直线方程111
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直线方程公式大全总结直线方程是解析几何中的重要概念,用于描述平面上的直线。
在平面直角坐标系中,直线可以通过方程来表示。
本文将总结常见的直线方程公式,包括点斜式、斜截式、截距式和一般式,并对它们的特点进行介绍和比较。
1. 点斜式点斜式是表示直线最常见的一种形式。
它通过直线上的一个点和直线的斜率来确定直线方程。
设直线上的已知点为P(x₁, y₁),直线的斜率为 k,则直线的点斜式方程为:y - y₁ = k(x - x₁)点斜式的优点是用两个参数确定一条直线,可以方便地求出斜率和直线与坐标轴的交点。
然而,点斜式在斜率为无穷大的垂直线上无法表示。
为了克服这一缺点,我们引入了截距式和斜截式。
2. 斜截式斜截式方程是直线方程的另一种常见形式。
它通过直线在 y 轴上的截距和直线的斜率来确定直线方程。
设直线在 y 轴上的截距为 b,直线的斜率为 k,则直线的斜截式方程为:y = kx + b斜截式方程的优点是可以方便地确定直线在 y 轴上的截距,同时由于斜率和截距在方程中都是一次项,因此对于使用该方程的计算而言,较为简洁和方便。
3. 截距式截距式方程是直线方程的一种常见形式,它通过直线在 x 轴和 y 轴上的截距来确定直线方程。
设直线在 x 轴上的截距为 a,直线在 y 轴上的截距为 b,则直线的截距式方程为:x/a + y/b = 1截距式方程的优点是直接给出了直线在 x 轴和 y 轴上的截距,因此在某些情况下使用该方程可以更容易地确定直线的位置和特征。
4. 一般式一般式方程是直线方程的一种标准形式,具有很强的一般性。
设直线的一般式方程为 Ax + By + C = 0,其中 A、B 和 C 都是实数常数。
一般式方程可以通过一定的计算变换转化为其他形式的直线方程,如截距式和斜截式。
一般式方程的优点是可以表示任意的直线,无论斜率是否存在。
它也适用于分析多个直线的交点的情况。
总结直线方程公式大全包括点斜式、斜截式、截距式和一般式四种常见形式。
直线方程直线是一条无限延伸的线段,由无数个点组成。
在平面几何中,直线可以由其斜率(斜率是直线上两个点之间的垂直距离与水平距离的比)和截距(直线与纵轴的交点)来描述。
1. 直线方程的一般形式直线方程的一般形式可以表示为:Ax + By + C = 0其中,A、B和C是实数,且A和B不能同时为零。
2. 直线方程的斜截式斜截式是直线方程的一种常见形式,可以表示为:y = mx + b其中,m是直线的斜率,b是直线与纵轴的交点。
3. 直线方程的点斜式点斜式也是直线方程的一种形式,可以表示为:y - y1 = m(x - x1)其中,m是直线的斜率,(x1, y1)是直线上的一个已知点。
4. 直线方程的法线斜截式法线斜截式是直线方程的一种特殊形式,可以表示为:y = -1/m x + b其中,m是直线的斜率,b是直线与纵轴的交点。
5. 直线方程的横截式横截式是直线方程的另一种常见形式,可以表示为:x = a其中,a是直线与横轴的交点。
6. 直线方程的解析几何意义直线方程的解析几何意义非常丰富。
斜率可以表示直线的倾斜程度,当斜率为正值时,直线向右上方延伸;当斜率为负值时,直线向右下方延伸;当斜率为零时,直线水平;当斜率不存在时,直线垂直。
截距表示直线与纵轴的交点,可以用来确定直线在纵轴上的位置。
点斜式可以通过一个已知点和直线的斜率来确定直线方程。
直线方程还可以用于求解直线与直线之间的交点、直线的平行与垂直关系等几何问题。
7. 直线方程的应用直线方程在几何学、物理学、工程学等领域中有广泛的应用。
例如,在几何学中,直线方程可以用来求解直线的性质,如与其他直线的交点、平行关系等;在物理学中,直线方程可以用来描述物体的运动轨迹;在工程学中,直线方程可以用来建立模型,分析和解决实际问题。
结论直线方程是研究平面几何中直线性质的重要工具。
通过直线方程,我们可以描述直线的斜率、截距、倾斜程度等性质,进一步推导出直线的交点、平行与垂直关系等几何问题。
第6讲直线的方程新课标要求根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式)。
知识梳理1.直线的点斜式方程2.直线的斜截式方程3.直线的两点式方程和截距式方程4.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⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1+x 22,y =y 1+y 22.5.直线的一般式方程6.直线的一般式与点斜式、斜截式、两点式、截距式的关系3.2.1 直线的点斜式方程名师导学【例1-1】(南京校级模拟)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). 【分析】求直线的点斜式方程的思路【解答】 (1)由点斜式方程可知,所求直线方程为:y -3=3[x -(-4)].(2)由题意知,直线的斜率k =tan 135°=-1,故所求直线的方程为y -4=-(x +1).(3)∵直线与y 轴平行,斜率不存在,∴直线的方程不能用点斜式表示,由于直线上所有点的横坐标都是-1, 故这条直线的方程为x =-1. (4)∵直线过点D (2,1)和E (3,-4), ∴斜率k =-4-13-2=-5.由点斜式得y -1=-5(x -2).【变式训练1-1】(蜀山区校级月考)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.【解析】 (1)由点斜式方程可知,所求直线方程为y -5=4(x -2); (2)∵直线的斜率k =tan 45°=1, ∴直线方程为y -3=x -2; (3)y =-1.【例2-1】(菏泽调研)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. 【分析】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.【解答】 (1)由直线方程的斜截式可知, 所求直线方程为y =2x +5.(2)∵倾斜角α=150°,∴斜率k =tan 150°=-33. 由斜截式可得方程为y =-33x -2. (3)∵直线的倾斜角为60°,∴其斜率k =tan 60°= 3.∵直线与y 轴的交点到原点的距离为3, ∴直线在y 轴上的截距b =3或b =-3. ∴所求直线方程为y =3x +3或y =3x -3.【变式训练2-1】(宁波校级月考)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.【解析】 (1)由直线方程的斜截式可知,所求方程为y =3x -3. (2)∵k =tan 60°=3,∴y =3x +5.(3)∵直线在x 轴上的截距为4,在y 轴上的截距为-2, ∴直线过点(4,0)和(0,-2). ∴k =-2-00-4=12,∴y =12x -2.【例3-1】(新华区校级期末)(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?【分析】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.【解答】(1)∵l 1∥l 2,∴a 2-2=-1, 又2a ≠2,解得a =-1.(2)∵l 1⊥l 2,∴4(2a -1)=-1,解得a =38.【变式训练3-1】(黄冈期末)求证:不论m 为何值,直线l :y =(m -1)x +2m +1总过第二象限. 【证明】 法一 直线l 的方程可化为y -3=(m -1)(x +2), ∴直线l 过定点(-2,3),由于点(-2,3)在第二象限,故直线l 总过第二象限. 法二 直线l 的方程可化为m (x +2)-(x +y -1)=0.令⎩⎪⎨⎪⎧x +2=0,x +y -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =3. ∴无论m 取何值,直线l 总经过点(-2,3). ∵点(-2,3)在第二象限,∴直线l 总过第二象限.【变式训练3-2】(赤峰期末)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? 【解析】 假设存在过点(-5,-4)的直线l ,使它与两坐标轴围成的三角形的面积为5.由题意可知,直线l 的斜率一定存在且不为零,设直线的斜率为k (k ≠0),则直线方程为y +4=k (x +5),则分别令y =0,x =0,可得直线l 与x 轴的交点为(-5k +4k ,0),与y 轴的交点为(0,5k -4).因为直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积为5,所以12|-5k +4k |·|5k -4|=5,所以-5k +4k ·(5k -4)=±10,即25k 2-30k +16=0(无解)或25k 2-50k +16=0,所以k =85或k =25,所以存在直线l 满足题意,直线l 的方程为y +4=85(x +5)或y +4=25(x +5).名师导练A 组-[应知应会]1.(宣城期末)过点()3,2,斜率是23的直线方程是( ) A .243y x =+ B .223y x =+ C .230x y -=D .320x y -=【答案】C【解析】∵直线过点()3,2且斜率为23, 由直线方程的点斜式得:22(3)3y x -=-, 整理得:230x y -=. 故选C.2.(绵阳期末)已知直线的方程是y +2=-x -1,则( ) A .直线经过点(-1,2),斜率为-1 B 直线经过点(2,-1),斜率为-1 C .直线经过点(-1,-2),斜率为-1 D .直线经过点(-2,-1),斜率为1【答案】C【解析】方程可化为y -(-2)=-[x -(-1)],所以直线过点(-1,-2),斜率为-1.选C. 3.(上饶期末)直线y =3(x -3)的斜率与在y 轴上的截距分别是( ) A .3,3 B .3,-3 C .3,3 D .-3,-3 【答案】B【解析】由直线方程知直线斜率为3,令x =0可得在y 轴上的截距为y =-3.故选B. 4.(通州区期末)直线y =kx +b 经过第一、三、四象限,则有( ) A .k >0,b >0 B .k >0,b <0 C .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 <0.5.(龙凤区校级期末)过点()2,0且与直线25y x =+垂直的直线l 的方程是( )A .24y x =-B .24y x =-+C .112y x =- D .112y x =-+ 【答案】D【解析】因为所求直线与直线25y x =+垂直,所以其斜率为12k =-, 又所求直线过点()2,0, 因此,所求直线方程为:()122y x =--,即112y x =-+. 故选D.6.(南关区校级期末)已知直线l 过点()2,0,且与直线21y x =-+平行,则直线l 的方程为( )A .24y x =-B .24y x =+C .24y x =-+D .24y x =--【答案】C 【解析】直线l 与直线21y x =-+平行,∴直线l 的斜率与21y x =-+的斜率相等,即直线l 的斜率:2k =-;又直线l 过点()2,0,则由点斜式可知直线方程为()022y x -=-- 整理可得:24y x =-+ 故选C.7.(兴庆区校级期末)直线y =2x -5在y 轴上的截距是________. 【答案】 -5【解析】 ∵令x =0,则y =-5, ∴直线y =2x -5在y 轴上的截距是-5.8.(无锡期末)在y 轴上的截距为-6,且与y 轴相交成30°角的直线方程是________. 【答案】 y =3x -6或y =-3x -6【解析】 与y 轴相交成30°角的直线方程的斜率为: k =tan 60°=3,或k =tan 120°=-3,∴y 轴上的截距为-6,且与y 轴相交成30°角的直线方程是:y =3x -6或y =-3x -6.9.(金牛区校级期末)与直线l :y =34x +1平行,且在两坐标轴上截距之和为1的直线l 1的方程为________.【答案】 y =34x -3【解析】 根据题意知直线l 的斜率k =34,故直线l 1的斜率k 1=34.设直线l 1的方程为y =34x +b ,则令y =0,得它在x 轴上的截距a =-43b .∵a +b =-43b +b =-13b =1,∴b =-3.∴直线l 1的方程为y =34x -3.10.(南岗区校级期末)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________.【答案】 y =34x ±3【解析】 设所求直线方程为y =34x +b ,令y =0得x =-4b3.由题意得:|b |+⎪⎪⎪⎪-43b +b 2+16b 29=12, 即|b |+43|b |+53|b |=12,即4|b |=12,∴b =±3, ∴所求直线方程为y =34x ±3.11.(金华校级月考)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.【解析】 (1)斜率k =tan 45°=1,可得斜截式:y =x +2. (2)k =-1-10-3=23,可得斜截式方程:y =23x -1.12.(洛龙区校级期末)(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. 【解析】 (1)∵所求直线与直线y =2x +7平行, ∴所求直线斜率为2, 由点斜式方程可得 y -1=2(x -1).(2)∵所求直线与直线y =3x -5垂直, ∴所求直线的斜率为-13,由点斜式方程得:y +2=-13(x +2),即y =-13x -83.故所求的直线方程为y =-13x -83.B 组-[素养提升]1.(诸暨市校级期中)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.【解析】 直线AB 的斜率k AB =-3-03-(-5)=-38,又过点A (-5,0),∴直线AB 的点斜式方程为y =-38(x+5),即所求边AB 所在直线的斜截式方程为y =-38x -158.同理,直线BC 的方程为y -2=-53x ,即y =-53x +2.直线AC 的方程为y -2=25x ,即y =25x +2.∴边AB ,BC ,AC 所在直线的斜截式方程分别为y = -38x -158,y =-53x +2,y =25x +2. 3.2.2 直线的两点式方程名师导学知识点1 直线的两点式方程【例1-1】(武侯区校级期末)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.【分析】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. 【解答】直线AB 过A (1,3),B (-2,-1),其两点式方程为y -3-1-3=x -1-2-1,整理,得4x -3y +5=0,这就是直线AB 的方程.直线AC 垂直于x 轴,其方程为x =1.直线BC 平行于x 轴,其方程为y =-1.【变式训练1-1】(开江县校级开学考)过(1,1),(2,-1)两点的直线方程为 ( ) A .2x -y -1=0 B .x -2y +3=0 C .2x +y -3=0 D .x +2y -3=0 【答案】C【解析】∵直线过两点(1,1)和(2,-1),∴直线的两点式方程为y -(-1)1-(-1)=x -21-2,整理得2x +y -3=0,故选C.知识点2 直线的截距式方程【例2-1】(诸暨市校级期中)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. 【分析】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. 【解答】(1)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x a +y-a =1.又l 过点A (3,4),所以3a +4-a =1,解得a =-1.所以直线l 的方程为x -1+y1=1,即x -y +1=0.(2)当直线l 在两坐标轴上的截距互为相反数且为0时,即直线l 过原点时,设直线l 的方程为y =kx ,因为l 过点A (3,4),所以4=k ·3,解得k =43,直线l 的方程为y =43x ,即4x -3y =0.综上,直线l 的方程为x -y +1=0或4x -3y =0.【变式训练2-1】若将例2-1中“截距互为相反数”改为“截距相等”呢? 【解析】(1)当截距不为0时,设直线l 的方程为x a +ya =1,又知l 过(3,4),∴3a +4a =1,解得a =7, ∴直线l 的方程为x +y -7=0.(2)当截距为0时,直线方程为y =43x ,即4x -3y =0.综上,直线l 的方程为x +y -7=0或4x -3y =0. 知识点3 直线的综合应用【例3-1】(沭阳县校级期中)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.【分析】(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. 【解答】如图,过B (3,-3),C (0,2)的两点式方程为y -2-3-2=x -03-0,整理得5x +3y -6=0.这就是BC 边所在直线的方程.BC 边上的中线是顶点A 与BC 边中点M 所连线段,由中点坐标公式可得点M 的坐标为(3+02,-3+22),即(32,-12).过A (-5,0),M (32,-12)的直线的方程为y -0-12-0=x +532+5,即x +13y +5=0. 这就是BC 边上中线所在直线的方程.【变式训练3-1】(天心区校级期末)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. 【解析】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l 的方程为y =12x ,即x -2y =0.当直线不过原点时,由题意可设直线方程为x a +yb =1.又因为过点A ,所以4a +2b =1. ①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x 2+y-2=1,化简得直线l 的方程为x +y =6或x -y =2, 即直线l 的方程为x +y -6=0或x -y -2=0,综上,直线l 的方程为x -2y =0或x +y -6=0或x -y -2=0.名师导练A 组-[应知应会]1.(锡山区校级期中)过两点(-2,1)和(1,4)的直线方程为 ( ) A .y =x +3 B .y =-x +1 C .y =x +2D .y =-x -2【解析】 代入两点式得直线方程y -14-1=x +21+2,整理得y =x +3.【答案】 A2.(红桥区期中)经过P (4,0),Q (0,-3)两点的直线方程是 ( ) A.x 4+y3=1 B.x 3+y 4=1 C.x 4-y3=1D.x 3-y 4=1 【解析】 由P ,Q 两点坐标知直线在x 轴、y 轴上的截距分别为4,-3,所以直线方程为x 4+y -3=1,即x4-y3=1. 【答案】 C3.(江宁区校级月考)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【解析】 当直线过原点时显然符合条件;当直线不过原点时,设所求直线的方程为x a +ya =1,把点P (4,-3)代入方程得a =1.因而所求直线有2条. 【答案】 B4.(临泉县校级月考)经过两点(5,0),(2,-5)的直线方程为 ( ) A .5x +3y -25=0 B .5x -3y -25=0 C .3x -5y -25=0D .5x -3y +25=0【解析】 经过两点(5,0),(2,-5)的直线方程为: y -0-5-0=x -52-5,整理,得5x -3y -25=0. 故选B. 【答案】 B5.(朝阳区校级月考)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1【解析】 显然a ≠0.把直线l :ax +y -2=0化为x 2a +y2=1.∵直线l :ax +y -2=0在x 轴和y 轴上的截距相等, ∴2a =2,解得a =1,故选A. 【答案】 A6.(庐江县校级期末)点M (4,m )关于点N (n ,-3)的对称点为P (6,-9),则 ( ) A .m =-3,n =10 B .m =3,n =10 C .m =-3,n =5D .m =3,n =5【解析】 ∵M (4,m )关于点N (n ,-3)的对称点为P (6,-9),∴4+62=n ,m -92=-3;∴n =5,m =3,故选D. 【答案】 D7.(海淀区校级期末)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________.【解析】 由于A (2,-1),B (6,1),故线段AB 中点的坐标为(4,0), 又直线在y 轴上的截距是-3,∴直线方程为x 4-y3=1,即3x -4y -12=0.【答案】 3x -4y -12=08.(红岗区校级期末)过点P (3,2),且在坐标轴上截得的截距相等的直线方程是________. 【解析】 当直线过原点时,斜率等于2-03-0=23,故直线的方程为y =23x ,即2x -3y =0.当直线不过原点时,设直线的方程为x +y +m =0,把P (3,2)代入直线的方程得m =-5, 故求得的直线方程为x +y -5=0,综上,满足条件的直线方程为2x -3y =0或x +y -5=0. 【答案】 2x -3y =0或x +y -5=09.(兴庆区校级期末)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. 【解】 (1)当横截距、纵截距都是零时,设所求的直线方程为y =kx ,将(-2,3)代入y =kx 中,得k =-32,此时,直线方程为y =-32x ,即3x +2y =0.(2)当横截距、纵截距都不是零时, 设所求直线方程式为x 2a +ya=1,将(-2,3)代入所设方程,解得a =2,此时,直线方程为x +2y -4=0. 综上所述,所求直线方程为x +2y -4=0或3x +2y =0.10.(城关区校级期末)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.【解】 过A ,B 两点的直线的两点式方程是y +13+1=x -4-2-4.点斜式为:y +1=-23(x -4),斜截式为:y =-23x +53,截距式为:x 52+y53=1.B 组-[素养提升]1.(鼓楼区校级期末)两条直线l 1:x a -y b =1和l 2:x b -ya=1在同一直角坐标系中的图象可以是( )【解析】 化为截距式x a +y -b =1,x b +y-a=1.假定l 1的位置,判断a ,b 的正负,从而确定l 2的位置,知A 项符合. 【答案】 A2.(秦州区校级期末)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 ( ) A.⎝⎛⎭⎫-1,15B.⎝⎛⎭⎫-∞,12∪(1,+∞) C .(-∞,1)∪⎝⎛⎭⎫15,+∞D .(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫12,+∞【解析】 设直线的斜率为k ,如图,过定点A 的直线经过点B (3,0)时,直线l 在x 轴上的截距为3,此时k =-1;过定点A 的直线经过点C (-3,0)时,直线l 在x 轴的截距为-3,此时k =12,满足条件的直线l的斜率范围是(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫12,+∞.【答案】 D3.(金湖县校级期中)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________.【解析】 设直线方程是4x +3y +d =0,分别令x =0和y =0,得直线在两坐标轴上的截距分别是-d 3,-d4,∴6=12×|-d 3|×|-d 4|=d 224,∴d =±12,则直线在x 轴上的截距为3或-3.【答案】 3或-34.(启东市校级月考)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________. 【解析】 直线AB 的方程为x 3+y 4=1,设P (x ,y ),则x =3-34y ,∴xy =3y -34y 2=34(-y 2+4y )=34[-(y -2)2+4]≤3,即当P 点坐标为⎝⎛⎭⎫32,2时,xy 取得最大值3. 【答案】 35.(杨浦区校级期末)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. 【解】 (1)设C (x 0,y 0),则AC 边的中点为M ⎝⎛⎭⎫x 0+52,y 0-22,BC 边的中点为N ⎝⎛⎭⎫x 0+72,y 0+32.因为M 在y 轴上,所以x 0+52=0,得x 0=-5.又因为N 在x 轴上,所以y 0+32=0,所以y 0=-3.所以C (-5,-3). (2)由(1)可得M ⎝⎛⎭⎫0,-52,N (1,0),所以直线MN 的方程为x 1+y-52=1,即5x -2y -5=0.3.2.3 直线的一般式方程名师导学知识点1 直线的一般式方程与其他形式的转化【例1-1】(水富市校级期末)(1)下列直线中,斜率为-43,且不经过第一象限的是( )A .3x +4y +7=0B .4x +3y +7=0C .4x +3y -42=0D .3x +4y -42=0(2)直线3x -5y +9=0在x 轴上的截距等于( ) A.3B .-5C.95D .-33【分析】(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.【解答】(1)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 项满足要求. (2)令y =0,则x =-3 3.【变式训练1-1】(包河区校级期末)根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程. (1)斜率是3,且经过点A (5,3); (2)斜率为4,在y 轴上的截距为-2; (3)经过A (-1,5),B (2,-1)两点; (4)在x ,y 轴上的截距分别是-3,-1.【解析】(1)由点斜式方程可知,所求直线方程为:y -3=3(x -5),化为一般式为:3x -y +3-53=0. (2)由斜截式方程可知,所求直线方程为:y =4x -2,化为一般式为:4x -y -2=0.(3)由两点式方程可知,所求直线方程为:y -5-1-5=x -(-1)2-(-1).化为一般式方程为:2x +y -3=0.(4)由截距式方程可得,所求直线方程为x -3+y-1=1,化成一般式方程为:x +3y +3=0.知识点2 直线的一般式方程的应用【例2-1】(上虞区期末)(1)若方程(m 2+5m +6)x +(m 2+3m )y +1=0表示一条直线,则实数m 满足________. (2)已知方程(2m 2+m -3)x +(m 2-m )y =4m -1表示直线.当m =____________时,直线的倾斜角为45°;当m =____________时,直线在x 轴上的截距为1.【解析】(1)若方程不能表示直线,则m 2+5m +6=0且m 2+3m =0.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧m 2+5m +6=0,m 2+3m =0,得m =-3,所以m ≠-3时,方程表示一条直线. (2)因为已知直线的倾斜角为45°, 所以此直线的斜率是1,所以-2m 2+m -3m 2-m =1,所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2-m ≠0,2m 2+m -3=-(m 2-m ),解得⎩⎪⎨⎪⎧m ≠0且m ≠1,m =-1或m =1.所以m =-1.因为已知直线在x 轴上的截距为1, 令y =0得x =4m -12m 2+m -3,所以4m -12m 2+m -3=1,所以⎩⎪⎨⎪⎧2m 2+m -3≠0,4m -1=2m 2+m -3,解得⎩⎨⎧m ≠1且m ≠-32,m =-12或m =2.所以m =-12或m =2.【例2-2】(柳南区校级期末)已知直线l 的方程为3x +4y -12=0,求满足下列条件的直线l ′的方程: (1)过点(-1,3),且与l 平行; (2)过点(-1,3),且与l 垂直. 【解析】l 的方程可化为y =-34x +3,∴l 的斜率为-34.法一 (1)∵l ′与l 平行,∴l ′的斜率为-34.又∵l ′过点(-1,3),由点斜式知方程为y -3=-34(x +1),即3x +4y -9=0.(2)∵l ′与l 垂直,∴l ′的斜率为43,又l ′过点(-1,3),由点斜式可得方程为y -3=43(x +1),即4x -3y +13=0.法二 (1)由l ′与l 平行,可设l ′的方程为3x +4y +m =0.将点(-1,3)代入上式得m =-9. ∴所求直线的方程为3x +4y -9=0.(2)由l ′与l 垂直,可设l ′的方程为4x -3y +n =0. 将(-1,3)代入上式得n =13. ∴所求直线的方程为4x -3y +13=0.【变式训练2-1】(佛山校级月考)已知直线l 经过点P (2,1),且与直线2x -y +2=0平行,那么直线l 的方程是( ) A .2x -y -3=0B .x +2y -4=0C .2x -y -4=0D .x -2y -4=0【解析】 由题意可设所求的方程为2x -y +c =0(c ≠2), 代入已知点(2,1),可得4-1+c =0,即c =-3, 故所求直线的方程为:2x -y -3=0,故选A. 【答案】 A【变式训练2-2】(西湖区校级月考)设直线l 1:(a +1)x +3y +2=0,直线l 2:x +2y +1=0.若l 1∥l 2,则a =________;若l 1⊥l 2,则a =________.【解析】 直线l 1:(a +1)x +3y +2=0,直线l 2:x +2y +1=0,分别化为:y =-a +13x -23,y =-12x -12.若l 1∥l 2,则-a +13=-12,解得a =12.若l 1⊥l 2,则-a +13×(-12)=-1,解得a =-7.【答案】 12-7名师导练A 组-[应知应会]1.(芜湖校级月考)已知ab <0,bc <0,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【解析】 由题意可把ax +by =c 化为y =-a b x +c b .∵ab <0,bc <0,∴直线的斜率k =-ab >0,直线在y 轴上的截距cb<0.由此可知直线通过第一、三、四象限. 【答案】 C2.(南岸区校级期末)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=0【解析】 由题意,得所求直线斜率为12,且过点(1,0).故所求直线方程为y =12(x -1),即x -2y -1=0.【答案】 A3.(辽源期末)若直线x -2y +5=0与直线2x +my -6=0互相垂直,则实数m 等于( ) A .-1B .1C.12D .-12【解析】 由两直线垂直,得1×2+(-2)m =0,解得m =1. 【答案】 B4.(宜兴县校级期中)直线l 1:ax -y +b =0,l 2:bx -y +a =0(a ≠0,b ≠0,a ≠b )在同一坐标系中的图形大致是( )【解析】 将l 1与l 2的方程化为斜截式得: y =ax +b ,y =bx +a ,根据斜率和截距的符号可得选C. 【答案】 C5.(城关区校级期末)直线(2m 2-5m +2)x -(m 2-4)y +5m =0的倾斜角45°,则m 的值为( ) A .-2 B .2C .-3D .3 【解析】∵直线(2m 2-5m +2)x -(m 2-4)y +5m =0的倾斜角45°,当m 2=4时,与题意不符,∴2m 2-5m +2m 2-4=tan 45°=1,解得m =3或m =2(舍去). 故选D. 【答案】 D6.(金凤区校级期末)若直线ax +2y +1=0与直线x +y -2=0互相平行,那么a 的值等于________. 【解析】 ∵直线ax +2y +1=0与直线x +y -2=0分别化为y =-a 2x -12,y =-x +2,则-a2=-1,解得a =2. 【答案】 27.(越秀区校级期末)已知过点A (-2,m ),B (m ,4)的直线与直线2x +y -1=0互相垂直,则m =________. 【解析】 因为两条直线垂直,直线2x +y -1=0的斜率为-2,所以过点A (-2,m ),B (m ,4)的直线的斜率4-m m +2=-12,解得m =2.【答案】 28.(凯里市校级期末)已知两条直线a 1x +b 1y +4=0和a 2x +b 2y +4=0都过点A (2,3),则过两点P 1(a 1,b 1),P 2(a 2,b 2)的直线方程为________________.【解析】 由条件知⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+3b 1+4=0,2a 2+3b 2+4=0,易知两点P 1(a 1,b 1),P 2(a 2,b 2)都在直线2x +3y +4=0上,即2x +3y +4=0为所求. 【答案】 2x +3y +4=09.(和平区校级期中)若方程(m 2-3m +2)x +(m -2)y -2m +5=0表示直线. (1)求实数m 需满足的条件;(2)若该直线的斜率k =1,求实数m 的值.【解】 (1)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧m 2-3m +2≠0,m -2≠0,解得m ≠2.(2)由题意知,m ≠2,由-m 2-3m +2m -2=1,解得m =0. 10.(如东县期中)(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】 法一 (1)由l 1:2x +(m +1)y +4=0,l 2:mx +3y -2=0知: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.(2)由题意知,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, ∴a =-1.综上可知,当a =1或a =-1时,直线l 1⊥l 2.法二 (1)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,显然l 1与l 2不重合,∴l 1∥l 2.∴m 的值为2或-3.(2)由题意知直线l 1⊥l 2,∴(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.B 组-[素养提升]1.(昌江区校级期末)若三条直线x +y =0,x -y =0,x +ay =3能构成三角形,则a 满足的条件是________.【解析】 由直线x +y =0与x -y =0都过(0,0)点,而x +ay =3不过(0,0)点,故只需满足x +ay =3不与x +y =0与x -y =0平行即可,故a ≠±1.【答案】 a ≠±12.(河南校级月考)已知直线l :5ax -5y -a +3=0.(1)求证:不论a 为何值,直线l 总经过第一象限;(2)为使直线不经过第二象限,求a 的取值范围.(1)【证明】 将直线l 的方程整理为y -35=a (x -15),∴l 的斜率为a ,且过定点A (15,35),而点A (15,35)在第一象限,故不论a 为何值,l 恒过第一象限.(2)【解】 当a =0时,直线l 的方程为5y -3=0,不符合题意,故要使l 不经过第二象限,需a >0且l 在y 轴上的截距不大于零,即⎩⎪⎨⎪⎧a >0,-a -35≤0,∴a ≥3. 3.(镜湖区校级期中)已知平面内两点A (8,-6),B (2,2).(1)求AB 的中垂线方程;(2)求过点P (2,-3)且与直线AB 平行的直线l 的方程;(3)一束光线从B 点射向(2)中的直线l ,若反射光线过点A ,求反射光线所在直线的方程.【解】 (1)因为8+22=5,-6+22=-2, 所以AB 的中点坐标为(5,-2).因为k AB =-6-28-2=-43, 所以AB 的中垂线的斜率为34, 故AB 的中垂线的方程为y +2=34(x -5) 即3x -4y -23=0.(2)由(1)知k AB =-43, 所以直线l 的方程为y +3=-43(x -2), 即4x +3y +1=0.(3)设B (2,2)关于直线l 的对称点为B ′(m ,n ),由⎩⎪⎨⎪⎧n -2m -2=34,4×m +22+3×n +22+1=0,解得⎩⎨⎧m =-145,n =-85,所以B ′(-145,-85),k B ′A =-6+858+145=-1127, 所以反射光线所在直线方程为y +6=-1127(x -8). 即11x +27y +74=0.。
直线的一般式方程及综合【学习目标】1.掌握直线的一般式方程;2.能将直线的点斜式、两点式等方程化为直线的一般式方程,并理解这些直线的不同形式的方程在表示直线时的异同之处;3.能利用直线的一般式方程解决有关问题.【要点梳理】要点一:直线方程的一般式关于x和y的一次方程都表示一条直线.我们把方程写为Ax+By+C=0,这个方程(其中A、B不全为零)叫做直线方程的一般式.要点诠释:1.A、B不全为零才能表示一条直线,若A、B全为零则不能表示一条直线.当B≠0时,方程可变形为A Cy xB B=--,它表示过点0,CB⎛⎫-⎪⎝⎭,斜率为AB-的直线.当B=0,A≠0时,方程可变形为Ax+C=0,即CxA=-,它表示一条与x轴垂直的直线.由上可知,关于x、y的二元一次方程,它都表示一条直线.2.在平面直角坐标系中,一个关于x、y的二元一次方程对应着唯一的一条直线,反过来,一条直线可以对应着无数个关于x、y的一次方程(如斜率为2,在y轴上的截距为1的直线,其方程可以是2x―y+1=0,也可以是1122x y-+=,还可以是4x―2y+2=0等.)要点二:直线方程的不同形式间的关系直线方程的五种形式的比较如下表:要点诠释:在直线方程的各种形式中,点斜式与斜截式是两种常用的直线方程形式,要注意在这两种形式中都要求直线存在斜率,两点式是点斜式的特例,其限制条件更多(x1≠x2,y1≠y2),应用时若采用(y2―y1)(x―x1)―(x2―x1)(y―y1)=0的形式,即可消除局限性.截距式是两点式的特例,在使用截距式时,首先要判断是否满足“直线在两坐标轴上的截距存在且不为零”这一条件.直线方程的一般式包含了平面上的所有直线形式.一般式常化为斜截式与截距式.若一般式化为点斜式,两点式,由于取点不同,得到的方程也不同.要点三:直线方程的综合应用1.已知所求曲线是直线时,用待定系数法求.2.根据题目所给条件,选择适当的直线方程的形式,求出直线方程.对于两直线的平行与垂直,直线方程的形式不同,考虑的方向也不同.(1)从斜截式考虑已知直线111:b x k y l +=,222:b x k y l +=,12121212//()l l k k b b αα⇒=⇒=≠;12121211221tan cot 12l l k k k k παααα⊥⇒-=⇒=-⇒=-⇒=- 于是与直线y kx b =+平行的直线可以设为1y kx b =+;垂直的直线可以设为21y x b k=-+. (2)从一般式考虑:11112222:0,:0l A x B y C l A x B y C ++=++= 1212120l l A A B B ⊥⇔+=121221//0l l A B A B ⇔-=且12210A C A C -≠或12210B C B C -≠,记忆式(111222A B C A B C =≠) 1l 与2l 重合,12210A B A B -=,12210A C A C -=,12210B C B C -=于是与直线0Ax By C ++=平行的直线可以设为0Ax By D ++=;垂直的直线可以设为0Bx Ay D -+=.【典型例题】类型一:直线的一般式方程例1.根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程. (1)斜率是12-,经过点A (8,―2); (2)经过点B (4,2),平行于x 轴; (3)在x 轴和y 轴上的截距分别是32,―3; (4)经过两点P 1(3,―2),P 2(5,―4).【答案】(1)x+2y―4=0(2)y―2=0(3)2x―y―3=0(4)10x y +-= 【解析】 (1)由点斜式方程得1(2)(8)2y x --=--,化成一般式得x+2y―4=0. (2)由斜截式得y=2,化为一般式得y―2=0. (3)由截距式得1332x y +=-,化成一般式得2x―y―3=0. (4)由两点式得234(2)53y x +-=----,化成一般式方程为10x y +-=.【总结升华】本题主要是让学生体会直线方程的各种形式,以及各种形式向一般式的转化,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,一般按含x 项、y 项、常数项顺序排列.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.举一反三:【变式1】已知直线l 经过点(3,1)B -,且倾斜角是30︒,求直线的点斜式方程和一般式方程.【答案】1(3)3y x +=- 330y --=【解析】因为直线倾斜角是30︒,所以直线的斜率tan tan 303k α==︒=,所以直线的点斜式方程为:1(3)3y x +=-330y --=.例2.ABC ∆的一个顶点为(1,4)A --,B ∠、C ∠ 的平分线在直线10y +=和10x y ++=上,求直线BC 的方程. 【答案】230x y +-=【解析】由角平分线的性质知,角平分线上的任意一点到角两边的距离相等 ,所以可得A 点关于B ∠的平分线的对称点'A 在BC 上,B 点关于C ∠的平分线 的对称点'B 也在BC 上.写出直线''A B 的方程,即为直线BC 的方程.例3.求与直线3x+4y+1=0平行且过点(1,2)的直线l 的方程. 【答案】3x+4y―11=0 【解析】解法一:设直线l 的斜率为k ,∵l 与直线3x+4y+1=0平行,∴34k =-. 又∵l 经过点(1,2),可得所求直线方程为32(1)4y x -=--,即3x+4y―11=0. 解法二: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. 【总结升华】(1)一般地,直线Ax+By+C=0中系数A 、B 确定直线的斜率,因此,与直线Ax+By+C=0平行的直线可设为Ax+By+m=0,这是常采用的解题技巧.我们称Ax+By+m=0是与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程.参数m 可以取m≠C 的任意实数,这样就得到无数条与直线Ax+By+C=0平行的直线.当m=C 时,Ax+By+m=0与Ax+By+C=0重合.(2)一般地,经过点A (x 0,y 0),且与直线Ax+By+C=0平行的直线方程为A(x―x 0)+B(y―y 0)=0. (3)类似地有:与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程为Bx―Ay+m=0(A ,B 不同时为零). 举一反三:【变式1】已知直线1l :3mx+8y+3m-10=0 和 2l :x+6my-4=0 .问 m 为何值时: (1)1l 与2l 平行(2)1l 与2l 垂直. 【答案】(1)23m =-(2)0m = 【解析】当0m =时,1l :8y-10=0;2l :x-4=0,12l l ⊥当0m ≠时,1l :310388m m y x -=-+;2l :1466y x m m =-+由3186m m-=-,得23m =±,由103486m m -=得2833m =或 而31()()186m m-⋅-=-无解综上所述(1)23m =-,1l 与2l 平行.(2)0m =,1l 与2l 垂直.【变式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. 【答案】x -2y=0【解析】因为直线l 与直线2x+y―10=0垂直,可设直线l 的方程为20x y m -+=,把点A (2,1)代入直线l 的方程得:0m =,所以直线l 的方程为:x -2y=0.类型二:直线与坐标轴形成三角形问题例4.已知直线l 的倾斜角的正弦值为35,且它与坐标轴围成的三角形的面积为6,求直线l 的方程. 【思路点拨】知道直线的倾斜角就能求出斜率,进而引进参数——直线在y 轴上的截距b ,再根据直线与坐标轴围成的三角形的面积为6,便可求出b .也可以根据直线与坐标轴围成的三角形的面积为6,设截距式直线方程,从而得出1||62ab =,再根据它的斜率已知,从而得到关于a ,b 的方程组,解之即可. 【答案】334y x =±或334y x =-±【解析】解法一:设l 的倾斜角为α,由3sin 5α=,得3tan 4α=±. 设l 的方程为34y x b =±+,令y=0,得43x b =±.∴直线l 与x 轴、y 轴的交点分别为4,03b ⎛⎫±⎪⎝⎭,(0,b ). ∴2142||6233S b b b ∆=±⋅==,即b 2=9,∴b=±3. 故所求的直线方程分别为334y x =±或334y x =-±. 解法二:设直线l 的方程为1x y a b +=,倾斜角为α,由3sin 5α=,得3tan 4α=±.∴1||||6234a b b a⎧⋅=⎪⎪⎨⎪-=±⎪⎩,解得43a b =±⎧⎨=±⎩.故所求的直线方程为143x y +=±或143x y-=±.【总结升华】(1)本例中,由于已知直线的倾斜角(与斜率有关)及直线与坐标轴围成的三角形的面积(与截距有关),因而可选择斜截式直线方程,也可选用截距式直线方程,故有“题目决定解法”之说.(2)在求直线方程时,要恰当地选择方程的形式,每种形式都具有特定的结论,所以根据已知条件恰当地选择方程的类型往往有助于问题的解决.例如:已知一点的坐标,求过这点的直线方程,通常选用点斜式,再由其他条件确定该直线在y 轴上的截距;已知截距或两点,选择截距式或两点式.在求直线方程的过程中,确定的类型后,一般采用待定系数法求解,但要注意对特殊情况的讨论,以免遗漏.举一反三: 【变式1】(2015春 启东市期中)已知直线m :2x ―y ―3=0,n :x +y ―3=0. (1)求过两直线m ,n 交点且与直线l :x +2y ―1=0平行的直线方程; (2)求过两直线m ,n 交点且与两坐标轴围成面积为4的直线方程. 【思路点拨】(1)求过两直线m ,n 交点坐标,结合直线平行的斜率关系即可求与直线l :x +2y ―1=0平行的直线方程;(2)设出直线方程,求出直线和坐标轴的交点坐标,结合三角形的面积公式进行求解即可. 【答案】(1)x +2y ―4=0;(2)【解析】(1)由23030x y x y --=⎧⎨+-=⎩,解得21x y =⎧⎨=⎩,即两直线m ,n 交点坐标为(2,1),设与直线l :x +2y ―1=0平行的直线方程为x +2y +c =0, 则2+2×1+c =0,解得c =―4,则对应的直线方程为x +2y ―4=0; (2)设过(2,1)的直线斜率为k ,(k ≠0), 则对应的直线方程为y ―1=k (x ―2),令x =0,y =1―2k ,即与y 轴的交点坐标为A (0,1―2k )令y =0,则1212k x k k -=-=,即与x 轴的交点坐标为21(,0)k B k -,则△AOB 的面积121|||12|42k S k k-=⨯-=,即2(21)8k k -=, 即244810k k k --+=,若k >0,则方程等价为241210k k -+=,解得32k +=32k -=, 若k <0,则方程等价为24410k k ++=, 解得12k =-.综上直线的方程为11(2)2y x -=-- ,或31(2)2y x +-=-,或31(2)2y x --=-即122y x =-+,或2y x =--2y x =-+ 类型三:直线方程的实际应用例6.(2015春 湖北期末)光线从点A (2,3)射出,若镜面的位置在直线l :x +y +1=0上,反射光线经过B (1,1),求入射光线和反射光线所在直线的方程,并求光线从A 到B 所走过的路线长.【思路点拨】求出点A 关于l 的对称点,就可以求出反射光线的方程,进一步求得入射点的坐标,从而可求入射光线方程,可求光线从A 到B 所走过的路线长.【解析】设点A 关于l 的对称点A '(x 0,y 0),∵AA '被l 垂直平分,∴0000231022312x y y x ++⎧++=⎪⎪⎨-⎪=-⎪⎩,解得0043x y =-⎧⎨=-⎩∵点A '(―4,―3),B (1,1)在反射光线所在直线上, ∴反射光线的方程为341314y x ++=++,即4x ―5y +1=0, 解方程组451010x y x y -+=⎧⎨++=⎩得入射点的坐标为21(,)33--.由入射点及点A 的坐标得入射光线方程为1233123233y x ++=++,即5x ―4y +2=0, 光线从A 到B所走过的路线长为|'|A B ==.【总结升华】本题重点考查点关于直线的对称问题,考查入射光线和反射光线,解题的关键是利用对称点的连结被对称轴垂直平分.举一反三: 【变式1】(2016春 福建厦门期中)一条光线从点A (-4,-2)射出,到直线y =x 上的B 点后被直线y =x 反射到y 轴上的C 点,又被y 轴反射,这时反射光线恰好过点D (-1,6).求BC 所在直线的方程.【答案】10x -3y +8=0【解析】如图,A (-4,-2),D (-1,6),由对称性求得A (-4,-2)关于直线y =x 的对称点A '(-2,-4), D 关于y 轴的对称点D '(1,6),则由入射光线和反射光线的性质可得:过A 'D '的直线方程即为BC 所在直线的方程. 由直线方程的两点式得:426412y x ++=++. 整理得:10x -3y +8=0.例7.如图,某房地产公司要在荒地ABCDE 上划出一块长方形土地(不改变方向)建造一幢8层的公寓,如何设计才能使公寓占地面积最大?并求出最大面积.(精确到1 m 2)【答案】6017【解析】 建立坐标系,则B (30,0),A (0,20).∴由直线的截距方程得到线段AB 的方程为13020x y+=(0≤x≤30). 设点P 的坐标为(x ,y ),则有2203y x =-. ∴公寓的占地面积为2(100)(80)(100)(8020)3S x y x x =-⋅-=-⋅-+2220600033x x =-++(0≤x≤30). ∴当x=5,503y =时,S 取最大值,最大值为222205560006017(m )33S =-⨯+⨯+≈.即当点P 的坐标为50(5,)3时,公寓占地面积最大,最大面积为6017 m 2.【总结升华】本题是用坐标法解决生活问题,点P 的位置由两个条件确定,一是A 、P 、B 三点共线,二是矩形的面积最大.借三点共线寻求x 与y 的关系,利用二次函数知识探求最大值是处理这类问题常用的方法.。
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。
30天决战高考原创资料中心30天决战高考——2015学年高考数学分类讲解:直线方程主编:贾海琴老师 主编单位:永辉中学生教育学习中心一、直线的斜率与倾斜角: 1、直线的斜率:(1)、b kx y +=,其中k 为斜率。
(2)、直线的斜率:2121x x y y k --=(其中),(11y x ,),(22y x 为直线上的两点)。
(3)、设),(11y x A ,),(22y x B 是直线b kx y +=上两点得到b kx y +=11①;b kx y +=22②; ①-②得到:212121212121)()()(x x y y k x x k kx kx b kx b kx y y --=⇒-=-=+-+=-。
2、直线的倾斜角:(1)、直线的倾斜角的定义:直线与x 轴正方向的夹角; (2)、直线的倾斜角的计算:如下图所示:如图:α角为直线的倾斜角,),(11y x ,),(22y x 为直线上的两点; 根据三角函数在直角三角形中的定义得到:2121tan x x y y --=α;根据直线的斜率计算式得到:2121x x y y k --=;所以:αtan =k 。
(3)、直线的倾斜角与斜率之间的关系:αtan =k (斜率等于倾斜角的正切)。
二、直线的平行与垂直以及两条直线的夹角: 1、两条直线的平行:如下图所示:设:111:b x k y l +=;222:b x k y l +=;2121//θθ=⇒l l (两条直线平行,同位角相等)2121tan tan k k =⇒=⇒θθ(直线的斜率等于倾斜角的正切)。
所以:2121//l l k k ⇔=。
(两条直线斜率相等,两条直线平行) 如果两条直线都是一般式方程:直线0:1111=++C y B x A l ,直线1l 的斜率为111B A k -=; 直线0:2222=++C y B x A l ,直线2l 的斜率为222B A k -=; 所以:122122112121//B A B A B AB A k k l l =⇔-=-⇔=⇔。
直线方程相关知识点总结一、直线的定义直线是平面上的一个几何图形,它由无数个点组成,这些点都在同一条直线上。
直线是最简单的平面几何图形,也是最基本的图形之一。
在数学中,直线可以用数学语言和符号来描述。
在笛卡尔坐标系中,直线可以表示为一元一次方程。
一元一次方程实际上描述了坐标系中的一条直线,因此,直线方程和一元一次方程是密切相关的。
二、直线的方程在笛卡尔坐标系中,一条直线可以用一元一次方程来表示。
一元一次方程的一般形式为y = kx + b,其中k和b是常数,k称为直线的斜率,b称为直线的截距。
斜率k表示直线的倾斜程度,截距b则表示直线与y轴的交点。
因此,一元一次方程y = kx + b就是一条直线的方程。
1. 斜率斜率是直线的一个重要属性,它描述了直线的倾斜程度。
在数学中,直线的斜率可以用两点的坐标来表示。
设直线上有两点A(x1, y1)和B(x2, y2),则直线的斜率k可以表示为:\[k = \frac{y2 - y1}{x2 - x1}\]也可以表示为:\[k = \frac{\Delta y}{\Delta x}\]其中,Δy表示y2 - y1,Δx表示x2 - x1。
斜率k的正负决定了直线的倾斜方向,如果k > 0,则直线向右上倾斜;如果k < 0,则直线向左下倾斜;如果k = 0,则直线平行于x轴;如果k不存在,则直线垂直于x轴。
2. 截距截距是直线与y轴的交点,它描述了直线在y轴上的位置。
在一元一次方程y = kx + b中,b就是直线的截距。
当x = 0时,y = b,所以截距b就是直线与y轴的交点的纵坐标。
3. 点斜式除了一般形式的直线方程y = kx + b外,直线方程还可以用点斜式表示。
点斜式表示法是指直线上的一个点A(x1, y1)以及直线的斜率k,通过这两个条件就可以确定一条直线的方程。
点斜式的一般形式为:\[y - y1 = k(x - x1)\]其中,k是直线的斜率,(x1, y1)是直线上的一个点。
1.直线方程的五种形式 斜截式纵截距、斜率 y =kx +b 与x 轴不垂直的直线 点斜式过一点、斜率 y -y 0=k (x -x 0) 两点式过两点 y -y 1y 2-y 1=x -x 1x 2-x 1 与两坐标轴均不垂直的直线 截距式纵、横截距 x a +y b =1 不过原点且与两坐标轴均不垂直的直线 一般式 Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0) 所有直线直线的点斜式与斜截式不能表示斜率不存在(垂直于x 轴)的直线;两点式不能表示平行或重合两坐标轴的直线;截距式不能表示平行或重合两坐标轴的直线及过原点的直线。
题型一:两直线的位置关系1.判断直线相交:1111:0l A x B y C ++=,2222:0l A x B y C ++=,若两直线相交,则有12210A B A B -≠2.设直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,l 1∥l 2⇔⎩⎪⎨⎪⎧A 1B 2-A 2B 1=0,A 1C 2-A 2C 1≠0, 设直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,l 1⊥l 2⇔A 1A 2+B 1B 2=0.两点间的距离,点到直线的距离,两条平行线间的距离1.两点间距离公式:设平面内两点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,P P 所在直线与y 轴平行时,1212||||PP y y =-;2.点到直线距离公式:点()00,y x P 到直线0:1=++C By Ax l 的距离2200B A C By Ax d +++=3.两平行直线距离公式: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 -=+, 1.若直线210ax y ++=与直线20x y +-=互相垂直,那么a 的值等于A .1 B .13- C .23- D .2- 2.若直线1:(3)4350l m x y m +++-=与2:2(5)80l x m y ++-=平行,则m 的值为A .7- B .1-或7- 题型二:定点问题1. 直线130kx y k -+-=,当k 变化时,所有直线恒过定点.A .(0,0) B .(3,1)C .(1,3) D .(1,3)--2.若不论m 取何实数,直线:120l mx y m +-+=恒过一定点,则该定点的坐标为A .(2,1)-B . (2,1)-C .(2,1)--D .(2,1)3.不论m 为何实数,直线(m -1)x -y +2m +1=0 恒过定点 A.(1, -21) B.(-2, 0) C.(2, 3) D.(-2, 3) 题型三:对称问题1.已知点(5,8),(4,1)A B ,则点A 关于点B 的对称点C 的坐标 .2.求点(1,2)关于直线20x y --=的对称点。
(两粒种子★一片森林)直线的方程专题研究直线与方程(1)直线的倾斜角定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。
特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。
因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180° (2)直线的斜率①定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。
直线的斜率常用k ②过两点的直线的斜率公式:)(211212x x x x y y k ≠--=(3)直线方程①点斜式:)(11x x k y y -=-直线斜率k ,且过点()11,y x②斜截式:b kx y +=,直线斜率为k ,直线在y 轴上的截距为b ③两点式:112121y y x x y y x x --=--(1212,x x y y ≠≠)直线两点()11,y x ,()22,y x④截矩式:1x y a b+= ⑤一般式:0=++C By Ax (A ,B 不全为0)注意:○1各式的适用范围 ○2特殊的方程如:平行于x 轴的直线:b y =(b 为常数);平行于y 轴的直线:a x =(a 为常数); (4)直线系方程:即具有某一共同性质的直线(一)平行直线系:平行于已知直线0000=++C y B x A (00,B A 是不全为0的常数)的直线系:000=++C y B x A (C 为常数)(二)垂直直线系:垂直于已知直线0000=++C y B x A (00,B A 是不全为0的常数)的直线系:000=+-C y A x B (C 为常数) (三)过定点的直线系① 斜率为k 的直线系:()00x x k y y -=-,直线过定点()00,y x ;② 过两条直线0:1111=++C y B x A l ,0:2222=++C y B x A l 的交点的直线系方程为 ()()0222111=+++++C y B x A C y B x A λ(λ为参数),其中直线2l 不在直线系中。
一、判断下列命题正确⑴若直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为αtan⑵若直线的倾斜角为α,则α的取值范围为),0(π⑶任意一条直线都有倾斜角,但不是每一条直线都有斜率⑷倾斜角与斜率都是反应直线相对于x 轴的倾斜程度的⑸若两条直线的倾斜角相等,则他们的斜率也相等⑹若两条直线的斜率相等,则他们的倾斜角也相等⑺若两条直线的倾斜角不相等,则倾斜角大的斜率也大⑻与y 轴平行的直线没有倾斜角2.已知直线的倾斜角为015-α,则α的取值范围3.设直线的倾斜角为α,若53sin =α,则直线的斜率是 4.直线的AB 的斜率为2,将直线绕A 点按逆时针方向旋转450后,所得直线的斜率 一条直线倾斜角的正弦值满足方程033442=+-x x ,则此直线的斜率为5.已知直线的斜率αcos 33-=k ,那么倾斜角的范围是 6.当直线l 的倾斜角⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎢⎣⎡∈πππα,434,0 时,l 的斜率满足 7.已知)3,2(-M ,)2,3(--N ,直线l 过点)1,1(P 且与线段MN 相交,则l 的斜率k 的取值范围8.已知)2,1(-A ,)2,2(-B ,)3,0(C ,若点),(b a M 是线段上的一点(0≠a ),则直线CM 的斜率的取值范围9.设α为直线的倾斜角,且满足51cos sin =+αα,则直线l 的斜率为 10.若过点)1,1(a a P +-和)2,3(a Q 的直线的倾斜角为钝角11.已知过点)6,8(P 的四条直线4321,,,l l l l 的倾斜角之比为4:3:2:1,且直线2l 过原点,求这四条直线的斜率。
12.已知一条光线从点)3,1(-A 发出,射到x 轴上,又经x 轴反射到点)7,2(B ,求x 轴上光点坐标1.过点)0,3(P ,斜率为2的直线方程是2.过点)2,3(-P ,倾斜角为060的直线方程3.在坐标平面上,给出定点)2,1(P ,则① 过P 点且与x 轴平行的直线方程是② 过P 点且与y 轴平行的直线方程是4.已知过点)3,2(P 是直线12:-=x y l 上的一点,将l 绕P 点逆时针方向旋转045得到直线l ',则l '的方程为5.直线过点)3,2(-P 且与x 轴,y 轴分别交于B A ,两点,若P 恰为线段AB 中点,求直线的方程6.直线l '方程是13+=x y ,直线l 的倾斜角是直线l '的倾斜角的2陪,且l 过点)1,1(-P ,求直线l 的方程7.过点)3,1(P 且倾斜角是直线234+-=x y 的倾斜角的一半的直线方程是 8.已知直线l 过点)0,1(P ,且与直线)1(3-=x y 的夹角为030,求直线l 的方程 求斜率为43,且与坐标轴所围成的三角形的周长是12的直线l 的方程 9.已知直线l 过点)1,2(M ,且分别交x 轴,y 轴的正半轴于B A ,两点,当MB MA ⋅取最小值时,求直线l 的方程10.直线m y m x m 2)2()2(=-++在x 轴上的截距为3则m 的值11.如果直线l 的倾斜角的正弦值是54,在y 轴上的截距是6-,求直线l 的方程 12.如果直线l 的倾斜角的余弦值是54,在y 轴上的截距是2,求直线l 的方程 13.如果直线l 的倾斜角是π43,在x 轴上的截距是5,求直线l 的方程 14. 过点)2,1(P 的直线l 在两坐标轴上的截距相等,求直线l 的方程15.直线b x y +=2一定经过16.如果02,0<<-<θπb ,那么直线b x y +⋅=θcos 比不过17. 直线)0(≥+=ab b ax y 的图像可能是 (B C D18. 直线)0(1≠+=a a ax y 的图像可能是 ( )A B C D19.已知直线0=++c by ax 的图像如右图,则A .若,0>c 则0,0>>b aB .若,0>c 则0,0><b aC .若,0<c 则0,0>>b aD .若,0<c 则0,0><b a20.直线b ax y +=和a bx y +=在同一坐标系中的图形可能是下图中的( )C1.已知三角形的三个顶点)0,5(-A ,)3,3(-B ,)2,0(C ,求BC ,AC 所在的直线方程,以及该边上中线所在的直线方程。
2.已知点)5,2(A ,)7,4(-B ,试在y 轴上求一点P ,使得BP AP +得值最小3.直线l 过原点,且平分平行四边形ABCD 的面积,若平行四边形有两个顶点的坐标是)3,2(A ,)1,4(--C ,求直线l 的方程4.过点)6,4P 作直线l 分别交x 轴,y 轴的正半轴与B A ,两点①当AOB ∆的面积为64时,求直线l 的方程②当AOB ∆的面积最小时,求直线l 的方程5.直线0=++c by ax (0≠ab )在两坐标轴上的截距相等,则c b a ,,满足的条件6.直线05)4()252(22=+--+-m y m x m m 的倾斜角是4π,则m = 7.若024222=-+--+y x y kxy x 表示两条直线,则k =8.设直线l 的方程为62)12)32(22-=-+---m y m m x m m (。
根据下列条件分别确定实数m 的值①在x 轴上的截距是3- ②斜率是1-9.设R m ∈,直线0)11()3()12(=--+--m y m x m 恒过一定点,求该定点坐标10.不论m 怎么样变化,直线0)43()12()2(=----+m y m x m 恒过顶点11.已知直线l 的倾斜角的正弦值为53,且它与坐标轴围成的三角形的面积为6,求直线l 的方程12.过点)1,2(M 作直线l ,分别交x 轴,y 轴的正半轴于点B A ,,求A B C ∆的面积最小时直线l 的方程13.直线01=-+by ax 在y 轴上的截距是1-,它的倾斜角是直线333=-y x 倾斜角的两陪,则a = ,b =14.以坐标原点o 为中心,将直线012=-+y x 沿逆时针方向旋转2π,所得的直线方程 15.对于直线01sin =++y x θ(R ∈θ)其倾斜角的取值范围是16.经过)1,2(P ,且方向向量为)3,1(-=v的直线的方程17.已知)1,1(A ,)3,2(B ,若直线x y 3=上一点P 到B A ,距离的平方和最小,则P 点的坐标18.过点)1,0(A 作一直线l ,使它夹在直线0103:1=+-y x l 和082:2=-+y x l 间的线段被A 点平分,试求直线l 的方程19.若一直线064=++y x 和0653=--y x 截得的线段的中点恰好在坐标原点,求这条直线方程20.经过点)1,1(-M 的直线l 分别与直线012=+-y x 和063=-+y x 相交于B A ,两点,若点M 分B A 为1:2,求直线l 的方程两条直线的位置关系1. 判断下列命题是否正确① 平行的两条直线斜率一定相等② 斜率相等的两条直线一定平行③ 不存在斜率的两条直线一定平行④ 如果直线21,l l 平行,且1l 的斜率不存在,那么2l 的斜率也不存在2.两直线02=+-k y x 和0124=+-y x 的位置关系3.直线3)23(=+-y x 和直线2)32(=-+y x 的位置关系4.过点)2,1(P ,且与原点距离最大的直线的方程为5.直线01)1(=+++-a y x a 及定点)4,3(A ,a 为何,点值A 到直线l 的距离最大6.已知棱形ABCD 的相对顶点)2,1(-A ,)3,2(--C ,则对角线BD 所在的直线方程7.已知直线06)2()23(:22=--+++-y m m x m m l ,若l 与x 轴平行,则=m8. 过点)2,1(P ,且与直线0124=+-y x 平行的直线方程 ,垂直的直线方程9.直线04)1(2:1=+++y m x l 与直线023:2=-+y mx l 平行,则m =10.直线0523=-+my x 与直线023121=++y x 垂直,则m = 10.直线024=-+y ax 与直线052=+-c y x 垂直,且垂足为),1(m ,则a = b = =c11.已知直线06:1=++my x l ,直线03)2(:2=++-m y x m l 求m 的值使得①1l ∥2l ②1l ⊥2l ③1l 与2l 重合12.在ABC ∆中,若B c A s i nlg sin lg sin lg =+,则直线a Ay A x l =+sin sin :21与:2l B x sin +c C y =sin 的位置关系已知直线073=-+y x 、02=--y kx 与x 轴、y 轴所围成的四边形有外接圆,则实数k 的值方程9222=++y xy x 所表示的曲线是已知直线l 的方程为01243=-+y x ,分别在下列条件下求直线l '方程①l '与l 平行且过点)3,1(-②l '与l 垂直且l '与坐标轴围成三角形面积为4.1.已知两直线0323=-+y x 与016=++my x 互相平行,则他们之间的距离等于2.与两条平行直线0625=--y x ,02410=+-y x 等距离的直线方程3.如果点),5(b 在两条平行直线0186=+-y x 及0543=+-y x 之间,则b 应取的整数值4.过点)3,1(且与原点距离等于1的直线共有 条5.平行四边形ABCD 的一条对角线固定在)1,3(-A 、)3,2(-C 两点,D 点在直线013=+-y x 上移动,则B 坐在的直线方程6.过点)2,1(P 引直线,是)3,2(A 、)5,4(-B 两点到它的距离相等,则这条直线方程为7.已知直线l 过点)1,1(P ,且被两平行直线01343=--y x 与0743=+-y x 截得线段长为24,求直线l 的方程8.已知直线l 过点)1,0(-,且点)3,1(-到l 的距离为223,求出直线l 的方程,并求出坐标原点到直线l 的距离。
9.两条互相平行的直线分别过点)2,6(A 、)1,3(--B ,并且各自绕着A 、B 旋转,如果两条平行直线间的距离为d 。
求①d 的变化范围当d 取最大值时,两条直线的方程。
10.若设P 点与)3,4(-A 、)1,2(-B 两点的距离相等,并且到直线0243=-+y x 的距离等于2,求P 点的坐标。