直线系方程
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一、过定点的直线系设定点P(x 0,y 0)1、用斜率k 作参数的直线系方程y-y 0=k(x-x 0)(不包括无斜率的直线)2、用A 、B 作参数的直线系方程A(x-x 0)+B(y-y 0)=0 (A 、B 不全为0)二.平行直线系:与Ax +By +C =0平行的直线为:Ax +By +C 1=0(C 1≠C ).三、垂直直线系:与Ax +By +C =0垂直的直线为:Bx -Ay +C 1=0.四、定点直线系:若l 1:A 1x +B 1y +C 1=0和l 2:A 2x +B 2y +C 2=0相交,则过交点的直线为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,交点为方程组⎩⎨⎧=++=++00222111C y B x A C y B x A 的解.例、已知P (1,3),直线l :x -4y +1=0(1)求过P 且平行于l 的直线l 1的方程;(2)求过P 且垂直于l 的直线l 2的方程.例、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,并求出此定点坐标.例、求经过两直线l 1:x -2y +4=0和l 2:x +y -2=0的交点P ,且与直线l 3:3x -4y +5=0垂直的直线l 的方程.(9)直线中的几类对称问题一、点关于点的对称问题例1 求点A (2,4)关于点B (3,5)对称的点C 的坐标.分析 易知B 是线段AC 的中点,由此我们可以由中点坐标公式,构造方程求解.解二、点关于直线的对称问题点关于直线的对称问题是点关于点的对称问题的延伸,处理这类问题主要抓住两个方面:①两点连线与已知直线斜率乘积等于-1,②两点的中点在已知直线上.例2求点A(1,3)关于直线l:x+2y-3=0的对称点A′的坐标.分析因为A,A′关于直线对称,所以直线l是线段AA′的垂直平分线. 这就找到了解题的突破口.解三、直线关于某点对称的问题直线关于点的对称问题,可转化为直线上的点关于某点对称的问题,这里需要注意到的是两对称直线是平行的. 我们往往利用平行直线系去求解.例3求直线2x+11y+16=0关于点P(0,1)对称的直线方程.分析本题可以利用两直线平行,以及点P到两直线的距离相等求解,也可以先在已知直线上取一点,再求该点关于点P的对称点,代入对称直线方程待定相关常数.解法一解法二四、直线关于直线的对称问题直线关于直线对称问题,包含有两种情形:①两直线平行,②两直线相交. 对于①,我们可转化为点关于直线的对称问题去求解;对于②,其一般解法为先求交点,再用“到角”,或是转化为点关于直线对称问题.例4求直线l1:x-y-1=0关于直线l2:x-y+1=0对称的直线l的方程.分析由题意,所给的两直线l1,l2为平行直线,求解这类对称总是,我们可以转化为点关于直线的对称问题,再利用平行直线系去求解,或者利用距离相等寻求解答.解.例5试求直线l1:x-y-2=0关于直线l2:3x-y+3=0对称的直线l的方程.分析两直线相交,可先求其交点,再利用到角公式求直线斜率.。
专题4 直线系和圆系方程定义:如果两条曲线方程是0),(1=y x f 和0),(2=y x f ,它们的交点是),(00y x P ,方程0),(),(21=+y x f y x f λ的曲线也经过点P (λ是任意常数).由此结论可得出:经过两曲线0),(1=y x f 和0),(2=y x f 交点的曲线系方程为:0),(),(21=+y x f y x f λ.利用此结论可得出相关曲线系方程.第一讲 直线系概念:具有某种共同属性的一类直线的集合,称为直线系.它的方程称直线系方程.几种常见的直线系方程:(1)过已知点),(00y x P 的直线系方程)(00x x k y y -=-(k 为参数).(2)斜率为k 的直线系方程b kx y +=(b 是参数).(3)与已知直线0=++C By Ax 平行的直线系方程0=++λBy Ax (λ为参数).(4)与已知直线0=++C By Ax 垂直的直线系方程0=+-λAy Bx (λ为参数).(5)过直线0:1111=++C y B x A l 与0:2222=++C y B x A l 的交点的直线系方程:0)(222111=+++++C y B x A C y B x A λ(λ为参数). 【例1】已知直线02:1=++y x l 与0332:2=--y x l ,求经过的交点且与已知直线013=-+y x 平行的直线L 的方程. 【解析】设直线L 的方程为0)2(332=+++--y x y x λ.032)3()2(=-+-++∴λλλx .L 与直线013=-+y x 平行,1321332--≠-=+∴λλλ.解得:211=λ.所以直线L 的方程为:016515=++y x . 【分析】不论m 为何实数时,直线恒过定点,因此,这个定点就一定是直线系中任意两直线的交点.【解析】由原方程得0)5()12(=-+--+y x y x m ,即⎩⎨⎧-==⇒⎩⎨⎧=-+=-+4905012y x y x y x ,∴直线过定点)4,9(-P . 【例3】求过直线:012=++y x 与直线:012=+-y x 的交点且在两坐标轴上截距相等的直线方程. 【解析】设所求直线方程为:0)12(12=+-+++y x y x λ,当直线过原点时,则01=+λ,则1-=λ,此时所求直线方程为:02=-y x ;当所求直线不过原点时,令0=x ,解得21-+=λλy ,令0=y ,解得121++-=λλx ,由题意得,12121++-=-+λλλλ,解得31=λ,此时,所求直线方程为:0455=++y x .综上所述,所求直线方程为:02=-y x 或0455=++y x .概念:具有某种共同属性的圆的集合,称为圆系.几种常见的圆系方程:(1)同心圆系:22020)()(r y y x x =-+-,0x 、0y 为常数,r 为参数.(2)过两已知圆0),(:1112211=++++=F y E x D y x y x f C .和0),(:2222222=++++=F y E x D y x y x f C 的交点的圆系方程为:)1(0)(2222211122-≠=+++++++++λλF y E x D y x F y E x D y x若1-=λ时,变为0)()(212121=-+-+-F F y E E x D D ,则表示过两圆的交点的直线.其中两圆相交时,此直线表示为公共弦所在直线,当两圆相切时,此直线为两圆的公切线,当两圆相离时,此直线表示与两圆连心线垂直的直线.(3)过直线与圆交点的圆系方程:设直线0:=++C By Ax L 与圆0:22=++++F Ey Dx y x C 相交,则过直线L 与圆C 交点的圆系方程为0)(22=+++++++C By Ax F Ey Dx y x λ.【例4】求过圆:012222=++-+y x y x 与圆:042422=--++y x y x 的交点,圆心在直线:052=--y x 圆的方程. 【解析】设所求圆的方程为:)1(0)424(222222-≠=--++++-+λλy x y x y x y x .整理得041)1(2)24()1()1(22=-+-+-++++λλλλλy x y x ,所以所求圆的圆心为)11,121(λλλλ+-+-,由已知所求圆的圆心在直线:052=+-y x 上,所以05112121=++-⨯-+-λλλλ,解得,8-=λ,代入圆系方程整理得,所求圆的方程为073371873522=+-++y x y x . 【例5】求经过两条曲线①03=-++y x y x 和②0233=+++y x y x 交点的直线方程. 【解析】先化②为圆的一般式方程:③0313222=+++y x y x 由①-③得:0)311()323(=--+-y x 即047=-y x .此为所求直线方程.【例6】求过直线042=++y x 和圆0142=+-++y x y x 的交点,且过原点的圆方程.【解析】根据(3),设所求圆的方程为:0)42(14222=++++-++y x y x y x λ.即0)41()4()1(222=++-++++λλλy x y x ,因为过原点,所以041=+λ,得41-=λ. 故所求圆的方程为:04172322=-++y x y x . 【例7】已知圆O :0142=++-+y x y x 和圆外一点)4,3(A ,过点A 作圆的切线,切点分别为C 、D ,求过切点C 、D 的直线方程.【分析】本题是求过切点的直线方程,由切线性质知,切点在以线段AO 为直径的圆上,故直线CD 是以线段AO 为直径的圆与圆O 的公共弦所在的直线方程,故可用过两圆交点的曲线系方程求此直线方程.【解析】由切线性质知,切点C 、D 在以线段AO 为直径的圆上,由题知,)2,1(-O ,102)24()13(22=++-=∴AO ,线段AO 的中点为)1,2(,∴以线段AO 为直径的圆的方程为10)1()2(22=-+-y x ,即052422=---+y x y x ,圆O 的方程与以AO 为直径的圆的方程相减整理得:033=++y x ,∴直线CD 的方程为033=++y x .【例8】求过点)4,1(-P 圆1)3()2(=-+-y x 的切线的方程.【解析】设所求直线的方程为0)4()1(=-++y B x A (其中B A ,不全为零),则整理有04=-++B A By Ax , 直线l 与圆相切,∴圆心)3,2(C 到直线l 的距离等于半径1,故143222=+-++B A BA B A ,整理,得0)34(=-B A A ,即0=A (这时0≠B ),或043≠=B A .故所求直线l 的方程为4=y 或01343=-+y x .【例9】平面上有两个圆,它们的方程分别是1622=+y x 和0248622=++-+y x y x ,求这两个圆的内公切线方程. 【解析】 1)4()3(024862222=++-⇒=++-+y x y x y x ,∴这两圆是外切,020430)16()2486(2222=--⇒=-+-++-+∴y x y x y x y x ,∴所求的两圆内公切线的方程为:02043=--y x .【例10】已知圆0622=+-++m y x y x 与直线032=-+y x 相交于P ,Q 两点,O 为坐标原点,若OQ OP ⊥,求实数m 的值. 【分析】充分挖掘本题的几何关系OQ OP ⊥,不难得出O 在以PQ 为直径的圆上.而P ,Q 刚好为直线与圆的交点,选取过直线与圆交点的圆系方程,可极大地简化运算过程.【解析】过直线032=-+y x 与圆0622=+-++m y x y x 的交点的圆系方程为:0)32(622=-+++-++y x m y x y x λ,即①03)3(2)1(22=-+-++++λλλm y x y x依题意,O 在以PQ 为直径的圆上,则圆心)3,21(λλ-+-显然在直线032=-+y x 上,则03)3(221=--++-λλ,解之可得1=λ,又)0,0(O 满足方程①,则03=-λm ,故3=m . 达标训练1.求证:无论m 取何实数时,直线0)11()3()1(=--+--m y m x m 恒过定点,并求出定点的坐标.2.求过两直线042=+-y x 和02=-+y x 的交点,且满足下列条件的直线L 的方程.(1)过点)1,2(;(2)和直线0543=+-y x 垂直.3.过点)1,3(P 作曲线02:22=-+x y x C 的两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 的方程为( )A .032=-+y xB .032=--y xC .034=--y xD .034=-+y x4.对于任意实数λ,曲线0616)46()1()1(22=---++++λλλλx y x 恒过定点 .5.求经过两圆02322=--++y x y x 和0123322=++++y x y x 交点和坐标原点的圆的方程.6.求经过两圆04622=-++x y x 和028622=-++y y x 的交点,并且圆心在直线04=--y x 上的圆的方程.7.求与圆0202422=---+y x y x 切于)3,1(--A ,且过)0,2(B 的圆的方程.8.求过两圆522=+y x 和16)1()1(22=-+-y x 的交点且面积最小的圆的方程.9.求经过直线042:=++y x l 与圆0142:22=+-++y x y x C 的交点且面积最小的圆的方程.10.在平面直角坐标系xOy 中,圆C 过点)1,0(-,)0,23(+,)0,23(-.(1)求圆C 的方程;(2)是否存在实数α,使得圆C 与直线0=++αy x 交于A ,B 两点,且OB OA ⊥,若存在,求出α的值,若不存在,请说明理由.11.已知圆25)2()1(:22=-+-y x C ,直线)(047)1()12(:R m m y m x m l ∈=--+++.(1)证明:不论m 取什么实数,直线l 与圆恒交于两点;(2)求直线被圆C 截得的弦长最小时l 的方程.12.已知圆024:22=+-++αy x y x C ,直线03:=--y x l ,点O 为坐标原点.(1)求过圆C 的圆心且与直线l 垂直的直线m 的方程;(2)若直线l 与圆C 相交于M 、N 两点,且ON OM ⊥,求实数α的值.13.已知圆C 的圆心为原点O ,且与直线034=++y x 相切.(1)求圆C 的方程;(2)点P 在直线8=x 上,过P 点引圆C 的两条切线PA 、PB ,切点为A 、B ,试问,直线AB 是否过定点,若过定点,请求出;若不过定点,请说明理由.。
直线系方程推导过程嘿,朋友们!今天咱来唠唠直线系方程的推导过程,这可有意思啦!咱先想想,啥是直线呀?不就是直直的一条线嘛,能把两点连起来。
那直线系方程呢,就像是一群直线的“大部队”。
比如说,咱知道了一条直线的方程,就好像知道了一个“带头大哥”。
那其他跟它有点关系的直线,不就可以通过这个“带头大哥”来找嘛。
咱就拿个具体例子来说吧。
假如有一条直线方程是 Ax+By+C=0,那如果我们给它变变样子,比如说加上个 k 倍的另外一个式子,嘿,这不就有新的直线出来啦!就好像给“带头大哥”找了些“小弟”。
你说这像不像一群小伙伴,都有相似的特点,但又不完全一样。
这直线系方程就是这么神奇,能把这些有相似之处的直线都归到一块儿。
咱再想想,生活中不也有这样的情况嘛。
比如说咱都喜欢某种类型的音乐,那喜欢这种音乐的人不就可以组成一个“音乐系”嘛。
这和直线系是不是有点像呀!而且哦,通过这种方式推导直线系方程,就好像在搭积木,一块一块地往上加,慢慢地就搭出了各种各样的形状。
这多有趣呀!那怎么个推导法呢?其实就是利用已知条件,把那些相关的式子凑在一起,就像拼图一样,一点一点地拼出直线系方程。
比如说,知道了两条直线的方程,那它们的交点不就是个关键信息嘛。
然后通过这个交点,再结合其他条件,就能推导出一系列和它们有关的直线啦。
哎呀呀,是不是听着挺神奇的?其实真的不难,只要咱用心去琢磨,就像玩游戏一样,肯定能搞明白。
总之呢,直线系方程的推导过程就像是一场奇妙的冒险,在数学的世界里探索那些隐藏的规律和秘密。
咱可别害怕,大胆地去尝试,说不定就能发现很多好玩的东西呢!这就是直线系方程,有趣又有用,大家好好去体会体会吧!。
两直线交点的直线系方程推导引言在解析几何中,我们经常会遇到两条直线相交的情况。
而确定交点之后,我们通常需要推导出可以表示这两条直线关系的直线系方程。
本文将介绍如何通过已知两直线的方程,推导出交点的直线系方程,并给出详细的推导过程。
问题描述假设我们有两条直线L1和L2,它们的方程分别为:L1: ax + by + c1 = 0L2: dx + ey + c2 = 0现在我们的目标是推导出过这两条直线的交点的直线系方程。
解决方法要推导出交点的直线系方程,我们首先需要确定两条直线的交点坐标。
接下来,我们可以使用点斜式或两点式方程来表示过这个交点的直线。
确定交点坐标为了确定交点坐标,我们可以将两条直线联立,并解这个方程组。
通过联立L1和L2,我们可以得到一个包含x和y的二元一次方程组。
通过求解这个方程组,我们可以得到交点的坐标。
首先,我们将L1和L2联立:ax + by + c1 = 0dx + ey + c2 = 0为了方便推导,我们将方程稍作变形:ax + by = -c1dx + ey = -c2接下来,我们可以使用消元法或代入法来求解这个方程组,得到交点的坐标。
使用点斜式表示交点的直线一旦我们获得了交点的坐标,我们就可以使用点斜式来表示过这个交点的直线。
点斜式方程形式为:y - y1 = m(x - x1)其中,m为直线的斜率,(x1, y1)为直线上已知的一点。
在我们的问题中,我们已经知道了交点的坐标,可以将其代入点斜式方程中。
以交点坐标为(x0, y0),我们可以将点斜式方程表示为:y - y0 = m(x - x0)接下来,我们需要求解直线的斜率m。
为了求解斜率m,我们可以利用已知的两条直线的方程。
对于直线L1,它的斜率为:m1 = -a/b对于直线L2,它的斜率为:m2 = -d/e如果两条直线相交,那么它们的斜率不能相同(两条直线平行时不存在交点),因此我们可以令m1和m2不等,即:-m1 ≠ -m2解上述不等式,我们得到:a/b ≠ d/e将两条直线的方程代入上述不等式,我们可以将其转化为:ae ≠ bd这个条件表示了L1和L2不平行的情况。