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数学(基础模块)下册
第八章 直线和圆的方程
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在实际生活和工作中,我们经常需要研究直线和圆的图形及其相关的计算问题.直线和圆是最简单、最基本的几何图形.本章我们采用解析法来研究几何问题,即把几何图形放置在确定的直角坐标系中,通过坐标和方程来表示点和线,把几何问题转化为代数问题,运用代数运算来研究几何图形的性质.
8.1
两点之间的距离与线段中点的坐标
8.2
直线的方程
8.3
两条直线的位置关系
8.4
圆
8.1.1 平面上两点之间的距离
即
8.1 两点之间的距离与线段中点的坐标
4
例题解析
解 由两点之间的距离公式可得
解得
8.1.2 线段中点的坐标
由于点M为线段AB的中点,则
即
解得
解得
所以,AB边上的中线CD的长度为
8.2 直线的方程
8.2.1 直线的倾斜角和斜率
平面上的两点能确定一条直线l,这两个已知点就是确定直线l的几何要素.如图所示为上海南浦大桥结构,其上用于固定桥塔的每条斜拉钢索所在的直线都是由两个已知点(即桥塔上一点和桥栏上一点)确定的.可以发现,在同一平面内,两条斜拉钢索虽然都通过一定点,但由于其倾斜程度不同,所以拉索所在的直线也不同.
为了确定直线的倾斜程度,需要引入直线的倾斜角和斜率的概念.
1.直线的倾斜角
如图所示,在平面直角坐标系中,当直线l与x轴相交时,x轴绕着交点按逆时针方向旋转到与直线重合时所形成的最小正角α,称为直线l的倾斜角.
当直线l与x轴平行或重合时,我们规定其倾斜角为0°.当直线l与x轴垂直时,其倾斜角为90°.因此,直线l倾斜角的取值范围为
这样,平面直角坐标系内的每一条直线都有一个确定倾斜角α.倾斜程度不同的直线,其倾斜角不相等.
2.直线的斜率
由倾斜角的取值范围和斜率的定义可知,直线的斜率和倾斜角之间的关系如下:
解 直线l的斜率k为
因
所以
例题解析
8.2.2 直线的点斜式和斜截式方程
1.直线的点斜式方程
整理得
例3 根据下列各条件,写出直线的方程.
例题解析
解
2.直线的斜截式方程
即
上述方程是由直线的斜率和在y轴上的截距确定的,所以称为直线的斜截式方程.
例题解析
例4 根据下列各条件,写出直线的方程.
(1)倾斜角为60°,在y轴上的截距为4;
解
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