内容正文:
参 考 答 案
第一章 直线与圆
§1 直线与直线的方程
1.1 一次函数的图象与直线的方程
1.2 直线的倾斜角、斜率及其关系
课前预习学案
知识梳理
知识点二 0 倾斜程度 倾斜程度
[思考]
1.[提示] 都不对.
知识点三 ≠ y2-y1x2-x1
≠
[思考]
2.[提示] 不是.若直线没斜率,则其倾斜角为90°.
知识点四1.tanα 3.(x2-x1,y2-y1) k
[思考]
3.[提示] 相等.对于一条直线来说其斜率是一个定值,与所
选择点的位置无关,所以取任意不同的两点的坐标计算同一
条直线的斜率一定相等.
4.[提示] (1,1).
预习自测
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
2.B [由倾斜角的定义知直线l的倾斜角为135°.]
3.解析:[AB
→
=(-5-2,-2-1)=(-7,-3).]
答案:(-7,-3)
4.解析:∵k=tanα=1.∴α=45°.
答案:45°
课堂互动学案
[例1] [解] 由题意画出草图.由图可知:
当α为钝角时,倾斜角为α-90°,
当α为锐角时,倾斜角为α+90°,
当α为直角时,倾斜角为0°.
综上,直线l转动前的倾斜角为
α+90°(0°<α<90°),
α-90°(90°≤α<180°).{
[例2] [解析] (1)设直线l的斜率为k,则k=m- 32+1 =
tan2π3=- 3
,故m=-2 3.
(2)一条直线过点A(1,0)和B(-2,3),则该直线的斜率为
3-0
-2-1=-1
,
故该直线的倾斜角为135°.
[答案] (1)A (2)C
[例3] [解] AB
→
=(4-1,5-2)=(3,3)是直线l的一个方
向向量.因此直线的斜率k=1,直线的倾斜角θ满足tanθ=
1,从而可知θ=45°.
[例4] [解] (1)如 图 所 示,由 题 意 可 知
kPA=
4-0
-3-1=-1
,kPB=
2-0
3-1=1.
①要使直线l与线段AB 有公共点,则直线
l的斜率k 的取值范围是k≤-1或k≥1.
②由题意可知,直线l的倾斜角介于直线
PB 与PA 的倾斜角之间,又PB 的倾斜角是45°,PA 的倾
斜角是135°,所以α的取值范围是45°≤α≤135°.
(2)∵α=45°,∴直线l的斜率k=tan45°=1.
∵点P1,P2,P3 都在直线l上,∴kP1P2=kP2P3
∴
5-y1
x2-2
=1-53-x2
=1,解得x2=7,y1=0.
变式训练
1.D [如图,当l向上方向的部分在y 轴左侧时,倾斜角为90°
+α;当l向上方向的部分在y 轴右侧时,倾斜角为90°-α.
]
2.解:(1)kMN =
m-1-1
m+1-2m=1
,解得m=32.
(2)l的倾斜角为90°,即l平行于y轴,所以m+1=2m,得m=1.
3.解:MN
→
=(2-3,3+ 3-3)=(-1,3),∴直线l的一个方
向向量为(-1,3),由于法向量与方向向量垂直.
∴法向量v=(3,1),斜率k=3+ 3-32-3 =- 3
,由tanθ=
- 3知θ=120°.
4.(1)A [如图所示,直线PB,PA 的斜率分别
为kPB=1,kPA=-3,
结合图形可知k≥1或k≤-3.]
(2)解析:三点A(1,1),B(0,-1),C(a,b)在
同一直线上,∴kAB=kBC,∴
-1-1
0-1 =
-1-b
0-a
,
化为:2a-b=1.故答案为:1.
答案:1
当堂达标
1.A [kAB =
3- 2
- 2-(- 3)
= 3- 2
3- 2
=1,故 直 线 的 倾 斜 角
为45°.]
2.A [∵平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)共线,
∴kAB=kAC,即
a2+a
2-1=
a3+a
3-1
,即a(a2-2a-1)=0,解得a
=0或a=1± 2.]
3.解析:由d=(3,3)=3 1,33
æ
è
ç
ö
ø
÷,设c= 1,33
æ
è
ç
ö
ø
÷,则d∥c,由
向量d=(3,3)是直线l的一个方向向量,则c= 1,33
æ
è
ç
ö
ø
÷ 也
为直线l的一个方向向量.则直线l的斜率为 33
,所以倾斜
角为 π
6.
答案:π
6
;3
3
4.解:直线l的斜率k=1+m
2
3-2 =1+m
2≥1,所以k=tanα≥1.
又y=tanα在 0,π2( ) 上是增函数,因此
π
4≤α<
π
2.
1.3直线的方程
第1课时 直线方程的点斜式
课前预习学案
知识梳理
知识点一 每一点
知识点二 b k(x-x0) y=kx+b
[思考]
[提示] 不能.有斜率的直线才能写成点斜式方程,凡是垂
直于x轴的直线,其方程都不能用点斜式表示.
预习自测
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.D [由直线的点斜式方程可知,该直线方程为y-0=3(x+
2),即y=3(x+2),选 D.]
3.D [由题意知,直线的斜率k=-1,又在y轴上截距为-1,
故直线方程为y=-x-1,选 D.]
4.(-1,2)
课堂互动学案
[例1] [解] (1)由点斜式方程可知,所求直线的方程为y-
5=4(x-2),即4x-y-3=0.
(2)∵直线的倾斜角为45°,∴此直线的斜率k=tan45°=1,
∴直线的点斜式方程为y-3=x-2,即x-y+1=0.
(3)∵直线与x轴平行,∴倾斜角为0°,斜率k=0,
∴直线方程为y+1=0×(x+1),即y=-1.
(4)∵直线与x 轴垂直,斜率不存在,∴不能用点斜式表示
这条直线的方程,由于直线所有点的横坐标都是1,故这条
直线方程为x=1.
[例2] [解] (1)由题意得k=2,b=-1,由斜截式得y=2x-1.
(2)∵y= 3x+1的斜率为 3,∴其倾斜角为60°,故所求直
线的倾斜角为30°,∴k=tan30°= 33
,又b=-2,∴所求直
线方程为y= 33x-2.
612
数学(BS)选择性必修第一册
[例3] [解] 显然,直线l与两坐标轴不垂直,否则不构成三
角形,设其斜率为k(k≠0),则直线l的方程为y-3=k(x+2),
令x=0,得y=2k+3,令y=0,得x=-3k-2
,
于是直线与两坐标轴围成的三角形的面积为
1
2
(2k+3) -3k-2( ) =4,
即(2k+3) 3k+2( )=±8.
若(2k+3) 3k+2( )=8,则整理得4k
2+4k+9=0,无解.
若(2k+3) 3k+2( )=-8,则整理得4k
2+20k+9=0,
解之,得k=-12
或k=-92.
所以直线l的方程为y-3=- 12
(x+2)或y-3=- 92
(x
+2),即y=-12x+2
或y=-92x-6.
变式训练
1.解:(1)直线斜率为tan45°=1,
∴直线方程为y-4=x+1.
(2)直线斜率为tan60°= 3,∴所求直线的方程为y-0=
3(x-0).
(3)直线斜率为0,∴直线方程为y-1=0×(x+1).
2.解:(1)易知k=-1,b=-2,故直线的斜截式方程为y=-x
-2.
(2)由于直线的斜率k=-43
,且过点A(6,-4),根据直线
的点斜式方程得直线方程为y+4=- 43
(x-6),化成斜截
式为y=-43x+4.
(3)直线方程2x+y-1=0可化为y=-2x+1,由直线的斜
截式方程知: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).
3.解:由题意知,直线l的斜率k 存在且k<0,则直线l的方程
为y-2=k(x-3)(k<0),且有A 3-2k
,0( ) ,B(0,2-3k),
∴S△ABO=
1
2
(2-3k)3-2k( )=
1
2 12+
(-9k)+ 4(-k)[ ]
≥12 12+2 (-9k)
4
(-k)[ ]=
1
2×
(12+12)=12,
当且仅当-9k= 4-k
且k<0,即k=-23
时,等号成立.
即△ABO 的面积的最小值为12.故所求直线l的方程为2x
+3y-12=0.
当堂达标
1.C [方程可化为y-(-2)=-[x-(-1)],所以直线过点
(-1,-2),斜率为-1.选 C.]
2.B [由题图可知直线的倾斜角为钝角,且直线在y 轴上的
截距为负值,故k<0,b<0.]
3.解析:∵直线的倾斜角是60°,∴其斜率k=tan60°= 3,
∵直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,∴直线在y轴
上的截距是3或-3,
∴所求直线的斜截式方程是y= 3x+3或y= 3x-3.
答案:y= 3x+3或y= 3x-3
4.解:直线y= 3x+ 3的斜率k= 3,
则其倾斜角α=60°,所以直线l的倾斜角为120°.
直线l的斜率为k′=tan120°=- 3.
所以直线l的点斜式方程为y-4=- 3(x-3).
第2课时 直线方程的两点式
课前预习学案
知识梳理
[思考]
1.[提示] 不能,因为1-1=0,而0不能做分母.过点(2,3),
(5,3)的直线也不能用两点式表示.
2.[提示] 都不是截距式方程.截距式方程的特点有两个,一
是中间必须用“+”号连接,二是等号右边为1.
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)√
2.D [过点A,B的直线方程为y-23-2=
x-3
4-3
,即x-y-1=0.]
3.C [由截距式得,所求直线的方程为x2+
y
3=1.
]
4.解析:直线方程为y-91-9=
x-3
-1-3
,化为截距式为 x
-32
+y3
=1,则在x轴上的截距为-32.
答案:-32
课堂互动学案
[例1] [解] (1)直线BC过点B(0,-3),C(-2,1),由两点
式方程得y+3
1+3=
x-0
-2-0
,化简得2x+y+3=0.
(2)由 中 点 坐 标 公 式,得 BC 的 中 点 D 的 坐 标 为 (0-22
,
-3+1
2
),即D(-1,-1).
又直 线 AD 过 点 A (-4,0),由 两 点 式 方 程 得y+10+1=
x+1
-4+1
,化简得x+3y+4=0.
[例2] [解] 法 一:设 直 线 在x 轴、y 轴 上 的 截 距 分 别 为
a,b.
①当a≠0,b≠0时,设l的方程为xa +
y
b =1.
∵点(4,-3)在直线上,∴4a+
-3
b =1
,
若a=b,则a=b=1,直线l的方程为x+y-1=0.
若a=-b,则a=7,b=-7,此时直线l的方程为x-y-7=0.
②当a=b=0时,直线过原点,且过点(4,-3),
∴直线l的方程为3x+4y=0.
综上知,所求直线l的方程为x+y-1=0或x-y-7=0或
3x+4y=0.
法二:设直线l的方程为y+3=k(x-4),
令x=0,得y=-4k-3;令y=0,得x=4k+3k .
∵直线在两坐标轴上的截距的绝对值相等.
∴|-4k-3|= 4k+3k
,解得k=1或k=-1或k=-34.
∴所求的直线方程为x-y-7=0或x+y-1=0或3x+4y=0.
[例3] [解] (1)设A(a,0),B(0,b)(a>0,b>0).
设直线l的方程为xa +
y
b =1
,则1
a+
1
b=1
,
所以|OA|+|OB|=a+b=(a+b) 1a+
1
b( ) =2+
a
b +
b
a
≥2+2 ab
b
a =4
,当且仅当a=b=2时等号成立,此时
直线l的方程为x+y-2=0.
(2)设直线l的斜率为k,则k<0,直线l的方程为y-1=
k(x-1),则A 1-1k
,0( ) ,B(0,1-k),
所以|MA|2+|MB|2= 1-1+1k( )
2
+12+12+(1-1+k)2=
2+k2+1
k2
≥2+2 k21k2
=4,
当且仅当k2=1
k2
,即k=-1时等号成立,此时直线l的方程
为y-1=-(x-1),即x+y-2=0.
变式训练
1.解:(1)由两点式,得所求方程为y-34-3=
x-4
5-4
,即x-y-1=0.
(2)由于A,B 两点的纵坐标相等,故不能用两点式,所求的
直线方程为y=1.
(3)由于A,B 两点的横坐标相等,故不能用两点式,所求的
直线方程为x=2.
2.解:(1)根据直线方程的截距式,得直线方程为 x-3+
y
4=1
,
化简得4x-3y+12=0.
(2)当直线l在两坐标轴上的截距互为相反数且不为0时,
可设直线l的方程为xa +
y
-a=1.
又因为l过点A(3,4),所以3a+
4
-a=1
,解得a=-1.所以
直线l的方程为 x-1+
y
1=1
,即x-y+1=0.
712
参考答案
[变式训练]
4.(1)设点A(3,-5),B(-2,-2),直线l过
点P(1,1)且与线段AB 相交,则直线l的斜
率k的取值范围是 ( )
A.(-∞,-3]∪[1,+∞)
B.[-3,1]
C.[-1,3]
D.以上都不对
(2)已知点A(1,1),B(0,-1),C(a,b)在同
一直线上,则2a-b= .
[当堂达标]
1.过点A(- 3,2)与点B(- 2,3)的直线
的倾斜角为 ( )
A.45° B.135°
C.45°或135° D.60°
2.若平面内三点A(1,-a),B(2,a2),C(3,a3)
共线,则a等于 ( )
A.1± 2或0 B.2- 52
或0
C.2± 52 D.
2+ 5
2
或0
3.直线l的一个方向向量d=(3,3),则直线l的
倾斜角是 ,直线的斜率是 .
4.直线l经过A(3,1),B(2,-m2)(m∈R)两
点,求直线l的倾斜角α的取值范围.
学习至此,请完成配套训练
1.3直线的方程
第1课时 直线方程的点斜式
课程标准 素养解读
1.了解直线方程的点斜式的推导过程
2.掌握直线方程的点斜式并会应用
3.了解截距的概念,了解直线的斜截式方程与
一次函数的关系
通过对直线的点斜式方程的学习,培养逻辑推
理、数学运算的数学素养.
[情境引入]
笛卡尔出生于法国,毕业
于普瓦捷大学,法国著名哲学
家、物理学家、数学家,被黑格
尔称为“近代哲学之父”.
笛卡尔的思想核心是:把几何学的问题归
结成代数形式的问题,用代数学的方法进行计
算、证明,从而达到最终解决几何问题的目的.
依照这种思想他创立了“解析几何学”.
我们知道给定一点和一个
方向可以唯一确定一条直线,
这样,在平面直角坐标系中给
定一个点P0(x0,y0)和斜率k就能唯一确定
一条直线,也就是说这条直线上任意一点坐标
(x,y)与点P0 的坐标(x0,y0)和斜率k之间的
关系 是 完 全 确 定 的,那 么 这 一 关 系 如 何 表
示呢?
5
第一章 直线与圆
[知识梳理]
[知识点一] 直线l的方程的概念
一般地,如果一条直线l上 的坐标
都是一个方程的解并且以这个方程的解为
坐标的点都在直线l上,那么这个方程称为
直线l的方程
[知识点二] 直线的点斜式方程和斜截式方程
名称 点斜式 斜截式
已知
条件
点P(x0,y0)和斜
率k
斜率k和直线在y 轴
上的截距
图示
方程 y-y0=
适用
范围
斜率存在
特别地:(1)当直线的斜率为0,即k=0时,直
线l与x 轴平行(或重合)直线l方程为y
=y0
(2)当直线与x轴垂直时,则直线的斜率不存
在,直线l的方程为x=x0.
直线的点斜式方程能否表示坐标平
面上的所有直线呢?
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)直线的点斜式方程能表示平面上的所有
直线. ( )
(2)y
-y0
x-x0
=k与y-y0=k(x-x0)都是直线
的点斜式方程. ( )
(3)直线的斜截式方程y=kx+b即为一次函
数的解析式. ( )
(4)直线的纵截距是直线与y 轴交点的纵
坐标. ( )
2.过点P(-2,0),斜率为3的直线的方程是
( )
A.y=3x-2 B.y=3x+2
C.y=3(x-2) D.y=3(x+2)
3.倾斜角为135°,在y轴上的截距为-1的直
线方程是 ( )
A.y=x+1 B.y=x-1
C.y=-x+1 D.y=-x-1
4.无论k取何值,直线y-2=k(x+1)所过的
定点是 .
直线的点斜式方程
[例1] 根据下列条件,求直线的方程:
(1)经过点A(2,5),斜率是4;
(2)经过点B(2,3),倾斜角是45°;
(3)经过点C(-1,-1),与x轴平行;
(4)经过点D(1,1),与x轴垂直.
[思路点拨] 若直线的斜率存在,则直线
方程为y-y0=k(x-x0);若直线的斜率
不存在,则直线方程为x=x0.
利用点斜式求直线方程的方法
(1)用点斜式求直线的方程,首先要确定直
线的斜率和其上一个点的坐标.注意在
斜率存在的条件下,才能用点斜式表示
直线的方程;
(2)已知两点坐标求直线的方程,可以先求
斜率,再用点斜式求直线的方程.
特别注意:斜率不存在时,可直接写出过点
(x0,y0)的直线方程x=x0.
[变式训练]
1.根据条件写出下列直线方程的点斜式.
(1)经过点A(-1,4),倾斜角为45°;
6
数学(BS)选择性必修第一册
(2)经过原点,倾斜角为60°;
(3)经过点D(-1,1),倾斜角为0°.
直线的斜截式方程
[例2] 求满足下列条件的直线方程:
(1)斜率为2,在y轴上的截距为-1;
(2)倾斜角为直线y= 3x+1的倾斜角的
一半,在y轴上的截距为-2;
[思路点拨] 根据条件确定直线的斜率
及直线在y轴上的截距,代入斜截式即可.
斜截式方程的求法
已知直线的斜率与y轴上的截距,可直接
写出直线的方程;已知直线的斜截式方程,
可得直线的斜率与y轴上的截距.直线的
斜截式方程形式简单,特点明显,是运用较
多的直线方程的形式之一.
[变式训练]
2.(1)写出直线斜率为-1,在y轴上截距为-2
的直线的斜截式方程;
(2)求过点A(6,-4),斜率为-43
的直线的
斜截式方程;
(3)已知直线l的方程为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.
点斜式、斜截式的应用
[例3] 已知直线l经过点P(-2,3),且与两
坐标轴围成的三角形的面积为4,求直线l
的方程.
[思路点拨] 利用点斜式设出方程,求出
纵横截距,利用三角形的面积为4列方程
求解.
求解与直线方程有关的三角形面积问题,
应先设出斜率,写出直线方程,通过直线的
纵、横截距列方程或建立目标函数,求解.
[变式训练]
3.已知直线l过点P(3,2),
且与x 轴、y 轴的正半轴
分别交于A,B 两点,如图
所示,求△ABO 的面积的
最小值及此时直线l的方程.
7
第一章 直线与圆
[当堂达标]
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
2.直线y=kx+b在平面直角坐
标系中的位置如图所示,则k,b
满足 ( )
A.k>0,b>0 B.k<0,b<0
C.k<0,b>0 D.k>0,b<0
3.倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的
距离为3的直线的斜截式方程是 .
4.直线l经过点P(3,4),它的倾斜角是直线y
= 3x+ 3的倾斜角的2倍,求直线l的点
斜式方程.
学习至此,请完成配套训练
第2课时 直线方程的两点式
课程标准 素养解读
1.掌握直线方程两点式的形式、特点及适用范围
2.了解直线方程截距式的形式、特点及适用范围
3.会熟练应用两点式、截距式方程求直线的方程
1.通过直线两点式方程的推导,提升逻辑
推理的数学素养
2.通过直线的两点式方程和截距式方程的
学习,培养直观想象和数学运算的数学
素养
[情境引入]
我们知道在直角坐标
系内确定一条直线的几何
要素:点和倾斜角(斜率),
即已知直线上的一点和直
线的斜率可以确定一条直线,或已知两点也可
以确定一条直线.这样,在直角坐标系中,给
定一个点P0(x0,y0)和斜率k,可得出直线方
程.若给 定 直 线 上 两 点 P1(x1,y1)P2(x2,
y2),你能否得出直线的方程呢?
[知识梳理]
[知识点一] 直线的两点式方程
名称 已知条件 示意图 方程 使用范围
两
点
式
P1(x1,y1),
P2(x2,y2),
其中x1≠x2,y1≠y2
y-y1
y2-y1
=
x-x1
x2-x1
斜率存在
且不为0
1.过点(1,3)和(1,5)的直线能用两
点式表示吗? 为什么? 过点(2,3),(5,3)
的直线呢?
[知识点二] 直线的截距式方程
名称 已知条件 示意图 方程 使用范围
截
距
式
在x,y 轴 上
的截 距 分 别
为a,b且a≠
0,b≠0
x
a +
y
b =1
斜 率 存 在 且
不为 0,不 过
原点
2.方程x2-
y
3=1
和x
2+
y
3=-1
都是
直线的截距式方程吗?
8
数学(BS)选择性必修第一册