直线与方程知识点及典型例题

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第三章 直线与方程知识点及典型例题

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 表示。即k=tan α。斜率反映直线与轴的倾斜程度。

当直线l 与x 轴平行或重合时, α=0°, k = tan0°=0; 当直线l 与x 轴垂直时, α= 90°, k 不存在. 当[

)

90,0∈α时,0≥k ; 当(

)

180

,90∈α时,0

90=α时,k 不存在。

例.如右图,直线l 1的倾斜角α=30°,直线l 1⊥l 2,求直线l 1和l

解:k 1=tan30°=3

3

∵l 1⊥l 2 ∴ k 1·k 2 =—1 ∴k 2 =—3

例:直线053=-+y x 的倾斜角是( )

A.120°

B.150°

C.60° ②过两点P 1 (x 1,y 1)、P 1(x 1,y 1) 的直线的斜率公式:)(211

21

2x x x x y y k ≠--=

注意下面四点:

(1)当21x x =时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°; (2)k 与P 1、P 2的顺序无关;

(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得; (4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。

例.设直线 l 1经过点A(m ,1)、B(—3,4),直线 l 2经过点C(1,m )、D(—1,m +1), 当(1) l 1/ / l 2 (2) l 1⊥l 1时分别求出m 的值

※三点共线的条件:如果所给三点中任意两点的斜率都有斜率且都相等,那么这三点共线。 3. 直线方程

①点斜式:)(11x x k y y -=-直线斜率k ,且过点()11,y x 注意:当直线的斜率为0°时,k=0,直线的方程是y =y 1。

当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因l 上每一点的横坐标都等于x 1,所以它的方程是

x =x 1。

②斜截式:y =kx +b ,直线斜率为k ,直线在y 轴上的截距为b

③两点式:

11

2121

y y x x y y x x --=

--(1212,x x y y ≠≠)直线两点P 1 (x 1,y 1)、P 1(x 1,y 1) ④截矩式:

1x y

a b

+=其中直线l 与x 轴交于点(a ,0),与y 轴交于点(0,b ),即l 与x 轴、y 轴的 截距分别为a 、b 。

注意:一条直线与两条坐标轴截距相等分两种情况 ①两个截距都不为0 ②或都为0 ; 但不可能一个为0,另一个不为0. 其方程可设为:1x y

a b

+=或y =kx . ⑤ 一般式:A x +B y +C=0(A ,B 不全为0)

注意:(1)在平时解题或高考解题时,所求出的直线方程,一般要求写成斜截式或一般式。

(2)各式的适用范围 (3)特殊式的方程如:

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); 例题:根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式:

(1)斜率是1

2

-,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3

,32

-; .

(4)经过两点P 1(3,—2)、P 2(5,—4); .

例1:直线l 的方程为A x +B y +C =0,若直线经过原点且位于第二、四象限,则( )

A .C =0,B>0

B .

C =0,B>0,A>0 C .C =0,AB<0

D .C =0,AB>0 4. 两直线平行与垂直

当111:b x k y l +=,222:b x k y l +=时,

212121,//b b k k l l ≠=⇔;12121-=⇔⊥k k l l

注意:利用斜率判断直线的平行与垂直时,要注意斜率的存在与否。 5. 已知两条直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,

(A 1与B 1及A 2与B 2都不同时为零) 若两直线相交,则它们的交点坐标是方程组⎩⎨

⎧=++=++0

C B A 0

C B A 222111y x y x 的一组解。

若方程组无解21//l l ⇔ ; 若方程组有无数解⇔1l 与2l 重合 6. 点的坐标与直线方程的关系

7.

1122满足 12答:A 1A 2+B 1B 2=0

经典例题;

例1.已知两直线l 1: x +(1+m ) y =2—m 和l 2:2mx +4y +16=0,m 为何值时l 1与l 2①相交②平行 解:

例2. 已知两直线l 1:(3a +2) x +(1—4a ) y +8=0和l 2:(5a —2)x +(a +4)y —7=0垂直,求a 值 解:

例3.求两条垂直直线l 1:2x + y +2=0和l 2: mx +4y —2=0的交点坐标 解:

例4. 已知直线l 的方程为12

1

+-

=x y , (1)求过点(2,3)且垂直于l 的直线方程;(2)求过点(2,3)且平行于l 的直线方程。

8. 两点间距离公式:设A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2)是平面直角坐标系中的两个点,

则|AB|=2

122

12)()(y y x x -+-

9. 点到直线距离公式:一点P(x o ,y o )到直线l :A x +B y +C =0的距离2

2

o o B

A C

B A d +++=|

y x |

10. 两平行直线距离公式

例:已知两条平行线直线l 1和l 2的一般式方程为l 1:A x +B y +C 1=0,l 2:A x +B y +C 2=0, 则l 1与l 2的距离为2

2

21B

A C C d +-=

例1:求平行线l 1:3x + 4y —12=0与l 2: ax +8y +11=0之间的距离。

例2:已知平行线l 1:3x +2y —6=0与l 2: 6x +4y —3=0,求与它们距离相等的平行线方程。 12. 中点坐标公式:已知两点P 1 (x 1,y 1)、P 1(x 1,y 1),则线段的中点M 坐标为(

221x x +,2

2

1y y +)