以下是公式的推导过程:
假设直线L上有一点A,直线的方向向量为N。点P在直线L上的投影点为B,将向量AB记为向量v。
根据向量的投影公式,向量v在方向向量N上的投影为:
proj<sub>N</sub>v = |v|cosθ
其中,θ为向量v与方向向量N的夹角。又因为v与N垂直,所以cosθ=0,因此投影长度为0。知道投影长度为0是因为v是从A点出发,所以proj<sub>N</sub>v就是向量AB与方向向量N共线并相反方向的向量。
则向量D的大小等于向量PB与向量proj<sub>N</sub>v的长度之积,即:
|D| = |PB|*|proj<sub>N</sub>v|
向量PB可以表示为向量v减去向量PA:
PB = v - PA
因此,
|PB| = |v - PA|
又因为投影长度为0,向量proj<sub>N</sub>v就是向量AB与方向向量N共线并相反方向的向量,因此:
proj<sub>N</sub>v = -|AB|
代入原公式,得到
|D| = |v - PA|*|AB|
将向量AB表示为A到B的向量,则
AB = B - A
因此,
|AB| = |B - A|
现在问题转化为了如何求向量PA和A到B的向量的内积。根据向量内积的定义,有:
PA·AB = |PA|*|AB|*cosθ
其中,θ为PA和AB之间的夹角。由于向量PA与向量AB在直线L上垂直,所以cosθ=0,因此:
PA·AB = 0
代入原公式,得到:
|D| = |v - PA|*|AB| = |v - PA|*|AB|*cosθ = 0
因此,向量D的大小为0,即点P到直线L的距离为0,即点P在直线L上。