内容正文:
2.3 直线的交点坐标与距离公式
2.3.1 两条直线的交点坐标
学业标准
素养目标
1.能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.
2.会根据方程解的个数判定两条直线的位置关系.(重点)
通过求解两直线的交点坐标,提升数学运算、数学抽象的核心素养.
导学 两条直线的交点坐标
直线上的点与其方程Ax+By+C=0的解有什么关系?
[提示] 直线上每一个点的坐标都满足直线方程,也就是说直线上点的坐标是其方程的解.反之,直线方程的每一个解都表示直线上点的坐标.
两条直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0应具备怎样的条件才能相交?
[提示] A1B2-A2B1≠0.
若两条直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0相交,如何求这两条直线的交点坐标?
[提示] 只需写出这两条直线方程,然后联立求解即可.
◎结论形成
两条直线的交点问题
已知两条直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0,则:
方程组的解
一组
无数组
__无解__
两条直线l1,l2的公共点
一个
无数个
零个
直线l1,l2的位置关系
__相交__
__重合__
__平行__
1.思维辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若点A(1,-1)在直线Ax+By=0上,则A=B.( )
(2)若两直线的方程组成的方程组有解,则两直线相交.( )
(3)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.( )
(4)若直线2x+y+1=0与直线x-y-4=0的交点为(a,b),则a-b=4.( )
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.两条直线l1:2x-y-1=0与l2:x+3y-11=0的交点坐标为( )
A.(3,2) B.(2,3)
C.(-2,-3) D.(-3,-2)
解析 解方程组得所以两条直线交点坐标为(2,3).
答案 B
3.方程组解的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.无数个
解析 因为方程表示的两条直线平行,则方程组无解.
答案 A
4.直线ax+y+1-a=0(a∈R)经过的定点是________.
答案 (1,-1)
题型一 求两条直线的交点坐标
分别判断下列直线是否相交,若相交,求出它们的交点,若不相交,说明它们的位置关系.
(1)l1:2x-y=7和l2:3x+2y-7=0;
(2)l1:2x-6y+4=0和l2:4x-12y+8=0;
(3)l1:4x+2y+4=0和l2:y=-2x+3.
[自主解答] (1)方程组的解为
因此直线l1和l2相交,交点坐标为(3,-1).
(2)方程组有无数个解,这表明直线l1和l2重合.
(3)方程组无解,这表明直线l1和l2没有公共点,故l1∥l2.
求两直线的交点坐标的方法及注意事项
(1)方法:联立这两条直线的方程组成方程组,这个方程组的解对应的实数对即为两条直线的交点坐标.
(2)注意事项:解题过程中注意对其中参数进行分类讨论.
[触类旁通]
1.三条直线ax+2y+8=0,4x+3y=10,2x-y=10相交于一点,则a的值是( )
A.-2 B.-1
C.0 D.1
解析 首先联立
解得交点坐标为(4,-2),代入方程ax+2y+8=0得a=-1.
答案 B
题型二 过定点的直线问题一题多解
求经过直线l1:3x+4y-5=0与直线l2:2x-3y+8=0的交点M,且满足下列条件的直线方程:
(1)与直线2x+y+5=0平行;
(2)与直线2x+y+5=0垂直.
[自主解答] 解法一 由
解得
所以交点M的坐标为(-1,2).
(1)斜率k=-2,由点斜式得所求直线方程为y-2=-2(x+1),即2x+y=0.
(2)斜率k=,由点斜式得所求直线方程为y-2=(x+1),即x-2y+5=0.
解法二 设直线方程为(3x+4y-5)+λ(2x-3y+8)=0,
即(3+2λ)x+(4-3λ)y+(-5+8λ)=0.(*)
(1)因为与直线2x+y+5=0平行,
所以(3+2λ)×1-(4-3λ)×2=0,
解得λ=.
经检验λ=符合题意.
代入(*)式化简得2x+y=0.
(2)因为与直线2x+y+5=0垂直,所以2×(3+2λ)+1×(4-3λ)=0,解得λ=-10.
代入(*)式化简得x-2y+5=0.
[素养聚焦] 通过对过定点的直线问题的研究,主要提升直观想象、逻辑推理等核心素养.
过两条直线交点的直线的方程的求法
(1)常规解法(方程组法):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)特殊解法(直线系法)
①先设出过两直线交点的直线方程,再结合条件利用待定系数法求出参数.最后确定直线方程;
②过两条已知直线A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(不包括直线A2x+B2y+C2=0).
[触类旁通]
2.(1)直线l经过原点,且经过另两条直线2x+3y+8=0,x-y-1=0的交点,则直线l的方程为( )
A.2x+y=0 B.2x-y=0
C.x+2y=0 D.x-2y=0
解析 设所求直线方程为2x+3y+8+λ(x-y-1)=0,即(2+λ)x+(3-λ)y+8-λ=0,因为l过原点,所以λ=8,则所求直线l的方程为2x-y=0.
答案 B
(2)无论m为何值,直线l:(m+1)x-y-7m-4=0,恒过一定点P,求点P的坐标.
解析 ∵(m+1)x-y-7m-4=0,
∴m(x-7)+(x-y-4)=0,
∴∴
∴点P的坐标为(7,3).
[知识落实] 两条直线的交点问题、直线系过定点问题.
[技法强化] (1)方程组有唯一解的等价条件是A1B2-A2B1≠0,亦即两条直线相交的等价条件是A1B2-A2B1≠0.
(2)利用A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R)求过两直线交点的直线方程.
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