内容正文:
第08讲 直线的方程(一):直线方程的几种形式
【人教A版2019】
模块一
直线的点斜式、斜截式方程
1.直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为k,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
【注】(1)点斜式方程是由直线上一点和斜率确定的,点斜式的前提是直线的斜率存在.点斜式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(2)当直线的倾斜角为0°时,直线方程为y=y1.
2.直线的斜截式方程
(1)直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
【注】(1)b为直线在y轴上截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数.
(2)斜截式方程可由过点(0,b)的点斜式方程得到.
(3)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
【题型1 直线的点斜式方程及辨析】
【例1】(24-25高二上·河南郑州·期末)过点,且倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式1.1】(24-25高二上·甘肃白银·期末)若直线过点且与斜率为4的直线垂直,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1.2】(24-25高二上·山东东营·期末)经过点,倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
【变式1.3】(24-25高二上·四川达州·期末)经过点且倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
【题型2 直线的斜截式方程及辨析】
【例2】(24-25高二·全国·课后作业)下面四个直线方程中,可以看作是直线的斜截式方程的是( )
A.x=3 B.y=-5
C.2y=x D.x=4y-1
【变式2.1】(24-25高二上·重庆南岸·期中)经过点,且倾斜角为的直线的斜截式方程为( )
A. B. C. D.
【变式2.2】(24-25高二上·全国·课后作业)与直线垂直,且在x轴上的截距为2的直线的斜截式方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2.3】(24-25高二上·四川南充·开学考试)与直线垂直,且在轴上的截距为4的直线的斜截式方程是( )
A.
B.或
C.
D.或
模块二
直线的两点式、截距式方程
1.直线的两点式方程
(1)直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点 (),则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点,且时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
【注】(1)这个方程由直线上两点确定;
(2)当直线没有斜率()或斜率为0()时,不能用两点式求出它的方程.
2.直线的截距式方程
(1)直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能表示
过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的
坐标求解k,得到直线方程.
【注】(1)截距式的条件是a≠0,b≠0,即截距式方程不能表示过原点的直线以及不能表示与坐标轴平行
的直线.
(2)求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0,得直线在y轴上的截距;令y=0,得直线在x轴上的截距.
【题型3 直线的两点式方程及辨析】
【例3】(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)过,的直线方程是( )
A. B. C. D.
【变式3.1】(24-25高二上·浙江温州·期末)过两点,的直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【变式3.2】(24-25高二上·河北邢台·阶段练习)下列直线方程是两点式方程的是( )
A. B.
C. D.
【变式3.3】(25-26高二·全国·课后作业)经过两点、的直线方程都可以表示为( )
A. B.
C. D.
【题型4 直线的截距式方程及辨析】
【例4】(24-25高二上·河南·期中)过点且在两坐标轴上截距相等的直线的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【变式4.1】(24-25高二上·江苏无锡·期中)经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【变式4.2】(2025高三·全国·专题练习)过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【变式4.3】(24-25高二上·四川眉山·期中)已知直线在轴上的截距是轴上截距的倍,则的值为( )
A. B. C. D.
模块三
直线的一般式方程
1.直线的一般式方程
(1)直线的一般式方程的定义:
在平面直角坐标系中,任何一个关于x,y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫作直线的一般式方程.
对于方程Ax+By+C=0(A,B不全为0):
当B≠0时,方程Ax+By+C=0可以写成y=x,它表示斜率为,在y轴上的截距为的直线.特别地,当A=0时,它表示垂直于y轴的直线.
当B=0时,A≠0,方程Ax+By+C=0可以写成x=,它表示垂直于x轴的直线.
(2)一般式方程的使用方法:
直线的一般式方程是直线方程中最为一般的表达式,它适用于任何一条直线.
2.辨析直线方程的五种形式
方程形式
直线方程
局限性
选择条件
点斜式
不能表示与x轴垂直的直线
①已知斜率;②已知
一点
斜截式
y=kx+b
不能表示与x轴垂直的直线
①已知在y轴上的截距;②已知斜率
两点式
不能表示与x轴、
y轴垂直的直线
①已知两个定点;②已知两个截距
截距式
不能表示与x轴垂直、与y轴垂直、过原点的直线
①已知两个截距;②已知直线与两条坐标轴围成的三角形的面积
一般式
Ax+By+C=0
(A,B不全为0)
表示所有的直线
求直线方程的最后结果均可以化为一般式方程
【题型5 直线的一般式方程】
【例5】(2025高二上·全国·专题练习)过点和,的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5.1】(24-25高二上·北京通州·期中)已知直线经过点,且斜率为2,则直线的一般式方程为( )
A. B. C. D.
【变式5.2】(2025高二上·全国·专题练习)根据下列条件求直线的一般式方程.
(1)直线的斜率为,且经过点;
(2)斜率为,且在轴上的截距为;
(3)经过两点, ;
(4)在轴上的截距分别为.
【变式5.3】(24-25高二上·湖北·期中)求分别满足下列条件的直线的一般式方程.
(1)斜率是,且与两坐标轴围成的三角形的面积是6;
(2)经过点,且在两坐标轴上的截距的绝对值相等.
【题型6 直线一般式方程与其他形式之间的互化】
【例6】(24-25高二上·安徽淮北·期中)根据条件写出下列直线的方程,并化成一般式:
(1)直线的斜率为,在轴上的截距是;
(2)直线的倾斜角是直线的倾斜角的一半,且过点.
【变式6.1】(24-25高二上·湖北武汉·阶段练习)求分别满足下列条件的直线l的方程,化成一般形式.
(1)经过点,且与x轴垂直;
(2)斜率为-4,在y轴上的截距为7;
(3)经过,两点.
【变式6.2】(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)根据下列条件,写出下列直线方程的一般式:
(1)经过点,且倾斜角为
(2)经过点,且一个方向向量为
(3)在中,点,求边上中线所在直线的方程
【变式6.3】(2025高二·全国·专题练习)(1)已知直线l的一般式方程为,请把一般式方程写成为斜截式和截距式方程,并指出斜率和它在坐标轴上的截距;
(2)根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式.
①斜率是,经过点;
②经过点,平行于x轴;
③在x轴和y轴上的截距分别是,;
④经过两点
【题型7 直线与坐标轴围成图形的面积问题】
【例7】(24-25高二上·辽宁辽阳·期末)直线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【变式7.1】(24-25高二上·四川凉山·开学考试)经过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为5的直线方程是( )
A.或
B.或
C.或
D.或
【变式7.2】(24-25高二上·江苏常州·期中)过点的直线l与两坐标轴的正半轴分别交于A,B两点.当的面积最小时,l的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式7.3】(2025高二·江苏·专题练习)直线l的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线l与坐标轴所围成的三角形的面积为10,则直线l的方程可能是( )
A. B.
C. D.
模块四
方向向量与直线的参数方程
1.方向向量与直线的参数方程
除了直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程外,还有一种形式的直线方程与向量有紧密的联系,它由一个定点和这条直线的方向向量唯一确定,与直线的点斜式方程本质上是一致的.
如图1,设直线l经过点,=(m,n)是它的一个方向向量,P(x,y)是直线l上的任意一点,则向量与共线.根据向量共线的充要条件,存在唯一的实数t,使=t,即()=t(m,n),所以
①.
在①中,实数t是对应点P的参变数,简称参数.
由上可知,对于直线l上的任意一点P(x,y),存在唯一实数t使①成立;反之,对于参数t的每一个确
定的值,由①可以确定直线l上的一个点P(x,y).我们把①称为直线的参数方程.
【题型8 直线的方向向量的求解】
【例8】(24-25高二上·河北保定·期末)直线的一个方向向量是( )
A. B. C. D.
【变式8.1】(24-25高二上·福建龙岩·期末)若直线经过点和点,则该直线的方向向量可以是( )
A. B. C. D.
【变式8.2】(24-25高二上·四川成都·期末)若直线l的倾斜角为,则它的方向向量可以为( )
A. B. C. D.
【变式8.3】(24-25高二上·湖北·期中)经过点两点的直线的方向向量为,则k为( )
A.2 B.4 C. D.
【题型9 已知直线的方向向量求直线方程】
【例9】(24-25高二上·湖北·阶段练习)已知直线经过点,且它的一个方向向量为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式9.1】(24-25高二上·甘肃张掖·阶段练习)过点且方向向量为的直线的一般式方程为( )
A. B. C. D.
【变式9.2】(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)已知直线l的一个方向向量为,若l过点,则直线l的方程为()
A. B.
C. D.
【变式9.3】(24-25高二上·福建宁德·阶段练习)过点且方向向量为的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
一、单选题
1.(24-25高二上·湖南长沙·期末)过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·河南漯河·期末)直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·山东菏泽·期末)已知直线l过点,且l的一个方向向量为,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
5.(24-25高二上·河北邯郸·期末)已知直线l过原点O,将直线l绕点O顺时针旋转后,恰与y轴重合,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)如果,那么直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
7.(24-25高二上·江西赣州·期末)对于直线,下列选项正确的是( )
A.直线倾斜角为
B.直线经过第四象限
C.直线在轴上的截距为
D.直线的一个方向向量为
8.(24-25高二上·四川成都·阶段练习)设,若直线与线段AB有交点,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(24-25高二上·辽宁鞍山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.方程与方程可表示同一直线
C.经过点,且在,轴上截距互为相反数的直线方程为
D.过两点,的直线都可用方程表示
10.(24-25高二上·青海海南·期中)直线l经过点,且在两坐标轴上的截距相反,则直线l的方程可能是( )
A. B. C. D.
11.(24-25高二上·江苏连云港·期中)设直线过两点和,则( )
A.直线的斜率为 B.直线的倾斜角为
C.直线在轴上的截距为 D.直线在轴上的截距为
三、填空题
12.(24-25高二上·云南红河·阶段练习)过点且倾斜角为的直线方程为 .
13.(24-25高二上·天津和平·阶段练习)直线过点,且在 轴上的截距是在 轴上截距的 2 倍,则该直线的斜率是 .
14.(24-25高二上·江苏淮安·期中)已知直线l过点,且与两条坐标轴的正半轴围成一个等腰直角三角形,则直线l的方程为 .
四、解答题
15.(24-25高二上·全国·课后作业)写出满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)经过点,斜率为;
(2)经过点,倾斜角是;
(3)经过点且与轴垂直.
16.(24-25高二上·上海·课后作业)若直线l的一般式方程为,直线l经过点,求直线l在x轴和y轴上的截距之和的最小值,并求此时a的值.
17.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知直线经过点.
(1)若直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线的方程;
(2)若直线在轴上的截距是在轴上的截距的倍,求直线的方程.
18.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)据下列条件分别写出直线的方程.并化为一般式方程.
(1)求经过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知点,.求线段的垂直平分线的方程;
(3)求经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
19.(24-25高二上·甘肃庆阳·阶段练习)直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为12.
(1)求直线的方程
(2)求直线与两条坐标轴所围成三角形的面积.
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第08讲 直线的方程(一):直线方程的几种形式
【人教A版2019】
模块一
直线的点斜式、斜截式方程
1.直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为k,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
【注】(1)点斜式方程是由直线上一点和斜率确定的,点斜式的前提是直线的斜率存在.点斜式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(2)当直线的倾斜角为0°时,直线方程为y=y1.
2.直线的斜截式方程
(1)直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
【注】(1)b为直线在y轴上截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数.
(2)斜截式方程可由过点(0,b)的点斜式方程得到.
(3)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
【题型1 直线的点斜式方程及辨析】
【例1】(24-25高二上·河南郑州·期末)过点,且倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】倾斜角为的直线斜率不存在,可解.
【解答过程】过点,且倾斜角为的直线垂直于轴,
其方程为.
故选:B.
【变式1.1】(24-25高二上·甘肃白银·期末)若直线过点且与斜率为4的直线垂直,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据直线垂直的斜率关系求出斜率,然后可得直线方程.
【解答过程】因为直线与斜率为4的直线垂直,
所以直线的斜率为,
又直线过点,
所以直线的方程为,即.
故选:A.
【变式1.2】(24-25高二上·山东东营·期末)经过点,倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据直线倾斜角和斜率关系可求得斜率,再利用直线的点斜式方程即可求得结果.
【解答过程】由倾斜角为可得,直线斜率为
由直线的点斜式方程得直线方程为;
即.
故选:C.
【变式1.3】(24-25高二上·四川达州·期末)经过点且倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
【解题思路】求出直线斜率,利用点斜式求出直线方程,得到答案.
【解答过程】直线斜率,故直线方程为,即.
故选:A.
【题型2 直线的斜截式方程及辨析】
【例2】(24-25高二·全国·课后作业)下面四个直线方程中,可以看作是直线的斜截式方程的是( )
A.x=3 B.y=-5
C.2y=x D.x=4y-1
【解题思路】根据直线的斜截式方程的知识确定正确选项.
【解答过程】直线的斜截式方程为,
所以B选项是斜截式方程,ACD选项不是斜截式方程.
故选:B.
【变式2.1】(24-25高二上·重庆南岸·期中)经过点,且倾斜角为的直线的斜截式方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据倾斜角求出斜率,写出点斜式方程,化为斜截式可得答案.
【解答过程】斜率,
点斜式方程为,
斜截式方程为.
故选:A.
【变式2.2】(24-25高二上·全国·课后作业)与直线垂直,且在x轴上的截距为2的直线的斜截式方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】首先根据垂直关系确定所求直线的斜率,设出直线方程后再根据横截距确定与x轴的交点坐标,进而求得待定系数,确定答案.
【解答过程】因为所求的直线与直线垂直,所以,得.
设所求直线为,又因为所求直线在x轴上的截距为2即过点,
求得,所以所求直线的斜截式方程为,
故选:B.
【变式2.3】(24-25高二上·四川南充·开学考试)与直线垂直,且在轴上的截距为4的直线的斜截式方程是( )
A.
B.或
C.
D.或
【解题思路】将直线化为斜截式方程,可得出斜率,从而得与直线垂直的直线斜率,再根据所求直线在轴上的截距为4,即可得出所求直线的斜截式方程.
【解答过程】解:由于直线,即,可知斜率,
则与直线垂直的直线斜率为,
由于所求直线在轴上的截距为4,
则所求直线的斜截式方程是.
故选:A.
模块二
直线的两点式、截距式方程
1.直线的两点式方程
(1)直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点 (),则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点,且时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
【注】(1)这个方程由直线上两点确定;
(2)当直线没有斜率()或斜率为0()时,不能用两点式求出它的方程.
2.直线的截距式方程
(1)直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能表示
过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的
坐标求解k,得到直线方程.
【注】(1)截距式的条件是a≠0,b≠0,即截距式方程不能表示过原点的直线以及不能表示与坐标轴平行
的直线.
(2)求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0,得直线在y轴上的截距;令y=0,得直线在x轴上的截距.
【题型3 直线的两点式方程及辨析】
【例3】(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)过,的直线方程是( )
A. B. C. D.
【解题思路】直接利用直线方程的两点式写出直线方程即可
【解答过程】因为所求直线过点,,
所以,即.
故选:B.
【变式3.1】(24-25高二上·浙江温州·期末)过两点,的直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由两点式得出直线方程,令,即可解出直线在轴上的截距.
【解答过程】过两点,的直线的为,
令,解得:,
故选:A.
【变式3.2】(24-25高二上·河北邢台·阶段练习)下列直线方程是两点式方程的是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】
利用直线方程的相应形式对各个选项逐个判断即可.
【解答过程】对于选项A:是斜截式方程,故A错误;
对于选项B:是点斜式方程,故B错误;
对于选项C:是截距式方程,故C错误;
对于选项D:是两点式方程,故D正确;
故选:D.
【变式3.3】(25-26高二·全国·课后作业)经过两点、的直线方程都可以表示为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据两点式直线方程即可求解.
【解答过程】当经过、的直线不与轴平行时,所有直线均可以用,
由于可能相等,所以只有选项C满足包括与轴平行的直线.
故选:C.
【题型4 直线的截距式方程及辨析】
【例4】(24-25高二上·河南·期中)过点且在两坐标轴上截距相等的直线的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【解题思路】通过直线过原点,和不过原点两种情况讨论即可.
【解答过程】当直线过原点时,其方程是,符合题意;
当直线不过原点时,设直线方程为,代入,
可得:,解得:,所以方程是.
故选:C.
【变式4.1】(24-25高二上·江苏无锡·期中)经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【解题思路】设直线在轴上的截距为,分别在,条件下利用待定系数法求直线方程即可.
【解答过程】设直线在轴上的截距为,
当时,所求直线的方程可设为,
因为直线过点,
所以,故,即直线方程为,
当时,可设直线方程为,
由直线过点可得,,
所以,故直线方程为.
所以经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数
的直线方程是或.
故选:C.
【变式4.2】(2025高三·全国·专题练习)过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【解题思路】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式即可得解.
【解答过程】当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为,满足题意,
又因为直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
因为点在直线上,
所以,解得,
所以直线方程为,
故所求直线方程为或.故D项正确.
故选:D.
【变式4.3】(24-25高二上·四川眉山·期中)已知直线在轴上的截距是轴上截距的倍,则的值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】依题意可得,分和两种情况讨论即可,求出直线在两坐标轴上的截距,结合题意可得出关于实数的等式,解之即可.
【解答过程】依题意可得,
当时,直线为,此时横纵截距都等于,满足题意;
当时,将直线的方程化为截距式方程可得,
直线在轴上的截距为,在轴上截距,
则,得或(舍去).
综上所述,的值为或.
故选:C.
模块三
直线的一般式方程
1.直线的一般式方程
(1)直线的一般式方程的定义:
在平面直角坐标系中,任何一个关于x,y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫作直线的一般式方程.
对于方程Ax+By+C=0(A,B不全为0):
当B≠0时,方程Ax+By+C=0可以写成y=x,它表示斜率为,在y轴上的截距为的直线.特别地,当A=0时,它表示垂直于y轴的直线.
当B=0时,A≠0,方程Ax+By+C=0可以写成x=,它表示垂直于x轴的直线.
(2)一般式方程的使用方法:
直线的一般式方程是直线方程中最为一般的表达式,它适用于任何一条直线.
2.辨析直线方程的五种形式
方程形式
直线方程
局限性
选择条件
点斜式
不能表示与x轴垂直的直线
①已知斜率;②已知
一点
斜截式
y=kx+b
不能表示与x轴垂直的直线
①已知在y轴上的截距;②已知斜率
两点式
不能表示与x轴、
y轴垂直的直线
①已知两个定点;②已知两个截距
截距式
不能表示与x轴垂直、与y轴垂直、过原点的直线
①已知两个截距;②已知直线与两条坐标轴围成的三角形的面积
一般式
Ax+By+C=0
(A,B不全为0)
表示所有的直线
求直线方程的最后结果均可以化为一般式方程
【题型5 直线的一般式方程】
【例5】(2025高二上·全国·专题练习)过点和,的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据题意,利用直线的截距式方程求得直线的方程,再化为一般式方程,即可求解.
【解答过程】由直线过点和,可得直线的截距式得直线方程为,
整理得,即直线的一般式方程为.
故选:C.
【变式5.1】(24-25高二上·北京通州·期中)已知直线经过点,且斜率为2,则直线的一般式方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】利用直线的点斜式方程写出方程,再化成一般式即可.
【解答过程】因直线经过点,且斜率为2,则直线方程为:,化简得:,
所以直线的一般式方程为.
故选:C.
【变式5.2】(2025高二上·全国·专题练习)根据下列条件求直线的一般式方程.
(1)直线的斜率为,且经过点;
(2)斜率为,且在轴上的截距为;
(3)经过两点, ;
(4)在轴上的截距分别为.
【解题思路】(1)先由点斜式求方程,再化为一般式;
(2)先求斜截式方程,再化为一般式;
(3)先求直线的两点式方程,再化为一般式;
(4)先求直线的截距式方程,再化为一般式.
【解答过程】(1)因为,且经过点,
由直线的点斜式方程可得,
整理可得直线的一般式方程为.
(2)由直线的斜率,且在轴上的截距为
得直线的斜截式方程为.
整理可得直线的一般式方程为.
(3)由直线的两点式方程可得,
整理得直线的一般式方程为
(4)由直线的截距式方程可得,
整理得直线的一般式方程为.
【变式5.3】(24-25高二上·湖北·期中)求分别满足下列条件的直线的一般式方程.
(1)斜率是,且与两坐标轴围成的三角形的面积是6;
(2)经过点,且在两坐标轴上的截距的绝对值相等.
【解题思路】(1)设出直线方程,得到与两坐标轴的交点坐标,根据面积列出方程,求出答案;
(2)分截距为0和截距不为0两种情况,设出直线方程,待定系数法求出直线方程.
【解答过程】(1)设直线的方程为.
令,得.令,得,
,解得.
直线的方程为,化为一般式为.
(2)设直线在轴、轴上的截距分别为.
当时,直线的方程为.
直线过点,
,
又,
故,解得或
直线的方程为或;
当时,设直线方程为,
直线过原点且过点,故,解得,
直线的方程为.
综上所述,直线的方程为或或.
【题型6 直线一般式方程与其他形式之间的互化】
【例6】(24-25高二上·安徽淮北·期中)根据条件写出下列直线的方程,并化成一般式:
(1)直线的斜率为,在轴上的截距是;
(2)直线的倾斜角是直线的倾斜角的一半,且过点.
【解题思路】(1)利用斜截式方程求解即可;
(2)根据倾斜角的关系求出直线斜率,再将代入即可求解.
【解答过程】(1)因为直线斜率为,在轴上的截距是,
所以由斜截式可得直线方程为,整理得.
(2)因为直线的斜率为,
所以直线的倾斜角为,
所以由题意得所求直线的倾斜角为,则斜率,
设所求直线为,将代入可得,解得,
所以所求直线方程为,整理得.
【变式6.1】(24-25高二上·湖北武汉·阶段练习)求分别满足下列条件的直线l的方程,化成一般形式.
(1)经过点,且与x轴垂直;
(2)斜率为-4,在y轴上的截距为7;
(3)经过,两点.
【解题思路】(1)根据条件直接写出直线方程即可.
(2)由条件利用斜截式求直线的方程,并化为一般式.
(3)由条件利用两点式求直线的方程,并化为一般式.
【解答过程】(1)因为直线经过点,且与x轴垂直,
则直线方程为,即.
(2)由题直线斜率为-4,在y轴上的截距为7,
由直线斜截式方程,得,化成一般式为.
(3)由题直线经过,两点,
由直线两点式方程得,整理得.
【变式6.2】(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)根据下列条件,写出下列直线方程的一般式:
(1)经过点,且倾斜角为
(2)经过点,且一个方向向量为
(3)在中,点,求边上中线所在直线的方程
【解题思路】(1)求出直线的斜率,利用直线的斜截式方程求解即得.
(2)利用直线的点斜式方程求解即得.
(3)求出的中点坐标。进而求出斜率,再利用直线的点斜式方程求解即得.
【解答过程】(1)直线倾斜角为,则该直线的斜率,直线方程为,
所以所求直线方程为.
(2)由直线的一个方向向量为,得该直线斜率为,方程为,
所以所求直线方程为.
(3)由点,得边的中点为,
边上中线所在直线的斜率为,该直线方程为,
所以边上中线所在直线的方程为.
【变式6.3】(2025高二·全国·专题练习)(1)已知直线l的一般式方程为,请把一般式方程写成为斜截式和截距式方程,并指出斜率和它在坐标轴上的截距;
(2)根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式.
①斜率是,经过点;
②经过点,平行于x轴;
③在x轴和y轴上的截距分别是,;
④经过两点
【解题思路】(1)把直线方程化为斜截式及截距式,即可得到斜率及截距;
(2)分情况根据直线方程的形式,直接写出直线方程并化为一般式即可.
【解答过程】(1)由l的一般式方程得斜截式方程为:,
截距式方程为:,
由此可知,直线的斜率为,
在x轴、y轴上的截距分别为-3,2.
(2)①由点斜式得,
化为一般式为:.
②由斜截式得,
化为一般式为:.
③由截距式得,
化为一般式为:.
④由两点式得,
化为一般式为:.
【题型7 直线与坐标轴围成图形的面积问题】
【例7】(24-25高二上·辽宁辽阳·期末)直线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据直线方程得出与坐标轴交点坐标,即可求出结果.
【解答过程】由题知,
直线与轴交于点,与轴交于点,
所以围成的三角形的面积为.
故选:C.
【变式7.1】(24-25高二上·四川凉山·开学考试)经过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为5的直线方程是( )
A.或
B.或
C.或
D.或
【解题思路】由题意设直线为,根据直线与坐标轴所围成三角形的面积,应用三角形面积公式求参数k,即可确定直线方程.
【解答过程】由题意,直线斜率一定存在,设所求方程为,即.
由,得或.
故所求直线方程为或.
故选:D.
【变式7.2】(24-25高二上·江苏常州·期中)过点的直线l与两坐标轴的正半轴分别交于A,B两点.当的面积最小时,l的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】令直线为,根据已知及基本不等式可得,确定等号成立条件得,即可写出直线方程.
【解答过程】由题设,令直线为,
则,即,
当且仅当时等号成立,此时的面积最小为,
所以直线方程为.
故选:A.
【变式7.3】(2025高二·江苏·专题练习)直线l的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线l与坐标轴所围成的三角形的面积为10,则直线l的方程可能是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据正切的二倍角公式,结合三角形面积公式进行求解即可.
【解答过程】,
所以直线的斜率为负值,因此直线的倾斜角为钝角,
设直线l的倾斜角为,则
因为,所以或舍去
设直线l的方程为,则直线l与坐标轴的交点分别为,,
由,得,
故直线l的方程可能是,显然ABD不符合,
,或,
故选:C.
模块四
方向向量与直线的参数方程
1.方向向量与直线的参数方程
除了直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程外,还有一种形式的直线方程与向量有紧密的联系,它由一个定点和这条直线的方向向量唯一确定,与直线的点斜式方程本质上是一致的.
如图1,设直线l经过点,=(m,n)是它的一个方向向量,P(x,y)是直线l上的任意一点,则向量与共线.根据向量共线的充要条件,存在唯一的实数t,使=t,即()=t(m,n),所以
①.
在①中,实数t是对应点P的参变数,简称参数.
由上可知,对于直线l上的任意一点P(x,y),存在唯一实数t使①成立;反之,对于参数t的每一个确
定的值,由①可以确定直线l上的一个点P(x,y).我们把①称为直线的参数方程.
【题型8 直线的方向向量的求解】
【例8】(24-25高二上·河北保定·期末)直线的一个方向向量是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据直线方程可得斜率,即可求得其方向向量.
【解答过程】易知直线的斜率为,
因此其方向向量可以为.
故选:C.
【变式8.1】(24-25高二上·福建龙岩·期末)若直线经过点和点,则该直线的方向向量可以是( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据方向向量的定义即可求解.
【解答过程】由于直线经过点和点,故直线的方向向量与向量平行的向量,
故选:A.
【变式8.2】(24-25高二上·四川成都·期末)若直线l的倾斜角为,则它的方向向量可以为( )
A. B. C. D.
【解题思路】由倾斜角求出斜率,再根据斜率的定义求出结果即可.
【解答过程】因为直线l的倾斜角为,
所以,
由斜率的定义可知,取,解得一组解可以是,
所以直线的一个方向向量可以是,
故选:B.
【变式8.3】(24-25高二上·湖北·期中)经过点两点的直线的方向向量为,则k为( )
A.2 B.4 C. D.
【解题思路】根据直线的斜率与方向向量关系即可求出答案.
【解答过程】经过两点的直线的方向向量为,
所以 ,解得
故选:A.
【题型9 已知直线的方向向量求直线方程】
【例9】(24-25高二上·湖北·阶段练习)已知直线经过点,且它的一个方向向量为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据给定条件,利用直线的点斜式方程求解即得.
【解答过程】因为直线的一个方向向量为,则直线的斜率为3,而直线过点,
所以直线的方程为,即.
故选:C.
【变式9.1】(24-25高二上·甘肃张掖·阶段练习)过点且方向向量为的直线的一般式方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据方向向量求得直线斜率,再由点斜式化简可得结果.
【解答过程】易知方向向量为的直线斜率为,
所以直线的方程为,即.
故选:C.
【变式9.2】(24-25高二上·甘肃酒泉·期中)已知直线l的一个方向向量为,若l过点,则直线l的方程为()
A. B.
C. D.
【解题思路】根据方向向量求出直线的斜率,再由点斜式写出方程即可.
【解答过程】根据直线的方向向量可得直线的斜率为,又因为直线过点,
所以直线的方程为,
故选:A.
【变式9.3】(24-25高二上·福建宁德·阶段练习)过点且方向向量为的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】根据方向向量可得直线斜率,即可根据点斜式求解直线方程.
【解答过程】由于方向向量为,故斜率为,故直线方程为,
即,
故选:B.
一、单选题
1.(24-25高二上·湖南长沙·期末)过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【解题思路】由直线的点斜式方程即可求解.
【解答过程】因为倾斜角为,所以,
由直线的点斜式方程得.
故选:B.
2.(24-25高二上·河南漯河·期末)直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【解题思路】将直线方程化为截距式方程,结合截距的定义可得结果.
【解答过程】直线的方程化为截距式方程为,因此,直线在轴上的截距为.
故选:C.
3.(24-25高二上·山东菏泽·期末)已知直线l过点,且l的一个方向向量为,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据方向向量写出直线斜率,再由点斜式写出直线方程.
【解答过程】由l的一个方向向量为,则其斜率为,
所以直线l的方程为,则.
故选:C.
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【解题思路】当直线经过原点时,直线方程为;当直线不经过原点时,设直线方程为,把点的坐标代入即可得出.
【解答过程】由题得当直线在坐标轴上的截距均为0时,直线方程为,即;
当直线在坐标轴上的截距均不为0时,直线方程可设为,
将代入可得,此时直线方程为.
综上,直线的方程为或.
故选:C.
5.(24-25高二上·河北邯郸·期末)已知直线l过原点O,将直线l绕点O顺时针旋转后,恰与y轴重合,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【解题思路】根据倾斜角求出直线斜率得解.
【解答过程】因为y轴的倾斜角为,
所以直线l的倾斜角为,直线斜率,
所以直线l的方程为,
故选:D.
6.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)如果,那么直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【解题思路】将直线的方程化为斜截式,即可根据斜率和截距的正负求解.
【解答过程】因为,故,故直线的斜截式方程为:,
因为,故,
故直线经过第一象限、第三象限、第四象限,
故选:B.
7.(24-25高二上·江西赣州·期末)对于直线,下列选项正确的是( )
A.直线倾斜角为
B.直线经过第四象限
C.直线在轴上的截距为
D.直线的一个方向向量为
【解题思路】由直线的斜率和倾斜角的关系可判断A;令,求出直线过点可判断B和C;根据直线过两点,可求得两点间的向量,判断所得向量是否与向量共线可判断D.
【解答过程】设直线的倾斜角为,,
对于A,直线的斜率为,所以,则,故A错误;
对于B,当时,,即直线过点,且倾斜角为,
所以直线经过第一、二、三象限,不经过第四象限,故B错误;
对于C,由B知,直线在轴上的截距为,故C错误;
对于D,当时,,即直线过点,
则,所以直线的一个方向向量为,故D正确.
故选:D.
8.(24-25高二上·四川成都·阶段练习)设,若直线与线段AB有交点,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解题思路】直线恒过定点,若直线与线段有交点,画图图形,求出临界时直线的斜率与直线的斜率,即可得解.
【解答过程】由得,
因此直线过定点,且斜率,
如图所示,当直线由直线按顺时针方向旋转到直线的位置时,符合题意.
易得,.
结合图形知或,解得或,
即的取值范围是.
故选:C.
二、多选题
9.(24-25高二上·辽宁鞍山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.方程与方程可表示同一直线
C.经过点,且在,轴上截距互为相反数的直线方程为
D.过两点,的直线都可用方程表示
【解题思路】对于A,先求斜率,进而可得倾斜角;对于B,注意区分方程与方程的不同之处,对于C,设直线l:,进而可得截距,根据题意进行求解即可,对于D,根据两点式方程的变形进行判断即可.
【解答过程】对于选项A:直线的斜率,
所以倾斜角为,故A正确;
对于B,表示过点,斜率为的直线,但不含点,
而表示过点,斜率为的直线,且含点,故B错误;
对于C:因为直线经过点,故斜率存在且不为0,
设直线为,令,则;令,则,
因为在,轴上截距互为相反数,则,
解得或,
所以直线方程为或,故C错误;
对于D,方程为直线两点式方程的变形,
可以表示经过任意两点,的直线,故D正确.
故选:AD.
10.(24-25高二上·青海海南·期中)直线l经过点,且在两坐标轴上的截距相反,则直线l的方程可能是( )
A. B. C. D.
【解题思路】分类讨论直线l是否过原点,结合截距式方程运算求解即可.
【解答过程】当直线l过原点时,直线l的方程为,即;
当直线l不过原点时,设直线l的方程为,
则,解得,
则直线l的方程为,即;
综上所述:直线l的方程可能是或.
故选:BD.
11.(24-25高二上·江苏连云港·期中)设直线过两点和,则( )
A.直线的斜率为 B.直线的倾斜角为
C.直线在轴上的截距为 D.直线在轴上的截距为
【解题思路】先根据条件表示出直线方程,然后逐一分析每个选项.
【解答过程】根据斜率公式,,故A错误,
设直线倾斜角为,由倾斜角的定义,,且,则,B正确,
根据点斜式方程,直线的方程可写作,即,
令,则,令,则,
故直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,C正确,D错误.
故选:BC.
三、填空题
12.(24-25高二上·云南红河·阶段练习)过点且倾斜角为的直线方程为 .
【解题思路】根据直线的倾斜角及其所过点的坐标求出直线的方程.
【解答过程】由于过的直线倾斜角为,即直线垂直于轴,
所以其直线方程为.
故答案为:.
13.(24-25高二上·天津和平·阶段练习)直线过点,且在 轴上的截距是在 轴上截距的 2 倍,则该直线的斜率是 或 .
【解题思路】分析直线过原点和不过原点的两类情况作讨论即可求解.
【解答过程】若直线过坐标原点,则,此时横纵截距都等于0,满足题意;
若直线不过坐标原点,设直线的方程为,
因为直线过点,
所以,解得,
所以直线方程为,此时.
故直线的斜率为或.
故答案为:或.
14.(24-25高二上·江苏淮安·期中)已知直线l过点,且与两条坐标轴的正半轴围成一个等腰直角三角形,则直线l的方程为 .
【解题思路】设出截距式方程,代入已知点坐标求解.
【解答过程】由题意设直线方程为,且,
又直线过点,则,,
所以直线方程为,即.
故答案为:.
四、解答题
15.(24-25高二上·全国·课后作业)写出满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)经过点,斜率为;
(2)经过点,倾斜角是;
(3)经过点且与轴垂直.
【解题思路】(1)直接将点的坐标和斜率代入点斜式方程即可得出结果;
(2)利用倾斜角计算出直线斜率,再代入点斜式方程即可;
(3)由直线与轴垂直,斜率不存在,不能使用点斜式方程.
【解答过程】(1)直线的点斜式方程为:.
(2)由倾斜角是,则直线的斜率为,
所以直线的点斜式方程为:.
(3)由于直线与轴垂直,斜率不存在,
所以该直线的方程为.
16.(24-25高二上·上海·课后作业)若直线l的一般式方程为,直线l经过点,求直线l在x轴和y轴上的截距之和的最小值,并求此时a的值.
【解题思路】根据直线经过点得,然后利用基本不等式可得答案.
【解答过程】由直线的一般式方程,
可知直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
所以直线在轴和轴上的截距之和为.
直线经过点,得.
因此.
因为,
当且仅当时取等号,所以,
此时.
17.(24-25高二上·江苏扬州·期中)已知直线经过点.
(1)若直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线的方程;
(2)若直线在轴上的截距是在轴上的截距的倍,求直线的方程.
【解题思路】(1)利用截距式,设直线的方程为,再根据面积和经过的得到方程组,解出即可;
(2)分直线过原点和不过原点讨论即可.
【解答过程】(1)由题意可设直线的方程为,
代入有,又由题意得,则,
联立解得或,
则直线的方程为或,
即或.
(2)当直线经过原点时,则,则,即;
当直线不经过原点时,设,代入,则有,解得,
即.
综上所述,直线的方程为或.
18.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)据下列条件分别写出直线的方程.并化为一般式方程.
(1)求经过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知点,.求线段的垂直平分线的方程;
(3)求经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
【解题思路】根据题给条件设直线方程即可.
(1)设与直线平行的直线方程为,代点即可求解.
(2)根据点求中点坐标及其斜率,与线段的垂直的直线的斜率与,点斜式写直线方程即可.
(3)设截距,考虑截距为和不为的情况,根据点斜式写直线方程即可.
【解答过程】(1)设与直线平行的直线方程为,过,则,则,所以直线的一般方程为.
(2)因为点,,中点为,,
则垂直平分线的斜率,则,
直线方程为,所以直线的一般方程为.
(3)设直线在两坐标轴上的截距为,即直线过
当截距时,直线过,,则,即;
当截距时,直线斜率,则,即.
所以在两坐标轴上的截距相等的直线方程为和.
19.(24-25高二上·甘肃庆阳·阶段练习)直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为12.
(1)求直线的方程
(2)求直线与两条坐标轴所围成三角形的面积.
【解题思路】(1)设直线的方程为,将点代入,进一步求出和的值,从而求出答案;
(2)借助(1)中求出的和,结合面积公式即可求.
【解答过程】(1)由于直线在两坐标轴上的截距之和为12,
因此直线在两坐标轴上的截距都存在且不过原点,
故可设直线方程为:,且,①
又因为直线过点,
所以,②
由①②解得或,
所以直线的方程为:或,
即或.
(2)由(1)可知,当直线的方程为时,
;
当直线的方程为时,
,
所以直线与两条坐标轴所围成三角形的面积为或.
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