直线的点斜式方程知识讲解
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直线点斜式方程公式
1 直线点斜式方程
直线点斜式方程是数学中最常用的一种方程,它可以用来表达某
直线上任意一点的位置关系。
它的形式一般如下:
y=kx+b
其中,k是直线的斜率,b是直线的截距。
这是最基本的形式,一
般情况下,还可以写成 Ax+By+C=0的形式,其中A,B,C是常数,如
果A≠0,此方程又叫一般式,而当A=0时,此方程又叫做点斜式。
2 利用直线点斜式方程解决问题
直线点斜式方程在数学中用的非常多,它有着广泛的应用。
例如,我们常常会用它来解决一段直线的斜率和截距,或者在几何图形中求
出两点之间的距离,或者用它来求出两个向量的和。
另外,直线点斜式方程还被广泛应用于物理学中,例如它可以用
来描述一般情况下的力学运动方程,用来描述两个温度和气压关系,
甚至可以用它来描述电流和电力之间的关系。
3 直线点斜方程的求解
对于一般式Ax+By+C=0;当A,B,C都是已知数时,可以求出斜率
k=–A/B,从而求出截距b=–C/B。
也可以采用数学函数的方法来求解直线点斜式方程,例如当已知两点的坐标时,可以应用函数解题,求出直线上两点的点斜式方程;同样,如果已知一点的坐标,以及其斜率和截距,也可以利用函数求解。
从侧面反映了函数的强大作用。
因此,直线点斜式方程是非常有用的,它不仅广泛应用于数学和物理中,还可以利于求解复杂问题。
高一数学复习考点知识专题讲解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.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问题.知识点直线的点斜式方程和斜截式方程类别点斜式斜截式适用范围斜率存在已知条件点P(x0,y0)和斜率k 斜率k和在y轴上的截距b图示方程y-y0=k(x-x0)y=kx+b截距直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距思考1经过点P0(x0,y0)且斜率不存在的直线能否用点斜式方程来表示?答案不能用点斜式表示,过点P0且斜率不存在的直线为x=x0.思考2直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2平行、垂直的条件?答案(1)l1∥l2⇔k1=k2且b1≠b2,(2)l1⊥l2⇔k1k2=-1.思考3直线在y轴上的截距是距离吗?答案不是,距离和截距是两个不同的概念,距离非负,而截距是一个数值.1.直线的点斜式方程也可写成y -y 0x -x 0=k ( × )2.y 轴所在直线方程为x =0.( √ )3.直线y -3=k (x +1)恒过定点(-1,3).( √ ) 4.直线y =2x -3在y 轴上的截距为3.( × )一、求直线的点斜式方程例1 已知在第一象限的△ABC 中,A (1,1),B (5,1),∠A =60°,∠B =45°,求: (1)AB 边所在直线的方程; (2)AC 边与BC 边所在直线的方程. 解 (1)如图所示,因为A (1,1),B (5,1),所以AB ∥x 轴, 所以AB 边所在直线的方程为y =1. (2)因为∠A =60°, 所以k AC =tan 60°=3,所以直线AC 的方程为y -1=3(x -1). 因为∠B =45°,所以k BC =tan 135°=-1,所以直线BC 的方程为y -1=-(x -5). 反思感悟 求直线的点斜式方程的步骤及注意点(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x 0,y 0)→定斜率k →写出方程y -y 0=k (x -x 0). (2)点斜式方程y -y 0=k ·(x -x 0)可表示过点P (x 0,y 0)的所有直线,但x =x 0除外. 跟踪训练1 求满足下列条件的直线的点斜式方程: (1)过点P (4,-2),倾斜角为150°; (2)过两点A (1,3),B (2,5).解 (1)∵α=150°,∴k =tan 150°=-33, ∴直线的点斜式方程为y +2=-33(x -4). (2)∵k =5-32-1=2,∴直线的点斜式方程为y -3=2(x -1). 二、直线的斜截式方程例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 由斜截式方程知,直线l 1的斜率k 1=-2, 又因为l ∥l 1,所以k l =-2.由题意知,l 2在y 轴上的截距为-2, 所以直线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. 延伸探究本例中若将“直线l 与l 1平行且与l 2在y 轴上的截距相等”改为“直线l 与l 1垂直且与l 2在y 轴上的截距互为相反数”,求l 的方程.解∵l 1⊥l ,直线l 1:y =-2x +3,∴l 的斜率为12.∵l 与l 2在y 轴上的截距互为相反数, 直线l 2:y =4x -2, ∴l 在y 轴上的截距为2.∴直线l 的方程为y =12x +2.反思感悟 求直线的斜截式方程的策略 (1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.(2)直线的斜截式方程y =kx +b 中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可. 跟踪训练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)倾斜角是直线y =-3x +1的倾斜角的14,且在y 轴上的截距是-5.解 (1)y =2x +5.(2)∵α=150°,∴k =tan 150°=-33,∴y =-33x -2. (3)∵y =-3x +1的倾斜角为120°, ∴所求直线的倾斜角为α=120°×14=30°,∴k =tan 30°=33,∴y =33x -5.点斜式方程和斜截式方程的应用典例 (1) 求证:不论a 为何值,直线y =ax -3a +2(a ∈R )恒过定点; (2)当a 为何值时,直线l 1:y =(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直? (1)证明 将直线方程变形为y -2=a (x -3), 由直线方程的点斜式可知,直线过定点(3,2). (2)解 由题意可知,1l k =2a -1,2l k =4, ∵l 1⊥l 2,∴4(2a -1)=-1,解得a =38.故当a =38时,直线l 1:y =(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直.[素养提升](1)直线过定点问题可以结合直线方程的点斜式的意义结合图形探求和证明.(2)在斜截式形式下判断两条直线平行和垂直,要能从斜截式中找出斜率和截距,突出考查直观想象和数学运算的核心素养.1.下面四个直线方程中,可以看作是直线的斜截式方程的是( ) A .x =3 B .y =-5 C .2y =x D .x =4y -1 答案 B2.方程y =k (x -2)表示( ) A .通过点(-2,0)的所有直线 B .通过点(2,0)的所有直线C .通过点(2,0)且不垂直于x 轴的所有直线D .通过点(2,0)且除去x 轴的所有直线 答案 C解析 易验证直线通过点(2,0),又直线斜率存在,故直线不垂直于x 轴. 3.已知直线l 的方程为y +274=94(x -1),则l 在y 轴上的截距为( ) A .9 B .-9 C.274 D .-274答案 B解析 由y +274=94(x -1),得y =94x -9,∴l 在y 轴上的截距为-9.4.已知直线的倾斜角为60°,在y 轴上的截距为-2,则此直线的方程为( ) A .y =3x +2 B .y =-3x +2 C .y =-3x -2 D .y =3x -2答案 D解析∵α=60°,∴k=tan 60°=3,∴直线l的方程为y=3x-2.5.直线y=kx+b通过第一、三、四象限,则有()A.k>0,b>0 B.k>0,b<0C.k<0,b>0 D.k<0,b<0答案 B解析∵直线经过第一、三、四象限,∴图形如图所示,由图知,k>0,b<0.1.知识清单:(1)直线的点斜式方程.(2)直线的斜截式方程.2.方法归纳:待定系数法、数形结合思想.3.常见误区:求直线方程时忽视斜率不存在的情况;混淆截距与距离.1.已知直线的方程是y+2=-x-1,则()A.直线经过点(-1,2),斜率为-1B.直线经过点(2,-1),斜率为-1C .直线经过点(-1,-2),斜率为-1D .直线经过点(-2,-1),斜率为1 答案 C解析 由y +2=-x -1,得y +2=-(x +1),所以直线的斜率为-1,过点(-1,-2). 2.直线y -2=-3(x +1)的倾斜角及在y 轴上的截距分别为( ) A .60°,2 B .120°,2- 3 C .60°,2-3D .120°,2 答案 B解析 该直线的斜率为-3,当x =0时,y =2-3, ∴其倾斜角为120°,在y 轴上的截距为2- 3.3.与直线y =32x 的斜率相等,且过点(-4,3)的直线方程为( )A .y -3=-32(x +4)B .y +3=32(x -4)C .y -3=32(x +4)D .y +3=-32(x -4)答案 C4.过点(-1,3)且平行于直线y =12(x +3)的直线方程为( )A .y +3=12(x +1)B .y +3=12(x -1)C .y -3=12(x +1)D .y -3=12(x -1)答案 C解析 由直线y =12(x +3),得所求直线的斜率为12,其方程为y -3=12(x +1),故选C.5.与直线y =2x +1垂直,且在y 轴上的截距为4的直线的斜截式方程为( ) A .y =12x +4 B .y =2x +4C .y =-2x +4D .y =-12x +4答案 D解析 由题意可设所求直线方程为y =kx +4,又由2k =-1,得k =-12,∴所求直线方程为y =-12x +4.6.在y 轴上的截距为-6,且与y 轴相交成30°角的直线的斜截式方程是______________. 答案 y =3x -6或y =-3x -6 解析 因为直线与y 轴相交成30°角, 所以直线的倾斜角为60°或120°, 所以直线的斜率为3或-3, 又因为在y 轴上的截距为-6,所以直线的斜截式方程为y =3x -6或y =-3x -6. 7.不管k 为何值,直线y =k (x -2)+3必过定点________. 答案 (2,3)解析 化为点斜式y -3=k (x -2).8.已知直线l 的方程为y -m =(m -1)(x +1),若l 在y 轴上的截距为7,则m =________. 答案 4解析 直线l 的方程可化为y =(m -1)x +2m -1, ∴2m -1=7,得m =4. 9.求满足下列条件的m 的值.(1)直线l 1:y =-x +1与直线l 2:y =(m 2-2)x +2m 平行; (2)直线l 1:y =-2x +3与直线l 2:y =(2m -1)x -5垂直. 解 (1)∵l 1∥l 2,∴两直线斜率相等. ∴m 2-2=-1且2m ≠1,∴m =±1. (2)∵l 1⊥l 2,∴2m -1=12,∴m =34.10.已知直线l 的斜率与直线3x -2y =6的斜率相等,直线l 与x 轴交点坐标为(a ,0),且a 比直线在y 轴上的截距大1,求直线l 的斜截式方程. 解 由题意知,直线l 的斜率为32,故设直线l 的方程为y =32x +b ,由32x +b =0得a =-23b ,在y 轴上的截距为b , 所以-23b -b =1,b =-35,所以直线l 的斜截式方程为y =32x -35.11.将直线y =3x 绕原点逆时针旋转90°,再向右平移1个单位长度,所得到的直线为( ) A .y =-13x +13B .y =-13x +1C .y =3x -3D .y =13x +1答案 A解析 将直线y =3x 绕原点逆时针旋转90°,得到直线y =-13x ,再向右平移1个单位长度,所得到的直线为y =-13(x -1),即y =-13x +13.12.直线l 1:y =ax +b 与直线l 2:y =bx +a (ab ≠0,a ≠b )在同一平面直角坐标系内的图象可能是( )答案 D解析 对于A ,由l 1得a >0,b <0,而由l 2得a >0,b >0,矛盾;对于B ,由l 1得a <0,b >0,而由l 2得a >0,b >0,矛盾;对于C ,由l 1得a >0,b <0,而由l 2得a <0,b >0,矛盾;对于D ,由l 1得a >0,b >0,而由l 2得a >0,b >0.故选D.13.直线y =kx +2(k ∈R )不过第三象限,则斜率k 的取值范围是________. 答案 (-∞,0]解析 当k =0时,直线y =2不过第三象限; 当k >0时,直线过第三象限; 当k <0时,直线不过第三象限.14.将直线y =x +3-1绕其上面一点(1,3)沿逆时针方向旋转15°,所得到的直线的点斜式方程是________________. 答案 y -3=3(x -1)解析 由y =x +3-1得直线的斜率为1,倾斜角为45°. ∵沿逆时针方向旋转15°后,倾斜角变为60°, ∴所求直线的斜率为 3. 又∵直线过点(1,3),∴由直线的点斜式方程可得y -3=3(x -1).15.(多选)若AC <0,BC <0,则直线Ax +By +C =0通过( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限 答案 ABD解析 将Ax +By +C =0化为斜截式为y =-A B x -C B ,∵AC <0,BC <0,∴AB >0,∴k <0,b >0. 故直线通过第一、二、四象限.16.直线l 过点(2,2),且与x 轴和直线y =x 围成的三角形的面积为2,求直线l 的方程. 解 当直线l 的斜率不存在时,l 的方程为x =2,经检验符合题目的要求. 当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y -2=k (x -2),即y =kx -2k +2.11 / 11 令y =0得,x =2k -2k, 由三角形的面积为2,得12×⎪⎪⎪⎪2k -2k ×2=2. 解得k =12. 可得直线l 的方程为y -2=12(x -2), 综上可知,直线l 的方程为x =2或y -2=12(x -2).。
¤知识要点:1. 点斜式:直线l 过点000(,)P x y ,且斜率为k ,其方程为00()y y k x x -=-.2. 斜截式:直线l 的斜率为k ,在y 轴上截距为b ,其方程为y kx b =+.3. 点斜式和斜截式不能表示垂直x 轴直线. 若直线l 过点000(,)P x y 且与x 轴垂直,此时它的倾斜角为90°,斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示,这时的直线方程为00x x -=,或0x x =.4. 注意:y y k x x -=-与00()y y k x x -=-是不同的方程,前者表示的直线上缺少一点000(,)P x y ,后者才是整条直线.¤例题精讲:【例1】写出下列点斜式直线方程:(1)经过点(2,5)A ,斜率是4; (2)经过点(3,1)B -,倾斜角是30.【例2】已知直线31y kx k =++.(1)求直线恒经过的定点;(2)当33x -≤≤时,直线上的点都在x 轴上方,求实数k 的取值范围.【例3】光线从点A (-3,4)发出,经过x 轴反射,再经过y 轴反射,光线经过点 B (-2,6),求射入y 轴后的反射线的方程.点评:由物理中光学知识知,入射线和反射线关于法线对称. 光线的反射问题,也常常需要研究对称点的问题. 注意知识间的相互联系及学科间的相互渗透. 【例4】已知直线l 经过点(5,4)P --,且l 与两坐标轴围成的三角形的面积为5,求直线l 的方程.点评:已知直线过一点时,常设其点斜式方程,但需注意斜率不存在的直线不能用点斜式表示,从而使用点斜式或斜截式方程时,要考虑斜率不存在的情况,以免丢解. 而直线在坐标轴上的截距,可正、可负,也可以为零,不能与距离混为一谈,注意如何由直线方程求其在坐标轴上的截距.¤知识要点:1. 两点式:直线l 经过两点111222(,),(,)P x y P x y ,其方程为112121y y x x y y x x --=--, 2. 截距式:直线l 在x 、y 轴上的截距分别为a 、b ,其方程为1x ya b+=. 3. 两点式不能表示垂直x 、y 轴直线;截距式不能表示垂直x 、y 轴及过原点的直线.4. 线段12P P 中点坐标公式1212(,)22x x y y ++. ¤例题精讲:【例1】已知△ABC 顶点为(2,8),(4,0),(6,0)A B C -,求过点B 且将△ABC 面积平分的直线方程.【例2】菱形的两条对角线长分别等于8和6,并且分别位于x 轴和y 轴上,求菱形各边所在的直线的方程直线的一般式方程¤知识要点:1. 一般式:0Ax By C ++=,注意A 、B 不同时为0. 直线一般式方程0(0)Ax By C B ++=≠化为斜截式方程A Cy x B B=--,表示斜率为A B -,y 轴上截距为CB-的直线. 2 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线,可设所求方程为'0Ax By C ++=;与直线0Ax By C ++=垂直的直线,可设所求方程为'0Bx Ay C -+=. 过点00(,)P x y 的直线可写为00()()0A x x B y y -+-=.经过点0M ,且平行于直线l 的直线方程是00()()0A x x B y y -+-=; 经过点0M ,且垂直于直线l 的直线方程是00()()0B x x A y y ---=.3. 已知直线12,l l 的方程分别是:1111:0l A x B y C ++=(11,A B 不同时为0),2222:0l A x B y C ++=(22,A B 不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别: (1)1212120l l A A B B ⊥⇔+=; (2)1212211221//0,0l l A B A B AC A B ⇔-=-≠; (3)1l 与2l 重合122112210,0A B A B AC A B ⇔-=-=; (4)1l 与2l 相交12210A B A B ⇔-≠.如果2220A B C ≠时,则11112222//A B C l l A B C ⇔=≠;1l 与2l 重合111222A B C A B C ⇔==;1l 与2l 相交1122A B A B ⇔≠.¤例题精讲:【例1】已知直线1l :220x my m +--=,2l :10mx y m +--=,问m 为何值时:(1)12l l ⊥;(2)12//l l .【例2】(1)求经过点(3,2)A 且与直线420x y +-=平行的直线方程;(2)求经过点(3,0)B 且与直线250x y +-=垂直的直线方程.【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.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00()()0A x x B y y -+-=而直接写出方程,即3(1)4(3)0x y ++-=,再化简而得.两条直线的交点坐标¤知识要点:1. 一般地,将两条直线的方程联立,得到二元一次方程组1112220A x B y C A x B y C ++=⎧⎨++=⎩. 若方程组有惟一解,则两条直线相交,此解就是交点的坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行;若方程组有无数解,则两条直线有无数个公共点,此时两条直线重合.2. 方程111222()()0A x B y C A x B y C λ+++++=为直线系,所有的直线恒过一个定点,其定点就是1110A x B y C ++=与2220A x B y C ++=的交点. ¤例题精讲:【例1】判断下列直线的位置关系. 如果相交,求出交点坐标.直线l 1: 1nx y n -=-, l 2: 2ny x n -=.【例2】求经过两条直线280x y +-=和210x y -+=的交点,且平行于直线4370x y --=的直线方程.两点间的距离¤知识要点:1. 平面内两点111(,)P x y ,222(,)P x y ,则两点间的距离为:22121212||()()PP x x y y =-+-.特别地,当12,P P 所在直线与x 轴平行时,1212||||PP x x =-;当12,PP 所在直线与y 轴平行时,1212||||PP y y =-;当12,P P 在直线y kx b =+上时,21212||1||PP k x x =+-. 2. 坐标法解决问题的基本步骤是:(1)建立坐标系,用坐标表示有关量;(2)进行有关代数运算;(3)把代数运算的结果“翻译”成几何关系.¤例题精讲:【例1】在直线20x y -=上求一点P ,使它到点(5,8)M 的距离为5,并求直线PM 的方程.【例2】直线2x -y -4=0上有一点P ,求它与两定点A (4,-1),B (3,4)的距离之差的最大值.【例3】已知AO 是△ABC 中BC 边的中线,证明|AB |2+|AC |2=2(|AO |2+|OC |2).点到直线的距离及两平行线距离¤知识要点:1. 点00(,)P x y 到直线:0l Ax By C ++=的距离公式为0022||Ax By C d A B++=+.2. 利用点到直线的距离公式,可以推导出两条平行直线11:0l Ax By C ++=,22:0l Ax By C ++=之间的距离公式1222||C C d A B-=+,推导过程为:在直线2l 上任取一点00(,)P x y ,则0020A x B y C ++=,即002A x B y C +=-. 这时点00(,)P x y 到直线11:0l Ax By C ++=的距离为001122222||||Ax By C C C d A BA B++-==++.¤例题精讲:y x B (-c ,0) A (a ,b ) C (c ,0) O【例1】求过直线1110:33l y x =-+和2:30l x y -=的交点并且与原点相距为1的直线l 的方程.【例2】在函数24y x =的图象上求一点P ,使P 到直线45y x =-的距离最短,并求这个最短的距离.圆的标准方程¤知识要点:1. 圆的标准方程:方程222()()(0)x a y b r r -+-=>表示圆心为A (a ,b ),半径长为r 的圆.2. 求圆的标准方程的常用方法:(1)几何法:根据题意,求出圆心坐标与半径,然后写出标准方程;(2)待定系数法:先根据条件列出关于a 、b 、r 的方程组,然后解出a 、b 、r ,再代入标准方程. ¤例题精讲: 【例1】过点(1,1)A -、(1,1)B -且圆心在直线x +y -2=0上的圆的方程是( ). A.(x -3)2+(y +1)2=4 B.(x +3)2+(y -1)2=4 C.(x -1)2+(y -1)2=4 D.(x +1)2+(y +1)2=4 【例2】求下列各圆的方程: (1)过点(2,0)A -,圆心在(3,2)-;(2)圆心在直线270x y --=上的圆C 与y 轴交于两点(0,4),(0,2)A B --圆的一般方程¤知识要点:1. 圆的一般方程:方程220x y Dx Ey F ++++= (2240D E F +->)表示圆心是(,)22D E --,半径长为22142D E F +-的圆. 2. 轨迹方程是指点动点M 的坐标(,)x y 满足的关系式.¤例题精讲:【例1】求过三点A (2,2)、B (5,3)、C (3,-1)的圆的方程.【例2】设方程222422(3)2(14)16790x y m x m y m m +-++-+-+=,若该方程表示一个圆,求m 的取值范围及圆心的轨迹方程.直线与圆的位置关系¤知识要点:1. 直线与圆的位置关系及其判定: 方法一:方程组思想,由直线与圆的方程组成的方程组,消去x 或(y ),化为一元二次方程,由判别式符号进行判别;方法二:利用圆心(,a b )到直线0Ax By C ++=的距离22||Aa Bb C d A B ++=+,比较d与r 的大小.(1)相交d r ⇔<⇔ 0∆>;(2)相切d r ⇔=⇔0∆=;(3)相离d r ⇔>⇔0∆<. 2. 直线与圆的相切研究,是高考考查的重要内容. 同时,我们要熟记直线与圆的各种方程、几何性质,也要掌握一些常用公式,例如点线距离公式0022||Ax By C d A B ++=+¤例题精讲:【例1】若直线(1+a )x +y +1=0与圆x 2+y 2-2x =0相切,则a 的值为 .【例2】求直线:220l x y --=被圆22:(3)9C x y -+=所截得的弦长.圆与圆的位置关系¤知识要点:两圆的位置关系及其判定: 设两圆圆心分别为12,O O ,半径分别为12,r r ,则:(1)两圆相交121212||||r r O O r r ⇔-<<+;(2)两圆外切1212||O O r r ⇔=+;(3)两圆内切1212||||O O r r ⇔=-; ¤例题精讲:【例1】已知圆1C :22660x y x +--=①,圆2C :22460x y y +--=② (1)试判断两圆的位置关系;(2)求公共弦所在的直线方程.【例2】求经过两圆22640x y x ++-=和226280x y y ++-=的交点,并且圆心在直线40x y --=上的圆的方程.课后练习 一、选择题1.设直线0ax by c ++=的倾斜角为α,且sin cos 0αα+=, 则,a b 满足( ) A .1=+b aB .1=-b aC .0=+b aD .0=-b a2.过点(1,3)P -且垂直于直线032=+-y x 的直线方程为( )A .012=-+y xB .052=-+y xC .052=-+y xD .072=+-y x 3.已知过点(2,)A m -和(,4)B m 的直线与直线012=-+y x 平行,则m 的值为( )A .0B .8-C .2D .104.已知0,0ab bc <<,则直线ax by c +=通过( )A 第一二三象限B 第一二四象限C 第一三四象限D .第二三四象限 5.直线1x =的倾斜角和斜率分别是( ) A .045,1B .0135,1-C .090,不存在D .0180,不存在6若方程014)()32(22=+--+-+m y m m x m m 表示一条直线,则实数m 满足( ) A .0≠m B .23-≠m C .1≠m D .1≠m ,23-≠m ,0≠m 二、填空题1.点(1,1)P - 到直线10x y -+=的距离是________________.2.已知直线,32:1+=x y l 若2l 与1l 关于y 轴对称,则2l 的方程为__________; 若3l 与1l 关于x 轴对称,则3l 的方程为_________; 若4l 与1l 关于x y =对称,则4l 的方程为___________;3.若原点在直线l 上的射影为)1,2(-,则l 的方程为____________________。
数学复习: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.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方程与斜截式方程解决有关的问题.导语射击手在进行射击训练时,要掌握两个动作要领:一是托枪的手要非常稳,二是眼睛要瞄准目标的方向.若要把子弹飞行的轨迹看作一条直线,射击手需达到上述的两个动作要求.一、求直线的点斜式方程问题1给定一个点P0(x0,y0)和斜率k(或倾斜角)就能确定一条直线.怎么确定P0(x0,y0)和斜率k之间的关系?提示y-y0=k(x-x0)知识梳理我们把方程y-y0=k(x-x0)称为过点P0(x0,y0),斜率为k的直线l的方程.方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.注意点:(1)点斜式应用的前提是直线的斜率存在,若斜率不存在,则不能应用此式.(2)当直线与x轴平行或重合时,方程可简写为y=y0.特别地,x轴的方程是y=0;当直线与y 轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成x=x0.特别地,y轴的方程是x=0.例1(教材60页例1改编)根据条件写出下列直线的点斜式方程:(1)经过点A(-4,3),斜率k=3;(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°.解(1)由点斜式方程可知,所求直线的点斜式方程为y-3=3(x+4).(2)由题意知,直线的斜率k=tan135°=-1,故所求直线的点斜式方程为y-4=-(x+1).反思感悟求直线的点斜式方程的步骤及注意点(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0).(2)点斜式方程y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外.跟踪训练1求满足下列条件的直线方程:(1)经过点(2,-3),倾斜角是直线y=3x的倾斜角的2倍;3(2)经过点P(5,-2),且与y轴平行;(3)过P(-2,3),Q(5,-4)两点.解(1)∵直线y=33x的斜率为33,∴直线y=33x的倾斜角为30°.∴所求直线的倾斜角为60°,故其斜率为 3.∴所求直线方程为y+3=3(x-2),即3x-y-23-3=0.(2)与y轴平行的直线,其斜率k不存在,不能用点斜式方程表示.但直线上点的横坐标均为5,故直线方程可记为x=5.(3)过P(-2,3),Q(5,-4)两点的直线斜率k PQ=-4-35-(-2)=-77=-1.∵直线过点P(-2,3),∴由直线的点斜式方程可得直线方程为y-3=-(x+2),即x+y-1=0.二、直线的斜截式方程问题2直线l上给定一个点P0(0,b)和斜率k,求直线l的方程.提示y=kx+b知识梳理1.直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.2.把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.注意点:(1)直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况.(2)截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点时,它在x轴上的截距和在y轴上的截距都为0.(3)由直线的斜截式方程可直接得到直线的斜率和在y轴上的截距.例2已知直线l1的方程为y=-2x+3,l2的方程为y=4x-2,直线l与l1平行且与l2在y 轴上的截距相同,求直线l的方程.解由斜截式方程知,直线l1的斜率k1=-2,又因为l∥l1,所以k l=-2.由题意知,l2在y轴上的截距为-2,所以直线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.延伸探究本例中若将“直线l 与l 1平行且与l 2在y 轴上的截距相等”改为“直线l 与l 1垂直且与l 2在y 轴上的截距互为相反数”,求l 的方程.解∵l 1⊥l ,直线l 1:y =-2x +3,∴l 的斜率为12.∵l 与l 2在y 轴上的截距互为相反数,直线l 2:y =4x -2,∴l 在y 轴上的截距为2.∴直线l 的方程为y =12x +2.反思感悟求直线的斜截式方程的策略(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.(2)直线的斜截式方程y =kx +b 中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.跟踪训练2已知斜率为-43的直线l 与两坐标轴围成的三角形面积为6,求直线l 的方程.解设l :y =-43x +b ,令x =0,得y =b ;令y =0,得x =34b .由题意,得12·|b |·|34b |=6,∴b 2=16,∴b =±4.故直线l 的方程为y =-43x ±4.三、根据直线的斜截式方程判断两直线平行与垂直例3已知直线l 1:y =-3m 8x +10-3m 8和l 2:6my =-x +4,问m 为何值时,l 1与l 2平行或垂直?解当m =0时,l 1:4y -5=0;l 2:x -4=0,l 1与l 2垂直;当m ≠0时,l 2的方程可化为y =-16m x +23m .由-3m 8=-16m ,得m =±23;由10-3m 8=23m ,得m =23或m =83,-3m 8·1无解.故当m =-23时,l 1与l 2平行;当m =0时,l 1与l 2垂直.反思感悟若l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,则l 1∥l 2⇔k 1=k 2且b 1≠b 2,l 1⊥l 2⇔k 1k 2=-1.跟踪训练3(1)当a 为何值时,直线l 1:y =-x +2a 与直线l 2:y =(a 2-2)x +2平行?(2)当a 为何值时,直线l 1:y =(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直?解(1)由题意可知,1l k =-1,2l k =a 2-2,∵l 1∥l 2,2-2=-1,a ≠2,解得a =-1,故当a =-1时,直线l 1:y =-x +2a 与直线l 2:y =(a 2-2)x +2平行.(2)由题意可知,1l k =2a -1,2l k =4,∵l 1⊥l 2,∴4(2a -1)=-1,解得a =38故当a =38时,直线l 1:y =(2a -1)x +3与直线l 2:y =4x -3垂直.1.知识清单:(1)直线的点斜式方程.(2)直线的斜截式方程.2.方法归纳:待定系数法、数形结合法.3.常见误区:求直线方程时忽视斜率不存在的情况;混淆截距与距离.1.已知直线l 的方程为y +274=94(x -1),则l 在y 轴上的截距为()A .9B .-9C .274D .-274答案B解析由y +274=94(x -1),得y =94x -9,∴l 在y 轴上的截距为-9.2.已知直线l 的倾斜角为60°,且在y 轴上的截距为-2,则此直线的方程为()A.y=3x+2B.y=-3x+2C.y=-3x-2D.y=3x-2答案D解析设直线l的倾斜角为α,则α=60°,∴k=tan60°=3,∴直线l的方程为y=3x-2.3.若直线y=kx+b通过第一、三、四象限,则有()A.k>0,b>0B.k>0,b<0C.k<0,b>0D.k<0,b<0答案B解析∵直线经过第一、三、四象限,∴图形如图所示,由图知,k>0,b<0.4.已知直线y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,则a=________.答案-1解析由题意可知a·(a+2)=-1,解得a=-1.课时对点练1.已知一直线经过点A(3,-2),且与x轴平行,则该直线的方程为() A.x=3B.x=-2C.y=3D.y=-2答案D解析∵直线与x轴平行,∴其斜率为0,∴直线的方程为y=-2.2.若直线l的倾斜角为45°,且过点(0,-1),则直线l的方程是() A.y-1=x B.y+1=xC.y-1=-x D.y+1=-x答案B解析∵直线l的倾斜角为45°,∴直线l的斜率为1,又∵直线l过点(0,-1),∴直线l的方程为y+1=x.3.直线y-2=-3(x+1)的倾斜角及在y轴上的截距分别为() A.60°,2B.120°,2-3 C.60°,2-3D.120°,2答案B解析该直线的斜率为-3,当x=0时,y=2-3,∴其倾斜角为120°,在y轴上的截距为2- 3.4.过点(-1,3)且垂直于直线y=12x+32的直线方程为()A.y-3=-2(x+1)B.y-3=-2(x-1)C.y-3=-12(x+1)D.y-3=12(x+1)答案A解析所求直线与已知直线垂直,因此所求直线的斜率为-2,故方程为y-3=-2(x+1).5.以A(2,-5),B(4,-1)为端点的线段的垂直平分线方程是() A.y-(-3)=2(x-3)B.y-3=2(x-3)C.y-3=-12(x-3)D.y-(-3)=-12(x-3)答案D解析由A(2,-5),B(4,-1),知线段AB的中点坐标为P(3,-3),又由斜率公式可得k AB=-1-(-5)4-2=2,所以线段AB的垂直平分线的斜率为k=-1k AB=-12,所以线段AB的垂直平分线的方程为y-(-3)=-12(x-3).6.(多选)已知直线l:y=3x-1,则() A.直线l过点(3,-2)B.直线l的斜率为3C.直线l的倾斜角为60°D.直线l在y轴上的截距为1答案BC 解析对于A ,将(3,-2)代入y =3x -1,可知不满足方程,故A 不正确;对于B ,由y =3x -1,知直线l 的斜率为3,故B 正确;对于C ,设直线l 的倾斜角为α,则tan α=3,可得α=60°,故C 正确;对于D ,由y =3x -1,令x =0,可得直线l 在y 轴上的截距为-1,故D 不正确.7.在y 轴上的截距为-6,且与y 轴相交成30°角的直线的斜截式方程是______________.答案y =3x -6或y =-3x -6解析因为直线与y 轴相交成30°角,所以直线的倾斜角为60°或120°,所以直线的斜率为3或-3,又因为在y 轴上的截距为-6,所以直线的斜截式方程为y =3x -6或y =-3x -6.8.已知直线l 1过点P (2,1)且与直线l 2:y =x +1垂直,则l 1的点斜式方程为________.答案y -1=-(x -2)解析直线l 2的斜率k 2=1,故l 1的斜率为-1,所以l 1的点斜式方程为y -1=-(x -2).9.求满足下列条件的m 的值.(1)直线l 1:y =-x +1与直线l 2:y =(m 2-2)x +2m 平行;(2)直线l 1:y =-2x +3与直线l 2:y =(2m -1)x -5垂直.解(1)∵l 1∥l 2,∴两直线的斜率相等.∴m 2-2=-1且2m ≠1,∴m =±1.(2)∵l 1⊥l 2,∴2m -1=12,∴m =34.10.直线l 过点(2,2),且与x 轴和直线y =x 围成的三角形的面积为2,求直线l 的方程.解当直线l 的斜率不存在时,l 的方程为x =2,经检验符合题目的要求.当直线l 的斜率存在时,设直线l 的方程为y -2=k (x -2),令y =0,得x =2k -2k ,由三角形的面积为2,得12×|2k -2k |×2=2.解得k =12.可得直线l 的方程为y -2=12(x -2).综上可知,直线l 的方程为x =2或y -2=12(x -2).11.在同一直角坐标系中,表示直线y =ax 与直线y =x +a 的图象(如图所示)正确的是()答案C 解析对于选项A ,y =ax 过坐标原点,且a >0,直线y =x +a 在y 轴上的截距应该大于零且斜率为正,题中图象不符合题意;对于选项B ,y =ax 过坐标原点,且a >0,直线y =x +a 在y 轴上的截距应该大于零,题中图象不符合题意;对于选项C ,y =ax 过坐标原点,且a <0,直线y =x +a 在y 轴上的截距应该小于零且斜率为正,题中图象符合题意;对于选项D ,两直线均不过原点,不符合题意.12.已知直线l :y =x sin θ+cos θ的图象如图所示,则角θ是()A .第一象限角B .第二象限角C .第三象限角D .第四象限角答案D 解析结合图象易知,sin θ<0,cos θ>0,则角θ是第四象限角.13.设a ∈R ,如果直线l 1:y =-a 2x +12与直线l 2:y =-1a +1x -4a +1平行,那么a =________.答案-2或1解析由l 1∥l 2,得-a 2=-1a +1且12≠-4a +1,解得a =-2或a =1.14.将直线y =3(x -2)绕点(2,0)按逆时针方向旋转60°后所得直线方程是________________.答案y =-3(x -2)解析∵直线y =3(x -2)的倾斜角是60°,∴按逆时针方向旋转60°后的直线的倾斜角为120°,斜率为-3,且过点(2,0),∴其方程为y -0=-3(x -2),即y =-3(x -2).15.已知点A (1,3),B (-2,-1).若直线l :y =k (x -2)+1与线段AB 相交,则k 的取值范围是________.答案-2,12解析由已知得,直线l 恒过定点P (2,1),如图所示.若l 与线段AB 相交,则k P A ≤k ≤k PB ,因为k P A =3-11-2=-2,k PB =-1-1-2-2=12,所以-2≤k ≤12.16.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.(1)证明由y =kx +2k +1,得y -1=k (x +2).由直线方程的点斜式可知,直线恒过定点(-2,1).(2)解设函数f (x )=kx +2k +1,显然其图象是一条直线(如图所示),若使当-3<x <3时,直线上的点都在x 轴上方,-3)≥0,3)≥0,3k +2k +1≥0,k +2k +1≥0,解得-15≤k ≤1.所以实数k 的取值范围是-15,1.。
直线方程的点斜式1. 什么是直线方程的点斜式?直线方程的点斜式是一种表示直线的方法,它使用直线上的一个点和该直线的斜率来确定直线方程。
点斜式也被称为点斜率式或点斜数式。
2. 点斜式的一般形式对于一条直线,假设已知该直线上的一个点P(x₁, y₁)和该直线的斜率k,那么该直线的点斜式可以表示为:y - y₁ = k(x - x₁)其中,(x, y)是任意一点在该直线上。
3. 如何使用点斜式求解直线方程?要使用点斜式求解直线方程,我们需要已知两个信息:一个在该直线上的点和该直线的斜率。
下面通过一个具体例子来说明如何使用点斜式求解:例子:已知一条直线上有一个点P(2, 3),且该直线的斜率为2。
求解该直线的方程。
解法:将已知信息代入到点斜式中,得到: y - 3 = 2(x - 2)接下来,我们可以进行化简和变形: y - 3 = 2x - 4 y = 2x -1所以,经过计算可得出该条直线的方程为y = 2x -1。
4. 点斜式的优点和适用范围点斜式有以下几个优点:•直观:通过给出一个点和斜率,可以直观地描述一条直线。
•独特性:对于给定的点和斜率,可以唯一确定一条直线。
•灵活性:可以方便地求解直线上的其他点。
点斜式适用于以下情况:•已知直线上的一个点和该直线的斜率。
•需要根据已知条件求解直线方程。
5. 如何从一般形式转换为点斜式?若已知一般形式的直线方程Ax + By = C,我们可以通过以下步骤将其转换为点斜式:步骤1:将一般形式移项,化简得到y的表达式: By = -Ax + C y = (-A/B)x + C/B步骤2:比较得到y = kx + b形式,其中k为(-A/B),b为(C/B)。
所以,从一般形式转换为点斜式后,我们可以得到该直线上任意一点(x, y)满足:y - y₁ = k(x - x₁)6. 如何从点斜式转换为一般形式?若已知一个直线的方程为y - y₁ = k(x - x₁),我们可以通过以下步骤将其转换为一般形式:步骤1:展开得到标准形式: y - y₁ = kx - kx₁步骤2:移项并化简: -y + y₁ = kx - kx₁ kx - y + (kx₁ - y₁) = 0所以,从点斜式转换为一般形式后,我们可以得到该直线的一般形式方程Ax + By = C,其中A=k,B=-1,C=(kx₁ - y₁)。
直线的点斜式与两点式方程要点一:直线的点斜式方程方程)(00x x k y y -=-由直线上一定点及其斜率决定,我们把)(00x x k y y -=-叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.要点诠释:1.点斜式方程是由直线上一点和斜率确定的,点斜式的前提是直线的斜率存在.点斜式不能表示平行于y 轴的直线,即斜率不存在的直线;2.当直线的倾斜角为0°时,直线方程为1y y =;3.当直线倾斜角为90°时,直线没有斜率,它的方程不能用点斜式表示.这时直线方程为:1x x =.4.00y y k x x -=-表示直线去掉一个点),(000y x P ;)(00x x k y y -=-表示一条直线. 要点二:直线的斜截式方程如果直线l 的斜率为k ,且与y 轴的交点为),0(b ,根据直线的点斜式方程可得)0(-=-x k b y ,即b kx y +=.我们把直线l 与y 轴的交点),0(b 的纵坐标b 叫做直线l 在y 轴上的截距,方程b kx y +=由直线的斜率k 与它在y 轴上的截距b 确定,所以方程b kx y +=叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.要点诠释:1.b 为直线l 在y 轴上截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数;距离必须大于或等于零;2.斜截式方程可由过点(0,b)的点斜式方程得到;3.当0≠k 时,斜截式方程就是一次函数的表示形式.4.斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y 轴的直线,即斜率不存在的直线.5.斜截式是点斜式的特殊情况,在方程b kx y +=中,k 是直线的斜率,b 是直线在y 轴上的截距. 要点三:直线的两点式方程经过两点),(),,(222111y x P y x P (其中2121,y y x x ≠≠)的直线方程为1112122121(,)y y x x x x y y y y x x --=≠≠--,称这个方程为直线的两点式方程,简称两点式. 要点诠释:1.这个方程由直线上两点确定;2.当直线没有斜率(21x x =)或斜率为)(021y y =时,不能用两点式求出它的方程.3.直线方程的表示与),(),,(222111y x P y x P 选择的顺序无关.4.在应用两点式求直线方程时,往往把分式形式1112122121(,)y y x x x x y y y y x x --=≠≠--通过交叉相乘转化为整式形式121211()()()()y y x x y y x x --=--,从而得到的方程中,包含了x 1=x 2或y 1=y 2的情况,但此转化过程不是一个等价的转化过程,不能因此忽略由x 1、x 2和y 1、y 2是否相等引起的讨论.要避免讨论,可直接假设两点式的整式形式.要点四:直线的截距式方程若直线l 与x 轴的交点为A(a ,0),与y 轴的交点为B(0,b),其中0,0≠≠b a ,则过AB 两点的直线方程为1=+by a x ,这个方程称为直线的截距式方程.a 叫做直线在x 轴上的截距,b 叫做直线在y 轴上的截距.要点诠释:1.截距式的条件是0,0≠≠b a ,即截距式方程不能表示过原点的直线以及不能表示与坐标轴平行的直线.2.求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0得直线在y 轴上的截距;令y= 0得直线在x 轴上的截距.3.截距相等问题中,勿忽略a=b=0即直线过原点时的情况.要点五:中点坐标公式若两点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2),且线段12P P 的中点坐标为(x ,y),则x=122x x +,y=122y y +,则此公式为线段12P P 的中点坐标公式.要点六:直线方程几种表达方式的选取在一般情况下,使用斜截式比较方便,这是因为斜截式只需要两个独立变数,而点斜式需要三个独立变数.在求直线方程时,要根据给出的条件采用适当的形式.一般地,已知一点的坐标,求过这点的直线,通常采用点斜式,再由其他条件确定斜率;已知直线的斜率,常用斜截式,再由其他条件确定在y 轴上的截距;已知截距或两点选择截距式或两点式.从结论上看,若求直线与坐标轴所围成的三角形的面积或周长,则选择截距式求解较方便,但不论选用哪一种形式,都要注意各自的限制条件,以免遗漏.【典型例题】类型一:点斜式直线方程例1.求满足下列条件的直线方程。