内容正文:
第2章 平面解析几何初步
2.3 两条直线的位置关系
2.3.2 两条直线的交点坐标
课程内容标准 学科素养凝练
1.能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.
2.会根据方程组解的个数判定两条直线的位置关系. 通过求两条直线的交点坐标,增强数学抽象、逻辑推理、数学运算的核心素养.
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第2章 平面解析几何初步
一组解 无解 无数组解
直线l1和l2的公共点个数 一个 零个 无数个
直线l1和l2的位置关系 ______ ______ ______
相交
平行
重合
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第2章 平面解析几何初步
课后巩固
谢谢观看!
直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0)的位置关系如下表所示.
1.判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里画“√”,错误的画“×”.
(1)若由两直线的方程组成的方程组只有一个公共解,则两直线相交.( )
(2)若两直线的斜率都存在且不等,则两直线相交.( )
(3)两直线的斜率一个存在,另一个不存在时,两直线也相交.( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√
2.直线x-2y+3=0与2x-y+3=0的交点坐标为( )
A.(-1,1) B.(1,-1)
C.(1,1) D.(-1,-1)
3.直线x-2y+1=0关于直线x=1对称的直线方程是( )
A.x+2y-1=0 B.2x+y-1=0
C.2x+y-3=0 D.x+2y-3=0
4.不论a为何实数,直线l:(a+2)x-(a+1)y=2-a恒过一定点,则此定点的坐标为________.
答案:(3,4)
分别判断下列直线是否相交,若相交,求出它们的交点:
(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.
解:(1)解方程组得因此直线l1和l2相交,交点坐标为(3,-1).
(2)方程组有无数组解,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.
[方法总结] 方程组有唯一解,说明两直线相交;方程组无解,说明两直线没有公共点即两直线平行;方程组有无数个解,说明两直线重合.
[训练1] 直线x+ky=0,2x+3y+8=0和x-y-1=0交于一点,则k的值是( )
A. B.- C.2 D.-2
解析:由
解得
则点(-1,-2)在直线x+ky=0上,
∴-1-2k=0,得k=-.
[知能解读] 具有某种共同属性的一类直线的集合,我们称之为直线系,这一属性可通过直线系方程体现出来,它们的变化存在于参数之中,常见的直线系有:
(1)过已知点P(x0,y0)的直线系方程为y-y0=k(x-x0)(k为参数).(但不包含直线x=x0)
(2)斜率为k的平行直线系方程为y=kx+b(b为参数).
(3)与已知直线Ax+By+C=0平行的直线系方程为Ax+By+λ=0(λ为参数).
(4)与已知直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程为Bx-Ay+λ=0(λ为参数).
(5)过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ为参数).(但不包含直线A2x+B2y+C2=0)
求经过两条直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.
解:方法一(直接法)
解方程组得P(0,2).
因为直线l3的斜率为,所以直线l的斜率为-.
所以直线l的方程为y=-x+2,即4x+3y-6=0.
方法二(待定系数法)
设直线l的方程为4x+3y+m=0.
解方程组得P(0,2).
因为直线l过直线l1与l2的交点P(0,2),
所以4×0+3×2+m=0,解得m=-6.
所以直线l的方程为4x+3y-6=0.
[变式] 将本例中的“垂直”改为“平行”,其他条件不变,求直线l的方程.
解:方法一(直接法)
由本例可知P(0,2),直线l的斜率为,
故直线l的方程为y-2=x,即3x-4y+8=0.
方法二(待定系数法)
设直线l的方程为3x-4y+n=0.
由3×0-4×2+n=0,得n=8.
所以直线l的方程为3x-4y+8=0.
[方法总结]
(1)涉及两直线交点的问题,通常是先求交点坐标,再进一步解决问题.
(2)如果利用平行直线系或垂直直线系求直线方程,就一定要注意系数及符号的变化规律.
[训练2] 求证:不论m取何实数,直线(3m+1)x-(2m-1)y+3m-1=0都过一个定点,并求这个定点的坐标.
证明:方法一 令m=0,得x+y-1=0,①
令m=1,得4x-y+2=0,②
将①②联立得解得
把x=-,y=代入(3m+1)x-(2m-1)y+3m-1=0的左边,得(3m+1)×(-)-(2m-1)+3m-1=0.
∴不论m为何实数,直线(3m+1)x-(2m-1)y+3m-1=0均过定点(-,).
方法二 方程可化为(x+y-1)+m(3x-2y+3)=0.
由m的任意性可知
得
∴不论m为何实数,直线都恒过定点(-,).
求直线l1:2x+y-4=0关于直线l:x-y+2=0对称的直线l2的方程.
解题流程:
第一步,泛读题目明待求结论:直线l2的方程.
第二步,精读题目挖已知条件:直线l2为直线l1:2x+y-4=0关于直线l:x-y+2=0对称的直线.
第三步,建立联系寻解题思路:思路一,直线l2过直线l1与直线l的交点,再在直线l1上取一点,求出该点关于直线l的对称点从而得解;思路二,设M(x0,y0)是直线l1上任意一点,它关于直线l的对称点为N(x,y),利用直线l垂直平分线段MN求解.
第四步,书写过程养规范习惯.
解:方法一 解方程组得直线l1与直线l的交点A(,).
在直线l1上取一点B(2,0),
设点B关于直线l的对称点为C(x,y),
则
解得即C(-2,4).
又直线l2过A(,)和C(-2,4)两点,
故由两点式得直线l2的方程为=,
即x+2y-6=0.
方法二 设M(x0,y0)是直线l1上任意一点,它关于直线l的对称点为N(x,y),则线段MN的中点坐标为(,),直线MN的斜率为.
由题意,得
解得
因为M(x0,y0)在直线l1上,
所以2x0+y0-4=0,即2(y-2)+(x+2)-4=0,
所以直线l2的方程为x+2y-6=0.
[方法总结] 解决对称问题的方法
(1)中心对称
①点P(x,y)关于O(a,b)的对称点
P′(x′,y′)满足
②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.
(2)轴对称
①点Q(a,b)关于直线Ax+By+C=0(B≠0)的对称点为Q′(m,n),
则有
②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.
[训练3] 试求直线l1:x-y-2=0关于直线l2:3x-y+3=0对称的直线l的方程.
解:设所求直线l上一点P(x,y),则在直线l1上必存在一点Q(x0,y0)与点P关于直线l2对称.
由题设知PQ与直线l2垂直,且线段PQ的中点M(,)在直线l2上.
∴
变形得
代入直线l1:x-y-2=0,
得--2=0,
整理得7x+y+22=0.
∴所求直线方程为7x+y+22=0.
1.直线3x+4y-2=0与直线2x+y+2=0的交点坐标是( )
A.(2,2) B.(2,-2)
C.(-2,2) D.(-2,-2)
解析:解方程组得∴交点坐标为(-2,2).
2.经过直线l1:x-3y+4=0和l2:2x+y+5=0的交点,且经过原点的直线方程为( )
A.19x-9y=0 B.9x+19y=0
C.19x-3y=0 D.3x+19y=0
解析:联立直线l1,l2的方程解得即直线l1与l2的交点为(-,),
故所求的直线方程为y=-x,即3x+19y=0.
3.已知直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,若l1⊥l2,则a=________,此时点P的坐标为________.
1
(3,3)
解析:∵直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,且l1⊥l2,∴a×1+1×(a-2)=0,
即a=1,联立方程
易得x=3,y=3,∴P(3,3).
4.经过两条直线2x-3y+3=0,x-y+2=0的交点,且与直线x-3y-1=0平行的直线的一般式方程为___________.
x-3y=0
解析:两条直线2x-3y+3=0,x-y+2=0的交点为(-3,-1),所以所求直线为y+1=(x+3),即x-3y=0.
$$