内容正文:
2.2.2 直线的方程
第1课时 直线的点斜式方程、斜截式方程和两点式方程
情境导入
课程标准
草长莺飞二月天,
拂堤杨柳醉春烟。
儿童散学归来早,
忙趁东风放纸鸢。
如果把风筝看作一个点,随着风筝的高低起伏,线的方向也会发生变化,如何从数学的角度解释线的变化情况,那就让我们进入本节课的学习吧!
1.了解由一点及斜率导出直线方程的过程,掌握直线方程的点斜式、斜截式和两点式。
2.理解点斜式、斜截式和两点式方程适用的范围。
3.会根据直线方程求斜率和截距。
自主预习明新知
知识点一、直线的点斜式方程
1.一般地,如果直线l上点的坐标都是方程F(x,y)=0的解,而且以方程F(x,y)=0的解为坐标的点都在直线l上,则称F(x,y)=0为直线l的方程,而直线l称为方程F(x,y)=0的直线。
2.直线的点斜式方程。
已知P0(x0,y0)是直线l上一点,
(1)如果直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=x0。
(2)如果直线l的斜率存在且为k,设P(x,y)为直线l上不同于P0的点,则=k,即=k,化简可得y-y0=k(x-x0)①,因为方程①由直线上一点和直线的斜率确定,所以通常称①为直线的点斜式方程。
知识点二、直线的斜截式方程
一般地,当直线l既不是x轴也不是y轴时:若l与x轴的交点为(a,0),则称l在x轴上的截距为a;若l与y轴的交点为(0,b),则称l在y轴上的截距为b。一条直线在y轴上的截距简称为截距。如果已知直线的斜率为k,截距为b,则y=kx+b称为直线的斜截式方程。
知识点三、直线的两点式方程
方程名称
确定条件
直线方程
局限性
选择条件
两点式
已知两点A(x1,y1),B(x2,y2)及x1≠x2,y1≠y2
=(x1≠x2,y1≠y2)
不能表示与坐标轴平行或重合的直线
已知两个定点
截距式
在x轴、y轴上的截距分别为a和b
+=1(a≠0,b≠0)
不能表示与坐标轴平行或重合,或过原点的直线
在x轴和y轴上的截距分别为a,b,a·b≠0
微提醒
要注意方程=和方程(y-y1)(x2-x1)=(x-x1)(y2-y1)形式不同,适用范围也不同。前者为分式形式方程,形式对称,但不能表示垂直于坐标轴的直线。后者为整式形式方程,适用于过任何两点的直线方程。
微思考
点斜式方程与斜截式方程的局限性是什么?
提示:不能表示与x轴垂直的直线。
合作探究攻重难
类型一 直线的点斜式方程
【例1】 求满足下列条件的直线的点斜式方程。
(1)过点P(-4,3),斜率k=-3;
(2)过点P(3,-4),且与x轴平行;
(3)过P(-2,3),Q(5,-4)两点。
解 (1)因为直线过点P(-4,3),斜率k=-3,由直线方程的点斜式得直线方程为y-3=-3(x+4)。
(2)与x轴平行的直线,其斜率k=0,由直线方程的点斜式可得直线方程为y-(-4)=0×(x-3),即y+4=0。
(3)过点P(-2,3),Q(5,-4)的直线的斜率kPQ===-1。又因为直线过点P(-2,3),所以直线的点斜式方程为y-3=-(x+2)。
(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0)。
(2)点斜式方程y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外。
【变式训练】 求满足下列条件的直线方程。
(1)经过点(-5,2)且平行于y轴的直线方程;
(2)求过点P(1,2)且与直线y=2x+1斜率相等的直线方程。
解 (1)因为直线平行于y轴,所以直线不存在斜率,所以方程为x=-5。
(2)由题意知,所求直线的斜率为2,且过点P(1,2),所以直线方程为y-2=2(x-1)。
类型二 直线的斜截式方程
【例2】 求满足下列条件的直线的斜截式方程。
(1)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3;
(2)一直线过点A(0,2),它的倾斜角等于直线y=x的倾斜角的2倍。
解 (1)因为直线的倾斜角是60°,所以其斜率k=tan 60°=,因为直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,所以直线在y轴上的截距是3或-3,所以所求直线的斜截式方程是y=x+3或y=x-3。
(2)因为直线y=x的斜率为,所以其倾斜角为30°,所以所求直线的倾斜角为60°,则所求直线的斜率k=。直线过点A(0,2),即直线在y轴上的截距为2。由斜截式易得直线的方程为y=x+2。
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在。当b=0时,y=kx表示过原点的直线;当k=0时,y=b表示与x轴平行(或重合)的直线。
(2)截距不同于日常生活中的距离,截距是一个点的横(纵)坐标,是一个实数,可以是正数,也可以是负数