© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)

 
De afstand van een punt tot een lijn.
       
In deze les gaan we een formule afleiden voor de afstand van een punt P toto een lijn l.
 
Neem een lijn lax + by = c  en een punt  P(xP, yP).
We gaan nu eerst de afstand van de oorsprong tot lijn l berekenen.
Zie de figuur hiernaast.

punt A:  x = 0  dus  by = c  en  y = c/b
punt B:  y = 0  dus  ax = c  en  x = c/a

Met Pythagoras:    AB = √((c/b)2 + (c/a)2)

In driehoek OSA geldt  1/2 • OS • AB =  1/2 • OA • OB  want beiden zijn de oppervlakte van de driehoek.

Dat geeft:

Teken nu de lijn m door punt P evenwijdig aan l.

m is de lijn  ax + by = q, en omdat P(xP, yP) daar op moet liggen is het de lijn  ax + by = axP + byP

Dan kunnen we afstand OT van de oorsprong toto m direct opschrijven:  vervang in de formule voor OS gewoon c door
ax
P + byP :

De afstand van P tot  l is ST en dat is OT - OS:

       
Daarmee hebben we een algemene formule gevonden voor de afstand van een punt P tot een lijn l. Nog één detail:  als die teller negatief is, moet je hem wel positief maken (een afstand kan immers niet negatief zijn) en dat kan door er absolute-waarde strepen omheen te zetten. 
Slotresultaat:
       
Voor de afstand van punt P(xP, yP) tot de lijn  lax + by = c  geldt:
 

       
Voorbeeld:   Bereken de afstand van punt P(3, 6) tot lijn l:  4x + 3y = 14
 
Oplossing:

 

Sorry, ik kan er ook niet meer van maken......

Nou, dan komen er nu nog een hele zooi toepassingen......
Die doen we de volgende les.
Nou vooruit dan, eentje alvast nu:
       
Toepassing:    Lijn op afstand van een gegeven punt.
       
Voorbeeld:   Geef vergelijkingen van de lijn door  (2,3) die afstand 4 tot punt P(3, 8) heeft.

Oplossing:
Stel de lijn y = ax + b.
Als die door (2, 3) gaat dan geldt  3 = 2a + b  ofwel  b = 3 - 2a
De lijn is dus l:   y = ax + 3 - 2a  ofwel  ax - y + 3 - 2a = 0
Invullen in de afstandsformule, met P(3, 8):
eerste vergelijking:  3a - 8 + 3 - 2a = √(a2 + 1)
a - 5 = √(a2 + 1)
a2 - 10a + 25 = a2 + 1
10a = 24
a = 2,4  en dat geeft de lijn  y = 2,4x - 1,8

De vergelijking met het minteken geeft (omdat we alles kwadrateren) dezelfde oplossing.
 
Let vooral op die eerste stap:  daar schrijven we de vergelijking van de lijn met één parameter; door de extra voorwaarde dat de lijn door (2,3) moet gaan is het ons gelukt om de parameter b weg te werken.

 
 
 
 OPGAVEN
       
1. a. Bereken de afstand van punt  P(-3, 4) tot de lijn  2x + 5y = 12
       
  b. Bereken de afstand van punt  Q(8, -2) tot de lijn  x + y = 10
   
2. Gegeven zijn de lijn    3x - 4y = 8  en het punt  A(0, 14).
       
  a. Bereken de afstand van punt A tot lijn l .
       
  b. Welke twee lijnen door de oorsprong hebben afstand 6 tot punt A ?
       
3. Punt P ligt op de lijn  y = -3x + 2
Hoeveel moet deze lijn omhoog of omlaag geschoven worden zodat de afstand van P tot de lijn gelijk is geworden aan 8?
       
4. Punt P heeft  afstand 4 tot de lijn  y = x + 2
Als je punt P spiegelt in de y-as krijg je een punt Q en dat punt Q heeft afstand 8 tot de lijn y = x + 2
Bereken de coördinaten van P en Q .
       
5. Gegeven is parallellogram  OABC met   O(0, 0) en A(5, 2) en B(5, 5)  
     
  a. Bereken de afstand van punt B tot de diagonaal AC.
     
  b. Gebruik die afstand om de oppervlakte van het parallellogram te berekenen.
  c. Controleer je antwoord op vraag b) door het parallellogram "in te lijsten" (dat doe je in dit geval door er een vierkant met zijden 7 omheen te tekenen)
     
     
 

© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)