Livro de Matemática

Distância entre ponto e reta no plano cartesiano

Retas concorrentes no plano cartesiano
Figura O: Calculando a distância entre um ponto e uma reta

Dados um ponto P(xp,yp) e uma reta r de equação ax + by + c = 0 deseja-se calcular a distânia entre essa reta e o ponto dado. Para isso traçamos um segmento perpendicular a reta r passando por P.

Retas concorrentes no plano cartesiano
Figura P: Calculando a distância entre um ponto e uma reta

Note que traçando uma reta vertical em xp, esta intersecta r em P(xp,yq). Até o momento são conhecidas as coordenadas xp, yp e a equação da reta r ax + by + c = 0. Visto que, o ponto Q faz parte da reta r podemos escrever a equação da reta da seguinte forma:

ax + by + c = 0
a(xp) + b(yq) + c = 0
b(yq) = – a(xp) – c

yq =
– a(xp) – c
b

Vamos guardar essa informação.

Retas concorrentes no plano cartesiano
Figura Q: Calculando a distância entre um ponto e uma reta

Note que se formaram dois triângulos retângulos. Da equação reta conhecemos o coefiente angular, portanto podemos trabalhar como o ângulo α formado pela reta e o eixo das abscissas. Pelas propriedades dos triângulos sabemos que o ângulo α reaparece no triângulo superior.

Retas concorrentes no plano cartesiano
Figura R: Calculando a distância entre um ponto e uma reta

Da trigonometria tem-se que:

cos α =
d
|yp – yq|

A equação da reta já nos fornece o coeficiente angular.

ax + by + c = 0
by = -ax – c
y = (-a/b) x – c/b

(-a/b) é o coeficiente angular da reta r. Esse mesmo coeficiente pode ser encontrado fazendo-se:

tg α =
a
b
1 + (tg α)² =
a
b
² + 1
1 + (tg α)² =
a
b
² + 1
(sec α)² =
+ 1
1
(cos α)²
=
a² + b²
(cos α)² =
a² + b²
cos α =
a² + b²

Já vimos que:

cos α =
d
|yp – yq|

d(P,r) = |yp – yq|.cos α.

d(P,r) = |yp
– a(xp) – c
b
| .
√b²
√(a² + b²)
d(P,r) = |yp +
a(xp) + c
b
| .
|b|
√(a² + b²)
d(P,r) =
|axp + byp + c|
√(a² + b²)