内容正文:
第一章 直线与圆
§1 直线与直线的方程
1.3 直线的方程
第1课时 直线方程的点斜式
(教师独具内容)
课程标准:根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的点斜式与斜截式.
教学重点:会求直线方程的点斜式、斜截式.
教学难点:能利用直线方程的点斜式、斜截式解决相应的问题.
核心素养:通过推导直线方程的点斜式及斜截式的过程,提升逻辑推理及数学抽象素养.
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
每一点
都在
核心概念掌握
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y-y0=k(x-x0)
y=y0
x=x0
斜率
截距
核心概念掌握
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核心概念掌握
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(3)当k取任意实数时,方程y-y0=k(x-x0)表示恒过定点(x0,y0)的无数条直线.
2.斜截式与一次函数的解析式相同,都是y=kx+b的形式,但有区别,当k≠0时,y=kx+b即为一次函数;当k=0时,y=b不是一次函数,一次函数y=kx+b(k≠0)必是一条直线方程的斜截式.截距不是距离,可正、可负也可为零.
核心概念掌握
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1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)当直线的倾斜角为0°时,过(x0,y0)的直线l的方程为y=y0.( )
(2)直线与y轴的交点到原点的距离和直线在y轴上的截距是同一概念.( )
(3)直线方程的点斜式不能表示坐标平面上的所有直线.( )
2.做一做
(1)已知直线的方程是y+2=-x-1,则( )
A.直线经过点(-1,2),斜率为-1
B.直线经过点(2,-1),斜率为-1
C.直线经过点(-1,-2),斜率为-1
D.直线经过点(-2,-1),斜率为1
答案
√
×
√
核心概念掌握
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答案
2
y=2x+3
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 直线方程的点斜式
分别求满足下列条件的直线方程的点斜式.
(1)过点(-1,2),且斜率为3;
(2)已知点A(3,3),B(-1,5),过线段AB的中点且倾斜角为60°;
(3)过点(-1,2)且直线的一个方向向量为v=(2,-1).
核心素养形成
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解
核心素养形成
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感悟提升 直线方程的点斜式的适用范围
已知直线上一点的坐标以及直线的斜率或已知直线上两点的坐标,均可用直线方程的点斜式表示直线,点斜式应在直线斜率存在的条件下使用,当直线的斜率不存在时,过点(x0,y0)的直线方程为x=x0.
核心素养形成
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解
[跟踪训练1] 写出下列直线方程的点斜式:
(1)过点P(-4,3),且斜率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)∵直线过点P(-4,3),且斜率k=-3,
∴该直线方程的点斜式为y-3=-3(x+4).
(2)与x轴平行的直线,其斜率k=0,
∴该直线方程的点斜式为y-(-4)=0×(x-3).
核心素养形成
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解
核心素养形成
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题型二 直线方程的斜截式
根据条件写出下列直线方程的斜截式:
(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;
(2)倾斜角为150°,在y轴上的截距是-2;
(3)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
核心素养形成
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解
核心素养形成
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感悟提升 直线方程的斜截式的求解策略
(1)用斜截式求直线方程,只要确定直线的斜率和截距即可,同时要特别注意截距和距离的区别.
(2)直线方程的斜截式y=kx+b不仅形式简单,而且特点明显,k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距,只要确定了k和b的值,直线的图象就一目了然.因此,在解决直线的图象问题时,常通过把直线方程化为斜截式,利用k,b的几何意义进行判断.
核心素养形成
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核心素养形成
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解
核心素养形成
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随堂水平达标
1.直线y=k(x+2)+3必过一定点,则该定点为( )
A.(3,2) B.(2,3)
C.(2,-3) D.(-2,3)
答案
解析
解析 直线方程可化为y-3=k(x+2),由直线方程的点斜式可知该直线的斜率为k,且过点(-2,3).
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答案
解析
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答案
解析
3.倾斜角为120°,在y轴上的截距是-3的直线方程的斜截式为___________.
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答案
解析
4.斜率为2的直线与两坐标轴围成的三角形面积为1,则此直线的方程为__________________________.
y=2x+2或y=2x-2
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课后课时精练
答案
解析
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2.已知ab>0,bc>0,则直线ax+by=c经过( )
A.第一、二、三象限 B.第一、二、四象限
C.第一、三、四象限 D.第二、三、四象限
答案
解析
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3.已知直线l的倾斜角为45°,且过点(1,2),则在直线l上的点是( )
A.(0,1) B.(-2,3)
C.(3,3) D.(3,2)
答案
解析
解析 直线l的斜率k=tan45°=1,且过点(1,2),则直线方程为y-2=x-1,即y=x+1,将A,B,C,D中的各点的坐标代入,可知A正确.
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答案
解析
5.(多选)在同一直角坐标系中,直线l1:y=k1x+b1与l2:y=k2x+b2(k1>k2,b1<b2)的图象可能是( )
解析 在C中,b1>b2,不符合题意;在D中,k1<k2,不符合题意.故选AB.
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答案
二、填空题
6.直线y=2x-3在y轴上的截距为________.
解析 对于直线y=2x-3,当x=0时,y=-3,故直线y=2x-3在y轴上的截距为-3.
-3
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答案
7.直线过点(2,-3),且在y轴上的截距为-5,则这样的直线方程为________.
解析 由题意,得直线的斜率存在.设直线方程为y-(-3)=a(x-2),显然a≠0,令x=0,得y=-2a-3,-2a-3=-5,解得a=1.故所求直线的方程为y+3=x-2,即y=x-5.
y=x-5
解析
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1.已知△ABC的两个顶点A(1,1),B(5,1),∠A=60°,∠B=45°,求:
(1)边AB所在直线的方程;
(2)边AC和BC所在直线方程的点斜式.
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2.已知直线l:y=kx+2k+1.
(1)求证:直线l过定点;
(2)当-3<x<3时,直线上的点都在x轴上方,求实数k的取值范围.
解 (1)证明:由y=kx+2k+1,
得y-1=k(x+2).
由直线方程的点斜式可知,直线l过定点(-2,1).
解
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R
知识点一 直线l的方程
一般地,如果一条直线l上的eq \x(\s\up1(01))________的坐标都是一个方程的解,并且以这个方程的解为坐标的点eq \x(\s\up1(02))_______直线l上,那么这个方程称为直线l的方程.
知识点二 直线方程的点斜式
(1)经过点P(x0,y0)且斜率为k的直线方程为eq \x(\s\up1(01))_____________,称为直线方程的点斜式.
(2)经过点P(x0,y0)且斜率为0的直线方程为eq \x(\s\up1(02))_______,经过点P(x0,y0)且斜率不存在的直线方程为eq \x(\s\up1(03))_______.
知识点三 直线方程的斜截式
(1)方程y=kx+b中的k为直线l的eq \x(\s\up1(01))_____,b为直线l在y轴上的eq \x(\s\up1(02))_____.
(2)称y=kx+b为直线方程的斜截式.
1.关于点斜式的几点说明
(1)直线方程的点斜式的前提条件:①斜率必须存在;②已知一点P(x0,y0)和斜率k.只有这两个条件都具备,才可以写出直线方程的点斜式.
(2)方程y-y0=k(x-x0)与方程k=eq \f(y-y0,x-x0)不是等价的,前者是整条直线,后者表示去掉点P(x0,y0)的一条直线.
(2)过点P(-1,2),且倾斜角为60°的直线方程的点斜式为________________.
(3)已知直线l:y=2-eq \r(3)x,则直线l的斜率是_____,在y轴上的截距为____.
(4)斜率为2,且过点A(0,3)的直线方程的斜截式为__________.
y-2=eq \r(3)(x+1)
-eq \r(3)
解 (1)y-2=3(x+1).
(2)斜率k=tan60°=eq \r(3),AB的中点为(1,4),则该直线方程的点斜式为y-4=eq \r(3)(x-1).
(3)直线的一个方向向量为v=(2,-1),
∴k=eq \f(-1,2)=-eq \f(1,2),故该直线方程的点斜式为y-2=-eq \f(1,2)(x+1).
(3)过P(-2,3),Q(5,-4)两点的直线的斜率kPQ=eq \f(-4-3,5-(-2))=eq \f(-7,7)=-1.
又直线过点P(-2,3),
∴该直线方程的点斜式为y-3=-(x+2).
解 (1)由直线方程的斜截式可知,所求直线方程为y=2x+5.
(2)由于倾斜角α=150°,
则斜率k=tan150°=-eq \f(\r(3),3),
由斜截式可得所求直线方程为y=-eq \f(\r(3),3)x-2.
(3)由于直线的倾斜角为60°,则其斜率k=tan60°=eq \r(3).由于直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,则直线在y轴上的截距b=3或b=-3,故所求直线方程为y=eq \r(3)x+3或y=eq \r(3)x-3.
[跟踪训练2] (1)写出直线斜率为-1,在y轴上截距为-2的直线方程的斜截式;
(2)求过点A(6,-4),斜率为-eq \f(4,3)的直线方程的斜截式;
(3)已知直线方程为2x+y-1=0,求直线的斜率、在y轴上的截距以及与y轴交点的坐标.
解 (1)易知k=-1,b=-2,由直线方程的斜截式知,所求直线方程为y=-x-2.
(2)由于直线的斜率k=-eq \f(4,3),且过点A(6,-4),则直线方程的点斜式为y+4=-eq \f(4,3)(x-6),化为斜截式为y=-eq \f(4,3)x+4.
(3)直线方程2x+y-1=0可化为y=-2x+1,由直线方程的斜截式知,直线的斜率k=-2,在y轴上的截距b=1,直线与y轴交点的坐标为(0,1).
2.(多选)方程y=ax+eq \f(1,a)表示的直线可能是( )
解析 易知a≠0,当a>0时,eq \f(1,a)>0,即直线的斜率为正,直线在y轴上的截距为正,A符合;当a<0时,eq \f(1,a)<0,即直线的斜率为负,直线在y轴上的截距为负,B符合.故选AB.
解析 ∵所求直线的倾斜角为120°,∴它的斜率k=tan120°=-eq \r(3),又b=-3,∴所求直线方程的斜截式为y=-eq \r(3)x-3.
y=-eq \r(3)x-3
解析 设直线方程为y=2x+b,当x=0时,y=b,当y=0时,x=-eq \f(b,2),则S=eq \f(1,2)
eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(b·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(b,2)))))=1,b=±2,故所求直线方程为y=2x+2或y=2x-2.
5.已知直线y=-eq \f(\r(3),3)x+5的倾斜角是直线l的倾斜角的大小的5倍,分别求满足下列条件的直线l的方程:
(1)过点P(3,-4);
(2)过点(-2,0);
(3)在y轴上的截距为3.
解 设直线y=-eq \f(\r(3),3)x+5的倾斜角为α,
则直线y=-eq \f(\r(3),3)x+5的斜率k=tanα=-eq \f(\r(3),3),所以α=150°.
故直线l的倾斜角为30°,斜率k′=eq \f(\r(3),3).
(1)过点P(3,-4),
由直线方程的点斜式,得y+4=eq \f(\r(3),3)(x-3),
即y=eq \f(\r(3),3)x-eq \r(3)-4.
(2)过点(-2,0),由直线方程的点斜式,
得y-0=eq \f(\r(3),3)(x+2),即y=eq \f(\r(3),3)x+eq \f(2\r(3),3).
(3)在y轴上的截距为3,
由直线方程的斜截式,得y=eq \f(\r(3),3)x+3.
一、选择题
1.已知直线方程y-3=eq \r(3)(x-4),则这条直线经过的点和倾斜角分别为( )
A.(4,3),60°
B.(-3,-4),30°
C.(4,3),30°
D.(-4,-3),60°
解析 由直线方程的点斜式易知直线过点(4,3),且斜率为eq \r(3),所以倾斜角为60°.
解析 把直线ax+by=c化为y=-eq \f(a,b)x+eq \f(c,b),∵ab>0,bc>0,∴-eq \f(a,b)<0,eq \f(c,b)>0.故直线经过第一、二、四象限.
4.经过点(-1,1),斜率是直线y=eq \f(\r(2),2)x-2的斜率的2倍的直线是( )
A.x=-1
B.y=1
C.y-1=eq \r(2)(x+1)
D.y-1=2eq \r(2)(x+1)
解析 ∵直线y=eq \f(\r(2),2)x-2的斜率为eq \f(\r(2),2),∴所求直线的斜率为eq \r(2),又直线过点(-1,1),∴其直线方程为y-1=eq \r(2)(x+1).
8.直线l1过点P(-1,2),斜率为-eq \f(\r(3),3),则直线l1方程的点斜式为______________________,把l1绕点P按顺时针方向旋转30°角得直线l2,则直线l2方程的点斜式为________________.
y-2=-eq \f(\r(3),3)(x+1)
y-2=-eq \r(3)(x+1)
解析 直线l1方程的点斜式为y-2=-eq \f(\r(3),3)(x+1).∵k1=-eq \f(\r(3),3)=tanα1,∴α1=150°.如图,l1绕点P按顺时针方向旋转30°,得到直线l2的倾斜角为α2=150°-30°=120°,∴k2=tan120°=-eq \r(3),∴直线l2方程的点斜式为
y-2=-eq \r(3)(x+1).
三、解答题
9.已知直线m的一个方向向量为v=(3,eq \r(3)),直线l的倾斜角为直线m的倾斜角的2倍.求当直线l分别满足下列条件时直线l方程的点斜式:
(1)过点P(3,-4);
(2)与y轴的交点为(0,-3).
解 ∵直线m的一个方向向量为v=(3,eq \r(3)),
∴直线m的斜率为eq \f(\r(3),3),
则直线m的倾斜角为30°,
∴直线l的倾斜角为60°,
∴直线l的斜率为tan60°=eq \r(3).
(1)∵直线l过点P(3,-4),
∴直线l方程的点斜式为y-(-4)=eq \r(3)(x-3).
(2)∵直线l与y轴的交点为(0,-3),
∴直线l方程的点斜式为y-(-3)=eq \r(3)(x-0).
10.已知直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l方程的斜截式.
(1)过定点A(-3,4);
(2)斜率为eq \f(1,6).
解 (1)设直线l的方程为y=k(x+3)+4(k≠0),
则直线l与x轴的交点为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,k)-3,0)),与y轴的交点为(0,3k+4),
由已知,得eq \f(1,2)
eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1((3k+4)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,k)-3))))=3,
解得k=-eq \f(2,3)或-eq \f(8,3).
∴直线l方程的斜截式为y=-eq \f(2,3)x+2或y=-eq \f(8,3)x-4.
(2)设直线l在y轴上的截距为b,
则直线l方程的斜截式是y=eq \f(1,6)x+b,它在x轴上的截距是-6b,
由已知,得|-6b·b|=6,解得b=±1.
∴直线l方程的斜截式为y=eq \f(1,6)x+1或y=eq \f(1,6)x-1.
解 (1)∵A,B两点的纵坐标均为1,
∴边AB所在直线的方程为y=1.
(2)由(1)知AB平行于x轴,
当点C在第一象限时,kAC=tan60°=eq \r(3),
kBC=tan(180°-45°)=-tan45°=-1,
∴边AC所在直线方程的点斜式为y-1=eq \r(3)(x-1),边BC所在直线方程的点斜式为y-1=-(x-5);
当点C在第四象限时,kAC=tan(180°-60°)=-tan60°=-eq \r(3),kBC=tan45°=1,
∴边AC所在直线方程的点斜式为y-1=-eq \r(3)(x-1),边BC所在直线方程的点斜式为y-1=x-5.
(2)设函数f(x)=kx+2k+1,显然其图象是一条直线(如图所示).
当-3<x<3时,直线上的点都在x轴上方,
需满足eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(f(-3)≥0,,f(3)≥0,))即eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(-3k+2k+1≥0,,3k+2k+1≥0,))
解得-eq \f(1,5)≤k≤1.
所以实数k的取值范围是-eq \f(1,5)≤k≤1.
$$