内容正文:
人教A版2019 选择性必修第一册
第二章 直线和圆的方程
2.1 直线的倾斜角与斜率
2.1.2 两条直线平行和垂直的判定
为了在平面直角坐标系中用代数方法表示直线,我们从确定直线位置的几何要素出发,引入直线的倾斜角,再利用倾斜角与直线上点的坐标关系引入直线的斜率,从数的角度刻画了直线相对于轴的倾斜程度,并导出了用直线上任意两点的坐标计算斜率的公式,从而把几何问题转化为代数问题。下面,我们通过直线的斜率判断两条直线的位置关系.
O
x
y
l1
l2
判断两条直线是否平行的步骤
看斜率
相等?
重合?
平行
相交
是
否
否
都不存在
存在
[注意] 在证明(判断)两直线平行时,要区分平行与重合,必须强调不共线才能确定平行,因为两直线重合也可以推出两条直线的斜率相等.
显然,当两条直线相交时,它们的斜率不相等;反之,当两条直线的斜率不相等时,它们相交.在相交的位置关系中,垂直是最特殊的情形.当直线l1, l2垂直时,它们的斜率除了不相等外,是否还有特殊的数量关系?
利用斜率公式来判定两直线垂直的方法
(1)一看:就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在,只需看另一条直线的两点的纵坐标是否相等,若相等,则垂直,若不相等,则进行第二步;
(2)二代:就是将点的坐标代入斜率公式;
(3)三求:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.
探究点3 两条直线平行与垂直的综合应用
例6 如图所示,在平面直角坐标系中,四边形OPQR的顶点坐标按逆时针顺序依次为O(0,0),P(1,t),Q(1-2t,2+t),R(-2t,2),其中t>0.试判断四边形OPQR的形状.
x
o
y
P
Q
R
所以kOP=kRQ,kOR=kPQ,从而OP∥RQ,OR∥PQ.所以四边形OPQR为平行四边形.
又kOP·kOR=-1,所以OP⊥OR,故四边形OPQR为矩形.
(变条件)将本例中的四个点,改为“A(-4,3),B(2,5),C(6,3),D(-3,0),顺次连接A,B,C,D四点,试判断四边形ABCD的形状.”
解:由题意A,B,C,D四点在平面直角坐标系内的位置如图,
x
o
y
C
B
A
D
所以kAB=kCD,由图可知AB与CD不重合,
所以AB∥CD,由kAD≠kBC,所以AD与BC不平行.
所以AB⊥AD,故四边形ABCD为直角梯形.
判定几何图形形状的注意点
(1)在顶点确定的前提下,判定几何图形的形状时,要先画图,猜测其形状,以明确证明的目标;
(2)证明两直线平行时,仅有k1=k2是不够的,还要注意排除两直线重合的情况;
(3)判断四边形形状时,要依据四边形的特点,并且不会产生其他的情况.
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