内容正文:
2.2.1 直线的点斜式方程
(教师独具内容)
课程标准:根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线的点斜式方程与斜截式方程.
教学重点:会求直线的点斜式方程、斜截式方程.
教学难点:能利用直线的点斜式方程、斜截式方程解决相应的问题.
核心素养:通过推导直线的点斜式方程及斜截式方程的过程,提升逻辑推理及数学抽象素养.
知识点一 直角坐标系中确定一条直线的几何要素
在平面直角坐标系中,给定一个点P0(x0,y0)和斜率k(或倾斜角),就能唯一确定一条直线.
知识点二 直线的点斜式方程
(1)经过点P(x0,y0)且斜率为k的直线方程为y-y0=k(x-x0),称为直线的点斜式方程,简称点斜式.
(2)经过点P(x0,y0)且斜率为0的直线方程为y=y0,经过点P(x0,y0)且斜率不存在的直线方程为x=x0.
知识点三 直线的斜截式方程
(1)斜率为k,且与y轴交于点(0,b)的直线方程为y=kx+b,称为直线的斜截式方程,简称斜截式.
(2)直线方程y=kx+b中k的几何意义是直线的斜率,b的几何意义是直线在y轴上的截距.
1.关于点斜式的几点说明
(1)直线有点斜式方程的前提条件:①斜率必须存在;②已知一点P(x0,y0)和斜率k.只有这两个条件都具备,才可以写出点斜式方程.
(2)方程y-y0=k(x-x0)与方程k=不是等价的,前者是整条直线,后者表示去掉点P(x0,y0)的一条直线.
(3)当k取任意实数时,方程y-y0=k(x-x0)表示恒过定点(x0,y0)的无数条直线.
2.斜截式与一次函数的解析式相同,都是y=kx+b的形式,但有区别,当k≠0时,y=kx+b即为一次函数;当k=0时,y=b,不是一次函数,一次函数y=kx+b(k≠0)必是一条直线的斜截式方程.截距不是距离,可正、可负、可为零.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)当直线的倾斜角为0°时,过(x0,y0)的直线l的方程为y=y0.( )
(2)直线与y轴交点到原点的距离和直线在y轴上的截距是同一概念.( )
(3)直线的点斜式方程不能表示坐标平面上的所有直线.( )
答案 (1)√ (2)× (3)√
2.做一做
(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-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
(2)过点P(-1,2),倾斜角为60°的直线的点斜式方程为________________________.
(3)已知直线l:y=2-x,则直线l的斜率是________,在y轴上的截距为________.
(4)斜率为2,过点A(0,3)的直线的斜截式方程为______________________.
答案 (1)C (2)y-2=(x+1) (3)- 2 (4)y=2x+3
题型一 求直线的点斜式方程
例1 写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点(-1,4)且倾斜角为135°的直线;
(2)过点P(3,-4)且与x轴平行的直线;
(3)直线y=x+1绕着其上一点P(3,4)逆时针旋转90°后得到的直线;
(4)过点P(1,2)且与直线y=2x+1平行的直线.
[解] (1)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)],即y-4=-(x+1).
(2)与x轴平行的直线,其斜率k=0,由直线的点斜式方程可得直线方程为y-(-4)=0×(x-3),即y=-4.
(3)直线y=x+1的斜率k=1.由题意知,所求直线与直线y=x+1垂直,所以所求直线的斜率k′=-1,又点P(3,4)在所求直线上,由点斜式方程知,所求直线的方程为y-4=-(x-3).
(4)由题意知,所求直线的斜率为2,且过点P(1,2),所以所求直线方程为y-2=2(x-1).
直线的点斜式方程的适用范围
已知直线上一点的坐标以及直线的斜率或已知直线上两点的坐标,均可用直线的点斜式方程表示直线,点斜式应在直线斜率存在的条件下使用,当直线的斜率不存在时,直线的方程不能用点斜式表示.
求分别满足下列条件的直线方程,如果能用点斜式表示的,请用点斜式表示.
(1)过点P(-4,3),斜率k=-3;
(2)经过点(2,-3),倾斜角是直线y=x的倾斜角的2倍;
(3)经过点(-5,2),且平行于y轴;
(4)过P(-2,3),Q(5,-4)两点.
解 (1)∵直线过点P(-4,3),斜率k=-3,
由直线的点斜式方程得直线方程为
y-3=-3(x+4).
(2)∵直线y=x的斜率为,
∴直线y=x的倾斜角为30°.
∴所求直线的倾斜角为60°,故其斜率为.
∴所求直线方