内容正文:
1.5 两条直线的交点坐标
课程标准 素养解读
1.会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标
2.会根据方程解的个数判定两条直线的位置关系
通过两直线交点坐标的学习,提升数学
运算、直观想象的数学素养
[情境引入]
在平面几何中,我们对直线做了定性研
究,引入平面直角坐标系后,我们用二元一次
方程表示直线,直线的方程就是相应直线上每
一点的坐标所满足的一个关系式,这样我们可
以通过方程把握直线上的点,进而用代数方法
对直线进行定量研究,本节课我们学习的主要
问题是两条直线的交点坐标
[知识梳理]
[知识点一] 两直线的交点
已知两条不重合的直线l1:A1x+B1y+C1
=0;l2:A2x+B2y+C2=0.
(1)两条直线l1,l2交点的坐标就是两个方程
的公共解,可通过求方程组
A1x+B1y+C1=0,
A2x+B2y+C2=0,{
得到两条直线l1,l2交
点的坐标.
(2)若两直线方程组成的方程组
A1x+B1y+C1=0,
A2x+B2y+C2=0,{
有唯一解
x=x0,
y=y0,{
则两条直线 ,交点坐标为(x0,y0).
[知识点二] 两直线的位置关系
方程组
A1x+B1y+C1=0,
A2x+B2y+C2=0{ 的解 一组 无数组 无解
直线l1 与l2 的公共点的个数 一个 无数个 零个
直线l1 与l2 的位置关系 相交 重合 平行
两直线有公共点,两直线一定相交吗?
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若两直线相交,则交点坐标一定是两直
线方程所组成的二元一次方程组的解.
( )
(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 ( )
(4)若两直线的方程组成的方程组有解,则
两直线相交. ( )
2.直线x=1和直线y=2的交点坐标是
( )
A.(2,2) B.(1,1)
C.(1,2) D.(2,1)
3.直线3x-2y+m=0和(m2+1)x+3y-3m
=0的位置关系是 ( )
A.平行 B.重合
C.相交 D.不确定
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
.
81
数学(BS)选择性必修第一册
两直线的交点问题
[例1] 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.
两条直线相交的判定方法
方法一:联立直线方程解方程组,若有一
解,则两直线相交.
方法二:两直线斜率都存在且斜率不等.
方法三:两直线的斜率一个存在,另一个不
存在.
[变式训练]
1.判断下列各对直线的位置关系.若相交,求
出交点坐标:
(1)l1:2x+y+3=0,l2:x-2y-1=0;
(2)l1:x+y+2=0,l2:2x+2y+3=0.
经过两条直线交点的直线方程
[例2] (1)求经过点P(1,0)和两直线l1:x+2y
-2=0,l2:3x-2y+2=0交点的直线方程;
(2)无论实数a取何值,方程(a-1)x-y+2a
-1=0表示的直线恒过定点,试求该定点.
[思路点拨] (1)设所求直线方程为x+
2y-2+λ(3x-2y+2)=0,再将x=1,y=
0代入求出λ,即得所求直线方程.
(2)将直线方程改写为-x-y-1+a(x+
2)=0.
解 方 程 组
-x-y-1=0,
x+2=0,{ 得 直 线 所 过
定点.
利用直线系方程求直线的方程
经过两直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x
+B2y+C2=0 交点的直线方程可写为
A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0
(它不能表示直线l2).反之,当直线的方程
写为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)
=0时,直线一定过直线l1:A1x+B1y+C1
=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0的交点.
91
第一章 直线与圆
[变式训练]
2.(1)已知直线l经过原点,且经过另两条直
线2x+3y+8=0,x-y-1=0的交点,则
直线l的方程为 ( )
A.2x+y=0 B.2x-y=0
C.x+2y=0 D.x-2y=0
(2)求证:无论k取何值时,直线(k+1)x-
(k-1)y-2k=0必过定点,并求出该定点
坐标.
与直线有关的对称问题
[例3] 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.
[思路点拨] 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.
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
x′=2a-x,
y′=2b-y.{
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
n-b
m-a
-AB
æ
è
ç
ö
ø
÷=-1,
Aa+m2 +B
b+n
2 +C=0.
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
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.
[变式训练]
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.
[当堂达标]
1.直线(2k-1)x-(k+3)y-(k-11)=0(k
∈R)所经过的定点是 ( )
A.(5,2) B.(2,3)
C.-12
,3
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.(5,9)
02
数学(BS)选择性必修第一册
2.(多选)当0<k<12
时,直线l1:kx-y-k+
1=0与直线l2:ky-x-2k=0的交点可
能是 ( )
A.(2,3) B.(1,2)
C.-12
,1
2
æ
è
ç
ö
ø
÷ D.-13
,2
3
æ
è
ç
ö
ø
÷
3.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
4.直线l1:x+by=1与直线l2:x-y=a的交点
坐标为(0,2),则a= ,b= .
5.已知入射光线经过点 M(-3,4),被直线l:
x-y+3=0反射,反射光线经过点 N(2,
6),求反射光线所在直线的方程.
学习至此,请完成配套训练
1.6 平面直角坐标系中的距离公式
第1课时 两点间的距离公式
课程标准 素养解读
1.探索并理解平面上两点间的距离公式
2.能够灵活应用平面上两点间的距离公式
通过两点间的距离公式的应用,增强数学抽象、
逻辑推理、数学运算的核心素养
[情境引入]
在 一 条 笔 直 的 公 路
同 侧 有 两 个 大 型 小 区,
现在计 划 在 公 路 上 某 处
建 一 个 公 交 站 点 C,以
方便居 住 在 两 个 小 区 住
户的出行.如何选址能使站点到两个小区的
距离之和最小?
[知识梳理]
[知识点一] 两点间的距离公式
一般地,若两点A,B 的坐标分别为A(x1,
y1),B(x2,y2),则有两点A,B 间的距离公
式,|AB|= .
[知识点二] 两点间距离的特殊情况
(1)原点 O(0,0)与任一点 P(x,y)的距离
|OP|= x2+y2.
(2)当P1P2∥x轴(y1=y2)时,|P1P2|=|x2-x1|.
(3)当P1P2∥y轴(x1=x2)时,|P1P2|=|y2-y1|.
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距
离公式是否可以写成|P1P2|=
(x1-x2)2+(y1-y2)2的形式?
[预习自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面内两点间的距离公式不适用于坐标轴
上的点. ( )
(2)当AB∥y轴(x1=x2)时,|AB|=|y2-y1|.
( )
(3)点P1(0,a),点P2(b,0)之间的距离为a-b.
( )
(4)原点O(0,0)与任一点A(x,y)的距离|OA|=
x2+y2 . ( )
2.已知A(3,7),B(2,5),则A,B两点间的距离为
( )
A.5 B.5 C.3 D.29
3.已知过点 M(-2,a),N(a,4)的直线的斜率
为-12
,则|MN|等于 .
12
第一章 直线与圆
由①②得
a=125
,
b=-115
,{
故A 125
,-115( ).
综 上 所 述,A 点 坐 标 为 (1,-1)
或 12
5
,-115( ).
当堂达标
1.CD [对 A,两直线倾斜角相等,可能重合;对 B,若l1⊥l2,
l1 与l2 中可能一条斜率不存在,另一条斜率为0;对 C,若直
线斜率不存在,直线一定垂直于x轴,正确;对 D,若两条直
线斜率不相等,则两条直线一定不平行,D正确.]
2.C [因为直线l1:x+y+2=0的斜率为:k1=-1,直线l2:x
-y-1=0的斜率为k2=1,所以k1k2=-1,所以这两条
直线的位置关系是垂直.]
3.B [平行于直线4x+3y-3=0的直线具有形式4x+3y+c
=0,故排除 A、D.但选项 C中直线的截距为正,直线过第一
象限,不符合条件,故应选B.]
4.解:(1)∵直线l1:(m+2)x+(m+3)y-5=0,
l2∶6x+(2m-1)y-5=0,l1 与l2 平行,
∴m+26 =
m+3
2m-1≠
-5
-5
,解得m=-52.
(2)∵直线l1:(m+2)x+(m+3)y-5=0,
l2:6x+(2m-1)y-5=0,
l1⊥l2,∴(m+2)×6+(m+3)(2m-1)=0,解得m=-1或
m=-9.
1.5 两条直线的交点坐标
课前预习学案
知识梳理
知识点一 相交
[思考]
提示:不一定,若两直线有无数个公共点,则两直线重合,当
两直线有唯一公共点时,两直线才相交
预习自测
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.C [由 x=1,y=2,{ 得交点坐标为(1,2).]
3.C [∵k1=
3
2
,k2=-
m2+1
3
,∴k1≠k2,∴两直线相交.]
4.解析:直 线 可 化 为 a(x-y+1)+2x-y-2=0,由
x-y+1=0,
2x-y-2=0,{ 得
x=3,
y=4.{ 定点坐标为(3,4).
答案:(3,4)
课堂互动学案
[例1] [解] (1)方程组 2x-y-7=0,3x+2y-7=0,{ 的解为
x=3,
y=-1.{
因此直线l1 和l2 相交,交点坐标为(3,-1).
(2)方程组 2x-6y+4=0,4x-12y+8=0,{ 有无数个解,这表明直线l1 和
l2 重合.
(3)方程组 4x+2y+4=0,2x+y-3=0,{ 无解,这表明直线l1 和l2 没有
公共点,故l1∥l2.
[例2] [解] (1)设所求直线方程为x+2y-2+λ(3x-2y
+2)=0.
∵点P(1,0)在直线上,∴1-2+λ(3+2)=0.
∴λ=15.∴
所求方程为x+2y-2+15
(3x-2y+2)=0,即x+
y-1=0.
(2)由(a-1)x-y+2a-1=0,得-x-y-1+a(x+2)=0.
所以,已知直线恒过直线-x-y-1=0与直线x+2=0的
交点.
解方程组 -x-y-1=0,x+2=0,{ 得
x=-2,
y=1.{
所以方程 (a-1)x-y+2a-1=0 表 示 的 直 线 恒 过 定
点(-2,1).
[例3] [解] 方法一 解方程组 2x+y-4=0,x-y+2=0,{ 得直线l1
与直线l的交点A 23
,8
3( ).
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
x+2
2 -
y
2+2=0
,
y
x-2=-1
,{ 解得 x=-2,y=4,{ 即C(-2,4).
又直线l2 过A
2
3
,8
3( ) 和C(-2,4)两点,
故由两点式得直线l2 的方程为y
-4
8
3-4
=x+22
3+2
,
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
x+x0
2
,y+y0
2( ) ,直线 MN 的斜率为
y-y0
x-x0
.
由题意,得
x+x0
2 -
y+y0
2 +2=0
,
y-y0
x-x0
=-1,
ì
î
í
ïï
ï
解得 x0=y-2,
y0=x+2.{
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.
变式训练
1.解:(1)解方程组 2x+y+3=0x-2y-1=0{ ,得
x=-1,
y=-1,{
所以直线l1 与l2 相交,交点坐标为(-1,-1).
(2)解方程组 x+y+2=0,①2x+2y+3=0,②{ ①×2-②,得1=0,矛盾,
方程组无解.所以直线l1 与l2 无公共点,即l1∥l2.
2.解析:(1)B [(方法1)解方程组 2x+3y+8=0x-y-1=0{ 得交点为
(-1,-2).又直线l经过原点,由两点式得其方程为 y-0-2-0
= x-0-1-0
,即2x-y=0.
(方法2)设直线l的方程为2x+3y+8+λ(x-y-1)=0,因其过
原点,
所以8+(-λ)=0,λ=8,直线l的方程为2x-y=0.]
(2)法一: 当k=1时,直线方程为x=1.
当k=0时,直线方程为x+y=0.
由 x=1,x+y=0{ 得交点P(1,-1),将P(1,-1)代入原方程左
边得
k+1-(k-1)×(-1)-2k=k+1+k-1-2k=0,
即点P 的坐标总适合直线方程.
∴无论k取何实数,点P(1,-1)总在直线(k+1)x-(k-1)
y-2k=0上.
法二:将原方程化为k(x-y-2)+x+y=0,
要使其对任意实数k恒成立,
则有 x-y-2=0,x+y=0,{ ∴
x=1,
y=-1.{
∴不论k为何实数,原直线都过定点(1,-1).
3.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 x+x02
,y+y0
2( ) 在直线l2 上.
∴
y0-y
x0-x
3=-1,
3×
x+x0
2 -
y+y0
2 +3=0
,
ì
î
í
ïï
ï
变形得
x0=
3y-4x-9
5
,
y0=
3x+4y+3
5
,{
代入直线l1:x-y-2=0,
得3y-4x-9
5 -
3x+4y+3
5 -2=0
,
整理得7x+y+22=0.
∴所求直线方程为7x+y+22=0.
当堂达标
1.B [(2k-1)x-(k+3)y-(k-11)=0可化为k(2x-y-
1)-x-3y+11=0,由 2x-y-1=0
,
x+3y-11=0{ 得
x=2,
y=3,{ 即直线恒
过定点(2,3).]
2.CD [由 kx-y-k+1=0,ky-x-2k=0,{ 得
x= kk-1
,
y=2k-1k-1
,{
把各个选项代入验证即可.]
022
数学(BS)选择性必修第一册
3.D [联立直线l1,l2 的方程
x-3y+4=0,
2x+y+5=0,{ 解 得
x=-197
,
y=37
,{ 即 直 线l1 与l2 的 交 点 为
-197
,3
7( ) ,故所求的直线方程为y=-
3
19x
,即3x+19y=0.]
4.解析:将点(0,2)代入直线x+by=1,解得b= 12
,在将点
(0.2)代入直线x-y=a,解得a=-2,
答案:-2;12
5.解:设点 M(-3,4)关 于 直 线l:x-y+3=0的 对 称 点 为
M′(a,b),则反射光线所在直线过点 M′,
所以
b-4
a-(-3)=-1
,
-3+a
2 -
b+4
2 +3=0
,{ 解得a=1,b=0.又反射光线经
过点 N(2,6),
所以所求直线的方程为y-0
6-0=
x-1
2-1
,即6x-y-6=0.
1.6 平面直角坐标系中的距离公式
第1课时 两点间的距离公式
课前预习学案
知识梳理
知识点一 (x2-x1)2+(y2-y1)2
[思考]
[提 示 ] 可 以,原 因 是 (x2-x1)2+(y2-y1)2 =
(x1-x2)2+(y1-y2)2,也就是说公式中P1,P2 两点的位
置没有先后之分.
预习自测
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√
2.B [由 平 面 内 两 点 间 的 距 离 公 式 可 知 |AB|=
(3-2)2+(7-5)2= 5.]
3.解析:∵过点 M(-2,a),N(a,4)的直线斜率为k=4-aa+2=
-12
,解得a=10,
∴|MN|= (a+2)2+(4-a)2=
(10+2)2+(4-10)2=6 5.
答案:6 5
课堂互动学案
[例1] [解析] (1)设点 M(x,0)(x>0),由题意可知,
x2+02= 52+(-3)2,解得x= 34.∴点 M 的坐标为
( 34,0).
(2)直线2x+my+2=0与x轴的交点为(-1,0),与y轴的
交 点 为 0,-2m( ) ,所 以 两 交 点 之 间 的 距 离 为
(-1-0)2+ 0+2m( )
2
= 1+ 4m2
(m≠0).
[答案] (1)D (2)1+ 4m2
(m≠0)
[例2] [解] 法一:∵|AB|= (3+3)2+(-3-1)2=2 13,
|AC|= (1+3)2+(7-1)2=2 13,
又|BC|= (1-3)2+(7+3)2=2 26,
∴|AB|2+|AC|2=|BC|2,
且|AB|=|AC|,
∴△ABC是等腰直角三角形.
法二:∵kAC=
7-1
1-(-3)=
3
2
,
kAB=
-3-1
3-(-3)=-
2
3
,
则kACkAB=-1,∴AC⊥AB.
又|AC|= (1+3)2+(7-1)2=2 13,
|AB|= (3+3)2+(-3-1)2=2 13,
∴|AC|=|AB|.∴△ABC是等腰直角三角形.
[例3] [解] (1)设 A(2,0)关 于 直 线l 的 对 称 点 为
A′(m,n),则
n-0
m-2=-2
,
m+2
2 -2×
n+0
2 +8=0
,{
解得 m=-2,n=8,{ 故A′(-2,8).
P 为直线l上的一点,则|PA|+|PB|=|PA′|+|PB|≥
|A′B|,当且仅当B,P,A′三点共线时,|PA|+|PB|取得最
小值,为|A′B|,点 P 即 是 直 线A′B 与 直 线l 的 交 点,
由 x=-2,x-2y+8=0,{
得 x=-2,
y=3,{ 故所求的点P 的坐标为(-2,3),最小值为|A′
B|=|8-(-4)|=12.
(2)A,B 两点在直线l的同侧,P是直线l上的一点,则||PB|
-|PA||≤|AB|,当且仅当A,B,P三点共线时,||PB|-|PA||
取得最大值,为|AB|,点P 即是直线AB 与直线l的交点,又
直 线 AB 的 方 程 为 y =x -2,解 y=x-2
,
x-2y+8=0,{ 得
x=12,
y=10,{ 故所求的点P 的坐标为(12,10),最大值为|AB|=
(-2-2)2+(-4-0)2=4 2.
变式训练
1.解:设所求点P(x,0),于是由|PA|=|PB|得
(x+1)2+(0-2)2= (x-2)2+(0- 7)2,
即x2+2x+5=x2-4x+11,解得x=1.
所以,所求P 点坐标为(1,0),
|PA|= (1+1)2+(0-2)2=2 2.
2.解:因为|AD|= (5-3)2+(4-0)2=2 5.
在 Rt△ABD 中,由勾股定理得|AB|=
|AD|2+|BD|2= 20+4=2 6.
所以等腰△ABC的腰长为2 6.
3.解 析:∵ f (x)= x2+4x+20 + x2+2x+10 =
(x+2)2+(0-4)2+ (x+1)2+(0-3)2,
∴f(x)的几何意义为点 M(x,0)到两定点A(-2,4)与B
(-1,3)的距离之和.设点A(-2,4)关于x 轴的对称点为
A′,则A′为(-2,-4).
要求f(x)的最小值,可转化为|MA|+|MB|的最小值,利
用对 称 思 想 可 知 |MA| + |MB| ≥ |A′B | =
(-1+2)2+(3+4)2=5 2,即f(x)=
x2+4x+20+ x2+2x+10的最小值为5 2.
答案:5 2
当堂达标
1.B [|AB|= (-2-1)2+(2+2)2= 25=5.]
2.C [BC边的中点D 32
,6( ) ,由两点之间的距离公式可得
|AD|= 32-4( )
2
+(6-1)2=5 52 .
]
3.C [由|AB|= (a+2)2+(3+1)2=5,可知(a+2)2=9.
∴a=1或-5.]
4.解析:由两点间的距离公式,得|AC|=
[3-(-1)]2+(4-0)2=4 2,
|CB|= (3-5)2+(4-6)2=2 2,故|AC||CB|=
4 2
2 2
=2.
答案:2
5.解:直 线 AB 的 斜 率k= 2-5-1-2=1
,AB 中 点 坐 标 为
1
2
,7
2( ) ,点斜式得所求直线方程为y-
7
2 =x-
1
2
,即x
-y+3=0.
第2课时 点到直线的距离公式
第3课时 两条平行直线间的距离公式
课前预习学案
情境引入
提示:铺设一条从饭馆到公路的垂直道路,道路的长度最短.
知识梳理
知识点一1.垂足 2.
|Ax0+By0+C|
A2+B2
[思考]
1.[提示] 要求直线的方程应化为一般式.
知识点二1.公垂线段 2.点到直线 3.
|C2-C1|
A2+B2
[思考]
2.[提示] 两条平行直线的方程都是一般式,且x,y对应的
系数应分别相等.
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参考答案