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求线段的中点和长度

两个坐标就确定了一条线段,但很容易因为不确定该用哪个公式而卡住。

本页内容
  1. 这两个公式怎么说?
  2. 怎样一步一步算出来?
  3. 例题详解
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

**中点(midpoint)**是两点正中间的点,用坐标的平均值求得。线段长度是两点之间的距离,用勾股定理求得。两者都来自同样的两个坐标,考试题有时会一次问这两项。

这两个公式怎么说?

对 A(x₁, y₁) 和 B(x₂, y₂):

  • 中点 = ((x₁ + x₂)/2, (y₁ + y₂)/2)。先求 x 值的平均,再求 y 值的平均。
  • 长度 AB = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²)。先求两个差值,各自平方,相加,再开平方。

中点得到一对坐标,长度得到一个数。知道答案的形式,可以帮你检查是否用对了公式。

怎样一步一步算出来?

  1. 写出两个点,每个负数都加上括号。
  2. 求中点时,把 x 值相加再除以 2;把 y 值相加再除以 2。
  3. 求长度时,先求 x 差和 y 差。
  4. 把每个差值平方(负的差值平方后为正),再相加。
  5. 开平方,按题目要求化简根式或取近似值。

例题详解

A 是 (−2, 1),B 是 (6, 7)。求 AB 的中点和 AB 的长度。

中点: x = (−2 + 6)/2 = 4/2 = 2,y = (1 + 7)/2 = 8/2 = 4。中点是 (2, 4)。

差值: x 差 = 6 − (−2) = 8,y 差 = 7 − 1 = 6。

长度: AB = √(8² + 6²) = √(64 + 36) = √100 = 10。

独立验算: 差值 6 和 8 构成放大一倍的 3-4-5 三角形,所以斜边是 10。另外,中点 (2, 4) 与 A 相距 5:它与 A 的差值是 4 和 3,√(16 + 9) = 5,正好是 10 的一半。

要留意的错误

常见的失误是把两个差值直接相加,而不用勾股定理。

错误做法: 长度 = 8 + 6 = 14。

学生两个差值都算对了,却忘了平方、相加再开平方。

一张草图就能说明 14 为什么不对:先横着走 8 再竖着走 6,比两点之间的直线路程更长。直线一定比 14 短,实际上是 10。

第二个失误是求中点时忘了除以 2,结果得到 (4, 8) 而不是 (2, 4)。

自我检测

先不用计算器试做,再打开答案核对。

1. 求连接 (1, −3) 和 (7, 5) 的线段的中点和长度。

查看答案

中点 = ((1 + 7)/2, (−3 + 5)/2) = (4, 1)。差值为 6 和 8。长度 = √(36 + 64) = √100 = 10。

2. 求连接 (−4, 2) 和 (1, −10) 的线段的长度。

查看答案

x 差 = 1 − (−4) = 5,y 差 = −10 − 2 = −12。长度 = √(25 + 144) = √169 = 13。

3. M(3, 2) 是 AB 的中点,A 是 (1, −4)。求 B。

查看答案

中点在正中间,所以 B 与 M 的距离等于 A 与 M 的距离,方向相反。x:2 × 3 − 1 = 5。y:2 × 2 − (−4) = 8。所以 B 是 (5, 8)。验算:(1, −4) 与 (5, 8) 的中点是 (3, 2)。

下一步

中点和长度掌握后,如果减法仍不稳,可以回到用两点计算斜率,或继续学习写出直线方程。坐标几何练习题组有混合题,无计算器运算训练则有助于精确处理根式和分数。

能背出两个公式、却在较长的题目里混淆的学生,需要有人在旁边即时看他们的解题过程。这正是我们的老师在数学线上一对一补习中所做的。

常见问题

中点和线段长度有什么区别?

中点是一个点:有两个坐标,位于线段正中间。长度只是一个数:两个端点相距多远。中点的答案像 (2, 4),长度的答案则像 10 或 5√2。

距离公式就是勾股定理吗?

是的。水平差和垂直差是直角三角形的两条短边,线段本身是斜边。忘了公式就画出这个三角形,算法自然来自 a² + b² = c²。

长度该留根式还是写成小数?

题目要求精确答案时,把根式如 √50 化成最简形式 5√2。如果题目要求小数或有效数字,只在最后一步才用计算器,不要在中途取近似值。

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下一步

如果你知道公式,却在时间紧迫时用错,一对一的老师可以帮你养成先画草图的习惯,让题目本身告诉你该用哪个工具。

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