高二数学直线方程2
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第二章直线和圆的方程2.2 直线的方程2.2.2 直线的两点式方程一、教学目标1、掌握直线方程的两点式的形式特点及适用范围;2、了解直线方程截距式的形式特点及适用范围;3、让学生在应用旧知识的探究过程中获得到新的结论,并通过新旧知识的比较、分析、应用获得新知识的特点;4、认识事物之间的普遍联系与相互转化,培养学生用联系的观点看问题.二、教学重点、难点重点:直线的两点式方程和截距式方程难点:直线的两点式方程和截距式方程的应用三、学法与教学用具1、学法:学生在老师的引导下,通过阅读教材,自主学习、思考、交流、讨论和概括,从而完成本节课的教学目标.2、教学用具:多媒体设备等四、教学过程(一)创设情景,揭示课题【问题1】观察实例:两点确定一条直线,那么由两个点的坐标是否可以求出过这两点的直线的方程。
【问题2】如果已知直线经过12(1,3),(2,4)P P 两点,如何求直线的方程?使用点斜式方程还是斜截式方程? 解:方法一:使用点斜式方程:433(1)21y x --=--,即31y x -=- 方法二:使用斜截式方程:y kx b =+,将点12(1,3),(2,4)P P 代入得方程组解之得2y x =+【结语】已知直线经过两点,可以通过点斜式和斜截式来求出直线的方程.【问题3】能否直接求出经过两点的直线方程?(二)阅读精要,研讨新知【直线的两点式方程】 已知直线l 经过两个定点1112221212(,),(,)(,)P x y P x y x x y y ≠≠,如何求直线的方程?【演绎】由点斜式方程及斜率公式得211121()y y y y x x x x --=-- 当21y y ≠时,形式调整为112121y y x x y y x x --=-- 从而得出直线的两点式方程:112121y y x x y y x x --=--,简称两点式(two-point form) 【即时训练】已知直线l 经过点(1,2),(3,2)A B --,则直线l 的方程是 ( )A. 10x y ++=B. 10x y -+=C. 210x y ++=D.210x y +-=解:由两点式方程得212231y x +-=+--,化简得10x y ++=,故选A【直线的截距式方程】已知直线l 的横截距(0)a a ≠与纵截距(0)b b ≠,如何求直线的方程?(对应于课本63P 例3)【演绎】直线l 的横截距为a ,即过点(,0)A a ,纵截距为b ,即过点(0,)B b由两点式方程得000y x a b a --=--,化简得1x y a b+= 从而得出直线的截距式方程:1x y a b +=,简称截距式(intercept form) 【即时训练】在,x y 轴上的截距分别是3,4-的直线方程为( )A. 43120x y +-=B. 43120x y -+=C. 4310x y +-=D. 4310x y -+= 解:由截距式方程得134x y +=-,化简得43120x y -+=,故选B 【例题研讨】阅读领悟课本63P 例4(用时约为2分钟,教师作出准确的评析.)例4已知ABC ∆的三个顶点(5,0),(3,3),(0,2)A B C --, 求边BC 所在直线的方程,以及这条边上的中线AM 所在直线的方程.解:由已知,过(3,3),(0,2)B C -的直线的两点式方程为203230y x --=--- 整理得5360x y +-=,即为边BC 所在直线的方程. 由中点坐标公式,可得点3032(,)22M +-+,即31(,)22M - 所以过(5,0)A -,31(,)22M -两点的直线方程为05130522y x -+=--+ 整理可得1350x y ++=,即为边BC 上中线AM 所在直线的方程.【小组互动】完成课本63P 练习1、2、3,同桌交换检查,老师答疑.【练习答案】(三)探索与发现、思考与感悟类型一 直线的两点式方程1. 已知ABC ∆的三个顶点(1,2),(1,4),(5,2)A B C -,则边AB 上的中线所在的直线方程为___________. 解:由已知,线段AB 中点为(0,3)D ,所以ABC ∆的边AB 上的中线即CD 所在直线,所以CD 所在的直线方程为302350y x --=--,化简得5150x y +-=, 即为ABC ∆的边AB 上的中线所在的直线方程.答案:5150x y +-=类型二 直线的截距式方程2. 直线1:1x y l m n -=与2:1x y l n m-=在同一坐标系中的图象可能是( )解: 1l 在x 轴上的截距为m ,与2l 在y 轴上的截距为m -互为相反数,1l 在y 轴上的截距为n -,与2l 在x 轴上的截距为n 互为相反数,符合此关系的只有选项B ,故选B.3. 已知直线l 过点(1,2)A ,且与两坐标轴的正半轴围成的三角形的面积是4,求直线l 的方程. 解:方法一:设:1(0,0)x y l a b a b +=>>,则 121a b += ,又142ab = 解得2,4a b ==所以直线l 的方程为124x y +=,即240x y +-= 方法二:设:2(1)(0)l y k x k -=-<,令0,x =则2y k =-,令0,y =则21x k=- 由已知,12(2)(1)42S k k=--=,即2440,k k ++=解得2k =-所以直线l 的方程为22(1)y x -=--,即:240l x y +-=类型三 直线方程形式的灵活应用4. 已知ABC ∆的一个顶点是(3,1)A -,角,B C 的平分线方程分别为0,x y x ==.(1)求直线BC 的方程.(2)求直线AB 的方程.解:(1)因为角,B C 的平分线方程分别为0,x y x ==,所以AB 与BC 关于0x =对称,AC 与BC 关于y x =对称.可知(3,1)A -关于0x =的对称点(3,1)A '--在直线BC 上,(3,1)A -关于y x =的对称点(1,3)A ''-也在直线BC 上. 由两点式得133113y x ++=+-+,化简得250x y -+= 所以直线BC 的方程为250x y -+=(2)因为直线AB 与BC 关于0x =对称,所以直线AB 与BC 的斜率互为相反数由(1)知2,2BC AB k k =∴=-,又(3,1)A -所以直线AB 的方程为12(3)y x +=--,即250x y +-=5.一条光线从点(2,3)A 出发,经y 轴反射后,通过点(4,1)B -,求入射光线和反射光线所在的直线方程. 解:由已知点(2,3)A 关于y 轴的对称点为(2,3)A '-,点(4,1)B -关于y 轴的对称点为(4,1)B '-- 则入射光线所在直线的方程为32:1342y x AB --'=----,即2350x y -+= 反射光线所在直线的方程为32:1342y x A B -+'=--+,即2350x y +-= (四)归纳小结,回顾重点(五)作业布置,精炼双基P习题2.2 1(4)(5)(6)、4、5、7、9 1.完成课本672.预习2.2 直线的方程五、教学反思:(课后补充,教学相长)。
高二数学教案 必修2 直线方程——两点式(截距式) 班级 姓名 教学目标(1)掌握直线方程的两点式、截距式,了解截距式是两点式的特殊情况;(2)能够根据条件选择恰当的方法求直线的方程;(3)能认识到等截距的多解性,并能很好的解决相关问题。
复习提问:上一节课,我们学习了直线的哪些表达式?创设问题情境,引出问题情境。
过两定点的直线方程该如何求解?已知直线l 经过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2),如何求l 的方程.先求直线l 的斜率k =y 2-y 1x 2-x 1,再利用点斜式方程求解,得出y -y 1=y 2-y 1x 2-x 1(x -x 1). 已知直线过两点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2),则其方程为y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1 (x 1≠x 2且y 1≠y 2),称为直线的两点式方程.【精典范例】例1:已知直线l 与x 轴的交点(,0)a ,与y 轴的交点(0,)b ,其中0,0a b ≠≠,求直线l 的方程.【解】∵l 经过两点(,0)a ,(0,)b ,代入两点式得:000y x a b a --=--,即1x y a b+=. 点评:(1)以上方程是由直线在x 轴与y 轴上的截距确定,叫做直线方程的截距式;(2)截距式方程适用范围是0,0a b ≠≠.(3)当直线l 过原点时,在x 轴与y 轴上的截距都为0.例2:三角形的顶点是(5,0)A -、(3,3)B -、(0,2)C ,求这个三角形三边所在直线方程.点评:过两点1122(,),(,)P x y Q x y 的直线能写成两点式的条件是12x x ≠且12y y ≠,如果没有这个条件,就必须分类讨论,这点容易被忽略;只有当直线在坐标轴上的截距都不为零时,才可以用直线方程的截距式. 练习:1.直线324x y -=的截距式方程为1423x y +=-.2.根据下列条件,求直线的方程:(1)过点(3,4)A 和(3,2)B -;3x =; (2)在x 轴上、y 轴上的截距分别是2,3-;123x y -=;(3)过点(1,4)A -,且在x 轴上的截距为3.30x y +-=.3.求经过点(3,4)-且在两坐标轴上截距相等的直线方程是430x y +=10x y ++=或例3:求经过点(4,3)-且在两坐标轴上的截距绝对值相等的直线方程.分析: 涉及直线在坐标轴上的截距时,可选择直线方程的截距式.【解】设直线在x 轴与y 轴上的截距分别为,a b ,①当0,0a b ≠≠时,设直线方程为1x y a b +=, ∵直线经过点(4,3)-,∴431a b-=, ∵||||a b =,∴11a b =⎧⎨=⎩或77a b =⎧⎨=-⎩,∴直线方程为 10x y +-=或70x y --=;②当0a b ==时,则直线经过原点及(4,3)-,∴直线方程为 340x y +=,综上,所求直线方程为10x y +-=或70x y --=或340x y +=.点评:题设中涉及到了直线在两坐标轴上的截距,因此可考虑用截距式,但应注意到截距能否为零,这是应用截距式求直线方程最易出错和疏忽的地方.例4:直线l 与两坐标轴在第一象限围成的三角形面积为2,两截距之差为3,求直线l 的方程. 分析:根据题意,直线l 在两坐标轴上截距都大于零,因此可以用截距式方程.【解】由题意,直线l 在两坐标轴上截距都大于零, 故可设直线方程为1x y a b+=(0,0)a b >>, 由已知得:122||3ab a b ⎧=⎪⎨⎪-=⎩,解得14a b =⎧⎨=⎩或41a b =⎧⎨=⎩或14a b =-⎧⎨=-⎩(舍)或41a b =-⎧⎨=-⎩(舍) ∴直线方程为14x y +=或14y x +=. 练习:求过点(2,1)P -,在x 轴和y 轴上的截距分别为,a b ,且满足3a b =的直线方程.答案:分截距为零、不为零两种情况讨论,可得所求直线方程为310x y ++=或12y x =-.后记:高二数学学案 必修2 直线方程——两点式(截距式) 班级 姓名 我的学习目标(1)掌握直线方程的两点式、截距式,了解截距式是两点式的特殊情况;(2)能够根据条件选择恰当的方法求直线的方程;(3)能认识到等截距的多解性,并能很好的解决相关问题。
2.2.2直线的两点式方程(基础知识+基本题型)知识点一直线的两点式方程1.直线的两点式方程的定义212y y y y --=121x x x x --就是经过两点111222(,),(,)p x y p x y (其中1212,x x y y ≠≠)的直线方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.2.当直线的斜率不存在(12x x =)或斜率为0(12y y =)时,不能用两点式方程,若12x x =,12y y ≠,则直线方程为10x x -=若12y y =、12x x ≠,则直线方程为10y y -=.提示:(1)直线的两点式方程不能表示与坐标轴平行(或重合)或垂直的直线.(2)对于两点式中的两点,只要是直线上的两个点即可,两点式方程与这两个点的顺序无关.(3)将两点式化成整式:211211()()()()x x y y y y x x --=--.用该式可求出过平面内的任意两个已知点的直线的方程.3.若点12,p p 的坐标分别为1122(,),(,)x y x y ,是线段12p p 的中点M 的坐标为(,),x y 则有中点坐标公式:121222x x x y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩.知识点二直线的截距式方程直线与x 轴的交点(,0)a 的横坐标a 叫做直线在x 轴上的截距,若此时直线在y 轴上的截距为b ,则直线的方程为1(0),x y a b+=≠此方程由直线在两个坐标轴上的截距a 与b 确定,所以叫做直线的截距式方程.拓展(1)到x 轴和y 轴上的截距,反之,若已知直线在x 轴和y 轴上的截距(都不为0),也可直接由截距式写出方程.(2)由截距式的方程可知,截距式的方程只能表示在x 轴、y 轴上的截距都存在,且不为0的直线,因此,截距式不能表示过原点的直线、与x 轴垂直的直线、与y 轴垂直的直线.过原点的直线可以表示y kx =;与x 轴垂直的直线可以表示0x x =;与y 轴垂直的直线可以表示0y y =.(3)直线与两坐标轴都相交(非原点)时,直线与两坐标轴围成直角三角形,围绕三角形的面积考查时要注意截距式与“距离”的关系.(4)求截距的方法在直线l 的方程中,令0x =,解出y 的直线,即得直线l 在y 轴上的截距.令y 0=,解出x 的值,即得出直线l 在x 轴上的截距.考点一直线的两点式方程例1.(1)已知直线l 经过点(2,1),(2,7)A B -,求直线l 的方程;(2)已知点(3,)P m 在过点(2,1),(3,4)A B --的直线上,求m 的值;(3)三角形的三个顶点分别是(1,0),(3,1),(1,3)A B C --,求三角形三边所在直线的方程.解:(1)因为点A 与点B 的横坐标相等,所以直线l 没有两点式方程,故所求直线方程为2x =.(2)由两点式方程,得过A ,B 两点的直线方程为(1)24(1)32y x ---=----,即10x y +-=.又因为点(3,)P m 在直线AB 上,所以310m +-=,得2m =-.(3)由两点式,得边AB 所在直线的方程为(1)30(1)13y x ---=----,即410x y ++=.同理,边BC 所在直线的方程为311331y x --=---,即250x y +-=.边AC 所在直线的方程为310311y x --=---,即3230x y -+=.总结:1.利用两点的坐标写直线的两点式方程时,一定要注意2121,y y x x ≠≠.2.若点P 在直线AB 上,则点P 的坐标满足直线AB 方程.求直线的两点式方程的策略及注意点(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,则考虑两点式求方程.(2)用两点式求直线方程时常会将字母或数字的顺序弄错而导致错误.在记忆和使用两点式方程时,必须注意坐标的对应关系.考点二利用截距式求直线方程例2.(1)求在,x y 轴上的截距分别是3,4-的直线方程;(2)求过点(3,4)A ,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线l 的方程.解:(1)根据直线方程的截距式,得直线方程为134x y +=-,化简得43120x y -+=.(2)当直线l 在两坐标轴上的截距互为相反数且不为0时,可设直线l 的方程为1x y a a +=-.又因为l 过点(3,4)A ,所以341a a =,解得1a =-.所以直线l 的方程为111x y +=-,即10x y -+=.当直线l 在两坐标轴上的截距互为相反数且为0时,直线的方程为43y x =,即430x y -=.综上,直线l 的方程为10x y -+=或430x y -=.总结:用截距式求直线方程的步骤(1)由已知条件确定直线在轴和y 轴上的截距.(2)若截距为0,则直线过原点,直接写出方程即可;若两截距不为0,则代入公式1x y a b +=中,可得所求直线方程.考点三:直线方程的综合应用例3.已知△ABC 的三个顶点坐标分别是A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),分别求BC 边上的高和中线所在的直线方程.【答案】3x -5y+15=0x+13y+5=0【解析】BC 边上的高与边BC 垂直,由此求得BC 边上的高所在直线的斜率,由点斜式得方程;利用中点坐标公式得BC 的中点坐标,由两点式得BC 边上的中线所在的直线方程.设BC 边上的高为AD ,则BC ⊥AD ,∴1BC AD k k ⋅=-,∴23103AD k +⋅=--,解得35AD k =,∴BC 边上的高所在的直线方程是30(5)5y x -=+,即3x -5y+15=0.设BC 的中点是M ,则31,22M ⎛⎫- ⎪⎝⎭,∴BC 边上的中线所在直线方程是05130522y x -+=--+,即x+13y+5=0.∴BC 边上的高所在的直线方程是3x -5y+15=0,BC 边上的中线所在的直线方程为x+13y+5=0.总结:求直线的方程的关键是选择适当的直线方程的形式.本题根据已知求BC 边上的高所在的直线方程时,依据相互垂直直线的斜率关系,选择了直线方程的点斜式;求BC 边上的中线所在的直线方程时,依据中点坐标公式,选择了直线方程的两点式.。