内容正文:
直线与圆
1.5 两条直线的交点坐标
第一章
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学习目标 1.能用直线的斜率判断两直线是否相交,若相交用解方程的方法求两条直线的交点坐标.
2.会依据方程组解的个数判断两条直线的位置关系.
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方程组的解 交点个数 直线的位置关系
无解 0个 平行
有唯一解 1个 相交
有无数组解 无数个 重合
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课时梯级训练(6)
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知识点一 两条直线的交点
若方程组有唯一解
则P(x0,y0)是直线l1:A1x+B1y+C1=0,与l2:A2x+B2y+C2=0的交点吗?其逆命题成立吗?
两条直线交点坐标的求法
用直线的斜率判断两直线是否相交,若相交,则依据直线方程的概念可知,两条直线l1,l2交点的坐标就是两个方程的公共解,可以通过求解方程组得到两条直线l1,l2的交点坐标.
1.方程组的解的组数与两直线的位置关系
2.方程组有唯一一组解的充要条件是A1B2-A2B1≠0.
[例1] 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:x-y=0,l2:3x+3y-10=0;
(2)l1:3x-y+4=0,l2:6x-2y-1=0;
(3)l1:3x+4y-5=0,l2:6x+8y-10=0.
(1)解方程组
得
所以l1与l2相交,
交点坐标是(,).
(2)
①×2-②得9=0,矛盾,方程组无解,所以两直线无公共点,又9≠0,所以l1∥l2.
(3) ①×2得6x+8y-10=0,因此,①和②可以化成同一个方程,故①和②表示同一条直线,所以l1与l2重合.
[练1] 直线x=2与直线y=x+1的交点坐标为( )
A.(2,3) B.(-2,-3)
C.(0,1) D.(0,0)
由解得则直线x=2与直线y=x+1的交点坐标为(2,3).
[练2] 已知两条直线l1:ax+3y-3=0,l2:4x+6y-1=0,若l1与l2相交,则实数a满足的条件是__________.
答案:a≠2
由题意得6a-12≠0,即a≠2.
知识点二 过两条直线交点的直线系方程
已知l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,若l1与l2的交点为P(x0,y0),则P的坐标应满足什么关系?
设l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0的交点为P(x0,y0),则:
(1)A1x0+B1y0+C1=0;
(2)A2x0+B2y0+C2=0;
(3)λ1(A1x0+B1y0+C1)+λ2(A2x0+B2y0+C2)=0(λ1,λ2为参数);
(4)λ1(A1x+B1y+C1)+λ2(A2x+B2y+C2)=0,表示过点P(x0,y0)的直线.
①当λ1=1,λ2=0时,方程即为直线l1;
②当λ1=0,λ2=1时,方程即为直线l2.
方程(A1x+B1y+C1)+λ(A2x+B2y+C2)=0不表示直线A2x+B2y+C2=0,即无法表示过两直线交点的所有直线.
[例2] (1)求经过两直线2x-3y-3=0和x+y+2=0的交点且与直线3x-y-1=0平行的直线l的方程;
(2)无论k取何值时,直线l:(k+1)x-(k-1)y-2k=0必过定点,并求出该定点坐标.
(1)方法一 由方程组得两直线交点坐标为(-,-).
∵直线l和直线3x-y-1=0平行,
∴直线l的斜率k=3.
根据点斜式有y-(-)=3[x-(-)].
即所求直线方程为15x-5y+2=0.
方法二 ∵直线l过两直线2x-3y-3=0和x+y+2=0的交点,
∴可设直线l的方程为2x-3y-3+λ(x+y+2)=0,即(λ+2)x+(λ-3)y+2λ-3=0.
∵直线l与直线3x-y-1=0平行,
∴=≠,解得λ=.
∴所求直线的方程为15x-5y+2=0.
(2)方法一 令k=1,得到直线l1:x=1.
令k=0,得到直线l2:x+y=0.
由得l1与l2的交点M(1,-1).
把点M的坐标代入方程(k+1)x-(k-1)y-2k=0恒成立,
∴无论k取何值时,直线(k+1)x-(k-1)y-2k=0必过定点M(1,-1).
方法二 由直线l的方程得(k+1)x=(k-1)y+2k,整理可得y+1=(x-1)(k≠1).
因此,当k≠1时,直线l必过点(1,-1);
当k=1时,直线l的方程为x=1,也过点(1,-1).
综上所述,不论k取任何实数,直线l必过定点(1,-1).
方法三 方程(k+1)x-(k-1)y-2k=0可化为k(x-y-2)+(x+y)=0.
由解得
显然使方程(k+1)x-(k-1)y-2k=0恒成立.
∴无论k取任何实数值时,直线l必过定点(1,-1).
1.经过两直线交点的直线方程的求法
(1)先求出两直线的交点坐标,再结合其他条件直接求解;
(2)设出经过两直线交点的直线系方程,再结合其他条件求出λ的值,即可得出所求直线方程.
2.处理动直线过定点问题的常用方法
(1)将直线方程化为点斜式,利用点斜式方程的特点求解;
(2)从特殊条件入手,先求其中两条直线的交点,再验证动直线恒过交点;
(3)从“恒成立”入手,将原方程化为f(x,y)+mg(x,y)=0的形式,由求得定点坐标.
[练3] 已知直线l1:x-y+1=0和l2:x-2=0,则过l1和l2的交点且与直线3x+4y-5=0垂直的直线方程为( )
A.3x-4y-1=0 B.3x-4y+1=0
C.4x-3y-1=0 D.4x-3y+1=0
由于所求直线与直线3x+4y-5=0垂直,所以设所求直线方程为4x-3y+m=0,
由得即l1和l2的交点坐标为(2,3),因为直线4x-3y+m=0过点(2,3),
所以8-9+m=0,得m=1,
所以所求直线方程为4x-3y+1=0.
1.知识清单
(1)两直线相交其交点的求法;
(2)两直线相交的条件;
(3)直线过定点的求法.
2.方法归纳:方程思想、数形结合思想、转化与化归思想.
3.常见误区:误认为直线A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(其中λ为常数)可以表示过两直线交点的所有直线.
◎随堂演练
1.两条直线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)
解方程组得故两条直线的交点坐标为(2,3).
2.斜率为2,且过直线y=4-x和直线y=x+2交点的直线方程为( )
A.2x-y+1=0 B.2x-y-1=0
C.2x-y-2=0 D.2x-y+2=0
联立得所以两直线的交点坐标为(1,3),
所求直线方程为y-3=2(x-1),即2x-y+1=0.
3.已知直线l1:ax+y+1=0与l2:2x-by-1=0相交于点M(1,1),则a+b=( )
A.-1 B.1 C.2 D.-2
∵点M(1,1)在直线l1和l2上,
∴解得∴a+b=-1.
故选A.
4.若三条直线l1:ax-y+1=0,l2:x+y=0,l3:x-y=1经过同一个点,则a=______.
答案:-3
由解得
∴直线l3与l2的交点坐标为(,-).
由题意得点(,-)在直线l1上,
∴a++1=0,解得a=-3.
$$