内容正文:
1.5 两条直线的交点坐标
(教师独具内容)
课程标准:能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.
教学重点:判断两直线是否相交,求交点坐标.
教学难点:两直线相交与二元一次方程组的关系.
核心素养:通过求解两直线的交点坐标,提升数学运算、数学抽象及逻辑推理素养.
知识点 直线的交点与直线的方程组解的关系
1.两直线的交点坐标
几何元素及关系
代数表示
点A
A(a,b)
直线l
l:Ax+By+C=0
点A在直线l上
Aa+Bb+C=0
直线l1与l2的交点是A
2.两直线的位置关系
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1与l2的公共点的个数
一个
无数个
零个
直线l1与l2的位置关系
相交
重合
平行
1.过两直线交点的直线系方程
过直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ为参数,不包含l2).
2.对称问题
(1)中心对称
①点关于点的对称.若点M(x1,y1)及N(x,y)关于P(a,b)对称,则由中点坐标公式得
②直线关于点的对称,其主要方法是:在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程.
(2)轴对称
①点(x1,y1)关于直线l:Ax+By+C=0对称的对称点(x2,y2)可由
得出.对称点坐标x2=x1-2A·,y2=y1-2B·.
②直线关于直线对称
求直线l1:A1x+B1y+C1=0关于l:Ax+By+C=0对称的直线l2的方程的方法:转化为点关于直线对称.在l1上任取两点P1和P2,求出P1,P2关于l的对称点,再用两点式求出l2的方程.
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若点A(a,b)在直线l:Ax+By+C=0上,则点A的坐标一定适合直线l的方程.( )
(2)若两直线相交,则交点坐标一定是两直线方程所组成的二元一次方程组的解.( )
(3)无论m为何值,x-y+1=0与x-2my+3=0必相交.( )
答案 (1)√ (2)√ (3)×
2.做一做
(1)直线x+y-2=0与直线x-y=0的交点为M,则点M的集合表示为( )
A.{(1,1)} B.1
C.{1} D.{1,1}
(2)若直线2x+y+1=0与直线x-y-4=0的交点为(a,b),则a+b=________.
答案 (1)A (2)-2
题型一 直线的交点问题
例1 判定下列各组直线的位置关系,如果相交,则求出交点的坐标.
(1)l1:2x-y=7,l2:4x+2y=1;
(2)l1:2x-6y+4=0,l2:y=+;
(3)l1:(-1)x+y=3,l2:x+(+1)y=2.
[解] (1)∵k1=2,k2=-2,
∴k1≠k2,∴l1,l2相交.
解方程组得
∴两直线的交点坐标为.
(2)l1:2x-6y+4=0,l2:x-3y+2=0,
∵==,∴l1与l2重合.
(3)解法一:∵k1=1-,
k2=-=-(-1)=1-,
∴k1=k2.
又b1=3≠b2=,∴l1∥l2.
解法二:解方程组
由①得y=3-(-1)x代入②得
x+(+1)[3-(-1)x]=2,
整理,得3(+1)=2不成立,
∴方程组无解,∴l1∥l2.
感悟提升
1.求两直线交点的步骤
(1)写出由两条直线的方程所组成的方程组;
(2)解方程组求出方程组的解;
(3)写出两条直线的交点坐标.
2.求过两条直线交点的直线方程的两种方法
(1)求过两条直线交点的直线方程,一般是先解方程组求出交点坐标,再结合其他条件写出直线方程;
(2)若利用过两直线交点的直线系方程,通过待定系数法求解,则更简捷.
[跟踪训练1] 已知直线l1:3x+4y-2=0与l2:2x+y+2=0的交点为P.求:
(1)点P的坐标;
(2)过点P且平行于直线l3:x-2y-1=0的直线的方程;
(3)过点P且垂直于直线l3:x-2y-1=0的直线的方程.
解 (1)由解得
所以点P的坐标是(-2,2).
(2)因为所求直线与l3平行,
所以可设所求直线的方程为x-2y+m=0(m≠-1).
把点P的坐标代入上述方程,得-2-2×2+m=0,解得m=6.
故所求直线的方程为x-2y+6=0.
(3)因为所求直线与l3垂直,
所以可设所求直线的方程为2x+y+n=0.
把点P的坐标代入上述方程,得2×(-2)+2+n=0,解得n=2,
故所求直线的方程为2x+y+2=0.
题型二 过定点的直线系问题
例2 求证:不论m为何值,直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5都过定点.
[证明] 证法一:当m=1时,直线方程为y=-4;
当m=时,直线方程为x=9.