内容正文:
1.4 两条直线的交点
一、直线的交点
1、直线的交点与方程的解:
求两直线与的交点坐标,
只需求两直线方程联立所得方程组的解即可.
若有,则方程组有无穷多个解,此时两直线重合;
若有,则方程组无解,此时两直线平行;
若有,则方程组有唯一解,此时两直线相交,此解即两直线的交点坐标。
2、判断两直线的位置关系,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.
(1)解方程组的重要思想就是消元,先消去一个变量,代入另外一个方程能解出另一个变量的值.
(2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论.
(3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系.
二、过两条直线交点的直线系方程
一般地,具有某种共同属性的一类直线的集合称为直线系,它的方程叫做直线系方程,直线系方程中除含有以外,还有根据具体条件取不同值的变量,称为参变量,简称参数.
由于参数取法不同,从而得到不同的直线系.
过两直线的交点的直线系方程:
经过两直线,交点的直线方程为
,其中是待定系数.
在这个方程中,无论取什么实数,都得不到,因此它不能表示直线.
题型一 判断直线相交及求交点
【例1】直线与直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由解得,
则直线与直线的交点坐标为.故选:A.
【变式1-1】判断下列各组直线的位置关系,如果它们相交,求出交点坐标.
(1),;
(2),.
【答案】(1)相交,交点坐标;(2)
【解析】(1)因为,所以两直线相交,所以,
解得,所以交点坐标为.
(2)因为,所以
【变式1-2】关于x、y的二元一次方程组有无穷多组解,则a与b的积是_____.
【答案】-35
【解析】因为x、y的二元一次方程组有无穷多组解,
所以直线与直线重合,
所以,解得,
所以 .
【变式1-3】曲线与的交点的情况是( )
A.最多有两个交点 B.两个交点 C.一个交点 D.无交点
【答案】A
【解析】联立两条直线方程得:得到,
两边平方得:,
当,即时,,
得到方程有两个不相等的实数解,所以曲线与直线有两个交点.
当时,得到,与曲线只有一个交点.
所以曲线与的最多有两个交点.故选:A
【变式1-4】已知与是直线(为常数)上两个不同的点,则关于和的方程组的解的情况是( )
A.无论,,如何,方程组总有解
B.无论,,如何,方程组总有唯一解
C.存在,,,方程组无解
D.存在,,,方程组无穷多解
【答案】B
【解析】已知与是直线(为常数)上两个不同的点,
所以,即,并且,.
所以
得:即,
所以方程组有唯一解.故选:B
题型二 根据交点求参数或取值范围
【例2】直线x+ky=0和2x+3y+8=0的交点为A,且A在直线x-y-1=0上,则k的值是( )
A.- B. C.2 D.-2
【答案】A
【解析】由,解得 ,
即两直线2x+3y+8=0和x-y-1=0的交点坐标为A(-1,-2).
∵直线x+ky=0,2x+3y+8=0 和x-y-1=0交于一点A,
∴-1-2k=0,∴k=-,故选;A.
【变式2-1】直线与直线的交点在第四象限,则实数的取值范围为____.
【答案】
【解析】由题意可得,解得,
且,
故答案为:
【变式2-2】若直线与直线的交点在第一象限,则实数b的取值范围是___________.
【答案】
【解析】由题意,直线,
令,可得;令,可得,即,
如图所示,当直线过点,可得;
当直线过点,可得,
要使得直线与直线的交点在第一象限,则,
即实数的取值范围是.
【变式2-3】若关于,的方程组有无穷多组解,则的值为______
【答案】4
【解析】若方程组有无穷多组解,即两条直线重合,即
,
则
题型三 多直线交点问题
【例3】设三直线;;交于一点,则k的值为______.
【答案】1
【解析】联立,解得,即与交于点,
依题意可知,,解得.
【变式3-1】三条直线、、有且只有两个交点,求实数的值.
【答案】或
【解析】由得:,即有一个交点,或;
即或,解得:或.
【变式3-2】已知直线l :,若直线l与直线,三线共点,求k的值.
【答案】
【解析】由,得,
所以直线,的交点为,
将代入,解得.
【变式3-3】设m为实数,已知三条直线,和相交于一点,求m的值.
【答案】
【解析】联立方程组,解得,即交点为,
把点代入直线,
可得,解得,
所以的值为.
题型四 经过两直线交点的直线系方程
【例4】直线经过直线的交点,且与坐标轴围成的三角形是等腰直角三角形,求直线的方程.
【答案】或
【解析】设直线方程为,
化简得,
直线与坐标轴围成的三角形是等腰直角三角形,
直线的斜率为,
或,解