内容正文:
6.2.2 直线的点斜式方程与斜截式方程
课程标准
素养解读
1.掌握直线的点斜式方程,会求直线的点斜式方程
2.掌握直线的斜截式方程,会求直线的斜截式方程
通过对直线的点斜式和斜截式方程的学习,培养数学抽象、逻辑推理、数学运算的数学素养
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?
[知识点一] 直线的点斜式方程
(1)定义:如图所示,直线l过定点P(x0,y0),斜率为k,则把方程 y-y0=k(x-x0) 叫做直线l的点斜式方程.
(2)说明:
当斜率k=0时,直线l的方程为 y=y0 ,此时直线l平行于x轴(或与x轴重合),如图所示.
当斜率不存在时,直线l的方程为 x=x0 .此时直线l平行于y轴(或与y轴重合),如图所示.
1.直线的点斜式方程能否表示坐标平面上的所有直线呢?
[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.
[知识点二] 直线的斜截式方程
(1)定义:如图所示,直线l的斜率为k,且与y轴的交点为(0,b),则方程 y=kx+b 叫做直线l的斜截式方程.
(2)说明:一般地,把直线与y轴交点(0,b)的纵坐标b称为直线在y轴上的 截距 ,与x轴的交点(a,0)的横坐标a称为直线在x轴上的 截距 ,倾斜角是 90° 的直线没有斜截式方程.
2.截距是距离吗?为什么?
[提示] 截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点时,它的横截距和纵截距都为0.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)y轴所在直线方程为y=0.( )
(2)直线y-3=k(x+1)恒过定点(-1,3).( )
(3)直线在y轴上的截距是直线与y轴交点到原点的距离.( )
(4)直线y=kx-b在y轴上的截距为b.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.过点P(-5,7),倾斜角为135°的直线方程为( )
A.x-y+12=0 B.x+y-2=0
C.x+y-12=0 D.x-y+2=0
解析:B [依题意,直线的斜率k=tan 135°=-1,
所以直线方程为:y-7=-1×(x+5),即x+y-2=0.故选B.]
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
解析: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.]
直线的点斜式方程
求满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)过点P(-4,3),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.
[思路点拨] 先确定直线的斜率k,再根据点斜式方程写出直线的方程.
[解析] (1)∵直线过点P(-4,3),斜率k=-3,
由直线方程的点斜式得直线方程为y-3=-3(x+4).
(2)与x轴平行的直线,其斜率k=0,由直线方程的点斜式可得直线方程为y-(-4)=0×(x-3),即y+4=0.
(3)过点P(-2,3)、Q(5,-4)的直线的斜率kPQ===-1.
又∵直线过点P(-2,3),
∴直线的点斜式方程为y-3=-(x+2).
求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0).点斜式方程y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外.
[变式训练]
1.你能写出下列直线的点斜式方程吗?没有点斜式方程的直线和斜率为0的直线如何表示?
(1)经过点A(-2,5),斜率是3;
(2)经过点B(2,-3),倾斜角是135°;
(3)经过点C(-1,-1),与x轴平行;
(4)经过点D(1,1),与x轴垂直.
解析:(1)y-5=3(x+2).
(2)k=tan135°=-1,∴y+3=-(x-2).
(3)y=-1.
(4)x=1.
直线的斜截式方程
写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率是3,在y轴上的截距是-3;
(2)倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;
(3)倾斜角是150°,在y轴上的截距是0.
[思路点拨] 确定直线的斜率及在y轴上的截距,用斜截式写出直线方程.
[解析] (1)y=3x-3.
(2)∵k=tan60°=,∴y=x+5.
(3)∵k=tan150°=-,∴y=-x.
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.写出满足下列条件的直线的方程.
(1)斜率为5,在y轴上截距为-1, ________ ;
(2)倾斜角30°,在y轴上截距为, ________ .
解析:(1)方程为y=5x-1,即5x-y-1=0.
(2)方程为y=xtan30°+,即x-y+3=0.
答案:(1)5x-y-1=0 (2)x-y+3=0
1.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)
解析:D [由点斜式方程可知,直线的方程为y-0=3(x+2),即y=3(x+2),故选D.]
2.直线2x+y+3=0在y轴上的截距是( )
A. B.- C.3 D.-3
解析:D [直线2x+y+3=0整理为y=-2x-3.∴直线在y轴上的截距是-3.]
3.直线l的点斜式方程是y-2=3(x+1),则直线l的斜率是( )
A.2 B.-1 C.3 D.-3
解析:C [由直线的点斜式的定义可知,直线的斜率k=3.]
4.直线y=-2x+3的斜率是 ________ ,在y轴上的截距是 ________ ,在x轴上的截距是 ________ .
解析:斜率是-2;在y轴上的截距是3;令y=0得x=,即在x轴上的截距是.
答案:-2 3
[基础过关]
1.方程y-y0=k(x-x0)( )
A.可以表示任何直线
B.不能表示过原点的直线
C.不能表示与y轴垂直的直线
D.不能表示与x轴垂直的直线
解析:D [因为直线的点斜式方程不能表示斜率不存在的直线,所以y-y0=k(x-x0)不能表示与x轴垂直的直线,故选D.]
2.经过点A(0,-3)且斜率为2的直线方程为( )
A.2x-y-3=0 B.2x+y+3=0
C.x-2y-6=0 D.x+2y+6=0
解析:A [因为直线经过点A(0,-3)且斜率为2,所以直线的方程为y+3=2(x-0),即2x-y-3=0,故选A.]
3.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(-1,2),斜率为1
C.直线经过点(-1,-2),斜率为-1
D.直线经过点(-1,-2),斜率为1
解析:C [方程y+2=-x-1可写成y+2=-(x+1),根据点斜式方程的定义可知该直线的斜率为-1,过点(-1,-2).]
4.直线y=(x-)的斜率与y轴上的截距分别是( )
A., B.,-3
C.,3 D.-,-3
解析:B [y=(x-)=x-3,∴直线的斜率k=,在y轴上的截距b=-3,故选B.]
5.斜率为-2,在x轴上截距为2的直线的一般式方程是( )
A.2x+y+4=0 B.2x-y+2=0
C.2x+y-4=0 D.2x-y-2=0
解析:C [∵直线在x轴上的截距为2,∴直线经过点(2,0),
又∵直线的斜率为-2,由直线的点斜式方程得直线的方程为y=-2(x-2),即2x+y-4=0,故选C.]
6.已知直线的倾斜角为45°,在y轴上的截距为2,则此直线方程为 ________ .
解析:∵直线的倾斜角为45°,
∴直线的斜率为k=tan 45°=1,
由斜截式可得方程为:y=x+2.
答案:y=x+2
7.若直线方程为y=x+1,则该直线的倾斜角为 ________ .
解析:由题意,直线斜率为1,设直线的倾斜角为α(0≤α<π),则tan α=1⇒α=.
答案:
8.已知点(1,-4)和(-1,0)是直线y=kx+b上的两点,则k= ________ ,b= ________ .
解析:由题意,得,解得k=-2,b=-2.
答案:-2 -2
9.写出下列直线的点斜式方程并化成斜截式:
(1)经过点A(2,5),斜率是4;
(2)经过点B(2,3),倾斜角为45°.
解:(1)y-5=4(x-2),y=4x-3.
(2)k=tan45°=1,所以y-3=x-2.即y=x+1.
[能力提升]
10.直线y=-2x-7在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,则a、b的值是( )
A.a=-7,b=-7 B.a=-7,b=-
C.a=-,b=7 D.a=-,b=-7
解析:D [令x=0,得y=-7,即b=-7,
令y=0,得x=-,即a=-.]
11.直线y=kx+b通过第一、三、四象限,则有( )
A.k>0,b>0 B.k>0,b<0
C.k<0,b>0 D.k<0,b<0
解析:B [如图,由图可知,k>0,b<0.]
12.已知A(3,2),B(-2,3),C(4,5),则△ABC的BC边上的中线所在的直线方程为( )
A.x+y+1=0 B.x+y-1=0
C.x+y-5=0 D.x-y-5=0
解析:C [由题意知边BC的中点为D(1,4),
∴中线AD的斜率k==-1
由点斜式得直线方程为y-2=-(x-3),整理得x+y-5=0.故选C.]
13.已知直线l的倾斜角是直线y=x+1的倾斜角的2倍,且过定点P(3,3),则直线l的方程为 ________
解析:∵直线y=x+1的倾斜角是45°,直线l的倾斜角是直线y=x+1的两倍,
∴要求直线l的倾斜角是90°,∵直线l过点P(3,3),∴直线的方程是x=3,故答案为x=3.
答案:x=3
14.已知直线l与直线l1:y=2x+6在y轴上有相同的截距,且l的斜率与l1的斜率互为倒数,则直线l的方程为 ________________ .
解析:由题意知,直线l1:y=2x+6在y轴上的截距为6,其斜率为2,
所以直线l在y轴上的截距为6,其斜率为,
所以直线l的方程为y=x+6.
答案:y=x+6
15.根据下列直线方程,分别求出直线的斜率及其在y轴上的截距:
(1)y-2=x+1;
(2)y+4=(x-2);
(3)4x+y-3=0.
解析:(1)由y-2=x+1⇒y=x+3,
所以该直线的斜率为1,在y轴上的截距为3;
(2)由y+4=(x-2)⇒y=x-2-4,
所以该直线的斜率为,在y轴上的截距为
-2-4;
(3)由4x+y-3=0⇒y=-4x+3,
所以该直线的斜率为-4,在y轴上的截距为3.
答案:(1)斜率为1,在y轴上的截距为3;
(2)斜率为,在y轴上的截距为-2-4;
(3)斜率为-4,在y轴上的截距为3.
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[基础过关]
1.方程y-y0=k(x-x0)( )
A.可以表示任何直线
B.不能表示过原点的直线
C.不能表示与y轴垂直的直线
D.不能表示与x轴垂直的直线
解析:D [因为直线的点斜式方程不能表示斜率不存在的直线,所以y-y0=k(x-x0)不能表示与x轴垂直的直线,故选D.]
2.经过点A(0,-3)且斜率为2的直线方程为( )
A.2x-y-3=0 B.2x+y+3=0
C.x-2y-6=0 D.x+2y+6=0
解析:A [因为直线经过点A(0,-3)且斜率为2,所以直线的方程为y+3=2(x-0),即2x-y-3=0,故选A.]
3.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(-1,2),斜率为1
C.直线经过点(-1,-2),斜率为-1
D.直线经过点(-1,-2),斜率为1
解析:C [方程y+2=-x-1可写成y+2=-(x+1),根据点斜式方程的定义可知该直线的斜率为-1,过点(-1,-2).]
4.直线y=(x-)的斜率与y轴上的截距分别是( )
A., B.,-3
C.,3 D.-,-3
解析:B [y=(x-)=x-3,∴直线的斜率k=,在y轴上的截距b=-3,故选B.]
5.斜率为-2,在x轴上截距为2的直线的一般式方程是( )
A.2x+y+4=0 B.2x-y+2=0
C.2x+y-4=0 D.2x-y-2=0
解析:C [∵直线在x轴上的截距为2,∴直线经过点(2,0),
又∵直线的斜率为-2,由直线的点斜式方程得直线的方程为y=-2(x-2),即2x+y-4=0,故选C.]
6.已知直线的倾斜角为45°,在y轴上的截距为2,则此直线方程为 ________ .
解析:∵直线的倾斜角为45°,
∴直线的斜率为k=tan 45°=1,
由斜截式可得方程为:y=x+2.
答案:y=x+2
7.若直线方程为y=x+1,则该直线的倾斜角为 ________ .
解析:由题意,直线斜率为1,设直线的倾斜角为α(0≤α<π),则tan α=1⇒α=.
答案:
8.已知点(1,-4)和(-1,0)是直线y=kx+b上的两点,则k= ________ ,b= ________ .
解析:由题意,得,解得k=-2,b=-2.
答案:-2 -2
9.写出下列直线的点斜式方程并化成斜截式:
(1)经过点A(2,5),斜率是4;
(2)经过点B(2,3),倾斜角为45°.
解:(1)y-5=4(x-2),y=4x-3.
(2)k=tan45°=1,所以y-3=x-2.即y=x+1.
[能力提升]
10.直线y=-2x-7在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,则a、b的值是( )
A.a=-7,b=-7 B.a=-7,b=-
C.a=-,b=7 D.a=-,b=-7
解析:D [令x=0,得y=-7,即b=-7,
令y=0,得x=-,即a=-.]
11.直线y=kx+b通过第一、三、四象限,则有( )
A.k>0,b>0 B.k>0,b<0
C.k<0,b>0 D.k<0,b<0
解析:B [如图,由图可知,k>0,b<0.]
12.已知A(3,2),B(-2,3),C(4,5),则△ABC的BC边上的中线所在的直线方程为( )
A.x+y+1=0 B.x+y-1=0
C.x+y-5=0 D.x-y-5=0
解析:C [由题意知边BC的中点为D(1,4),
∴中线AD的斜率k==-1
由点斜式得直线方程为y-2=-(x-3),整理得x+y-5=0.故选C.]
13.已知直线l的倾斜角是直线y=x+1的倾斜角的2倍,且过定点P(3,3),则直线l的方程为 ________
解析:∵直线y=x+1的倾斜角是45°,直线l的倾斜角是直线y=x+1的两倍,
∴要求直线l的倾斜角是90°,∵直线l过点P(3,3),∴直线的方程是x=3,故答案为x=3.
答案:x=3
14.已知直线l与直线l1:y=2x+6在y轴上有相同的截距,且l的斜率与l1的斜率互为倒数,则直线l的方程为 ________________ .
解析:由题意知,直线l1:y=2x+6在y轴上的截距为6,其斜率为2,
所以直线l在y轴上的截距为6,其斜率为,
所以直线l的方程为y=x+6.
答案:y=x+6
15.根据下列直线方程,分别求出直线的斜率及其在y轴上的截距:
(1)y-2=x+1;
(2)y+4=(x-2);
(3)4x+y-3=0.
解析:(1)由y-2=x+1⇒y=x+3,
所以该直线的斜率为1,在y轴上的截距为3;
(2)由y+4=(x-2)⇒y=x-2-4,
所以该直线的斜率为,在y轴上的截距为
-2-4;
(3)由4x+y-3=0⇒y=-4x+3,
所以该直线的斜率为-4,在y轴上的截距为3.
答案:(1)斜率为1,在y轴上的截距为3;
(2)斜率为,在y轴上的截距为-2-4;
(3)斜率为-4,在y轴上的截距为3.
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课前·预习学案
课堂·互动学案
01
02
随堂·步步夯实
03
课后·素养提升
04
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素养解读
1.掌握直线的点斜式方程,会求直线的点斜式方程
2.掌握直线的斜截式方程,会求直线的斜截式方程
通过对直线的点斜式和斜截式方程的学习,培养数学抽象、逻辑推理、数学运算的数学素养
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?
[知识点一] 直线的点斜式方程
(1)定义:如图所示,直线l过定点P(x0,y0),斜率为k,则把方程
y-y0=k(x-x0) 叫做直线l的点斜式方程.
(2)说明:
当斜率k=0时,直线l的方程为 y=y0 ,此时直线l平行于x轴(或与x轴重合),如图所示.
当斜率不存在时,直线l的方程为 x=x0 .此时直线l平行于y轴(或与y轴重合),如图所示.
1.直线的点斜式方程能否表示坐标平面上的所有直线呢?
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.
[知识点二] 直线的斜截式方程
(1)定义:如图所示,直线l的斜率为k,且与y轴的交点为(0,b),则方程 y=kx+b 叫做直线l的斜截式方程.
(2)说明:一般地,把直线与y轴交点(0,b)的纵坐标b称为直线在y轴上的 截距 ,与x轴的交点(a,0)的横坐标a称为直线在x轴上的
截距 ,倾斜角是 90° 的直线没有斜截式方程.
2.截距是距离吗?为什么?
提示:截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点时,它的横截距和纵截距都为0.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)y轴所在直线方程为y=0.( )
(2)直线y-3=k(x+1)恒过定点(-1,3).( )
(3)直线在y轴上的截距是直线与y轴交点到原点的距离.( )
(4)直线y=kx-b在y轴上的截距为b.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.过点P(-5,7),倾斜角为135°的直线方程为( )
A.x-y+12=0
B.x+y-2=0
C.x+y-12=0
D.x-y+2=0
解析:B [依题意,直线的斜率k=tan 135°=-1,
所以直线方程为:y-7=-1×(x+5),即x+y-2=0.故选B.]
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
解析: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.]
直线的点斜式方程
求满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)过点P(-4,3),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.
[思路点拨] 先确定直线的斜率k,再根据点斜式方程写出直线的方程.
[解析] (1)∵直线过点P(-4,3),斜率k=-3,
由直线方程的点斜式得直线方程为y-3=-3(x+4).
(2)与x轴平行的直线,其斜率k=0,由直线方程的点斜式可得直线方程为y-(-4)=0×(x-3),即y+4=0.
(3)过点P(-2,3)、Q(5,-4)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),
∴直线的点斜式方程为y-3=-(x+2).
求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0).点斜式方程y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外.
[变式训练]
1.你能写出下列直线的点斜式方程吗?没有点斜式方程的直线和斜率为0的直线如何表示?
(1)经过点A(-2,5),斜率是3;
(2)经过点B(2,-3),倾斜角是135°;
(3)经过点C(-1,-1),与x轴平行;
(4)经过点D(1,1),与x轴垂直.
解析:(1)y-5=3(x+2).
(2)k=tan135°=-1,∴y+3=-(x-2).
(3)y=-1.
(4)x=1.
直线的斜截式方程
写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率是3,在y轴上的截距是-3;
(2)倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;
(3)倾斜角是150°,在y轴上的截距是0.
[思路点拨] 确定直线的斜率及在y轴上的截距,用斜截式写出直线方程.
[解析] (1)y=3x-3.
(2)∵k=tan60°=eq \r(3),∴y=eq \r(3)x+5.
(3)∵k=tan150°=-eq \f(\r(3),3),∴y=-eq \f(\r(3),3)x.
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.写出满足下列条件的直线的方程.
(1)斜率为5,在y轴上截距为-1, ________ ;
(2)倾斜角30°,在y轴上截距为eq \r(3), ________ .
解析:(1)方程为y=5x-1,即5x-y-1=0.
(2)方程为y=xtan30°+eq \r(3),即x-eq \r(3)y+3=0.
答案:(1)5x-y-1=0 (2)x-eq \r(3)y+3=0
1.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)
解析:D [由点斜式方程可知,直线的方程为y-0=3(x+2),即y=3(x+2),故选D.]
2.直线2x+y+3=0在y轴上的截距是( )
A.eq \f(3,2)
B.-eq \f(3,2)
C.3
D.-3
解析:D [直线2x+y+3=0整理为y=-2x-3.∴直线在y轴上的截距是-3.]
3.直线l的点斜式方程是y-2=3(x+1),则直线l的斜率是( )
A.2
B.-1
C.3
D.-3
解析:C [由直线的点斜式的定义可知,直线的斜率k=3.]
4.直线y=-2x+3的斜率是 ________ ,在y轴上的截距是 ________ ,在x轴上的截距是 ________ .
解析:斜率是-2;在y轴上的截距是3;令y=0得x=eq \f(3,2),即在x轴上的截距是eq \f(3,2).
答案:-2 3 eq \f(3,2)
$$