内容正文:
2.2.3 两条直线的位置关系
第 1 课时 两条直线的相交、平行与重合
1.几何方法判断
若两直线的斜率均存在,我们可以利用斜率和在y轴上的截距判断两直线的位置关系,其方法如下:
设l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,
(1)l1与l2相交⇔ ;
(2)l1与l2平行⇔ ;
(3)l1与l2重合⇔ .
k1≠k2
k1=k2且b1≠b2
k1=k2且b1=b2
(1)利用“k1=k2⇒l1∥l2”判定两条直线平行的前提条件是这两条直线的斜率都存在,且这两条直线不重合.反之,当l1∥l2时,未必有k1=k2.
(2)对于两条不重合的直线l1与l2,设它们的倾斜角分别为α1,α2,一个法向量分别为n1,n2,一个方向向量分别为v1,v2,则l1∥l2⇔α1=α2⇔n1∥n2⇔n1=λn2(λ为非零实数)⇔v1∥v2⇔v1=μv2(μ为非零实数),因此,我们除利用斜率来判断两直线是否平行外,还可以利用直线的倾斜角、法向量或方向向量来判断.
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2.代数方法判断
设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+c2=0,
(1)l2与l1相交⇔A1B2≠A2B1;
(2)l2与l1平行或重合⇔A1B2=A2B1;
(3)l2与l1平行⇔A1B2=A2B1且B1C2≠B2C1;
(4)l1与l2重合⇔A1B2=A2B1且B1C2=B2C1.
常用的直线系方程
(1)过定点(x0,y0)的直线系方程:y-y0=k(x-x0)是过定点(x0,y0)的直线系方程,但不含直线x=x0;A(x-x0)+B(y-y0)=0是过定点(x0,y0)的一切直线方程.
(2)与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程为Ax+By+D=0(D≠C).与y=kx+b平行的直线系方程为y=kx+m(m≠b).
(3)过两条直线交点的直线系方程:过两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程是A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但此方程中不含l2;m(A1x+B1y+C1)+n(A2x+B2y+C2)=0(m2+n2≠0)是过l1与l2交点的所有直线方程.
1.判断正误
(1)若两条直线的斜率相等,则两条直线平行. ( )
(2)若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交. ( )
答案:(1)× (2)√
2.直线x=1与直线y=2的交点坐标是 ( )
A.(1,2) B.(2,1) C.(1,1) D.(2,2)
解析:直线x=1与直线y=2是互相垂直的直线,交点坐标是(1,2).故选A.
答案:A
3.若直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,l1与l2只有一个公共点,则
( )
A.A1B1=A2B2 B.A1B2≠A2B1
C.B1C1≠B2C1 D.A1C2≠A2C1
答案:B
4.l1过点A(m,1),B(-3,4),l2过点C(0,2),D(1,1),且l1∥l2,则m=________.
[典例] (1)已知两直线l1:x+my+6=0;l2:(m-2)x+3y+2m=0,当m为何值时,直线l1与l2:①相交?②平行?③重合?
(2)已知两直线l1:3x-y+4=0和l2:x+y-4=0.判断两直线是否相交,若相交,求出其交点.
[解] (1)因为直线l1:x+my+6=0,
直线l2:(m-2)x+3y+2m=0,
所以A1=1,B1=m,C1=6,
A2=m-2,B2=3,C2=2m.
①若l1与l2相交,则A1B2-A2B1≠0,
即1×3-m(m-2)≠0,
即(m-3)(m+1)≠0,即m≠3,且m≠-1.
故当m≠3,且m≠-1时,直线l1与l2相交.
两直线斜率存在时位置关系的判断方法
若两直线斜率都存在,则把直线方程化成斜截式.根据直线的斜率和在y轴上的截距来判断.
(1)若两直线斜率不相等,则两直线相交.
(2)若两直线斜率相等,在y轴上的截距不等,则两直线平行.
(3)若两直线斜率和在y轴上的截距都相等,则两直线重合.
[对点训练]
判断下列各对直线的位置关系,如果相交,求出交点坐标.
(1)l1:2x+3y-7=0,l2:5x-y-9=0;
(2)l1:2x-3y+5=0,l2:4x-6y+10=0;
(3)l1:2x-y+1=0,l2:4x-2y+3=0.
求过定点且与已知直线平行的直线方程的方法
(1)若已知直线斜率存在,则根据两直线平行的