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输入计算

数学公式

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结果

中垂线方程
y = -1x + 7
直线类型 Sloped line
中点 M(x 坐标) 3
中点 M(y 坐标) 4
斜率(m⊥) -1
y 轴截距 7

什么是中垂线?

线段的中垂线(也叫垂直平分线)是指经过线段中点、并与线段成 90° 直角的那条直线。这条直线上的任意一点到线段两个端点的距离都相等,因此在几何作图、求三角形外心以及坐标证明中都扮演着关键角色。

两点之间的线段,其垂直平分线在中点处以直角穿过
垂直平分线经过中点 M,并与线段成 90° 角相交。

如何使用本计算器

输入线段两个端点的坐标——点 1(\(x_1, y_1\))和点 2(\(x_2, y_2\))。计算器会自动给出中垂线的方程、斜率、所经过的中点以及 y 轴截距。它还能智能处理各种特殊情况,例如水平线段(对应的中垂线为竖直线)和竖直线段(对应的中垂线为水平线)。

公式解析

首先求出中点 \(M = \left(\dfrac{x_1+x_2}{2}, \dfrac{y_1+y_2}{2}\right)\)。线段的斜率为 \(\dfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}\);中垂线的斜率取其负倒数,即 \(m_\perp = -\dfrac{x_2-x_1}{y_2-y_1}\)。把中点 M 代入点斜式,得到 \(y - M_y = m_\perp(x - M_x)\),整理后即为 \(y = m_\perp \cdot x + b\)。

$$ y = m\,(x - M_x) + M_y \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} m &= -\dfrac{x_2 - x_1}{y_2 - y_1} \\ M_x &= \dfrac{x_1 + x_2}{2} \\ M_y &= \dfrac{y_1 + y_2}{2} \end{aligned} \right. $$
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显示中点与负倒数斜率关系的坐标平面
平分线的斜率是线段斜率的负倒数,以中点为锚点。

例题演示

以点 (1, 2) 和 (5, 6) 为例:中点 \(M = (3, 4)\)。线段斜率 \(= \dfrac{6-2}{5-1} = 1\),因此 \(m_\perp = -1\)。方程为 \(y - 4 = -1(x - 3)\),即 \(y = -x + 7\)。y 轴截距为 7。

常见问题

如果线段是水平的怎么办? 当 \(y_1 = y_2\) 时,线段为水平线,其中垂线就是竖直线 \(x = M_x\),此时斜率不存在(无定义)。

如果两点重合怎么办? 单独一个点没有唯一确定的中垂线,因此结果无法定义。

为什么要取负倒数? 两条互相垂直的直线,其斜率的乘积等于 \(-1\)。把线段斜率取倒数再变号,正好保证两线相交成 90°。

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