂线,垂足为 D,线段 CD 即为从小丽家到街道 AB 的最短线段。(画图略)
1. 如图,$ A $ 是直线 $ l $ 外一点,点 $ B,E,D,C $ 在直线 $ l $ 上,且 $ AD ⊥ l $,$ D $ 为垂足。如果量得 $ AB = 7 \mathrm{cm} $,$ AE = 6 \mathrm{cm} $,$ AD = 5 \mathrm{cm} $,$ AC = 11 \mathrm{cm} $,那么点 $ A $ 到直线 $ l $ 的距离为()。

A.$ 11 \mathrm{cm} $
B.$ 7 \mathrm{cm} $
C.$ 6 \mathrm{cm} $
D.$ 5 \mathrm{cm} $
A.$ 11 \mathrm{cm} $
B.$ 7 \mathrm{cm} $
C.$ 6 \mathrm{cm} $
D.$ 5 \mathrm{cm} $
答案
D
解析
根据点到直线的距离定义,从直线外一点到这条直线的垂线段的长度叫做点到直线的距离。已知AD⊥l,D为垂足,所以AD是点A到直线l的垂线段,其长度AD=5cm,即点A到直线l的距离为5cm。
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