直线与方程2学生版
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个性化辅导教案学员姓名科目年级授课时间课时 3 授课老师教学目标掌握直线的五种形式,会求点到直线的距离,会处理一些对称的问题重点难点直线的五种形式,点到直线的距离,对称问题第三章:直线与方程3.2直线的方程3.2.1直线的点斜式方程[导入新知]1.直线的点斜式方程(1)定义:如图所示,直线l过定点P(x0,y0),斜率为k,则把方程y-y0=k(x-x0)叫做直线l的点斜式方程,简称点斜式.(2)说明:如图所示,过定点P(x0,y0),倾斜角是90°的直线没有点斜式,其方程为x-x0=0,或x=x0.2.直线的斜截式方程(1)定义:如图所示,直线l的斜率为k,且与y轴的交点为(0,b),则方程y=kx+b叫做直线l的斜截式方程,简称斜截式.(2)说明:一条直线与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线在y轴上的截距.倾斜角是直角的直线没有斜截式方程.[化解疑难]1.关于点斜式的几点说明:(1)直线的点斜式方程的前提条件是:①已知一点P(x0,y0)和斜率k;②斜率必须存在.只有这两个条件都具备,才可以写出点斜式方程.(2)方程y -y 0=k (x -x 0)与方程k =y -y 0x -x 0不是等价的,前者是整条直线,后者表示去掉点P (x 0,y 0)的一条直线.(3)当k 取任意实数时,方程y -y 0=k (x -x 0)表示恒过定点(x 0,y 0)的无数条直线.2.斜截式与一次函数的解析式相同,都是y =kx +b 的形式,但有区别,当k ≠0时,y =kx +b 即为一次函数;当k =0时,y =b ,不是一次函数,一次函数y =kx +b (k ≠0)必是一条直线的斜截式方程.截距不是距离,可正、可负也可为零.直线的点斜式方程[例1] (1)经过点(-5,2)且平行于y 轴的直线方程为________.(2)直线y =x +1绕着其上一点P (3,4)逆时针旋转90°后得直线l ,则直线l 的点斜式方程为________. (3)求过点P (1,2)且与直线y =2x +1平行的直线方程为________. [解析] (1)∵直线平行于y 轴,∴直线不存在斜率,∴方程为x =-5.(2)直线y =x +1的斜率k =1,所以倾斜角为45°.由题意知,直线l 的倾斜角为135°,所以直线l 的斜率k ′=tan 135°=-1,又点P (3,4)在直线l 上,由点斜式方程知,直线l 的方程为y -4=-(x -3).(3)由题意知,所求直线的斜率为2,且过点P (1,2),∴直线方程为y -2=2(x -1),即2x -y =0. [答案] (1)x =-5 (2)y -4=-(x -3) (3)2x -y =0 [类题通法]已知直线上一点的坐标以及直线斜率或已知直线上两点的坐标,均可用直线方程的点斜式表示,直线方程的点斜式,应在直线斜率存在的条件下使用.当直线的斜率不存在时,直线方程为x =x 0.[活学活用]1.写出下列直线的点斜式方程: (1)经过点A (2,5),斜率是4; (2)经过点B (2,3),倾斜角是45°; (3)经过点C (-1,-1),与x 轴平行.直线的斜截式方程[例2] (1)倾斜角为150°,在y 轴上的截距是-3的直线的斜截式方程为________.(2)已知直线l 1的方程为y =-2x +3,l 2的方程为y =4x -2,直线l 与l 1平行且与l 2在y 轴上的截距相同,求直线l 的方程.[解析] (1)∵倾斜角α=150°,∴斜率k =tan 150°=-33,由斜截式可得所求的直线方程为y =-33x -3.(2)由斜截式方程知直线l 1的斜率k 1=-2, 又∵l ∥l 1,∴l 的斜率k =k 1=-2.由题意知l 2在y 轴上的截距为-2,∴l 在y 轴上的截距b =-2,由斜截式可得直线l 的方程为y =-2x -2.[答案] (1)y =-33x -3 [类题通法]1.斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.当b =0时,y =kx 表示过原点的直线;当k =0时,y =b 表示与x 轴平行(或重合)的直线.2.截距不同于日常生活中的距离,截距是一个点的横(纵)坐标,是一个实数,可以是正数,也可以是负数或零,而距离是一个非负数.[活学活用]2.求倾斜角是直线y =-3x +1的倾斜角的14,且在y 轴上的截距是-5的直线方程.两直线平行与垂直的应用[例3] 当a 为何值时,(1)两直线y =ax -2与y =(a +2)x +1互相垂直? (2)两直线y =-x +4a 与y =(a 2-2)x +4互相平行?[解] (1)设两直线的斜率分别为k 1,k 2,则k 1=a ,k 2=a +2. ∵两直线互相垂直, ∴k 1k 2=a (a +2)=-1, 解得a =-1.故当a =-1时,两条直线互相垂直. (2)设两直线的斜率分别为k 3,k 4, 则k 3=-1,k 4=a 2-2. ∵两条直线互相平行,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2-2=-1,4a ≠4,解得a =-1. 故当a =-1时,两条直线互相平行. [类题通法]判断两条直线位置关系的方法直线l 1:y =k 1x +b 1,直线l 2:y =k 2x +b 2. (1)若k 1≠k 2,则两直线相交. (2)若k 1=k 2,则两直线平行或重合, 当b 1≠b 2时,两直线平行; 当b 1=b 2时,两直线重合.(3)特别地,当k 1·k 2=-1时,两直线垂直. (4)对于斜率不存在的情况,应单独考虑. [活学活用]3.(1)若直线l 1:y =(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直,则a =________. (2)若直线l 1:y =-x +2a 与直线l 2:y =(a 2-2)x +2平行,则a =________.7.斜截式判断两条直线平行的误区[典例] 已知直线l 1:x +my +6=0,l 2:(m -2)x +3y +2m =0,当l 1∥l 2时,求m 的值.[解] 由题设l 2的方程可化为y =-m -23x -23m ,则其斜率k 2=-m -23,在y 轴上的截距b 2=-23m .∵l 1∥l 2,∴l 1的斜率一定存在,即m ≠0. ∴l 1的方程为y =-1m x -6m.由l 1∥l 2,得⎩⎨⎧-m -23=-1m,-23m ≠-6m,解得m =-1.∴m 的值为-1.[易错防范]1.两条直线平行时,斜率存在且相等,截距不相等.当两条直线的斜率相等时,也可能平行,也可能重合.2.解决此类问题要明确两直线平行的条件,尤其是在求参数时要考虑两直线是否重合.[成功破障]当a为何值时,直线l1:y=-2ax+2a与直线l2:y=(a2-3)x+2平行?[随堂即时演练]1.直线y=2x-3的斜率和在y轴上的截距分别等于()A.2,3B.-3,-3C.-3,2 D.2,-32.直线l经过点P(2,-3),且倾斜角α=45°,则直线的点斜式方程是()A.y+3=x-2 B.y-3=x+2C.y+2=x-3 D.y-2=x+33.过点(-2,-4),倾斜角为60°的直线的点斜式方程是________.4.在y轴上的截距为2,且与直线y=-3x-4平行的直线的斜截式方程为________.5.(1)求经过点(1,1),且与直线y=2x+7平行的直线的方程;(2)求经过点(-2,-2),且与直线y=3x-5垂直的直线的方程.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[导入新知]直线的两点式与截距式方程两点式截距式条件P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2) 其中x 1≠x 2,y 1≠y 2在x 轴上截距a ,在y 轴上截距b 图形方程y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1x a +y b=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[化解疑难]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-y4=1,x 3+y4=-1就不是直线的截距式方程.直线方程的一般式[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 +B A y +C A =0,只需求B A ,C A 的值;若B ≠0,则方程化为A B x +y +CB =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 -CB .(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 -(-1)0-(-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.(1)若直线l 经过点A (2,-1),B (2,7),则直线l 的方程为________. (2)若点P (3,m )在过点A (2,-1),B (-3,4)的直线上,则m =________.直线的截距式方程及应用[例2] 直线l 过点P (43,2),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,⎩⎨⎧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 +yb =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,⎩⎪⎨⎪⎧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]2.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.直线方程的一般式应用[例3] (1)已知直线l 1:2x +(m +1)y +4=0与直线l 2:mx +3y -2=0平行,求m 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,直线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,直线l 1⊥l 2. 法二:由直线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]3.(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.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=1(1).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 +y b=1, 由题意⎩⎪⎨⎪⎧ 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-y 4=1在两坐标轴上的截距之和为( ) A .1B .-1C .7D .-72.直线3x -2y =4的截距式方程是( )A.3x 4-y 2=1 B.x 13-y 12=4 C.3x 4-y -2=1 D.x 43+y -2=1 3.直线l 过点(-1,2)和点(2,5),则直线l 的方程为________.4.斜率为2,且经过点A (1,3)的直线的一般式方程为________.5.三角形的顶点坐标为A (0,-5),B (-3,3),C (2,0),求直线AB 和直线AC 的方程.。
3.2.2 直线的两点式方程1.直线的两点式方程(1)条件:P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),其中x 1≠x 2,y 1≠y 2. (2)图形:(3)方程:y -y 1y 2-y 1 =x -x 1x 2-x 1.(1)什么样的直线的方程不能用两点式表示? 提示:与x 轴、y 轴平行的直线,x 轴,y 轴.(2)过点(1,3)和(1,5)的直线能用两点式表示吗?为什么?过点(2,3),(5,3)的直线呢? 提示:不能,因为1-1=0,而0不能做分母.过点(2,3),(5,3)的直线也不能用两点式表示.2.直线的截距式方程(1)条件:在x 轴,y 轴上的截距分别为a ,b 且a ≠0,b ≠0. (2)图形:(3)方程:x a +yb=1.方程x 2 -y 3 =1和x 2 +y3=-1都是直线的截距式方程吗?提示:都不是截距式方程.截距式方程的特点有两个,一是中间必须用“+”连接,二是等号右边为1.3.两点的中点坐标公式点P(x ,y)是线段P 1P 2的中点,其中P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则x =x 1+x 22 ,y =y 1+y 22.如果已知点P(a ,b)是线段P 1P 2的中点,其中P 1(x 1,y 1),那么点P 2的坐标是什么? 提示:设点P 2(x 2,y 2),由中点坐标公式:a =x 1+x 22 ,b =y 1+y 22,所以x 2=2a -x 1,y 2=2b -y 1,则点P 2(2a -x 1,2b -y 1).1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”) (1)过点P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程y -y 1y 2-y 1 =x -x 1x 2-x 1表示.( × ) 提示:当x 1=x 2或y 1=y 2时,直线不能用方程y -y 1y 2-y 1 =x -x 1x 2-x 1表示. (2)在x 轴,y 轴上的截距分别为a ,b 的直线方程为x a +yb=1.( × )提示:当a =0或b =0时,在x 轴,y 轴上的截距分别为a ,b 的直线不能用方程x a +yb =1表示.(3)任何一条直线都有在x 轴,y 轴上的截距.( × ) 提示:例如与x 轴平行的直线只有在y 轴上的截距.2.(教材习题改编)过点A(5,6)和点B(-1,2)的直线的两点式方程是( ) A .y -5x -6 =y +1x -2B .y -62-6 =x -5-1-5 C .2-6y -6 =-1-5x -5D .x -62-6 =y -5-1-5【解析】选B.根据直线的两点式方程得y -62-6 =x -5-1-5.3.已知M(-1,2),N(3,-4),线段MN 的中点坐标为(a ,b),则a =__________,b =__________. 【解析】由中点坐标公式可得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1+32,b =2-42,即⎩⎨⎧a =1,b =-1. 答案:1 -1类型一 直线的两点式方程(数学抽象、数学运算)1.已知点P(3,m)在过点M(2,-1)和N(-3,4)的直线上,则m 的值是( ) A .5 B .2 C .-2 D .-6 【解析】选C.由两点式方程,得直线MN 的方程为y -(-1)4-(-1) =x -2-3-2 ,化简,得x +y -1=0.又点P(3,m)在此直线上,代入得3+m -1=0, 解得m =-2.2.光线从A(-3,4)点射出,到x 轴上的B 点后,被x 轴反射,这时反射光线恰好过点C(1,6),则BC 所在直线的方程为( ) A .5x -2y +7=0 B .2x -5y +7=0 C .5x +2y -7=0 D .2x +5y -7=0【解析】选A.点A(-3,4)关于x 轴的对称点A ′(-3,-4)在反射光线所在的直线上,所以所求直线为x -(-3)1-(-3) =y -(-4)6-(-4),即5x -2y +7=0.3.在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 经过点(-1,0),(1,4),则直线l 的两点式方程是________.【解析】根据两点式方程可得y -04-0 =x +11+1. 答案:y -04-0 =x +11+14.已知在△ABC 中,点A(-1,0),B(0, 3 ),C(1,-2),则AB 边中线所在直线的两点式方程为________.【解析】点A(-1,0),B(0, 3 ),中点D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32 ,所以AB 边中线所在直线的方程为y +232+2 =x -1-12-1 .答案:y +232+2 =x -1-12-1求直线的两点式方程的策略以及注意点(1)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)差的顺序性:常会将x ,y 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.提醒:已知两点坐标,求过这两点的直线方程也可以先求斜率,再代入点斜式得到直线的方程.【补偿训练】1.经过点A(2,5),B(-3,6)的直线在x 轴上的截距为( ) A .2 B .-3 C .-27 D .27 【解析】选D.由两点式得直线方程为y -65-6 =x +32+3,即x +5y -27=0.令y =0,得x =27. 2.过两点(-1,1)和(3,9)的直线在x 轴上的截距为( ) A .-32 B .-23 C .25D .2【解析】选A.直线方程为y-91-9=x-3-1-3,令y=0,得x=-32,则在x轴上的截距为-32.3.已知△ABC三顶点坐标为A(1,2),B(3,6),C(5,2),M为AB的中点,N为AC的中点,则中位线MN所在直线的两点式方程为________.【解析】由中点坐标公式可得M(2,4),N(3,2),再由两点式可得直线MN的方程为y-42-4=x-23-2.答案:y-42-4=x-23-2类型二直线的截距式方程(数学抽象、数学运算)1.直线xa2-yb2=1在y轴上的截距是( )A.|b| B.-b2 C.b2 D.±b【解析】选B.令x=0,得y=-b2.2.过点P(2,3),并且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为( )A.x-y+1=0或3x-2y=0B.x+y-5=0C.x-y+1=0D.x+y-5=0或3x-2y=0【解析】选A.过点P(2,3),且在两坐标轴上的截距互为相反数,当横截距a=0时,纵截距b=0,直线过点P(2,3),(0,0),所以直线方程为yx=32,即3x-2y=0.当横截距a≠0时,纵截距b=-a,直线方程为xa+y-a=1,代入(2,3)解得a=-1,所以直线方程为-x+y=1,即x-y+1=0.综上,所求直线方程为x-y+1=0或3x-2y=0. 3.过点M(1,2)且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为________.【解析】①当所求的直线与两坐标轴的截距不为0时,设该直线的方程为x+y=a,把(1,2)代入所设的方程得:a=3,则所求直线的方程为x+y=3即x+y-3=0;②当所求的直线与两坐标轴的截距为0时,设该直线的方程为y=kx,把(1,2)代入所设的方程得:k=2,则所求直线的方程为y=2x即2x-y=0.综上,所求直线的方程为:2x-y=0或x+y-3=0.答案:x+y-3=0或2x-y=04.直线l过点(1,2)和第一、二、四象限,若l的两截距之和为6,求直线l的方程.【解析】设直线l的横截距为a,则纵截距为6-a,l的方程为xa+y6-a=1,因为点(1,2)在直线l上,所以1a+26-a=1,即a2-5a+6=0.解得a1=2,a2=3.当a=2时,直线的方程为x2+y4=1,当a=3时,直线的方程为x3+y3=1,直线l都经过第一、二、四象限,符合题意,综上知,直线l的方程为x2+y4=1或x3+y3=1.直线的截距式方程在解题中的应用(1)在解决直线与坐标轴围成的三角形面积、周长的问题中,常设直线的截距式方程.(2)当直线与x轴、y轴平行,过原点时不能设截距式方程,可以利用点斜式等形式解题.【补偿训练】求过点P(6,-2),且在x轴上的截距比在y轴上的截距大1的直线方程.【解析】设直线方程的截距式为xa+1+ya=1.则6a+1+-2a=1,解得a=2或a=1,则直线方程是x2+1+y2=1或x1+1+y1=1,即2x+3y-6=0或x+2y-2=0.类型三直线方程的简单应用(数学运算、逻辑推理) 角度1 图象辨析【典例】两条直线l1:xa-yb=1和l2:xb-ya=1(a≠b,且a+b≠0)在同一直角坐标系中的图象可以是( )【思路导引】根据图形中l 1,l 2的位置,确定截距的关系、符号,判断是否符合. 【解析】选A.由截距式方程可得直线l 1的横、纵截距分别为a ,-b ,直线l 2的横、纵截距分别为b ,-a ,选项A ,由l 1的图象可得a <0,b >0,可得直线l 2的截距均为正数,故正确;选项B ,因为a ≠b ,且a +b ≠0,所以l 1与l 2不平行,故错误;选项C ,只有当a =b 时,才有直线的纵截距相等,故错误;选项D ,由l 1的图象可得a >0,b >0,可得直线l 2的横截距为正数,纵截距为负数,图象不对应,故错误.若将本例中的条件变为“直线x a +yb =1的图象如图所示”,则关于截距a ,b 的关系中一定正确的是________.①|a|>|b|;②-a > b ;③(b -a)(b +a)<0;④1a >1b.【解析】由题图可知,a <0,b >0,且|a|>|b|,①正确;-a >b >0,所以-a > b ,②正确;b -a >0,b +a <0,所以(b -a)(b +a)<0,③正确;1a <0<1b ,④错误.答案:①②③角度2 在图形中的综合应用 【典例】已知直线l :x m +y4-m =1.(1)若直线l 的斜率等于2,求实数m 的值.(2)若直线l分别与x轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O是坐标原点,求△AOB面积的最大值及此时直线l的方程.【思路导引】(1)可在直线上取两个点,利用两点的坐标与直线的斜率求m的值;(2)△AOB 为直角三角形,该直线在两坐标轴上的截距即为OA,OB的长.【解析】(1)直线l过点(m,0),(0,4-m),则k=4-m-m=2,则m=-4.(2)由m>0,4-m>0,得0<m<4,则S=m(4-m)2=-(m-2)2+42,易知当m=2时,S有最大值2,此时直线l的方程为x+y-2=0.求直线方程时方程形式的选择技巧(1)已知一点的坐标,求过该点的直线方程时,通常选用点斜式方程.(2)已知直线的斜率,通常选用点斜式或斜截式,再由其他条件确定一个定点的坐标或在y轴上的截距.(3)已知直线在两坐标轴上的截距时,通常选用截距式方程.(4)已知直线上两点时,通常选用两点式方程.1.如图所示,直线l的截距式方程是xa+yb=1,则有( )A.a>0,b>0 B.a>0,b<0C.a<0,b>0 D.a<0,b<0【解析】选B.很明显M(a,0),N(0,b),由图知M在x轴正半轴上,N在y轴负半轴上,则a>0,b<0.2.已知△ABC 的三个顶点A(-2,4),B(-3,-1),C(1,3). (1)求BC 边上高AD(D 为垂足)所在直线的方程;(2)求BC 边上的中线AE (E 为BC 的中点)所在直线方程. 【解析】(1)因为k BC =3-()-11-()-3 =1,直线BC 垂直于直线AD ,所以k AD =-1,所以AD 所在直线的方程为y -4=-1()x +2 ,整理得x +y -2=0, 所以BC 边上高AD(D 为垂足)所在直线的方程为x +y -2=0; (2)由中点坐标公式得E ()-1,1 ,所以根据两点式方程得中线AE 的方程为:y -4x +2 =1-4-1-(-2) ,整理得3x +y +2=0.所以BC 边上的中线AE (E 为BC 的中点)所在直线方程为3x +y +2=0.【补偿训练】1.已知点M(1,-2),N(m ,2),若线段MN 的垂直平分线的方程是x2 +y =1,则实数m 的值是( )A .-2B .-7C .3D .1【解析】选C.由中点坐标公式,得线段MN 的中点是⎝ ⎛⎭⎪⎫1+m 2,0 . 又点⎝ ⎛⎭⎪⎫1+m 2,0 在线段MN 的垂直平分线上,所以1+m 4 +0=1,所以m =3.2.已知在△ABC 中,A(1,-4),B(6,6),C(-2,0).求:(1)在△ABC 中平行于BC 边的中位线所在直线的方程并化为截距式方程. (2)BC 边的中线所在直线的方程并化为截距式方程.【解析】(1)平行于BC 边的中位线就是AB ,AC 中点的连线.因为线段AB ,AC 中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫72,1 ,⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2 , 所以这条直线的方程为y +21+2 =x +1272+12,整理得,6x -8y -13=0,化为截距式方程为x136+y-138=1.(2)因为BC边上的中点为(2,3),所以BC边上的中线所在直线的方程为y+43+4=x-12-1,即7x-y-11=0,化为截距式方程为x117+y-11=1.3.已知△ABC的一个顶点是A(3,-1),∠B,∠C的平分线方程分别为x=0,y=x.(1)求直线BC的方程.(2)求直线AB的方程.【解析】(1)因为∠B,∠C的平分线分别是x=0,y=x,所以AB与BC关于x=0对称,AC 与BC关于y=x对称.A(3,-1)关于x=0的对称点A′(-3,-1)在直线BC上,A关于y =x的对称点A″(-1,3)也在直线BC上.由两点式,所求直线BC的方程:y=2x+5.(2)因为直线AB与直线BC关于x=0对称,所以直线AB与BC的斜率互为相反数,由(1)知直线BC的斜率为2,所以直线AB的斜率为-2,又因为点A的坐标为(3,-1),所以直线AB的方程为y-(-1)=-2(x-3),即2x+y-5=0.。
专题七:直线与方程、圆与方程、轨迹方程2.24-2.25一、直线与方程【知识点一:倾斜角与斜率】 (1)直线的倾斜角①关于倾斜角的概念要抓住三点:1、与x 轴相交;2、x 轴正向;3、直线向上方向。
②直线与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为00 ③倾斜角α的范围000180α≤< (2)直线的斜率①直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,而倾斜角为090的直线斜率不存在.记作tan k α=0(90)α≠⑴当直线l 与x 轴平行或重合时, 00α=,0tan 00k ==⑵当直线l 与x 轴垂直时, 090α=,k 不存在.②经过两点1112212(,),(,)P x y P x y x x ≠()的直线的斜率公式是2121y y k x x -=-③每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率. (3)求斜率的一般方法:①已知直线上两点,根据斜率公式212121()y y k x x x x -=≠-求斜率;②已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数根据tan k α=来求斜率; (4)利用斜率证明三点共线的方法:已知112233(,),(,),(,)A x y B x y C x y ,若123AB BC x x x k k ===或,则有A 、B 、C 三点共线。
【知识点二:直线平行与垂直】(1)两条直线平行:对于两条不重合的直线12,l l ,其斜率分别为12,k k ,则有2121 // k k l l =⇔ 特别地,当直线12,l l 的斜率都不存在时,12l l 与的关系为平行(2)两条直线垂直:如果两条直线12,l l 斜率存在,设为12,k k ,则有1- 2121=⋅⇔⊥k k l l 注:两条直线12,l l 垂直的充要条件是斜率之积为-1,这句话不正确;(由两直线的斜率之积为-1,可以得出两直线垂直;反过来,两直线垂直,斜率之积不一定为-1。
如果12,l l 中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,12l l 与互相垂直.) 【知识点三:直线的方程】 (1)直线方程的几种形式问题:过两点111222(,),(,)P x y P x y 的直线是否一定可用两点式方程表示? 【不一定】 (1)若1212x x y y =≠且,直线垂直于x 轴,方程为1x x =; (2)若1212x x y y ≠=且,直线垂直于y 轴,方程为12y y =; (3)若1212x x y y ≠≠且,直线方程可用两点式表示直线的点斜式方程实际上就是我们熟知的一次函数的解析式;利用斜截式求直线方程时,需要先判断斜率存在与否.用截距式方程表示直线时,要注意以下几点:方程的条件限制为0,0a b ≠≠,即两个截距均不能为零,因此截距式方程不能表示过原点的直线以及与坐标轴平行的直线;用截距式方程最便于作图,要注意截距是坐标而不是长度.截距与距离的区别:截距的值有正、负、零。
个 性 化 辅 导 教 案学员姓名 科 目 年 级 授课时间课 时3授课老师教学目标 1、掌握两直线交点坐标的求法,以及判断两直线位置的方法 2、掌握数形结合的学习方法重点难点重点:判断两直线是否相交,求交点坐标。
难点:两直线相交与二元一次方程的关系。
第三章:直线与方程3.3直线的交点坐标与距离公式3.3.1 & 3.3.2 两直线的交点坐标、两点间的距离 第一课时 两直线的交点坐标、两点间的距离(新授课)两条直线的交点坐标[导入新知]1.两直线的交点坐标几何元素及关系代数表示 点A A (a ,b ) 直线l l :Ax +By +C =0 点A 在直线l 上 Aa +Bb +C =0直线l 1与l 2的交点是A方程组⎩⎪⎨⎪⎧ A 1x +B 1y +C 1=0A 2x +B 2y +C 2=0的解是⎩⎪⎨⎪⎧x =ay =b2.两直线的位置关系方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0A 2x +B 2y +C 2=0的解一组 无数组 无解 直线l 1与l 2的公共点个数 一个 无数个 零个 直线l 1与l 2的位置关系相交重合平行[化解疑难]两直线相交的条件(1)将两直线方程联立解方程组,依据解的个数判断两直线是否相交.当方程组只有一解时,两直线相交.(2)设l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1与l 2相交的条件是A 1B 2-A 2B 1≠0或A 1A 2≠B 1B 2(A 2,B 2≠0).(3)设两条直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,则l 1与l 2相交⇔k 1≠k 2.两点间的距离[导入新知] 两点间的距离公式(1)公式:点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式|P 1P 2|=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2.(2)文字叙述:平面内两点的距离等于这两点的横坐标之差与纵坐标之差的平方和的算术平方根. [化解疑难]两点间距离公式的理解(1)此公式与两点的先后顺序无关,也就是说公式也可写成|P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2. (2)当直线P 1P 2平行于x 轴时,|P 1P 2|=|x 2-x 1|. 当直线P 1P 2平行于y 轴时,|P 1P 2|=|y 2-y 1|. 当点P 1、P 2中有一个是原点时,|P 1P 2|=x 2+y 2.两条直线的交点问题[例1] 判断下列各组直线的位置关系.如果相交,求出交点的坐标: (1)l 1:5x +4y -2=0,l 2:2x +y +2=0; (2)l 1:2x -6y +3=0,l 2:y =13x +12;(3)l 1:2x -6y =0,l 2:y =13x +12.[解] (1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧5x +4y -2=0,2x +y +2=0,得⎩⎨⎧x =-103,y =143.所以l 1与l 2相交,且交点坐标为⎝⎛⎭⎫-103,143. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y +3=0,①y =13x +12,②②×6整理得2x -6y +3=0.因此,①和②可以化成同一个方程,即①和②表示同一条直线,l 1与l 2重合. (3)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x -6y =0,①y =13x +12,②②×6-①得3=0,矛盾.方程组无解,所以两直线无公共点,l 1∥l 2. [类题通法]判断两直线的位置关系,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.(1)解方程组的重要思想就是消元,先消去一个变量,代入另外一个方程能解出另一个变量的值. (2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论. (3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系. [活学活用]1.判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标: (1)l 1:2x +y +3=0,l 2:x -2y -1=0; (2)l 1:x +y +2=0,l 2:2x +2y +3=0.直线恒过定点问题[例2] 求证:不论m 为何实数,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5都过某一定点. [证明] 法一:取m =1时,直线方程为y =-4;取m =12时,直线方程为x =9.两直线的交点为P (9,-4),将点P 的坐标代入原方程左边=(m -1)×9+(2m -1)×(-4)=m -5. 故不论m 取何实数,点P (9,-4)总在直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5上, 即直线恒过点P (9,-4).法二:原方程化为(x +2y -1)m +(-x -y +5)=0. 若对任意m 都成立,则有⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y -1=0,x +y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =9,y =-4.所以不论m 为何实数,所给直线都过定点P (9,-4). [类题通法]解含有参数的直线恒过定点的问题(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,其中λ是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0解得.若整理成y -y 0=k (x -x 0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x 0,y 0).[活学活用]2.求经过两直线l 1:3x +4y -2=0和l 2:2x +y +2=0的交点且过坐标原点的直线l 的方程.两点间距离公式的应用[例3] 已知点A (1,1),B (5,3),C (0,3),求证:△ABC 为直角三角形. [证明] 法一:∵|AB |=(5-1)2+(3-1)2=25, |AC |=(0-1)2+(3-1)2=5, 又|BC |=(5-0)2+(3-3)2=5, ∴|AB |2+|AC |2=|BC |2, ∴△ABC 为直角三角形. 法二:∵k AB =3-15-1=12,k AC =3-10-1=-2,∴k AB ·k AC =-1,∴AB ⊥AC ,∴△ABC 是以A 为直角顶点的直角三角形.[类题通法]1.计算两点间距离的方法(1)对于任意两点P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2),则|P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解. 2.解答本题还要注意构成三角形的条件. [活学活用]3.已知点A (-1,2),B (2,7),在x 轴上求一点P ,使|P A |=|PB |,并求|P A |的值.8.两条直线相交求参数中的误区[典例] 若三条直线l 1:ax +y +1=0,l 2:x +ay +1=0 ,l 3:x +y +a =0能构成三角形,则a 应满足的条件是( )A .a =1或a =-2B .a ≠±1C .a ≠1且a ≠-2D .a ≠±1且a ≠-2[解析] 为使三条直线能构成三角形,需三条直线两两相交且不共点.(1)若三条直线交于一点,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +ay +1=0,x +y +a =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-a -1,y =1,将l 2,l 3的交点(-a -1,1)代入l 1的方程解得a =1或a =-2①;(2)若l 1∥l 2,则由a ×a -1×1=0,得a =±1②, 当a =1时,l 1与l 2重合;(3)若l 2∥l 3,则由1×1-a ×1=0,得a =1,当a =1时,l 2与l 3重合; (4)若l 1∥l 3,则由a ×1-1×1=0,得a =1,当a =1时,l 1与l 3重合. 综上,当a =1时,三条直线重合;当a =-1时,l 1∥l 2;当a =-2时,三条直线交于一点, 所以要使三条直线能构成三角形,需a ≠±1且a ≠-2. [答案] D [易错防范]①处,解题过程中,由a =1或a =-2得a ≠1且a ≠-2,此种错误只考虑了三条直线相交于一点不能构成三角形,而忽视了任意两条平行或重合的直线也不能构成三角形.②处,若得到a ≠±1,只考虑了直线的斜率不相等的条件,而忽视了三条直线相交于一点也不能构成三角形.解答此类问题由条件不易直接求参数,可考虑从反面入手,同时考虑问题要全面,不要漏掉某些情形. [成功破障](2013·银川高一检测)直线y =2x +10,y =x +1,y =ax -2交于一点,则a 的值为( ) A.12B .-12C.23 D .-23[随堂即时演练]1.直线3x +2y +6=0和2x +5y -7=0的交点的坐标为( ) A .(-4,-3) B .(4,3) C .(-4,3)D .(3,4)2.已知点A (-2,-1),B (a,3),且|AB |=5,则a 的值为( ) A .1 B .-5 C .1或-5D .1-或53.设Q (1,3),在x 轴上有一点P ,且|PQ |=5,则点P 的坐标是________.4.若p ,q 满足p -2q =1,直线px +3y +q =0必过一个定点,该定点坐标为________.5.(2012·山东德州高一检测)分别求经过两条直线2x +y -3=0和x -y =0的交点,且符合下列条件的直线方程.(1)平行于直线l 1:4x -2y -7=0; (2)垂直于直线l 2:3x -2y +4=0.第二课时 两直线的交点坐标、两点间的距离(习题课)1.两条直线的交点坐标如何求?2.如何根据方程组的解判断两直线的位置关系?3.平面内两点间的距离公式是什么?4.过定点的直线系方程有什么特点?5.如何用坐标法解决几何问题?6.点关于点的对称点,点关于线的对称点如何求?两直线交点问题的综合应用[例1] 过点M (0,1)作直线,使它被两已知直线l 1:x -3y +10=0和l 2:2x +y -8=0所截得的线段恰好被M 所平分,求此直线的方程.[解] 法一:过点M 与x 轴垂直的直线显然不合要求,故设所求直线方程为y =kx +1.若与两已知直线分别交于A ,B 两点,则解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +1,x -3y +10=0,和⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,2x +y -8=0,可得x A =73k -1,x B =7k +2.由题意73k -1+7k +2=0, ∴k =-14.故所求直线方程为x +4y -4=0.法二:设所求直线与两已知直线分别交于A 、B 两点,点B 在直线2x +y -8=0上,故可设B (t,8-2t ),由中点坐标公式得A (-t,2t -6).又因为点A 在直线x -3y +10=0上,所以(-t )-3(2t -6)+10=0,得t =4,即B (4,0).由两点式可得所求直线方程为x +4y -4=0.[类题通法]两条直线的交点坐标就是联立两条直线方程所得的方程组的解. 解法一体现了方程思想,要学会利用. [活学活用]1.若直线5x +4y -2m -1=0与直线2x +3y -m =0的交点在第四象限,求m 的取值范围.解:由方程组⎩⎪⎨⎪⎧5x +4y -2m -1=0,2x +3y -m =0,得⎩⎨⎧x =2m +37,y =m -27,即两直线的交点坐标为⎝⎛⎭⎫2m +37,m -27.∵此交点在第四象限,∴⎩⎨⎧2m +37>0,m -27<0,解得-32<m <2.故所求m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-32,2.对称问题[例2] 一束光线从原点O (0,0)出发,经过直线l :8x +6y =25反射后通过点P (-4,3),求反射光线的方程. [解] 设原点关于l 的对称点A 的坐标为(a ,b ),由直线OA 与l 垂直和线段AO 的中点在l 上得⎩⎨⎧b a ·(-43)=-1,8×a 2+6×b2=25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =4,b =3,∴A 的坐标为(4,3).∵反射光线的反向延长线过A (4,3), 又由反射光线过P (-4,3),两点纵坐标相等, 故反射光线所在直线方程 为y =3.由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =3,8x +6y =25,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =78,y =3,由于反射光线为射线,故反射光线的方程为y =3(x ≤78).[类题通法]1.点关于直线对称的点的求法点N (x 0,y 0)关于直线l :Ax +By +C =0的对称点M (x ,y )可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0x -x 0·⎝⎛⎭⎫-A B =-1(AB ≠0)A ·x +x 02+B ·y +y2+C =0求得.2.直线关于直线的对称的求法求直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0关于直线l :Ax +By +C =0对称的直线l 2的方程的方法是转化为点关于直线对称,在l 1上任取两点P 1和P 2,求出P 1、P 2关于直线l 的对称点,再用两点式求出l 2的方程.[活学活用]2.与直线2x +3y -6=0关于点(1,-1)对称的直线方程是( ) A .3x -2y +2=0 B .2x +3y +7=0 C .3x -2y -12=0 D .2x +3y +8=0坐标法的应用[例3] 一长为3 m ,宽为2 m 缺一角A 的长方形木板(如图所示),长缺0.2 m ,宽缺0.5 m ,EF 是直线段,木工师傅要在BC 的中点M 处作EF 延长线的垂线(直角曲尺长度不够),应如何画线?[解] 以AB 所在直线为x 轴,AD 所在的直线为y 轴建立直角坐标系, 则E (0.2,0),F (0,0.5),B (3,0),D (0,2),M (3,1), 所以EF 所在直线斜率k =0.5-0.2=-52.∵所求直线与EF 垂直,∴所求直线斜率为k ′=25,又直线过点M (3,1),所以所求直线方程为y -1=25(x -3).令y =0,则x =0.5,所以所求直线与x 轴交点为(0.5,0),故应在EB 上截|EN |=0.3 m ,得点N ,即得满足要求的直线MN . [类题通法]1.坐标法解决实际应用题,首先通过建立模型将它转化为数学问题.2.用坐标法解决几何问题,首先要建立适当的坐标系,用坐标表示有关量,然后进行代数运算,最后把代数运算的结果“翻译”成几何关系.[活学活用]3.已知等腰梯形ABCD ,建立适当的坐标系,证明:对角线|AC |=|BD |.9.利用转化思想求最值[典例] 在x 轴上求一点P ,使得(1)P 到A (4,1)和B (0,4)的距离之差最大,并求出最大值; (2)P 到A (4,1)和C (3,4)的距离之和最小,并求出最小值.[解题流程]在求有关距离之和最小或距离之差最大时,需利用对称性和几何性质求解.①三角形的两个顶点知道,第三个顶点在x 轴上;②三角形两边之差小于 第三边,两边之和大于第三边.在x 轴上求点P ,使|P A |-|PB |或|PB |-|P A |最大,以及|P A |+|PC |最小,应首先画出图形,利用对称性及三角形三边关系求解.[规范解答]如图,(1)直线BA 与x 轴交于点P ,此时P 为所求点,(2分) 且|PB |-|P A |=|AB |=(0-4)2+(4-1)2=5.(3分) ∵直线BA 的斜率k BA =1-44=-34,(4分) ∴直线BA 的方程为y =-34x +4.令y =0得x =163,即P ⎝⎛⎭⎫163,0.故距离之差最大值为5,此时P 点的坐标为⎝⎛⎭⎫163,0,(6分) (2)作A 关于x 轴的对称点A ′,则A ′(4,-1),连接CA ′,则|CA ′|为所求最小值,直线CA ′与x 轴交点为所求点.(7分)又|CA ′|=(4-3)2+(-1-4)2=26,(9分)直线CA ′的斜率k CA ′=-1-44-3=-5,则直线CA ′的方程为y -4=-5(x -3).令y =0得x =195,即P ⎝⎛⎭⎫195,0.(11分)故距离之和最小值为26,此时P 点的坐标为⎝⎛⎭⎫195,0.(12分)[名师批注]若在x 轴上另取一点P ′,则|P ′B |-|P ′A |<|BA |,因此,|AB |为最大值由点斜式写出直线AB 方程,再令y =0即可由A 、C 点在x 轴同侧,可作A 关于x 轴的对称点A ′(也可作C 关于x 轴对称点C ′),转化为|CA ′|为最小值,若再找一点P 0,则|P 0A |+|P 0C |=|P 0A ′|+|P 0C |>|A ′C |[活学活用]求函数f (x )=x 2-8x +20+x 2+1的最小值.[随堂即时演练]1.(2012·济宁高一检测)已知点A (x,5)关于点(1,y )的对称点为(-2,-3),则点P (x ,y )到原点的距离是( ) A .2 B .4 C .5D.172.已知集合M ={(x ,y )|x +y =2},N ={(x ,y )|x -y =4},那么集合M ∩N 为( ) A .{3,-1} B .3,-1 C .(3,-1)D .{(3,-1)}3.经过两直线2x -3y -3=0和x +y +2=0的交点且与直线3x +y -1=0垂直的直线l 的方程为________. 4.点A (4,5)关于直线l 的对称点为B (-2,7),则直线l 的方程为________.5.已知△ABC 是直角三角形,斜边BC 的中点为M ,建立适当的平面直角坐标系,证明:|AM |=12|BC |.3.3.3 & 3.3.4 点到直线的距离 两条平行线间的距离[导入新知]点到直线的距离与两条平行线间的距离点到直线的距离 两条平行直线间的距离 定义点到直线的垂线段的长度 夹在两条平行直线间公垂线段的长度 公式点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B2两条平行直线l 1:Ax +By +C 1=0与l 2:Ax +By +C 2=0(C 1≠C 2)之间的距离 d =|C 1-C 2|A 2+B 2[化解疑难]1.点到直线的距离公式需注意的问题(1)直线方程应为一般式,若给出其他形式,应先化成一般式再用公式.例如,求P 0(x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离,应先把直线方程化为kx -y +b =0,得d =|kx 0-y 0+b |k 2+1.2.点到几种特殊直线的距离 (1)点P 0(x 0,y 0)到x 轴的距离d =|y 0|; (2)点P (x 0,y 0)到y 轴的距离d =|x 0|;(3)点P (x 0,y 0)到与x 轴平行的直线y =b (b ≠0)的距离d =|y 0-b |; (4)点P (x 0,y 0)到与y 轴平行的直线x =a (a ≠0)的距离d =|x 0-a |. 3.对平行线间的距离公式的理解(1)利用公式求平行线间的距离时,两直线方程必须是一般式,且x ,y 的系数对应相等. (2)当两直线都与x 轴(或y 轴)垂直时,可利用数形结合来解决 ①两直线都与x 轴垂直时,l 1:x =x 1,l 2:x =x 2,则d =|x 2-x 1|; ②两直线都与y 轴垂直时,l 1:y =y 1,l 2:y =y 2,则d =|y 2-y 1|.点到直线的距离[例1] 求点P (3,-2)到下列直线的距离:(1)y =34x +14;(2)y =6;(3)x =4.[解] (1)直线y =34x +14化为一般式为3x -4y +1=0,由点到直线的距离公式可得d =|3×3-4×(-2)+1|32+(-4)2=185. (2)因为直线y =6与y 轴垂直,所以点P 到它的距离d =|-2-6|=8. (3)因为直线x =4与x 轴垂直,所以点P 到它的距离d =|3-4|=1. [类题通法]应用点到直线的距离公式应注意的三个问题(1)直线方程应为一般式,若给出其他形式应化为一般式. (2)点P 在直线l 上时,点到直线的距离为0,公式仍然适用.(3)直线方程Ax +By +C =0中,A =0或B =0公式也成立,但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可用数形结合求解.[活学活用]1.已知点A (a,2)(a >0)到直线l :x -y +3=0的距离为1,则a =( ) A.2 B .2- 2 C.2-1D.2+12.点P (2,4)到直线l :3x +4y -7=0的距离是________.两平行线间的距离[例2] 求与直线l :5x -12y +6=0平行且到l 的距离为2的直线方程. [解] 法一:设所求直线的方程为5x -12y +C =0. 在直线5x -12y +6=0上取一点P 0(0,12),则点P 0到直线5x -12y +C =0的距离为|-12×12+C |52+(-12)2=|C -6|13,由题意,得|C -6|13=2,所以C =32,或C =-20.故所求直线的方程为5x -12y +32=0,或5x -12y -20=0. 法二:设所求直线的方程为5x -12y +C =0, 由两平行直线间的距离公式得2=|C -6|52+(-12)2,解得C =32,或C =-20.故所求直线的方程为5x -12y +32=0,或5x -12y -20=0. [类题通法]求两平行线间的距离,一般是直接利用两平行线间的距离公式,当直线l 1:y =kx +b 1,l 2:y =kx +b 2,且b 1≠b 2时,d =|b 1-b 2|k 2+1;当直线l 1:Ax +By +C 1=0,l 2:Ax +By +C 2=0且C 1≠C 2时,d =|C 1-C 2|A 2+B 2.但必须注意两直线方程中x ,y 的系数对应相等.[活学活用]3.(2012·岳阳高一检测)两直线3x +y -3=0和6x +my -1=0平行,则它们之间的距离为________.距离的综合应用[例3] 求经过点P (1,2),且使A (2,3),B (0,-5)到它的距离相等的直线l 的方程.[解] 法一:当直线斜率不存在时,即x =1,显然符合题意.当直线斜率存在时,设所求直线的斜率为k ,则直线方程为y -2=k (x -1).由条件得|2k -3-k +2|k 2+1=|5-k +2|k 2+1,解得k =4,故所求直线方程为x =1或4x -y -2=0.法二:由平面几何知识知l ∥AB 或l 过线段AB 的中点. ∵直线AB 的斜率k AB =4,若l ∥AB ,则l 的方程为4x -y -2=0.若l 过AB 的中点(1,-1),则直线方程为x =1, 故所求直线方程为x =1或4x -y -2=0. [类题通法]解这类题目常用的方法是待定系数法,即根据题意设出方程,然后由题意列方程求参数.也可以综合应用直线的有关知识,充分发挥几何图形的直观性,判断直线l 的特征,然后由已知条件写出l 的方程.[活学活用]4.求经过两直线l 1:x -3y -4=0与l 2:4x +3y -6=0的交点,且和点A (-3,1)的距离为5的直线l 的方程.9.漏掉直线斜率不存在的情况[典例] 直线l 1过点A (0,1),l 2过点B (5,0),如果l 1∥l 2,且l 1与l 2的距离为5,求l 1,l 2的方程. [解] (1)若直线l 1,l 2的斜率存在①,设直线的斜率为k ,由斜截式得l 1的方程y =kx +1,即kx -y +1=0.由点斜式可得l 2的方程为y =k (x -5),即kx -y -5k =0.因为直线l 1过点A (0,1),则点A 到直线l 2的距离d =|-1-5k |(-1)2+k 2=5,∴25k 2+10k +1=25k 2+25,∴k =125,∴l 1的方程为12x -5y +5=0,l 2的方程为12x -5y -60=0.(2)若l 1,l 2的斜率不存在①,则l 1的方程为x =0,l 2的方程为x =5,它们之间的距离为5,同样满足条件. 综上所述,满足条件的直线方程有两组:l 1:12x -5y +5=0,l 2:12x -5y -60=0;或l 1:x =0,l 2:x =5.[易错防范]1.①处容易漏掉l 1,l 2的斜率都不存在的情形而导致错误.2.用待定系数法求直线方程时,一定要对斜率是否存在的情况进行讨论. [成功破障]经过点A (1,2)且到原点的距离等于1的直线方程为________.[随堂即时演练]1.原点到直线x +2y -5=0的距离为( ) A .1 B. 3 C .2D. 52.已知直线l 1:x +y +1=0,l 2:x +y -1=0,则l 1,l 2之间的距离为( ) A .1 B. 2 C. 3D .2。
3.2.3 直线的一般式方程直线的一般式方程(1)定义: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.(2)适用范围:在平面直角坐标系中,任何一条直线都可用一般式表示.(3)系数的几何意义:①当B≠0时,则-AB=k(斜率),-CB=b(y轴上的截距);②当B=0,A≠0时,则-CA=a(x轴上的截距),此时不存在斜率.(1)直线与二元一次方程的关系是什么?提示:直线的方程都可以化为二元一次方程;二元一次方程都表示直线.(2)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?提示:①若A=0,则y=-CB,表示与y轴垂直的一条直线.②若B=0,则x=-CA,表示与x轴垂直的一条直线.③若C=0,则Ax+By=0,表示过原点的一条直线.1.辨析记忆(对的打“√”,错的打“×”)(1)任何一条直线的二元一次方程都能化为其他四种形式.( ×)提示:如与x轴平行的直线没有截距式.(2)直线的二元一次方程Ax+By+C=0中,若A=0,则B一定不等于0.( √) 提示:因为A,B不同时为零.2.直线x-y+1=0的倾斜角的大小为( )A.π6B.π4C.π3D.π2【解析】选B.设直线x-y+1=0的倾斜角为α,α∈[)0,π,由题意知直线x-y+1=0的斜率k=1,所以tan α=k=1,α=π4 .3.过P1(2,0),P2(0,3)两点的直线的一般式方程是__________.【解析】由截距式得,所求直线的方程为x2+y3=1,即3x+2y-6=0.答案:3x+2y-6=0类型一直线的一般式方程(数学抽象、数学运算)1.直线 2 x+ 6 y+1=0的倾斜角是( )A.150° B.30° C.60° D.120°【解析】选A.直线的斜率k=-26=-33,故其倾斜角为150°.2.已知直线Ax+By+C=0(AB>0,BC>0),则直线不经过( ) A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限【解析】选A.直线Ax+By+C=0化为:y=-ABx-CB,又AB>0,BC>0,所以-AB<0,-CB<0,则直线不经过第一象限.3.下列直线中,斜率为-43,且不经过第一象限的是( )A.3x+4y+7=0 B.4x+3y+7=0 C.4x+3y-42=0 D.3x+4y-42=0【解析】选B.将一般式化为斜截式,斜率为-43的有B,C两项.又y=-43x+14过点(0,14),即直线过第一象限,所以只有B项正确.4.如果ax+by+c=0表示的直线是y轴,则系数a,b,c满足的条件为( )A.bc=0 B.a≠0C.bc=0且a≠0 D.a≠0且b=c=0【解析】选D.y轴方程表示为x=0,所以a,b,c满足的条件为b=c=0,a≠0.关于直线的一般式方程与其他形式的方程一般情况下,直线的一般式方程与直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式都可以进行互化,但是最常用的是一般式方程化斜截式方程,可以得出斜率、y轴截距,用于作图或转化解题.【补偿训练】1.若a,b,c都大于0,则直线ax+by+c=0的图象大致是图中的( )【解析】选D.直线ax+by+c=0化为:y=-abx-cb,因为a,b,c都大于0,所以-ab<0,-cb<0,所以直线ax+by+c=0的图象大致是图中的D.2.已知直线l的倾斜角为60°,在y轴上的截距为-4,则直线l的点斜式方程为____________;截距式方程为______________;斜截式方程为____________;一般式方程为____________.【解析】由题可知,直线l斜率为 3 ,直线l过点(0,-4),所以点斜式方程:y+4= 3(x-0),截距式方程:x433+y-4=1,斜截式方程:y= 3 x-4,一般式方程: 3 x-y-4=0.答案:y+4= 3 (x-0)x433+y-4=1y= 3 x-4 3 x-y-4=0类型二直线的一般式方程中的参数问题(数学抽象、数学运算)【典例】1.已知直线 3 x+3y+n=0在x轴上的截距为-3,则实数n的值为( ) A.-3 3 B.3 3 C.- 3 D. 3【解析】选B.根据题意,方法一:直线方程变为x-n3+y-n3=1,所以-n3=-3,所以n=3 3 .方法二:点(-3,0)在直线 3 x+3y+n=0上,即(-3)× 3 +n=0,解得n=3 3 . 2.直线(2m2-5m+2)x-(m2-4)y+5m=0的倾斜角为45°,则m的值为( )A.-2 B.2 C.-3 D.3【解析】选D.由已知得m2-4≠0,且2m2-5m+2m2-4=1,解得:m=3或m=2(舍去).3.两直线l1:mx-y+n=0和l2:nx-y+m=0在同一平面直角坐标系中,则正确的图形可能是( )【解析】选B.化一般式为斜截式,得l1:y=mx+n,l2:y=nx+m,可见两条直线的斜率、纵截距恰好互换,所以选B.4.若直线l:y=kx- 3 与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角α的取值范围是( )A.30°≤α<60° B.30°<α<90°C.60°<α<90° D.30°≤α≤90°【解析】选B.易知直线l过定点(0,- 3 ),画出图象如图所示,由图分析,可知直线l 的斜率k >k AB =33,故直线l 的倾斜角30°<α<90°.已知含参的直线的一般式方程求参数的值或取值范围的步骤1.若直线ax +y +1=0与直线4x +ay -2=0平行,则实数a 的值为( ) A .2 B .1 C .0 D .-2【解析】选A.因为直线ax +y +1=0与直线4x +ay -2=0平行,所以a 4 =1a ≠1-2,所以⎩⎨⎧a 2=4a ≠-2,解得a =2.2.直线(2m -1)x -(m +3)y -(m -11)=0恒过的定点坐标是____________.【解析】原方程可化为m(2x -y -1)-(x +3y -11)=0.因为对任意m ∈R ,方程恒成立, 所以⎩⎨⎧2x -y -1=0,x +3y -11=0,解得⎩⎨⎧x =2,y =3, 所以直线恒过定点(2,3).答案:(2,3)类型三 直线方程的综合问题(数学运算、逻辑推理)角度1 与光线有关的问题【典例】一条光线从点A(2,4)射出,倾斜角为60°,遇x 轴后反射,则反射光线的直线方程为________.【思路导引】求出反射光线的斜率、反射光线的一点后写直线的方程.【解析】因为tan 60°= 3 ,所以k=tan (180°-60°)=- 3 ,因为点A(2,4)关于x 轴的对称点A′(2,-4)在反射光线上,设反射光线所在的直线方程为y=- 3 x+b,所以-4=- 3 ×2+b,解得b=2 3 -4,故反射光线所在的直线方程为y=- 3 x+2 3 -4,即 3 x+y+4-2 3 =0.答案: 3 x+y+4-2 3 =0角度2 与平行、垂直有关的问题【典例】已知点P(x0,y)是直线l:Ax+By+C=0外一点,则方程Ax+By+C+(Ax0+By0+C)=0表示( )A.过点P且与l垂直的直线B.过点P且与l平行的直线C.不过点P且与l垂直的直线D.不过点P且与l平行的直线【思路导引】将点P的坐标代入直线方程,判断直线是否过点P,再求出两直线的斜率,判断两直线是平行还是垂直.【解析】选D.因为点P(x0,y)不在直线Ax+By+C=0上,所以Ax+ By+C≠0,所以直线Ax+By+C+(Ax0+By+C)=0不经过点P.直线Ax+By+C+(Ax+By+C)=0与直线l:Ax+By+C=0平行.一般式在直线平行、垂直中的应用直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,(1)平行:①A2,B2,C2均不为0,l1∥l2⇔A1A2=B1B2≠C1C2;②A2,B2中有一个为0,则根据A1,B1是否为0判断位置关系;③若C2为0,则根据①只需判断A1,B1与A2,B2的关系.(2)垂直:l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.1.已知直线(a+2)x+2ay-1=0与直线3ax-y+2=0垂直,则实数a的值是________.【解析】当a=0时,两直线分别为2x-1=0,-y+2=0,此时两直线显然垂直;当a≠0时,两直线的斜率分别为-a +22a ,3a ,所以-a +22a ·3a =-1,解得a =-43. 答案:0或-432.已知直线kx -y -k -1=0和以M ()-3,1 ,N ()3,2 为端点的线段相交,则实数k 的取值范围为______.【解析】由题意,直线kx -y -k -1=0可化为k ()x -1 -y -1=0,令x =1,得y =-1,即该直线过定点P ()1,-1 ,k PM =1+1-3-1 =-12, k PN =2+13-1 =32,所以当k ≤-12 或k ≥32 时直线kx -y -k -1=0和以M ()-3,1 ,N ()3,2 为端点的线段相交.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-12 ∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞【补偿训练】1.若直线x +ay -2=0与直线ax +2y +1=0垂直,则a =( ) A .-2 B .0 C .-2或0 D .2【解析】选B.因为直线x +ay -2=0与直线ax +2y +1=0垂直,所以1×a +a ×2=0,解得a =0.2.已知直线l 1:(a +1)x +3y -1=0,直线l 2:2x +ay +1=0. (1)若l 1⊥l 2,求实数a 的值; (2)若l 1∥l 2,求实数a 的值.【解析】(1)根据题意,已知直线l 1:(a +1)x +3y -1=0,直线l 2:2x +ay +1=0, 若l 1⊥l 2,必有2(a +1)+3a =0,即5a +2=0,解得a =-25;(2)若l1∥l2,必有a+12=3a≠-11,整理得⎩⎨⎧a2+a-6=0a≠-3,解得a=2.3.设A,B是x轴上的两点,点P的横坐标为2,且|PA|=|PB|,若直线PA的方程为x-y +1=0,则直线PB的方程是( )A.2y-x-4=0 B.2x-y-1=0C.x+y-5=0 D.2x+y-7=0【解析】选C.由x-y+1=0得A(-1,0),又P的横坐标为2,且|PA|=|PB|,所以P为线段AB中垂线上的点,且B(5,0).PB的倾斜角与PA的倾斜角互补,则斜率互为相反数,故PB的斜率kPB=-1,则PB的方程为y=-(x-5),即x+y-5=0.。
第三章直线与方程§3.1直线的倾斜角与斜率3.1.1倾斜角与斜率学习目标 1.理解直线的倾斜角和斜率的概念.2.掌握求直线斜率的两种方法(重点).3.了解在平面直角坐标系中确定一条直线的几何要素.知识点1直线的倾斜角1.直线倾斜角的定义当直线l与x轴相交时,我们取作为基准,x轴与直线l方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.2.直线倾斜角的取值范围直线的倾斜角α的取值范围是,并规定与x轴平行或重合的直线的倾斜角为.【预习评价】1.只给出一个倾斜角能确定一条直线吗?2.3.当一条直线的倾斜角为0°时,这条直线一定与x轴平行吗?4.知识点2斜率的概念及斜率公式1.定义:倾斜角α(α≠90°)的.2.记法:k=.3.斜率与倾斜角的对应关系.图示倾斜角(范围)α=0°0°<α<90°α=°90°<α<180°斜率(范围)不存在4.经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式:k=.【预习评价】1.已知一条直线的倾斜角α=45°,则该直线的斜率为()A.2 2B.-22C.1D.-12.一条直线的斜率等于33,则此直线的倾斜角为________.题型一对直线的倾斜角、斜率的理解【例1】设直线l过原点,其倾斜角为α,将直线l绕坐标原点沿逆时针方向旋转40°,得直线l1,则直线l1的倾斜角为()A.α+40°B.α-140°C.140°-αD.当0°≤α<140°时,为α+40°;当140°≤α<180°时,为α-140°规律方法求直线倾斜角的方法及关注点(1)定义法:根据题意画出图形,结合倾斜角的定义找倾斜角.(2)关注点:结合图形求角时,应注意平面几何知识的应用,如三角形内角和定理及其有关推论.【训练1】下列命题正确的是()A.两条不重合的直线,如果它们的倾斜角相等,那么这两条直线平行B.若一条直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tanαC.若α,2α,3α分别为三条直线的倾斜角,则α的度数可以大于60°D.若α是直线l的倾斜角,且tanα=22,则α=45°题型二有关直线斜率的运算【例2】(1)若直线的倾斜角为60°,则直线的斜率为()A.3B.-3C.3 3D.-33(2)经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率,并确定直线的倾斜角α.①A(2,3),B(4,5);②C(-2,3),D(2,-1);③P(-3,1),Q(-3,10).规律方法(1)斜率的求法有两种:①由倾斜角求斜率;②由直线上的两点坐标求斜率.(2)利用斜率公式求直线的斜率应注意的事项:①运用公式的前提条件是“x1≠x2”,即直线不与x轴垂直,因为当直线与x轴垂直时,斜率是不存在的;②斜率公式与两点P1,P2的先后顺序无关,也就是说公式中的x1与x2,y1与y2可以同时交换位置.【训练2】(1)已知过A(3,1),B(m,-2)的直线的斜率为1,则m的值为________.(2)若经过A(m,3),B(1,2)两点的直线的倾斜角为45°,则m等于()A.2B.1C.-1D.-2题型三斜率的应用【例3】已知两点A(-3,4),B(3,2),过点P(1,0)的直线l与线段AB有公共点.(1)求直线l的斜率k的取值范围;(2)求直线l的倾斜角α的取值范围.规律方法求直线斜率的注意事项(1)涉及直线与线段有交点问题常利用数形结合及公式求解.(2)在应用斜率公式求斜率时,首先应注意这两点的横坐标是否相等,若相等,则这两点连线必与x轴垂直,即直线倾斜角为90°,故其斜率不存在;若不相等,直接代入公式求解即可.(3)三角函数公式:tan(180°-α)=-tanα.(记住便可)【训练3】已知A(-1,1),B(1,1),C(2,3+1),(1)求直线AB和AC的斜率;(2)若点D在线段AB(包括端点)上移动时,求直线CD的斜率的变化范围.课堂达标1.对于下列命题:①若α是直线l的倾斜角,则0°≤α<180°;②若k是直线的斜率,则k∈R;③任一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率;④任一条直线都有斜率,但不一定有倾斜角.其中正确命题的个数是()A.1B.2C.3D.42.已知m,n,p是两两不相等的实数,则点A(m+n,p),B(n+p,m),C(p+m,n)必()A.在同一条直线上B.是直角三角形的顶点C.是等腰三角形的顶点D.是等边三角形的顶点3.若直线l经过第二、四象限,则直线l的倾斜角范围是()A.0°≤α<90°B.90°≤α<180°C.90°<α<180°D.0°<α<180°4.已知点A(1,2),若在坐标轴上有一点P,使直线P A的倾斜角为135°,则点P的坐标为________.5.求经过下列两点的直线的斜率,并判断其倾斜角是锐角还是钝角.(1)(1,1),(2,4);(2)(-3,5),(0,2);(3)(2,3),(2,5);(4)(3,-2),(6,-2).课堂小结1.倾斜角是一个几何概念,它直观地描述并表现了直线对于x 轴正方向的倾斜程度.2.直线的斜率和倾斜角都反映了直线的倾斜程度,二者紧密相连,如下表:直线情况α的大小0°0°<α<90°90°90°<α<180°k 的范围0k >0不存在k <0k 的增减情况k 随α的增大而增大k 随α的增大而增大3.运用两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)求直线斜率k =y 2-y 1x 2-x 1应注意的问题:(1)斜率公式与P 1,P 2两点的位置无关,而与两点横、纵坐标之差的顺序有关(即x 2-x 1,y 2-y 1中x 2与y 2对应,x 1与y 1对应).(2)运用斜率公式的前提条件是“x 1≠x 2”,也就是直线不与x 轴垂直,而当直线与x 轴垂直时,直线的倾斜角为90°,斜率不存在.基础过关1.直线x =1的倾斜角是()A .0B .45C .90°D .不存在2.如图,直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则()A .k 1<k 3<k 2B .k 3<k 1<k 2C .k 1<k 2<k 3D .k 3<k 2<k 13.若过点A (a ,-1)和B (2,a )的直线的斜率为12,则a 的值为()A .4B .0C .-4D .14.若直线AB 与y 轴的夹角为60°,则直线AB 的斜率为________.5.已知点P (3,2),点Q 在x 轴上,若直线PQ 的倾斜角为150°,则点Q 的坐标为____________.6.已知交于点M(8,6)的四条直线l1,l2,l3,l4的倾斜角之比为1∶2∶3∶4,又知l2过点N(5,3),求这四条直线的倾斜角.7.求经过下列两点的直线的斜率,并根据斜率指出其倾斜角的大小.(1)(-3,0),(-2,3);(2)(1,-2),(5,-2);(3)(3,4),(-2,9);(4)(3,0),(3,3).能力提升8.若斜率为2的直线经过点A(3,5),B(a,7),C(-1,b)三点,则a,b的值分别为()A.4,0B.-4,-3C.4,-3D.-4,39.若直线l过点A(1,2),且不过第四象限,则直线l的斜率k的最大值是()D.2A.0B.1 C.1210.若直线l经过A(2,1),B(1,m2)(m∈R)两点,则直线l的倾斜角的取值范围为________.11.已知直线l的斜率k=-2,A(5,-3),B(4,x),C(-1,y)是这条直线上的三点,则x=________,y=________.12.已知实数x,y满足y=-2x+8,且2≤x≤3,求yx的最大值和最小值.创新突破13.已知光线从点A(2,1)射到y轴上的点Q,经y轴反射后过点B(4,3),试求点Q的坐标及入射光线的斜率.3.1.2两条直线平行与垂直的判定学习目标 1.理解并掌握两条直线平行的条件及两条直线垂直的条件(重点).2.能根据已知条件判断两直线的平行与垂直(重点).3.能应用两条直线平行或垂直进行实际应用(重、难点).知识点1两条不重合直线平行的判定类型斜率存在斜率不存在前提条件α1=α2≠90°α1=α2=90°对应关系l1∥l2⇔l1∥l2⇐两直线斜率都不存在图示【预习评价】1.如果两条直线平行,则这两条直线的斜率一定相等吗?2.若两条直线的斜率都不存在,那么这两条直线都与x轴垂直吗?知识点2两条直线垂直的判定图示对应关系l1⊥l2(两直线斜率都存在)⇔l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇒【预习评价】1.如果两条直线垂直,则它们的斜率的积一定等于-1吗?2.若k1·k2≠-1,则两条直线能否垂直?题型一两条直线平行的判定及应用【例1】根据下列给定的条件,判断直线l1与直线l2是否平行.(1)l1经过点A(2,3),B(-4,0);l2经过点M(-3,1),N(-2,2);(2)l1的斜率为-12;l2经过点A(4,2),B(2,3);(3)l1平行于y轴;l2经过点P(0,-2),Q(0,5);(4)l1经过点E(0,1),F(-2,-1);l2经过点G(3,4),H(2,3).规律方法判断两条不重合直线是否平行的步骤特别提醒在证明两直线平行时,要区分平行与重合,必须强调不共线才能确定平行,因为两直线重合也可以推出两条直线的斜率相等.【训练1】已知△ABC中,A(0,3),B(2,-1),E,F分别为AC,BC的中点,求直线EF的斜率.题型二两条直线的垂直关系【例2】判断下列各小题中l1与l2是否垂直.(1)l1经过点A(-1,-2),B(1,2);l2经过点M(-2,-1),N(2,1).(2)l1的斜率为-10;l2经过点A(10,2),B(20,3).(3)l1经过点A(3,4),B(3,10);l2经过点M(-10,40),N(10,40).规律方法使用斜率公式判定两直线垂直的步骤:(1)一看:就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在,若不相等,则进行第二步.(2)二代:就是将点的坐标代入斜率公式.(3)求值:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式对参数进行讨论.【训练2】已知直线l1经过点A(3,a),B(a-1,2),直线l2经过点C(1,2),D(-2,a+2).若l1⊥l2,求a的值.题型三平行与垂直的综合应用【例3】已知A(-4,3),B(2,5),C(6,3),D(-3,0)四点,若顺次连接A,B,C,D四点,试判定图形ABCD的形状.规律方法利用两条直线平行或垂直判定图形形状的步骤【训练3】已知点A (0,3),B (-1,0),C (3,0),求点D 的坐标,使四边形ABCD 为直角梯形(A ,B ,C ,D 按逆时针方向排列).课堂达标1.已知A (2,0),B (3,3),直线l ∥AB ,则直线l 的斜率k 等于()A .-3B .3C .-13D.132.若经过点(3,a ),(-2,0)的直线与经过点(3,-4)且斜率为12的直线垂直,则a 的值为()A.52B.25C .10D .-103.若直线l 1,l 2的倾斜角分别为α1,α2,且l 1⊥l 2,则有()A .α1-α2=90°B .α2-α1=90°C .|α2-α1|=90°D .α1+α2=180°4.已知直线l1的斜率为2,直线l2上有三点M(3,5),N(x,7),P(-1,y),若l1⊥l2,则x=________,y=________.5.已知平行四边形ABCD的三个顶点的坐标分别为A(0,1),B(1,0),C(4,3),求顶点D的坐标.课堂小结1.两直线平行或垂直的判定方法斜率直线斜率均不存在平行或重合一条直线的斜率为0,另一条直线的斜率不垂直存在斜率均存在相等平行或重合积为-1垂直2.在两条直线平行或垂直关系的判断中体会分类讨论的思想.基础过关1.已知过点P(3,2m)和点Q(m,2)的直线与过点M(2,-1)和点N(-3,4)的直线平行,则m的值是()A.1B.-1C.2D.-22.若直线l1,l2的斜率是方程x2-3x-1=0的两根,则l1与l2的位置关系是() A.平行B.重合C.相交但不垂直D.垂直3.下列说法正确的有()①若两直线斜率相等,则两直线平行;②若l1∥l2,则k1=k2;③若两条直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交;④若两条直线的斜率都不存在,则两直线平行.A.1个B.2个C.3个D.4个4.已知直线l1,l2的斜率k1,k2是关于k的方程2k2-3k-b=0的两根,若l1⊥l2,则b=________;若l1∥l2,则b=________.5.已知直线l1:y=x,若直线l2⊥l1,则直线l2的倾斜角为________.6.已知A(1,-1),B(2,2),C(3,0)三点,求点D,使直线CD⊥AB,且CB∥AD.7.已知△ABC的顶点A(1,3),B(-1,-1),C(2,1),求△ABC的边BC上的高AD的斜率和垂足D的坐标.能力提升8.已知A(m,3),B(2m,m+4),C(m+1,2),D(1,0),且直线AB与直线CD 平行,则m的值为()A.1B.0C.0或2D.0或19.若点P(a,b)与Q(b-1,a+1)关于直线l对称,则l的倾斜角为() A.135°B.45°C.30°D.60°10.在平面直角坐标系xOy中,四边形ABCD的边AB∥DC,AD∥BC.已知点A(-2,0),B(6,8),C(8,6),则点D的坐标为________.11.已知l1的斜率是2,l2过点A(-1,-2),B(x,6),且l1∥l2,则log1x=________.912.已知△ABC三个顶点坐标分别为A(-2,-4),B(6,6),C(0,6),求此三角形三边的高所在直线的斜率.创新突破13.已知四边形ABCD的顶点为A(2,2+22),B(-2,2),C(0,2-22),D(4,2).求证:四边形ABCD为矩形.§3.2直线的方程3.2.1直线的点斜式方程学习目标 1.了解由斜率公式推导直线方程的点斜式的过程(重点).2.掌握直线的点斜式方程与斜截式方程.3.会利用直线的点斜式与斜截式方程解决有关的实际问题(难点).知识点1直线的点斜式方程点斜式已知条件点P(x0,y0)和斜率k图示方程形式y-y0=适用条件斜率存在【预习评价】1.已知直线的方程是y+2=-x-1,则()A.直线经过点(2,-1),斜率为-1B.直线经过点(1,-2),斜率为-1C.直线经过点(-2,-1),斜率为1D.直线经过点(-1,-2),斜率为-12.经过点(-1,1),且斜率是直线y=2x-2的斜率的2倍的直线方程是()2A.x=-1B.y=1C.y-1=2(x+1)D.y-1=22(x+1)知识点2直线的斜截式方程斜截式已知条件斜率k和直线在y轴上的截距b图示方程形式y=kx+b适用条件斜率存在【预习评价】1.直线与y轴交点到原点的距离和直线在y轴上的截距是同一概念吗?2.直线方程的斜截式等同于一次函数的解析式吗?题型一求直线的点斜式方程【例1】根据条件写出下列直线的点斜式方程:(1)过点A(-4,3),斜率k=3;(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;(3)过点C(-1,2),且与y轴平行;(4)过点D(2,1)和E(3,-4).规律方法求直线的点斜式方程的思路特别提醒只有在斜率存在的情况下才可以使用点斜式方程.【训练1】根据条件写出下列直线的点斜式方程:(1)经过点A(2,5),斜率是4;(2)经过点B(2,3),倾斜角是45°;(3)经过点C(-1,-1),与x轴平行.题型二直线的斜截式方程【例2】根据条件写出下列直线的斜截式方程:(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;(2)倾斜角为150°,在y轴上的截距是-2;(3)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.规律方法直线的斜截式方程的求解策略:(1)求直线的斜截式方程只要分别求出直线的斜率和在y轴上的截距,代入方程即可.(2)当斜率和截距未知时,可结合已知条件,先求出斜率和截距,再写出直线的斜截式方程.【训练2】写出下列直线的斜截式方程:(1)直线斜率是3,在y轴上的截距是-3;(2)直线倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;(3)直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2.题型三点斜式、斜截式方程的综合应用考查方向【例3-1】(1)当a为何值时,直线l1:y=-x+2a与直线l2:y=(a2-2)x+2平行?(2)当a为何值时,直线l1:y=(2a-1)x+3与直线l2:y=4x-3垂直?【例3-2】求证:不论m为何值,直线l:y=(m-1)x+2m+1总过第二象限.规律方法 1.在解决有关直线位置关系的问题时,常常用到数形结合思想和待定系数法.数形结合思想是一种可使复杂问题简单化、抽象问题具体化的常用的数学思想方法.而待定系数法是解析几何中求直线方程或其他曲线方程的重要方法.2.求解存在性问题,通常要利用直线方程设出待定参数k,b.尤其要注意斜率不存在的情况,这时题设问题的解是否存在,要依据具体条件来判定,做到不重复、不遗漏.注意运用分类讨论和数形结合的思想.【训练3】是否存在过点(-5,-4)的直线l,使它与两坐标轴围成的三角形的面积为5?课堂达标1.过点(-1,3)且垂直于直线x-2y+3=0的直线方程为()A.2x+y-1=0B.2x+y-5=0C.x+2y-5=0D.x-2y+7=02.过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是()A.x-2y-1=0B.x-2y+1=0C.2x+y-2=0D.x+2y-1=03.若直线(2m2-m+3)x+(m2+2m)y=4m+1在x轴上的截距为1,则m的值是()A.2或12B.2或-12C.-2或-12D.-2或124.倾斜角是30°,且过点(2,1)的直线的点斜式方程是________.5.(1)求经过点(1,1),且与直线y=2x+7平行的直线的点斜式方程;(2)求经过点(-2,-2),且与直线y=3x-5垂直的直线的斜截式方程.课堂小结1.建立点斜式方程的依据是:直线上任一点与这条直线上一个定点的连线的斜率相同,故有y-y1x-x1=k,此式是不含点P1(x1,y1)的两条反向射线的方程,必须化为y-y1=k(x-x1)才是整条直线的方程.当直线的斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为x=x1.2.斜截式方程可看作点斜式的特殊情况,表示过点(0,b)、斜率为k的直线y-b=k(x-0),即y=kx+b,其特征是方程等号的一端只是一个y,其系数是1;等号的另一端是x的一次式,而不一定是x的一次函数(k=0时).如y=c是直线的斜截式方程,而2y=3x+4不是直线的斜截式方程.基础过关1.经过点P(0,2)且斜率为2的直线方程为()A.2x+y+2=0B.2x-y-2=0C.2x-y+2=0D.2x+y-2=02.过点(1,0)且与直线x-2y-2=0垂直的直线方程是()A.x-2y-1=0B.x-2y+1=0C.2x+y-2=0D.x+2y-1=03.若直线l的倾斜角为45°,且过点(0,-1),则直线l的方程是()A.x-y+1=0B.x-y-1=0C.x+y-1=0D.x+y+1=04.直线y=2x-5在y轴上的截距是________.5.已知一直线在y轴上的截距为-6,且与y轴相交成30°,则的直线方程是________.6.写出下列直线的斜截式方程:(1)直线的倾斜角为45°且在y轴上的截距是2;(2)直线过点A(3,1)且在y轴上的截距是-1.7.已知直线l的方程是3x-y+1=0.(1)求直线l的斜率和倾斜角;(2)求过点(3,-1)且与直线l平行的直线的方程.能力提升8.若直线y=kx+b经过第一、三、四象限,则有()A.k>0,b>0B.k>0,b<0C.k<0,b>0D.k<0,b<09.已知直线kx-y+1-3k=0,当k变化时,所有的直线恒过定点() A.(1,3)B.(-1,-3)C.(3,1)D.(-3,-1)10.直线l1与直线l:y=3x+1平行,且在两坐标轴上截距之和为1的直线l1,4则方程为________.11.已知一直线的斜率为34,且与坐标轴所围成的三角形的周长是12的直线方程是________.12.已知三角形的顶点坐标是A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),试求这个三角形的三条边所在直线的斜截式方程.创新突破13.已知直线l:y=kx+2k+1.(1)求证:直线l 恒过一个定点;(2)当-3<x <3时,直线上的点都在x 轴上方,求实数k 的取值范围.3.2.2直线的两点式方程学习目标 1.掌握直线方程的两点式的形式,了解其适用范围.2.了解直线方程截距式的形式,特征及其适用范围(重点).3.会用中点坐标公式求线段的中点坐标(重点).知识点1直线的两点式方程和截距式方程名称两点式截距式条件两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2,y 1≠y 2)A (a ,0),B (0,b )且ab ≠0方程=【预习评价】1.过点(1,3)和(1,5)的直线能用两点式表示吗?为什么?过点(2,3),(5,3)的直线呢?2.截距式方程能否表示过原点的直线?知识点2线段的中点坐标公式若点P 1,P 2的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),设P (x ,y )是线段P 1P 2的中点,则=x1+x22,.=y1+y22题型一直线的两点式方程【例1】已知三角形的顶点是A(1,3),B(-2,-1),C(1,-1),求这个三角形三边所在直线的方程.规律方法利用两点式求直线方程当已知两点坐标,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,若满足即可考虑用两点式求方程.在斜率存在的情况下,也可以先应用斜率公式求出斜率,再用点斜式写方程.【训练1】过(1,1),(2,-1)两点的直线方程为() A.2x-y-1=0B.x-2y+3=0C.2x+y-3=0D.x+2y-3=0题型二直线的截距式方程典例迁移【例2】求过点A(3,4),且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线l的方程.【迁移1】若将点A的坐标改为“A(-3,-4)”,其他条件不变,又如何求解?【迁移2】若将例2中“截距互为相反数”改为“截距相等”呢?规律方法如果题目中出现直线在两坐标轴上的“截距相等”、“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,采用截距式求直线方程,一定要注意考虑“零截距”的情况.【训练2】经过点P(-1,2)并且在两坐标轴上的截距绝对值相等的直线有()A.0条B.1条C.2条D.3条题型三直线方程的综合应用【例3】已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),求BC边所在直线的方程,以及该边上中线所在直线的方程.规律方法直线方程的选择技巧(1)已知一点的坐标,求过该点的直线方程,一般选取点斜式方程,再由其他条件确定直线的斜率.(2)若已知直线的斜率,一般选用直线的斜截式,再由其他条件确定直线的一个点或者截距.(3)若已知两点坐标,一般选用直线的两点式方程,若两点是与坐标轴的交点,就用截距式方程.(4)不论选用怎样的直线方程,都要注意各自方程的限制条件,对特殊情况下的直线要单独讨论解决.【训练3】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.课堂达标1.过两点(-2,1)和(1,4)的直线方程为() A.y=x+3B.y=-x+1C.y=x+2D.y=-x-22.经过P(4,0),Q(0,-3)两点的直线方程是()A.x 4+y3=1 B.x3+y4=1C.x 4-y3=1 D.x3-y4=13.过点P(4,-3)且在坐标轴上截距相等的直线有() A.1条B.2条C.3条D.4条4.过点M(3,-4),且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程是________.5.直线l经过点A(-3,4),且在x轴上的截距是在y轴上的截距的2倍,求该直线的方程.课堂小结与直线方程的适用条件、截距、斜率有关问题的注意点:(1)明确直线方程各种形式的适用条件点斜式、斜截式方程适用于不垂直于x轴的直线;两点式方程不能表示垂直于x、y轴的直线;截距式方程不能表示垂直于坐标轴和过原点的直线.(2)截距不是距离,距离是非负值,而截距可正可负,可为零.在与截距有关的问题中,要注意讨论截距是否为零.(3)求直线方程时,若不能断定直线是否具有斜率时,应注意分类讨论,即应对斜率是否存在加以讨论.基础过关1.经过两点(5,0),(2,-5)的直线方程为() A.5x+3y-25=0B.5x-3y-25=0C.3x-5y-25=0D.5x-3y+25=02.已知直线l:ax+y-2=0在x轴和y轴上的截距相等,则实数a的值是() A.1B.-1C.-2或-1D.-2或13.点M(4,m)关于点N(n,-3)的对称点为P(6,-9),则() A.m=-3,n=10B.m=3,n=10C.m=-3,n=5D.m=3,n=54.已知A(2,-1),B(6,1),则在y轴上的截距是-3,且经过线段AB中点的直线方程为________.5.过点P(3,2),且在坐标轴上截得的截距相等的直线方程是________.6.求经过点A(-2,3),且在x轴上的截距等于在y轴上截距的2倍的直线方程.7.求经过点A(-2,3),B(4,-1)的直线的两点式方程,并把它化成点斜式、斜截式和截距式.能力提升8.两条直线l1:xa-yb=1和l2:xb-ya=1在同一直角坐标系中的图象可以是()9.直线l经过点A(1,2),在x轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率的取值范围是()1(1,+∞)C.(-∞,1)D.(-∞,-1)10.一直线垂直于直线3x-4y-7=0,且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线在x轴上的截距是________.11.已知A(3,0),B(0,4),直线AB上一动点P(x,y),则xy的最大值是________.12.在△ABC中,已知A(5,-2),B(7,3),且AC边的中点M在y轴上,BC 边的中点N在x轴上,求:(1)顶点C的坐标;(2)直线MN的方程.创新突破13.已知直线l:y=-12x+1,试求:(1)点P(-2,-1)关于直线l的对称点坐标;(2)直线l1:y=x-2关于直线l对称的直线l2的方程;(3)直线l关于点A(1,1)对称的直线方程.。
第二课时 两条直线的垂直预习课本P90~92,思考并完成以下问题1.如何判断两条直线互相垂直?2.若两条直线互相垂直,这两条直线的斜率有什么关系?[新知初探]两条直线的垂直[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若两条直线垂直,则它们的斜率互为负倒数.( )(2)过点(1,1)且与直线x=2垂直的直线的方程为y=1.( )2.已知直线-6x+2y+3=0与直线x+3y-2=0,则两直线的位置关系是( )A.重合 B.平行C.垂直D.相交3.已知直线l的倾斜角为45°,直线l1经过点A(-2,-1)且与直线l垂直,则直线l1的方程是___________.4.直线l1:ax-4y+3=0,直线l2:2x+ay-4=0,l1与l2垂直,则实数a的值为_____.例1判断下列各题中直线l1与l2是否垂直.(1)直线l1:2x-4y+7=0,直线l2:2x+y-5=0;(2)直线l1:y-2=0,直线l2:x-ay+1=0.[活学活用] 判断下列各题中l1与l2是否垂直.(1)l1经过点A(-3,-4),B(1,3),l2经过点M(-4,-3),N(3,1);(2)l1的斜率为-10,l2经过点A(10,2),B(20,3);(3)l 1经过点A (3,4),B (3,10),l 2经过点M (-10,40),N (10,40).例2三条直线3x +2y +6=0,2x -3m 2y +18=0和2mx -3y +12=0围成直角三角形,求实数m 的值. [活学活用]已知直线l 1经过点A (3,a ),B (a -2,-3),直线l 2经过点C (2,3),D (-1,a -2), 如果l 1⊥l 2,求a 的值.例3已知点A (2,2)和直线l :3x +4y -20=0,求过点A 且与直线l 垂直的直线l 1的方程.[活学活用]求与直线4x -3y +5=0垂直,且与两坐标轴围成的三角形AOB 周长为10的直线方程.课后作业11.若直线l 1:mx +2y +1=0与直线l 2:x +y -2=0互相垂直,则实数m 的值为( ) A .2 B .-2 C .D .-12122.已知两条直线y =ax -2和y =(a +2)x +1互相垂直,则a 等于( ) A .2B .1C .0D .-13.若过点A (2,-2),B (4,0)的直线与过点P (2m,1),Q (-1,m )的直线垂直,则m 的值为( ) A .-1B .1C .-2D .124.已知直线mx +4y -2=0与2x -5y +n =0垂直,垂足为(1,p ),则m +n +p 的值为( )A .24B .20C .0D .-45.直线l :(a 2+4a +3)x +(a 2+a -6)y -8=0与y 轴垂直,则实数a 的值是( ) A .-3B .-1或-3C .2D .-16.已知点A (2,2),B (5,-2),点P 在x 轴上且∠APB 为直角,则点P 的坐标为________.7.直线x +3y -7=0和kx -y -2=0与x 轴、y 轴正向所围成的四边形有外接圆,则k 的值为________.8.若直线(m +2)x +3my +1=0与直线(m -2)x +(m +2)y -3=0互相垂直,则m =________.9.已知四边形ABCD 的顶点为A (2,2+2),B (-2,2),C (0,2-2),D (4,2),求证:22四边形ABCD 为矩形.10.已知正方形的一个顶点为A (-1,0),一边所在的直线方程为x +3y -5=0,求以A 为顶点的两边所在直线的方程.课后作业21.已知直线l 1:x +my +4=0,l 2:(m -1)x +2y -8=0,若l 1⊥l 2,则m 的值是( ) A . B . C .2D .-113122.已知两条直线l 1,l 2,且l 1⊥l 2,其中直线l 1的方程为x -y +1=0,则直线l 2的倾斜角为( ) A .45°B .60°C .135°D .150°3.与直线2x +3y +5=0垂直,且在两坐标轴上的截距的绝对值之和为5的直线l 的方程是( )A .3x -2y +6=0B .3x -2y -6=0C .3x -2y +6=0或3x -2y -6=0D .3x +2y -6=04.若直线l 1与直线l 2:3x +2y -12=0的交点在x 轴上,并且l 1⊥l 2,则l 1在y 轴上的截距是( )A .-4B .4C .-D .83835.顺次连结A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0)四点所组成的图形是________. 6.已知点A (1,-2),B (m,2),若线段AB 的垂直平分线的方程是x +2y -2=0,则实数m 的值是________.7.直线l 的倾斜角为30°,点P (2,1)在直线l 上,直线l 绕点P (2,1)按逆时针方向旋转30°后到达直线l 1的位置,此时直线l 1与l 2平行,且l 2是线段AB 的垂直平分线,其中A (1,m -1),B (m,2),试求m 的值.8.已知A (0,3),B (-1,0),C (3,0),求D 点的坐标,使四边形ABCD 为直角梯形(A ,B ,C ,D 按逆时针方向排列).2.1.4 两条直线的交点预习课本P93~95,思考并完成以下问题1.在平面直角坐标系内,如何根据两条直线的方程判定两条直线的位置关系? 2.如何求相交的两条直线的交点的坐标? [新知初探]1.两直线的交点设两条直线的方程分别是l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,如果两条直线相交,由于交点同时在这两条直线上,交点的坐标一定是这两个方程的_________;反之,如果这两个二元一次方程只有一个公共解,那么以这个解为坐标的点必是直线l 1和l 2的交点.2.方程组的解的组数与两直线的位置关系方程组的解交点个数 直线的位置关系无解 ___个 _____ 有唯一解 ____个 _____ 有无数组解____个______[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若两条直线相交,则这两条直线的斜率一定不相等.( )(2)若两条直线有公共点,则这两条直线一定相交.( )2.直线x+2y-2=0与直线2x+y-3=0的交点坐标是________.3.直线y=2x+10,y=x+1,y=ax-2交于一点,则a的值为________.4.直线(a+2)x+(1-a)y-3=0(a∈R)始终经过一个定点,则该定点的坐标为________.例1分别判断下列直线l1与l2的位置关系,若相交,求出它们的交点坐标.(1)l1:2x+y+3=0,l2:x-2y-1=0.(2)l1:x+3y-1=0,l2:2x+6y-2=0.(3)l1:6x-2y+3=0,l2:3x-y+2=0.[活学活用]已知直线l1:3x-y-1=0,l2:x+y-3=0,求:(1)直线l1与l2的交点P的坐标;(2)过点P且与l1垂直的直线方程.例2求经过两直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.[活学活用] 求经过直线l1:2x+3y-5=0,l2:3x-2y-3=0的交点且平行于直线2x+y-3=0的直线方程.例3判定下列直线l:(2+λ)x+(1-2λ)y+(λ-3)=0是否过定点,并求出λ为何值时,原点到这条动直线的距离最大.[活学活用]当0<a<2时,直线l1:ax-2y=2a-4和l2:2x+a2y=2a2+4与坐标轴围成一个四边形,求使四边形面积最小时a的值.课后作业11.直线3x +4y -2=0与直线2x +y +2=0的交点坐标是( ) A .(2,2) B .(2,-2) C .(-2,2) D .(-2,-2)2.两条直线2x +3y -m =0和x -my +12=0的交点在x 轴上,那么m 的值是( ) A .24B .-12C .-24D .123.两条直线2x +3y -k =0和x +ky -12=0的交点在y 轴上,那么k 的值是( ) A .-24B .6C .±6D .244.若非零实数a ,b 满足3a =2b (a +1),且直线+=1恒过一定点,则定点坐标为2x a y2b( )A .B .(1,3)C .(-3,-2)D .(-12,3)(-13,2)5.已知直线kx -y +2k +1=0与直线2x +y -2=0的交点在第一象限,则实数k 的取值范围是( )A.B.∪(-1,+∞)(-32,-1)(-∞,-32)C.∪D.(-∞,-13)(12,+∞)(-13,12)6.直线(a +2)x +(1-a )y -3=0与直线(a +2)x +(2a +3)y +2=0不相交,则a =________.7.若三条直线2x +3y +8=0,x -y -1=0和x +by =0相交于一点,则b =________. 8.若直线y =x 与直线y =x -5的交点在直线y =kx +3上,则k =________.1k 9.求过两直线3x +y -5=0与2x -3y +4=0的交点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程.10.求证:不论m 为何实数,直线l :(m -1)x +(2m -1)y =m -5恒过一定点,并求出此定点的坐标.课后作业21.已知直线l 1的方程为x +Ay +C =0,直线l 2的方程为2x -3y +4=0,若l 1,l 2的交点在x 轴上,则C 的值为( ) A .2 B .-2C .±2D .与A 有关2.当0<k <时,直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在( )12A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限3.已知m ∈R ,则直线(2m +1)x +(2-m )y +5m =0必经过定点( ) A .(2,1)B .(-2,1)C .(2,-1)D .(-1,-2)4.若直线x +y +3m +2=0与x -y -5m +6=0的交点在第三象限,则m 的取值范围是( ) A .B .C .(4,+∞)D .(12,4)(-4,-12)(-∞,12)5.已知ax +4y -2=0与2x -5y +b =0互相垂直,交点为(1,c ),则a +b +c =________.6.已知直线y =kx +3k -2与直线y =-x +1的交点在x 轴上,则k 的值为14________.7.求经过两条直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -2y +1=0的交点且与两坐标轴围成的三角形面积为的直线的方程.128.已知△ABC 中,顶点A (0,1),AB 边上的高线CD 所在直线的方程是x +y -2=0,AC 边上的中线BM 所在直线的方程为3x +y -5=0,求△ABC 的顶点B ,C 及垂心H 的坐标.2.1.5 平面上两点之间的距离 预习课本P97~101,思考并完成以下问题 1.平面上两点之间的距离公式是什么?2.线段的中点坐标公式是什么?如何应用它求有关对称问题?[新知初探]1.平面内两点间的距离公式平面上两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式是P 1P 2= _____________ 特别地,原点O (0,0)与任一点P (x ,y )的距离为OP = ___________.2.线段的中点坐标公式设平面上的两点A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点是M(x0,y0),则Error![小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面内任意两点间的距离均可由两点间的距离公式计算得出.( )(2)点A(-3,2)关于点(-1, 0)的对称点A′的坐标是(-2,1).( )(3)点M(a, b)和N(b, a)(其中a≠b)关于直线y=x对称.( )2.已知A(-3,2),B(7,-8),C(m,n),若C为AB的中点,则m+n等于 .3.直线l过点P(-2,3),且与x轴、y轴分别相交于A,B两点,若点P恰好为A,B 的中点,则直线l的方程为________.4.若△ABC三个顶点坐标A(-2,2),B(3,2),C(4,0),则AC边的中线BD长为_______.7例1 已知点A(-1,2),B(2,),在x轴上求一点P,使PA=PB,并求PA的值. [活学活用] 已知三角形A(-3,1),B(3,-3),C(1,7).试判断△ABC的形状.题点一:点关于点对称例2.过点P(0,1)作直线l使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段被点P平分,求直线l的方程.题点二:点关于线对称2.点P(-3,4)关于直线x+y-2=0的对称点Q的坐标是________.题点三:线关于点对称3.与直线2x+3y-6=0关于点(1,-1)对称的直线方程是________.题点四:线关于线对称4.求直线m :3x -2y -6=0关于直线l :2x -3y +1=0的对称直线m ′的方程.例3设点M 是等腰直角三角形ABC 的斜边BA 的中点,P 是直线BA 上任意一点,PE垂直于AC ,E 为垂足,PF 垂直于BC ,F 为垂足,求证: (1)ME =MF ;(2)ME ⊥MF .[活学活用] 已知AO 是△ABC 中BC 边的中线,证明AB 2+AC 2=2(AO 2+OC 2).课后作业11.过点A (4,a )和点B (5,b )的直线与y =x +m 平行,则|AB |的值为( ) A .6 B .C .2D .不能确定22.以A (1,5),B (5,1),C (-9,-9)为顶点的三角形的形状为( ) A .等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .锐角三角形3.已知点A (x,5)关于点(1,y )的对称点为(-2,-3),则点P (x ,y )到原点的距离是( ) A .2B .4C .5D .174.已知平面上两点A (x ,-x ),B ,则AB 的最小值为( )2(22,0)A .3B .C .2D .13125.直线l 与直线y =1和x -y -7=0分别相交于P ,Q 两点,线段P Q 的中点是(1,-1),则直线l 的斜率为( ) A .-B .C .D .-232332326.设点A 在x 轴上,点B 在y 轴上,AB 的中点是P (2,-1),则AB =________. 7.设A ,B 是x 轴上两点,点P 的横坐标为2,且PA =PB ,若直线PA 的方程为x -y +1=0,则直线PB 的方程为________.8.点M 到x 轴和到点N (-4,2)的距离都等于10,则点M 的坐标为________. 9.已知直线l :y =-2x +6和点A (1,-1),过点A 作直线l 1与直线l 相交于B 点,且AB =5,求直线l 1的方程.10.光线从A (-4,-2)点射出,到直线y =x 上的B 点后被直线y =x 反射到y 轴上C点,又被y 轴反射,这时反射光线恰好过点D (-1,6),求BC 所在的直线方程.课后作业21.已知△ABC 的顶点A (2,3),B (-1,0),C (2,0),则△ABC 的周长是( ) A .2 B .3+2C .6+3D .6+332102.已知点A (1,3),B (5,-2),点P 在x 轴上,则使AP -BP 取最大值的点P 的坐标是( )A .(4,0)B .(13,0)C .(5,0)D .(1,0)3.两直线3ax -y -2=0和(2a -1)x +5ay -1=0分别过定点A ,B ,则AB 的值为( )A.B. C. D. 8951751351154.在直线2x -3y +5=0上求一点P ,使点P 到A (2,3)的距离为,则点P 的坐标是13( )A .(5,5)B .(-1,1)C .(5,5)或(-1,1)D .(5,5)或(1,-1)5.已知A (-3,8),B (2,2),在x 轴上有一点M ,使得MA +MB 最短,则点M 的坐标是______.6.将一张画有平面直角坐标系且两轴单位长度相同的纸折叠一次,使点A (2,0)与点 B (-2,4)重合,若点C (5,8)与点D (m ,n )重合,则m +n 的值为________.7.已知一条直线过点P (2,-3),与直线2x -y -1=0和直线x +2y -4=0分别相交于点A 和点B ,且P 为线段AB 的中点,求这条直线的方程.8.求函数y =+的最小值.x 2-8x +20x 2+12.1.6 点到直线的距离 预习课本P101~105,思考并完成以下问题1.如何求平面内一点到一条直线的距离?2.点到直线的距离公式是什么?3.两条平行线间的距离公式是什么?[新知初探]1.点到直线的距离公式点P (x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离记为d ,则d =__________.2.两条平行线间的距离(1)两条平行线间的距离是指夹在两条平行直线间公垂线段的长.(2)求法:两条平行直线间的距离可以转化为_____________.(3)公式:直线l 1:Ax +By +C 1=0,直线l 2:Ax +By +C 2=0,d =_______________.[小试身手]1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)点P (x 0,y 0)到与x 轴平行的直线y =b (b ≠0)的距离d =y 0-b .( )(2)点P (x 0,y 0)到与y 轴平行的直线x =a (a ≠0)的距离d =|x 0-a |.( )(3)两直线x +y =m 与x +y =2n 的距离为.( )|m -2n |22.原点到直线x +2y -5=0的距离为( )A .1B .2C .D .353.已知直线l 1:x +y +1=0,l 2:x +y -1=0,则l 1,l 2之间的距离为( )A .1B .C .D .223例1求点P (-1,2)到下列直线的距离:(1)2x +y -10=0;(2)x =2;(3)y -1=0.[活学活用]1.已知点(a,2)(a >0)到直线l :x -y +3=0的距离为1,则a 等于( )A .B .-1C .+1D .2-22222.点P (2,m )到直线l :5x -12y +6=0的距离为4,则m 的值为________.例2求两条平行线l 1:3x +4y -5=0和l 2:6x +8y -9=0间的距离.[活学活用]已知直线l 与两直线l 1:2x -y +3=0和l 2:2x -y -1=0平行且距离相等,求直线l 的方程.例3已知直线l 经过直线l 1:2x +y -5=0与l 2:x -2y =0的交点.(1)若点A (5,0)到l 的距离为3,求l 的方程;(2)求点A (5,0)到l 的距离的最大值. [活学活用]已知定点A (0,1),点B 在直线x +y =0上运动,当线段AB 最短时,点B 的坐标是________.课后作业11.点P (1,-1)到直线l :3y =2的距离是( ) A .3 B . C .1 D . 53222.已知点M (1,4)到直线l :mx +y -1=0的距离为3,则实数m =( ) A .0 B . C .3 D .0或 34343.已知点A (1,3),B (3,1),C (-1,0),则△ABC 的面积等于( )A .3B .4C .5D .64.已知点P 在直线3x +y -5=0上,且点P 到直线x -y -1=0的距离为,则点P 2的坐标为( )A .(1,2)或(2,-1)B .(3,-4)C .(2,-1)D .(1,2)5.若直线l 1:x +ay +6=0与l 2:(a -2)x +3y +2a =0平行,则l 1,l 2间的距离是( )A .B .C .4D .2423823226.若两平行直线3x -2y -1=0和6x +ay +c =0之间的距离是,则=21313c +2a ________.7.若直线l 到直线x -2y +4=0的距离和原点到直线l 的距离相等,则直线l 的方程是________.8.过点M (-2,1)且与A (-1,2),B (3,0)两点距离相等的直线的方程为________.9.求过点A (2,1)且与原点距离为2的直线方程.10.已知△ABC 三个顶点坐标A (-1,3),B (-3,0),C (1,2),求△ABC 的面积S .课后作业21.已知直线3x +y -3=0和6x +my +1=0互相平行,则它们之间的距离是( )A .4B .C .D . 1020104710202.已知两平行直线l 1,l 2分别过点P (-1,3),Q (2,-1),它们分别绕P ,Q 旋转,但始终保持平行,则l 1,l 2之间的距离的取值范围是( )A .(0,+∞)B .[0,5]C .(0,5]D .[0,]173.已知A (-2,-4),B (1,5)两点到直线l :ax +y +1=0的距离相等,则实数a 的值为( )A .-3B .3C .-3或3D .1或34.已知定点P (-2,0)和直线l :(1+3λ)x +(1+2λ)y =2+5λ(λ∈R ),则点P 到直线l 的距离的最大值为( ) A .2 B. C. D .231014155.一直线过点P (2,0),点Q 到该直线的距离等于4,则该直线的倾斜角为(-2,433)___. 6.在坐标平面内,与点A (1,2)距离为1,且与点B (3,1)距离为2的直线共有________条.7.直线l 过点P (1,0),且被两条平行线l 1:3x +y -6=0,l 2:3x +y +3=0所截得的线段长为9,求l 的方程.8.已知点P(a,b)在线段AB上运动,其中A(1,0),B(0,1).试求(a+2)2+(b+2)2的取值范围.。