3-2-3 直线方程的一般式解析
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3. 2. 3《直线的一般式方程》问题导读——评价单【学习目标】1.了解二元一次方程与直线的对应关系.2.掌握直线方程的一般式.3.能根据所给条件求直线方程,并能在几种形式间相互转化.【学习重点】直线的一般式方程【学习难点】直线方程各种形式之间的相互转化问题1. 目前为止,已经学过的直线方程有:点斜式:;斜截式:;两点式:;截距式:。
思考:(1)上述形式的直线方程都可以化为二元一次方程的一般形式吗?(2)总结二元一次方程与直线之间的关系问题2. 直线的一般式方程1.定义:关于x,y的二元一次方程(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式。
2.适用范围:平面直角坐标系中,任何一条直线都可用一般式表示。
3.系数的几何意义:(1)当B0时,则(),();(2)当B=0,A0时,则(),此时斜率不存在;4.说明:对于直线方程的一般式,一般作如下约定:x的系数为正,x,y的系数及常数项一般不出现分数,按含x项,含y项,常数项的顺序排列。
求直线方程的题目,无特别要求时,结果写成直线方程的一般式。
思考:(1)当A=0或B=0或C=0时,方程Ax+By+C=0分别表示什么样的直线?(2)在什么条件下,一般式方程可以转化为斜截式、截距式方程?问题3. 直线方程的五种形式的比较如下表:问题4.直线2=0的倾斜角是()(A)30°(B)60°(C)120°(D) 150°问题5. 过点M(-4,3)和N(-2,1)的直线方程是()(A)x-y+3=0 (B)x-y-1=0 (C)x+y+1=0 (D)x+y-3=0问题6. 直线2x+4y+3=0在y轴上的截距是()(A) (B)(C)(D)问题7. 如果AB>0,BC<0,那么直线Ax-By-C=0不经过的象限是。
问题8. 过点P(1,-2),且斜率与直线y=-2x+3的斜率相等的直线方程为。
问题9. 求下列直线的方程,并把它化成一般式。
2019-2020年高中数学《3.2.3直线的一般式方程》学案 新人教A 版必修2一.学习目标:根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的一般式,体会一般式与直线其它方程形式之间的关系.二.重点、难点:重点:难点:三.知识要点:1. 一般式(general form ):,注意A 、B 不同时为0. 直线一般式方程化为斜截式方程,表示斜率为,y 轴上截距为的直线.2 与直线平行的直线,可设所求方程为;与直线垂直的直线,可设所求方程为. 过点的直线可写为.经过点,且平行于直线l 的直线方程是;经过点,且垂直于直线l 的直线方程是.3. 已知直线的方程分别是:(不同时为0),(不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:(1); (2)1212211221//0,0l l A B A B AC A B ⇔-=-≠;(3)与重合122112210,0A B A B AC A B ⇔-=-=; (4)与相交.如果时,则;与重合;与相交.四.自主探究例题精讲:【例1】已知直线:,:,问m 为何值时:(1); (2).解:(1)时,,则,解得m =0.(2)时,, 解得m =1.【例2】(1)求经过点且与直线平行的直线方程;(2)求经过点且与直线垂直的直线方程.解:(1)由题意得所求平行直线方程,化为一般式.(2) 由题意得所求垂直直线方程,化为一般式.【例3】已知直线l 的方程为3x+4y -12=0,求与直线l 平行且过点(-1,3)的直线的方程.分析:由两直线平行,所以斜率相等且为,再由点斜式求出所求直线的方程.解:直线l:3x+4y -12=0的斜率为,∵ 所求直线与已知直线平行, ∴所求直线的斜率为,又由于所求直线过点(-1,3),所以,所求直线的方程为:,即.点评:根据两条直线平行或垂直的关系,得到斜率之间的关系,从而由已知直线的斜率及点斜式求出所求直线的方程. 此题也可根据直线方程的一种形式而直接写出方程,即,再化简而得.【例4】直线方程的系数A 、B 、C 分别满足什么关系时,这条直线分别有以下性质?(1)与两条坐标轴都相交;(2)只与x 轴相交;(3)只与y 轴相交;(4)是x 轴所在直线;(5)是y 轴所在直线.分析:由直线性质,考察相应图形,从斜率、截距等角度,分析系数的特征.解:(1)当A ≠0,B ≠0,直线与两条坐标轴都相交.(2)当A ≠0,B=0时,直线只与x 轴相交.(3)当A =0,B ≠0时,直线只与y 轴相交.(4)当A =0,B ≠0,C =0,直线是x 轴所在直线.(5)当A ≠0,B =0,C =0时,直线是y 轴所在直线.点评:结合图形的几何性质,转化为方程形式所满足的代数形式. 对于直线的一般式方程,需要特别注意以上几种特殊位置时的方程形式.五.目标检测(一)基础达标1.如果直线的倾斜角为,则有关系式().A. B. C. D. 以上均不可能2.若,则直线必经过一个定点是().A. B. C. D.3.直线与两坐标轴围成的面积是().A. B. C. D.4.(xx京皖春)直线()x+y=3和直线x+()y=2的位置关系是().A. 相交不垂直B. 垂直C. 平行D. 重合5.已知直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,且在y轴上的截距为,则m,n的值分别为().A. 4和3B. -4和3C. -4和-3D. 4和-36.若直线x+ay+2=0和2x+3y+1=0互相垂直,则a= .7.过两点(5,7)和(1,3)的直线一般式方程为;若点(,12)在此直线上,则=.(二)能力提高8.根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式:(1)斜率是-,经过点A(8,-2);(2)经过点B(4,2),平行于轴;(3)在轴和轴上的截距分别是,-3;(4)经过两点(3,-2)、(5,-4).9.已知直线的方程分别是:(不同时为0),(不同时为0),且. 求证.(三)探究创新10.已知直线,,求m的值,使得:(1)l1和l2相交;(2)l1⊥l2;(3)l1//l2;(4)l1和l2重合.2019-2020年高中数学《3.2.4互斥事件》教案新人教版必修3【教学目标】1、用集合的观点理解互斥与对立事件;2、注意一题多解,和方法的灵活性。
直线方程计算公式直线是数学中一个重要的概念,研究对象之一。
直线方程是用来描述直线的数学表达式,可以在平面几何和解析几何等领域中广泛应用。
直线方程的计算公式可以用来确定一条直线的性质以及与其他几何图形的关系。
下面将介绍直线方程的计算公式的两种常见形式,包括一般形式和截距形式,并且给出了相应的计算示例。
一般形式一般形式的直线方程是直线方程最一般的表达形式。
它的一般公式如下所示:Ax + By + C = 0其中,A、B、C是实数,且A和B不同时为0。
这种形式的直线方程可以通过以下步骤来计算:1.根据已知条件,计算A、B和C的值。
2.将A、B和C的值代入直线方程的一般公式中。
现在,我们来看一个具体的计算示例:假设我们要计算通过点P(2, 3)和Q(5, 7)的直线方程。
首先,我们需要计算A、B和C的值。
根据一般公式,我们可以使用点斜式来计算A、B和C的值,点斜式的公式如下:(y - y1) = m(x - x1)其中,m是斜率,(x1, y1)是直线上的任意一点。
通过点P(2, 3)和Q(5, 7),我们可以计算出斜率m为:(7 - 3) / (5 - 2) = 4 / 3。
接下来,我们使用点斜式的公式,将斜率m和点P(2, 3)代入,计算得到直线方程为:(y - 3) = (4 / 3)(x - 2)。
然后,将直线方程转化为一般形式,我们可以得到:4x - 3y - 6 = 0。
因此,通过点P(2, 3)和Q(5, 7)的直线方程为:4x - 3y - 6 = 0。
截距形式截距形式是直线方程的另一种常见形式,它更容易对直线进行可视化分析。
截距形式的直线方程的一般公式如下:y = mx + b其中,m是斜率,b是y轴截距,即直线与y轴的交点。
使用截距形式计算直线方程的步骤如下:1.根据已知条件,计算斜率m。
2.根据已知条件,计算y轴截距b。
3.将斜率m和y轴截距b代入直线方程的一般公式中。
以下是一个具体的计算示例:假设我们要计算通过点P(2, 3)和Q(5, 7)的直线方程。
一、选择题1.在x 轴与y 轴上的截距分别是-2与3的直线方程是( ) A .2x -3y -6=0 B .3x -2y -6=0 C .3x -2y +6=0 D .2x -3y +6=0[答案] C[解析] 因为直线在x 轴,y 轴上的截距分别为-2,3,由直线方程的截距式得直线方程为x -2+y3=1,即3x -2y +6=0.2.若直线l 的一般式方程为2x -y +1=0,则直线l 不经过( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限 [答案] D3.下列各组中的两条直线平行的有( ) (1)2x +y -11=0,x +3y -18=0 (2)2x -3y -4=0,4x -6y -8=0 (3)3x -4y -7=0,12x -16y -7=0 A .0组 B .1组 C .2组 D .3组 [答案] B[解析] 第一组相交,第二组重合,第三组平行,故选B. 4.若直线x +2ay -1=0与(a -1)x -ay +1=0平行,则a 的值为( )A.12B.12或0C .0D .-2[答案] B[解析] 由已知得1×(-a )-2a (a -1)=0,即2a 2-a =0,解得a =0或12,故选B.5.直线(3-a )x +(2a -1)y +7=0与直线(2a +1)x +(a +5)y -6=0互相垂直,则a 值是( )A .-13 B.17 C.12 D.15[答案] B[解析] 由(3-a )(2a +1)+(2a -1)(a +5)=0得a =17.6.直线l 过点(-1,2)且与直线2x -3y +4=0垂直,则l 的方程是( )A .3x +2y -1=0B .3x +2y +7=0C .2x -3y +5=0D .2x -3y +8=0 [答案] A[解析] 由直线l 与直线2x -3y +4=0垂直,可知直线l 的斜率是-32,由点斜式可得直线l 的方程为y -2=-32(x +1),即3x +2y -1=0.7.直线l 1 ax -y +b =0,l 2 bx +y -a =0(ab ≠0)的图像只可能是下图中的( )[答案] B[解析] l 1:y =ax +b ,l 2:y =-bx +a ,在A 选项中,由l 1的图像知a >0,b <0,判知l 2的图像不符合.在B 选项中,由l 1的图像知a >0,b <0,判知l 2的图像符合,在C 选项中,由l 1知a <0,b >0,∴-b <0,排除C ;在D 选项中,由l 1知a <0,b <0,由l 2知a >0,排除D.所以应选B.8.直线l 的方程为Ax +By +C =0,若l 过原点和二、四象限,则( )A.⎩⎪⎨⎪⎧C =0B >0 B.⎩⎪⎨⎪⎧C =0B >0A >0C.⎩⎪⎨⎪⎧C =0AB <0 D.⎩⎪⎨⎪⎧C =0AB >0 [答案] D[解析] ∵l 过原点,∴C =0,又l 过二、四象限,∴l 的斜率-AB <0,即AB >0. 二、填空题9.经过点A (-4,7),且倾斜角为45°的直线的一般式方程为________.[答案] x -y +11=0[解析] 直线的斜率k =tan45°=1,则直线的方程可写为y -7=x +4,即x -y +11=0.10.如下图所示,直线l 的一般式方程为________.[答案] 2x +y +2=0[解析] 由图知,直线l 在x 轴,y 轴上的截距分别为-1,-2,则直线l 的截距式方程为x -1+y-2=1,即2x +y +2=0.11.若直线(a +2)x +(a 2-2a -3)y -2a =0在x 轴上的截距为3,则实数a 的值为________.[答案] -6[解析] 把x =3,y =0代入方程(a +2)x +(a 2-2a -3)y -2a =0中得3(a +2)-2a =0,a =-6.12.已知直线的斜率为16,且和坐标轴围成面积为3的三角形,该直线的方程为________.[答案] x -6y +6=0或x -6y -6=0 [解析] 设直线的方程为x a +yb =1, ∵直线的斜率k =16,∴-b a =16, 又∵12|ab |=3,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a =-6,b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =6,b =-1.∴所求直线方程为:x -6y +6=0或x -6y -6=0. 三、解答题13.把直线l 的一般式方程2x -3y -6=0化成斜截式,求出直线l 的斜率以及它在x 轴与y 轴上的截距,并画出图形.[分析] 求l 在x 轴上的截距,即求直线l 与x 轴交点的横坐标.在l 的方程中令y =0,解出x 值,即为x 轴上的截距,令x =0,解出y 值,即为y 轴上的截距.[解析] 由2x -3y -6=0得3y =2x -6, ∴y =23x -2,即直线l 的一般式方程化成斜截式为y =23x -2,斜率为23. 在l 的方程2x -3y -6=0中,令y=0,得x=3;令x=0,得y=-2.即直线l在x轴与y轴上的截距分别是3,-2.则直线l与x轴,y轴交点分别为A(3,0),B(0,-2),过点A,B 作直线,就得直线l的图形,如右图所示.[点评]已知一般式方程讨论直线的性质:①令x=0,解得y值,即为直线在y轴上的截距,令y=0,解得x值,即为直线在x轴上的截距,从而确定直线与两坐标轴的交点坐标,从而画出图形.当然也可将一般式方程化为截距式来解决;②化为斜截式可讨论斜率与倾斜角,以及在y轴上的截距.14.(1)已知三直线l1 2x-4y+7=0,l2 x-2y+5=0,l3 4x +2y-1=0,求证:l1∥l2,l1⊥l3;(2)求过点A(2,2)且分别满足下列条件的直线方程:与直线l:3x+4y-20=0平行;与直线l:3x+4y-20=0垂直.[解析](1)把l1、l2、l3的方程写成斜截式得l1 y=12x+74;l2 y=12x+52;l3 y=-2x+1 2,∵k1=k2=12,b1=74≠52=b2,∴l1∥l2.∵k 3=-2,∴k 1·k 3=-1,∴l 1⊥l 3.(2)解法1:已知直线l :3x +4y -20=0的斜率k =-34. 过A (2,2)与l 平行的直线方程为 y -2=-34(x -2).即3x +4y -14=0. 过A 与l 垂直的直线的斜率k 1=-1k =43 方程为y -2=43(x -2).即4x -3y -2=0为所求. 解法2: 设所求直线方程为3x +4y +c =0, 由(2,2)点在直线上,∴3×2+4×2+c =0, ∴c =-14.∴所求直线为3x +4y -14=0. 设所求直线方程为4x -3y +λ=0, 由(2,2)点在直线上,∴4×2-3×2+λ=0, ∴λ=-2.∴所求直线为4x -3y -2=0.15.求与直线3x -4y +7=0平行,且在两坐标轴上截距之和为1的直线l 的方程.[解析] 解法1:由题意知:可设l 的方程为3x -4y +m =0, 则l 在x 轴、y 轴上的截距分别为-m 3,m 4. 由-m 3+m4=1知,m =-12. ∴直线l 的方程为:3x -4y -12=0. 解法2:设直线方程为x a +yb =1,由题意得⎩⎨⎧a +b =1,-b a =34.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4b =-3.∴直线l 的方程为:x 4+y-3=1.即3x -4y -12=0.16.设直线l 的方程为(m 2-2m -3)x +(2m 2+m -1)y =2m -6,根据下列条件分别确定实数m 的值.(1)l 在x 轴上的截距为-3; (2)斜率为1.[解析] (1)令y =0,依题意得⎩⎪⎨⎪⎧m 2-2m -3≠0 ①2m -6m 2-2m -3=-3②由①得m ≠3且m ≠-1;由②得3m 2-4m -15=0,解得m =3或m =-53.综上所述,m =-53(2)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2m 2+m -1≠0 ③-(m 2-2m -3)2m 2+m -1=1④,由③得m ≠-1且m ≠12, 解④得m =-1或43, ∴m =43.。
山东省沂水县高中数学第三章直线与方程3.2.3 直线的一般式方程学案(含解析)新人教A版必修2编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(山东省沂水县高中数学第三章直线与方程3.2.3 直线的一般式方程学案(含解析)新人教A版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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3.2.3 直线的一般式方程学习目标1。
掌握直线的一般式方程;2.理解关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B 不同时为0)都表示直线;3。
会进行直线方程的五种形式之间的转化.知识点一直线的一般式方程思考1 直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式这四种形式都能用Ax+By+C=0(A,B不同时为0)来表示吗?答案能.思考2 关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)一定表示直线吗?答案一定.思考3 当B≠0时,方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)表示怎样的直线?B=0呢?答案当B≠0时,由Ax+By+C=0得,y=-错误!x-错误!,所以该方程表示斜率为-错误!,在y轴上截距为-错误!的直线;当B=0时,A≠0,由Ax+By+C=0得x=-错误!,所以该方程表示一条垂直于x轴的直线.形式Ax+By+C=0条件A,B不同时为0知识点二直线的一般式与点斜式、斜截式、两点式、截距式的关系类型一直线一般式的性质例1 设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.(1)若直线l在x轴上的截距为-3,则m=________。
3.2.2 & 3.2.3 直线的两点式方程直线的一般式方程两点式、截距式[提出问题]某区商业中心O有通往东、西、南、北的四条大街,某公园位于东大街北侧、北大街东P处,如图所示.公园到东大街、北大街的垂直距离分别为1 km和4 km.现在要在公园前修建一条直线大道分别与东大街、北大街交汇于A,B两处,并使区商业中心O到A,B两处的距离之和最短.问题1:在上述问题中,实际上解题关键是确定直线AB,那么直线AB的方程确定后,点A,B能否确定?提示:可以确定.问题2:根据上图知建立平面坐标系后,A,B两点的坐标值相当于在x轴、y轴上的什么量?提示:在x轴、y轴上的截距.问题3:那么若已知直线在坐标轴的截距可以确定直线方程吗?提示:可以.[导入新知]直线的两点式与截距式方程两点式截距式条件P1(x1,y1)和P2(x2,y2),其中x1≠x2,y1≠y2在x轴上截距a,在y轴上截距b图形方程y-y1y2-y1=x-x1x2-x1xa+yb=1适用范围不表示垂直于坐标轴的直线不表示垂直于坐标轴的直线及过原点的直线1.要注意方程y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1和方程(y -y 1)·(x 2-x 1)=(x -x 1)(y 2-y 1)形式不同,适用范围也不同.前者为分式形式方程,形式对称,但不能表示垂直于坐标轴的直线.后者为整式形式方程,适用于过任何两点的直线方程.2.直线方程的截距式为x a +yb=1,x 项对应的分母是直线在x 轴上的截距,y 项对应的分母是直线在y 轴上的截距,中间以“+”相连,等式的另一端是1,由方程可以直接读出直线在两轴上的截距,如x 3-y 4=1,x 3+y4=-1就不是直线的截距式方程.直线方程的一般式[提出问题]观察下列直线方程: 直线l 1:y -2=3(x -1); 直线l 2:y =3x +2;直线l 3:y -23-2=x -14-1;直线l 4:x 4+y3=1.问题1:上述直线方程的形式分别是什么? 提示:点斜式、斜截式、两点式、截距式.问题2:上述形式的直线方程能化成二元一次方程Ax +By +C =0的形式吗? 提示:能.问题3:二元一次方程Ax +By +C =0都能表示直线吗? 提示:能. [导入新知]1.直线与二元一次方程的关系(1)在平面直角坐标系中,对于任何一条直线,都可以用一个关于x ,y 的二元一次方程表示.(2)每个关于x ,y 的二元一次方程都表示一条直线. 2.直线的一般式方程的定义我们把关于x ,y 的二元一次方程Ax +By +C =0(其中A ,B 不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.[化解疑难]1.求直线的一般式方程的策略(1)当A ≠0时,方程可化为x+BA y +C A =0,只需求B A ,C A 的值;若B ≠0,则方程化为A Bx +y+C B =0,只需确定A B ,CB的值.因此,只要给出两个条件,就可以求出直线方程. (2)在求直线方程时,设一般式方程有时并不简单,常用的还是根据给定条件选用四种特殊形式之一求方程,然后可以转化为一般式.2.直线的一般式转化为其他形式的步骤 (1)一般式化为斜截式的步骤 ①移项得By =-Ax -C ;②当B ≠0时,得斜截式:y =-A B x -C B.(2)一般式化为截距式的步骤①把常数项移到方程右边,得Ax +By =-C ; ②当C ≠0时,方程两边同除以-C ,得Ax -C +By-C =1;③化为截距式:x -C A +y-C B=1.由于直线方程的斜截式和截距式是唯一的,而两点式和点斜式不唯一,因此,通常情况下,一般式不化为两点式和点斜式.利用两点式求直线方程[例1] 三角形的三个顶点是A (-1,0),B (3,-1),C (1,3),求三角形三边所在直线的方程. [解] 由两点式,直线AB 所在直线方程为y --10--1=x -3-1-3,即x +4y +1=0. 同理,直线BC 所在直线方程为y -3-1-3=x -13-1,即2x +y -5=0.直线AC 所在直线方程为y -30-3=x -1-1-1,即3x -2y +3=0. [类题通法]求直线的两点式方程的策略以及注意点(1)当已知两点坐标,求过这两点的直线方程时,首先要判断是否满足两点式方程的适用条件:两点的连线不平行于坐标轴,若满足,则考虑用两点式求方程.(2)由于减法的顺序性,一般用两点式求直线方程时常会将字母或数字的顺序错位而导致错误.在记忆和使用两点式方程时,必须注意坐标的对应关系.[活学活用]1.已知直线经过点A (-3,-1)和点B (3,7),则它在y 轴上的截距是________. 答案:32.若点P (3,m )在过点A (2,-1),B (-3,4)的直线上,则m =________. 答案:- 2直线的截距式方程及应用[例2] 直线l 过点P ⎝ ⎛⎭⎪3,2,且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点.(1)当△AOB 的周长为12时,求直线l 的方程. (2)当△AOB 的面积为6时,求直线l 的方程. [解] (1)设直线l 的方程为x a +yb=1(a >0,b >0), 由题意知,a +b +a 2+b 2=12.又因为直线l 过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫43,2,所以43a +2b=1,即5a 2-32a +48=0,解得⎩⎨⎧a 1=4,b 1=3或⎩⎪⎨⎪⎧a 2=125,b 2=92,所以直线l 的方程为3x +4y -12=0或15x +8y -36=0.(2)设直线l 的方程为x a +y b=1(a >0,b >0), 由题意知,ab =12,43a +2b =1,消去b ,得a 2-6a +8=0,解得⎩⎨⎧ a 1=4,b 1=3或⎩⎨⎧a 2=2,b 2=6,所以直线l 的方程为3x +4y -12=0或3x +y -6=0. [类题通法]用截距式方程解决问题的优点及注意事项(1)由截距式方程可直接确定直线与x 轴和y 轴的交点的坐标,因此用截距式画直线比较方便.(2)在解决与截距有关或直线与坐标轴围成的三角形面积、周长等问题时,经常使用截距式.(3)但当直线与坐标轴平行时,有一个截距不存在;当直线通过原点时,两个截距均为零.在这两种情况下都不能用截距式,故解决问题过程中要注意分类讨论.[活学活用]求经过点A (-2,2),并且和两坐标轴围成的三角形面积是1的直线方程. 解:设直线在x 轴、y 轴上的截距分别是a ,b , 则有S =12|a ·b |=1.∴ab =±2.设直线的方程是x a +y b=1.∵直线过点(-2,2),代入直线方程得-2a +2b=1,即b =2aa +2.∴ab =2a 2a +2=±2.当2a 2a +2=-2时,化简得a 2+a +2=0,方程无解; 当2a 2a +2=2时,化简得a 2-a -2=0,解得⎩⎨⎧ a =-1,b =-2,或⎩⎨⎧a =2,b =1.∴直线方程是x -1+y -2=1或x 2+y1=1,即2x +y +2=0或x +2y -2=0.直线方程的一般式应用[例3] (1)12m 的值; (2)当a 为何值时,直线l 1:(a +2)x +(1-a )y -1=0与直线l 2:(a -1)x +(2a +3)y +2=0互相垂直?[解] (1)法一:由l 1:2x +(m +1)y +4=0,l 2:mx +3y -2=0,①当m =0时,显然l 1与l 2不平行. ②当m ≠0时,l 1∥l 2, 需2m =m +13≠4-2. 解得m =2或m =-3.∴m 的值为2或-3. 法二:令2×3=m (m +1),解得m =-3或m =2. 当m =-3时,l 1:x -y +2=0,l 2:3x -3y +2=0, 显然l 1与l 2不重合,∴l 1∥l 2.同理当m =2时,l 1:2x +3y +4=0,l 2:2x +3y -2=0, l 1与l 2不重合,l 1∥l 2,∴m 的值为2或-3. (2)法一:由题意,l 1⊥l 2, ①若1-a =0,即a =1时,直线l 1:3x -1=0与直线l 2:5y +2=0,显然垂直. ②若2a +3=0,即a =-32时,直线l 1:x +5y -2=0与直线l 2:5x -4=0不垂直.③若1-a ≠0,且2a +3≠0,则直线l 1,l 2的斜率k 1,k 2都存在,k 1=-a +21-a ,k 2=-a -12a +3,当l 1⊥l 2时,k 1·k 2=-1,即⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +21-a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a -12a +3=-1,所以a =-1. 综上可知,当a =1或a =-1时,l 1⊥l 2. 法二:由l 1⊥l 2,所以(a +2)(a -1)+(1-a )(2a +3)=0, 解得a =±1.将a =±1代入方程,均满足题意. 故当a =1或a =-1时,直线l 1⊥l 2. [类题通法]1.直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0. (1)若l 1∥l 2⇔A 1B 2-A 2B 1=0且B 1C 2-B 2C 1≠0(或A 1C 2-A 2C 1≠0). (2)若l 1⊥l 2⇔A 1A 2+B 1B 2=0.2.与直线Ax +By +C =0平行的直线方程可设为Ax +By +m =0(m ≠C ),与直线Ax +By +C =0垂直的直线方程可设为Bx -Ay +m =0.[活学活用](1)求与直线3x +4y +1=0平行且过点(1,2)的直线l 的方程; (2)求经过点A (2,1)且与直线2x +y -10=0垂直的直线l 的方程. 解:(1)法一:设直线l 的斜率为k , ∵l 与直线3x +4y +1=0平行,∴k =-34.又∵l 经过点(1,2),可得所求直线方程为y -2= -34(x -1),即3x +4y -11=0. 法二:设与直线3x +4y +1=0平行的直线l 的方程为3x +4y +m =0. ∵l 经过点(1,2),∴3×1+4×2+m =0,解得m =-11. ∴所求直线方程为3x +4y -11=0. (2)法一:设直线l 的斜率为k . ∵直线l 与直线2x +y -10=0垂直, ∴k ·(-2)=-1,∴k =12.又∵l 经过点A (2,1),∴所求直线l 的方程为y -1=12(x -2),即x -2y =0.法二:设与直线2x +y -10=0垂直的直线方程为x -2y +m =0. ∵直线l 经过点A (2,1), ∴2-2×1+m =0, ∴m =0.∴所求直线l 的方程为x -2y =0.3.探究直线在坐标轴上的截距问题[典例] 求过点A (4,2),且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线l 的方程.[解] 当直线过原点时,它在x 轴、y 轴上的截距都是0,满足题意.此时,直线的斜率为12,所以直线方程为y =12x . 当直线不过原点时,由题意可设直线方程为x a +y b=1,又过点A ,所以4a +2b=1①.因为直线在两坐标轴上的截距的绝对值相等,所以|a |=|b |②.由①②联立方程组,解得⎩⎨⎧a =6,b =6,或⎩⎨⎧a =2,b =-2.所以所求直线的方程为x 6+y 6=1或x2+y-2=1, 化简得直线l 的方程为x +y =6或x -y =2. 综上,直线l 的方程为y =12x 或x +y =6或x -y =2.[多维探究] 1.截距相等问题求过点A (4,2)且在两坐标轴上截距相等的直线l 的方程.解:①当直线过原点时,它在x 轴、y 轴上截距都是0,满足题意,此时直线斜率为12,所以直线方程为y =12x .②当直线不过原点时,由题意可设直线方程为x a +ya=1,又过A (4,2), ∴a =6,∴方程为x +y -6=0.综上,直线方程为y =12x 或x +y -6=0.2.截距和为零问题求过点A (4,2)且在两坐标轴上截距互为相反数的直线l 的方程.解:①当直线过原点时,它在x 轴、y 轴上截距都是0,满足题意,此时直线斜率为12,所以直线方程为y =12x .②当直线不过原点时,由题意可设直线方程为x a -ya=1.又过A (4,2),∴4-2a=1,即a =2,∴x -y =2.综上,直线l 的方程为y =12x 或x -y =2.3.截距成倍数问题求过点A (4,2)且在x 轴上截距是在y 轴上截距的3倍,求直线l 的方程.解:①当直线过原点时,它在x 轴、y 轴上截距都是0,满足题意,此时直线斜率为12,所以直线方程为y =12x .②当直线不过原点时,由题意可设直线方程为x 3a +y a =1,又直线过A (4,2),所以43a +2a=1,解得a =103,方程为x +3y -10=0.综上,所求直线方程为y =12x 或x +3y -10=0.4.截距和是定数问题求过点A (4,2)且在两坐标轴上截距之和为12的直线l 的方程.解:设直线l 的方程为x a +yb=1,由题意得⎩⎨⎧4a +2b=1,a +b =12.∴4b +2a =ab ,即4(12-a )+2a =a (12-a ), ∴a 2-14a +48=0,解得a =6或a =8.因此⎩⎨⎧ a =6,b =6,或⎩⎨⎧a =8,b =4.∴所求直线l 的方程为x +y -6=0或x +2y -8=0. [方法感悟]如果题目中出现直线在两坐标轴上的“截距相等”“截距的绝对值相等”“截距互为相反数”“在一坐标轴上的截距是另一坐标轴上截距的m 倍(m >0)”等条件时,可采用截距式求直线方程,但一定要注意考虑“零截距”的情况.[随堂即时演练]1.直线x 3-y4=1在两坐标轴上的截距之和为( ) A .1 B .-1 C .7 D .-7答案:B2.直线5x -2y -10=0在x 轴上的截距为a ,在y 轴上的截距为b ,则有( ) A .a =2,b =5 B .a =2,b =-5 C .a =-2,b =5 D .a =-2,b =-5 答案:B3.直线l 过点(-1,2)和点(2,5),则直线l 的方程为________.答案:x -y +3=04.斜率为2,且经过点A (1,3)的直线的一般式方程为________.答案:2x -y +1=05.三角形的顶点坐标为A (0,-5),B (-3,3),C (2,0),求直线AB 和直线AC 的方程. 解:直线AB 的方程为8x +3y +15=0,直线AC 的方程为5x -2y -10=0.[课时达标检测]一、选择题1.平面直角坐标系中,直线x +3y +2=0的斜率为( )A.33 B .-33C. 3 D .- 3答案:B2.直线ax +by =1(a ,b 均不为0)与两坐标轴围成的三角形的面积为( )A.12ab B.12|ab |C.12ab D.12|ab |答案:D3.已知直线ax +by +c =0的图象如图,则( )A .若c >0,则a >0,b >0B .若c >0,则a <0,b >0C .若c <0,则a >0,b <0D .若c <0,则a >0,b >0答案:D4.已知直线l :Ax +By +C =0(A ,B 不同时为0),点P (x 0,y 0)在l 上,则l 的方程可化为()A .A (x +x 0)+B (y +y 0)+C =0B .A (x +x 0)+B (y +y 0)=0C .A (x -x 0)+B (y -y 0)+C =0D .A (x -x 0)+B (y -y 0)=0答案:D5.若直线x +2ay -1=0与(a -1)x -ay +1=0平行,则a 的值为( )A.12B.12或0 C .0D .-2 答案:A二、填空题6.若直线l 1:ax +(1-a )y =3与l 2:(a -1)x +(2a +3)y =2互相垂直,则实数a =________. 答案:1或-37.垂直于直线3x -4y -7=0,且与两坐标轴围成的三角形的面积为6的直线在x 轴上的截距是________.答案:3或-38.过点P (2,-1),在x 轴、y 轴上的截距分别为a ,b ,且满足a =3b 的直线方程为____________.答案:x +3y +1=0或x +2y =0三、解答题9.已知在△ABC 中,点A ,B 的坐标分别为(-1,2),(4,3),AC 的中点M 在y 轴上,BC 的中点N 在x 轴上.(1)求点C 的坐标;(2)求直线MN 的方程.解:(1)设点C (m ,n ),AC 的中点M 在y 轴上,BC 的中点N 在x 轴上,由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧ m -12=0,n +32=0,解得⎩⎨⎧m =1,n =-3.∴点C 的坐标为(1,-3).(2)由(1)知,点M ,N 的坐标分别为M 0,-12,N 52,0, 由直线方程的截距式,得直线MN 的方程是x 52+y-12=1,即y =15x -12.10.设直线l 的方程为(a +1)x +y +2-a =0(a ∈R).(1)若l 在两坐标轴上的截距相等,求l 的方程;(2)若l 不经过第二象限,求实数a 的取值范围.解:(1)当a =-1时,直线l 的方程为y +3=0,不符合题意; 当a ≠-1时,直线l 在x 轴上的截距为a -2a +1,在y 轴上的截距为a -2,因为l 在两坐标轴上的截距相等,所以a -2a +1=a -2,解得a =2或a =0, 所以直线l 的方程为3x +y =0或x +y +2=0.(2)将直线l 的方程化为y =-(a +1)x +a -2,所以⎩⎨⎧ -a +1>0,a -2≤0或⎩⎨⎧-a +1=0,a -2≤0,解得a ≤-1.综上所述,实数a 的取值范围是{a |a ≤-1}.。
3.2.3 直线的一般式方程整体设计教学分析直线是最基本、最简单的几何图形,它是研究各种运动方向和位置关系的基本工具,它既能为进一步学习作好知识上的必要准备,又能为今后灵活地运用解析几何的基本思想和方法打好坚实的基础.直线方程是这一章的重点内容,在学习了直线方程的几种特殊形式的基础上,归纳总结出直线方程的一般形式.掌握直线方程的一般形式为用代数方法研究两条直线的位置关系和学习圆锥曲线方程打下基础.根据教材分析直线方程的一般式是本节课的重点,但由于学生刚接触直线和直线方程的概念,教学中要求不能太高,因此对直角坐标系中直线与关于x和y的一次方程的对应关系确定为“了解”层次.两点可以确定一条直线,给出一点和直线的方向也可以确定一条直线,由两个独立条件选用恰当形式求出直线方程后,均应统一到一般式.直线的一般式方程中系数A、B、C的几何意义不很鲜明,常常要化为斜截式和截距式,所以各种形式应会互化.引导学生观察直线方程的特殊形式,归纳出它们的方程的类型都是二元一次方程,推导直线方程的一般式时渗透分类讨论的数学思想,通过直线方程各种形式的互化,渗透化归的数学思想,进一步研究一般式系数A、B、C的几何意义时,渗透数形结合的数学思想.三维目标1.掌握直线方程的一般式,了解直角坐标系中直线与关于x和y的一次方程的对应关系,培养学生树立辩证统一的观点,培养学生形成严谨的科学态度和求简的数学精神.2.会将直线方程的特殊形式化成一般式,会将一般式化成斜截式和截距式,培养学生归纳、概括能力,渗透分类讨论、化归、数形结合等数学思想.3.通过教学,培养相互合作意识,培养学生思维的严谨性,注意学生语言表述能力的训练.重点难点教学重点:直线方程的一般式及各种形式的互化.教学难点:在直角坐标系中直线方程与关于x和y的一次方程的对应关系,关键是直线方程各种形式的互化.课时安排1课时教学过程导入新课思路1.前面所学的直线方程的几种形式,有必要寻求一种更好的形式,那么怎样的形式才能表示一切直线方程呢?这节课我们就来研究这个问题. 思路2.由下列各条件,写出直线的方程,并画出图形.(1)斜率是1,经过点A (1,8);(2)在x 轴和y 轴上的截距分别是-7,7;(3)经过两点P 1(-1,6)、P 2(2,9);(4)y 轴上的截距是7,倾斜角是45°.由两个独立条件请学生写出直线方程的特殊形式分别为y-8=x-1、77yx +-=1、121696++=--x y 、y=x+7,教师利用计算机动态显示,发现上述4条直线在同一坐标系中重合.原来它们的方程化简后均可统一写成:x-y+7=0.这样前几种直线方程有了统一的形式,这就是我们今天要讲的新课——直线方程的一般式. 推进新课 新知探究 提出问题①坐标平面内所有的直线方程是否均可以写成关于x,y 的二元一次方程?②关于x,y 的一次方程的一般形式Ax+By+C=0(其中A 、B 不同时为零)是否都表示一条直线?③我们学习了直线方程的一般式,它与另四种形式关系怎样,是否可互相转化? ④特殊形式如何化一般式?一般式如何化特殊形式?特殊形式之间如何互化?⑤我们学习了直线方程的一般式Ax+By+C=0,系数A 、B 、C 有什么几何意义?什么场合下需要化成其他形式?各种形式有何局限性?讨论结果:①分析:在直角坐标系中,每一条直线都有倾斜角α.1°当α≠90°时,它们都有斜率,且均与y 轴相交,方程可用斜截式表示:y=kx+b.2°当α=90°时,它的方程可以写成x=x 1的形式,由于在坐标平面上讨论问题,所以这个方程应认为是关于x 、y 的二元一次方程,其中y 的系数是零. 结论1°:直线的方程都可以写成关于x 、y 的一次方程.②分析:a 当B≠0时,方程可化为y=-B A x-B C ,这就是直线的斜截式方程,它表示斜率为-BA,在y 轴上的截距为-B C 的直线.b 当B=0时,由于A 、B 不同时为零必有A≠0,方程化为x=-AC,表示一条与y 轴平行或重合的直线.结论2°:关于x,y 的一次方程都表示一条直线.综上得:这样我们就建立了直线与关于x,y 的二元一次方程之间的对应关系.我们把Ax+By+C=0(其中A,B 不同时为0)叫做直线方程的一般式. 注意:一般地,需将所求的直线方程化为一般式.在这里采用学生最熟悉的直线方程的斜截式(初中时学过的一次函数)把新旧知识联系起来. ③引导学生自己找到答案,最后得出能进行互化.④待学生通过练习后师生小结:特殊形式必能化成一般式;一般式不一定可以化为其他形式(如特殊位置的直线),由于取点的任意性,一般式化成点斜式、两点式的形式各异,故一般式化斜截式和截距式较常见;特殊形式的互化常以一般式为桥梁,但点斜式、两点式、截距式均能直接化成一般式.各种形式互化的实质是方程的同解变形(如图1).图1⑤列表说明如下:应用示例例1 已知直线经过点A(6,-4),斜率为-34,求直线的点斜式和一般式方程.解:经过点A(6,-4)且斜率为-34的直线方程的点斜式方程为y+4=-34(x-6). 化成一般式,得4x+3y-12=0. 变式训练1.已知直线Ax+By+C=0,(1)系数为什么值时,方程表示通过原点的直线? (2)系数满足什么关系时,与坐标轴都相交? (3)系数满足什么条件时,只与x 轴相交? (4)系数满足什么条件时,是x 轴? (5)设P(x 0,y 0)为直线Ax+By+C=0上一点, 证明这条直线的方程可以写成A(x-x 0)+B(y-y 0)=0. 答案:(1)C=0; (2)A≠0且B≠0; (3)B=0且C≠0; (4)A=C=0且B≠0;(5)证明:∵P(x 0,y 0)在直线Ax+By+C=0上, ∴Ax 0+By 0+C+0,C=-Ax 0-By 0. ∴A(x-x 0)+B(y-y 0)=0.2.(2007上海高考,理2)若直线l 1:2x+my+1=0与l 2:y=3x-1平行,则m=____________. 答案:-32例2 把直线l 的方程x-2y+6=0化成斜截式,求出直线l 的斜率和它在x 轴与y 轴上的截距,并画出图形.解:由方程一般式x -2y +6=0, ① 移项,去系数得斜截式y=2x+3. ② 由②知l 在y 轴上的截距是3,又在方程①或②中,令y=0,可得x=-6. 即直线在x 轴上的截距是-6.因为两点确定一条直线,所以通常只要作出直线与两个坐标轴的交点(即在x 轴,y 轴上的截距点),过这两点作出直线l (图2).图2点评:要根据题目条件,掌握直线方程间的“互化”. 变式训练直线l 过点P(-6,3),且它在x 轴上的截距是它在y 轴上的截距的3倍,求直线l 的方程. 答案:x+3y-3=0或x+2y=0. 知能训练课本本节练习1、2、3. 拓展提升求证:不论m 取何实数,直线(2m -1)x -(m+3)y -(m -11)=0恒过一个定点,并求出此定点的坐标.解:将方程化为(x+3y-11)-m(2x-y-1)=0,它表示过两直线x+3y-11=0与2x-y-1=0的交点的直线系. 解方程组⎩⎨⎧=--=-+,012,0113y x y x ,得⎩⎨⎧==3,2y x .∴直线恒过(2,3)点. 课堂小结通过本节学习,要求大家:(1)掌握直线方程的一般式,了解直角坐标系中直线与关于x 和y 的一次方程的对应关系; (2)会将直线方程的特殊形式化成一般式,会将一般式化成斜截式和截距式; (3)通过学习,培养相互合作意识,培养学生思维的严谨性,注意语言表述能力的训练. 作业习题3.2 A 组11.。
直线方程的一般式1 直线方程直线方程是代数学中的一类常见方程,用于表示直线的位置和形状,与圆、椭圆等等曲线的方程一样,直线的几何型也是经典几何学中的主要概念,它也用于代数学和几何学中的诸多领域。
直线方程的一般式表示为y=ax+b(a!=0),其中a和b是两个实数系数,x和y为两个变量,即在坐标平面上的横坐标和纵坐标,它们可以代表直线上的任意一个点。
即:2 直线与坐标轴上的点直线上每一点都有一个唯一的坐标,一般形式上一条直线可以由两个不共线的两个点A(X1, Y1)和B(X2, Y2)表示,直线方程就是用两个点构成的直线表示方法。
又如,当上图中的直线与坐标轴交点相应的横坐标分别为-3和3,纵坐标为4和-4,即A(-3,4),B(3,-4),可以推出直线的斜率为1/-1:3 直线方程的斜率斜率是指一条直线与水平坐标轴的夹角,用其倒数或斜率系数表示,斜率系数可由以下公式推出:斜率k= (y2-y1)/(x2-x1)又如,上例中A(-3,4),B(3,-4),由上式可推出斜率系数k= (-4-4)/(3+3)= -1/1 = -1。
因此用直线的两个点的坐标配合斜率系数,可以推出原直线方程的一般式表示:y=ax+b4 直线方程的特殊形式当a=1时,直线方程的一般式可简化为y=x+b,又称斜率系数为1的直线方程;当a=0时,直线方程的一般式可以变为y=b,两侧没有变量,此直线方程又称斜率系数为0的变量表达式,这类方程表示的是一条垂直于X轴的直线;5 直线方程的求解由直线方程的一般式表示可知:a的解可以从斜率系数获得,b的解可以从坐标点求出。
求解流程:(1)根据坐标点及斜率系数算出斜率;(2)由斜率系数求a;(3)由一个点求出b;(4)将a和b代入直线方程的一般式即可。
6 直线方程的应用直线方程在日常生活当中具有重要应用,可以用来解决很多实际问题,比如图像图案的设计、统计曲线的拟合分析、科学计算等等。
此外,直线方程还可以用来求解一些变量之间的关系,可以运用曲线拟合的方法去求解两组数据之间的联系,这样就可以从中了解数据是否存在规律。