内容正文:
1.3
直线的方程
直线方程的点斜式
[教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
第1课时
课时目标
1.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的点斜式.
2.了解直线方程的斜截式与一次函数的关系.
3.会利用直线方程的点斜式与斜截式解决有关问题.
CONTENTS
目录
1
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课前预知教材·自主落实基础
课堂题点研究·迁移应用融通
课时检测
课前预知教材·自主落实基础
01
1.直线方程的点斜式
设过点P(x0,y0)且斜率为k的直线l的方程为_____________,此方程称为直线方程的点斜式.
y-y0=k(x-x0)
斜率 存在 不存在(α=90°)
点斜式 _______________ 无
特殊
情况
图示 k=0时,l与x轴平行或重合
k不存在时,l⊥x轴,不能用点斜式求方程
y-y0=k(x-x0)
|微|点|助|解|
(1)点斜式的前提条件是斜率存在,若斜率不存在,则不能应用此式.
(2)由方程的点斜式y-y0=k(x-x0)中能观察到,直线过定点(x0,y0),斜率为k.
2.直线方程的斜截式
斜截式
已知条件 经过点(0,b)且斜率为k
图示
方程形式 ________
适用条件 斜率存在
y=kx+b
|微|点|助|解|
(1)直线方程的斜截式是直线方程的点斜式的特殊情况,只能在直线斜率存在的前提下使用;由直线方程的斜截式可直接得到直线的斜率和在y轴上的截距.
(2)截距是一个实数,它是直线和坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以是正数、负数或0,当直线过原点时,它的横截距和纵截距都为0.
基础落实训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于直线方程的点斜式y-y0=k(x-x0)也可写成k=. ( )
(2)直线y-3=k(x+1)恒过定点(-1,3). ( )
(3)直线y-2=3(x+1)的斜率是3. ( )
×
√
√
2.若直线l过点(-1,1)且斜率为1,则直线l的方程为 ( )
A.x-y-2=0 B.x+y-2=0
C.x-y+2=0 D.x+y+2=0
√
解析:直线l的斜率为1,又直线l过点(-1,1),则直线l的方程为y-1=x+1,即x-y+2=0.
3.直线l在y轴上的截距为2,且斜率为-1,则该直线方程为 ( )
A.y=-x+2 B.y=x+2
C.y=x-2 D.y=-x-2
√
课堂题点研究·迁移应用融通
02
题型(一) 直线方程的点斜式
[例1] 写出下列直线方程的点斜式:
(1)过点A(-4,3),斜率k=3;
解:由方程的点斜式可知,
所求直线方程为y-3=3[x-(-4)].
(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;
解:由题意知,直线的斜率k=tan 135°=-1,故所求直线方程的点斜式为y-4=-[x-(-1)].
(3)过点D(2,1)和E(3,-4).
解:∵直线过点D(2,1)和E(3,-4),
∴斜率k==-5.
故所求直线方程的点斜式为y-1=-5(x-2).
|思|维|建|模|
求直线方程的点斜式的思路
针对训练
1.与向量a=平行,且经过点的直线方程为( )
A.y=x- B.y=-x-
C.y=x-18 D.y=-x+10
√
解析:依题意可知,所求直线的斜率为,所以所求直线的方程为y+4=(x-4),即y=x-.
2.求满足下列条件的直线方程的点斜式.
(1)过点P(0,5),且与x轴垂直;
解:∵与x轴垂直的直线,其斜率不存在,
∴直线的方程为x=0.
(2)过点P(,1),倾斜角是120°;
解:∵直线的倾斜角是120°,
∴k=tan 120°=-.又直线过点P(,1),
∴直线方程的点斜式为y-1=-(x-).
(3)过点(1,1),且直线的一个方向向量为(1,2).
解:由题意知,直线的斜率为2,又直线过点(1,1),
∴所求直线方程的点斜式为y-1=2(x-1).
题型(二) 直线方程的斜截式
[例2] 写出下列直线方程的斜截式:
(1)直线的倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;
解:∵k=tan 60°=,
∴所求直线方程的斜截式为y=x+5.
(2)斜率与直线y=x+1互为相反数,且在x轴上的截距为-2;
解:由题意知,所求直线的斜率为-,可设直线方程为y=-x+b,∵在x轴上的截距为-2,∴0=-×(-2)+b,得b=-2.∴直线方程的斜截式为y=-x-2.
(3)直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2.
解:∵直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2,
∴直线过点(4,0)和(0,-2).∴k==,
∴所求直线方程的斜截式为y=x-2.
|思|维|建|模|
直线方程的斜截式的求解策略
(1)求直线方程的斜截式只要分别把直线的斜率和在y轴上的截距代入方程即可.
(2)当斜率和截距未知时,可结合已知条件,先求出斜率和截距,再写出直线方程的斜截式.
针对训练
3.根据下列条件求直线方程的斜截式:
(1)斜率是,截距是-2;
解:由题意,当直线在y轴上的截距为-2时,直线方程的斜截式为y=x-2;当直线在x轴上的截距为-2时,直线的方程为y=(x+2),
即直线方程的斜截式为y=x+.综上,直线方程的斜截式为y=x-2或y=x+.
(2)倾斜角为120°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
解:因为倾斜角为120°,所以k=tan 120°=-,
因为直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,
所以直线在y轴上的截距为3或-3.
故所求直线方程的斜截式为y=-x+3或y=-x-3.
题型(三) 含参数的直线方程的几何特征
[例3] 已知直线l:y=kx+2k+1.
(1)求证:直线l恒过一个定点;
解:证明:由y=kx+2k+1,得y-1=k(x+2),由直线方程的点斜式可知,直线恒过定点(-2,1).
(2)当-3<x<3时,直线上的点都在x轴上方,求实数k的取值范围.
解:设y=f(x)=kx+2k+1,
因为当-3<x<3时,直线上的点都在x轴上方,
需满足即
解得-≤k≤1,所以实数k的取值范围是.
|思|维|建|模|
对于含参数k的直线方程y-y0=k(x-x0),该直线恒过定点(x0,y0).
针对训练
4.已知直线l:y=ax+.
(1)求证:无论a为何值,直线l必经过第一象限;
解:证明:因为y=ax+=a+,所以直线l恒过定点.
因为点位于第一象限,所以无论a为何值,直线l必经过第一象限.
(2)若直线l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
解:设A,则直线OA的斜率kOA==3.若直线l不经过第二象限,
则直线l的斜率kl≥3,即a≥3.
所以实数a的取值范围为[3,+∞).
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1.已知直线l的方程为y+=(x-1),则l在y轴上的截距为( )
A.9 B.-9 C. D.-
√
解析:由y+=(x-1),得y=x-9,∴l在y轴上的截距为-9.
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2.过点(1,-1)且方向向量为(-2,3)的直线的方程为 ( )
A.y-1=-(x-1) B.y-1=-(x+1)
C.y+1=-(x-1) D.y+1=(x-1)
√
解析:由方向向量得直线的斜率为-,
所以得直线方程为y+1=-.
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3.已知直线方程为y=-x+2,则直线的倾斜角为 ( )
A. B. C. D.
√
解析:设直线y=-x+2的倾斜角为θ,可知tan θ=k=-1 ,又 0≤θ<π,所以θ=.
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4.已知直线l1:y=k1x+b1与l2:y=k2x+b2的位置关系如图所示,则有 ( )
A.k1<k2且b1<b2
B.k1<k2且b1>b2
C.k1>k2且b1>b2
D.k1>k2且b1<b2
√
解析:设直线l1,l2的倾斜角分别为α1,α2.由题图可知90°<α1<α2<180°,
所以k1<k2,又b1<0,b2>0,所以b1<b2.故选A.
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5.已知直线l的一个方向向量为(cos 45°,-sin 45°),且过点(1,2),则直线l在y轴上的截距为 ( )
A.3 B.-3 C.1 D.-1
√
解析:∵直线l的一个方向向量为(cos 45°,-sin 45°),
∴直线l的斜率k==-1.又直线过点(1,2),
∴直线l的方程为y-2=-(x-1),即y=-x+3,∴直线l在y轴上的截距为3.
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6.下列选项中,在同一平面直角坐标系中,表示直线y=ax与y=x+a正确的是 ( )
√
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解析:①当a>0时,直线y=ax的倾斜角为锐角,直线y=x+a在y轴上的截距为a>0,A、B、C、D都不成立;②当a=0时,直线y=ax的倾斜角为0°,所以A、B、C、D都不成立;③当a<0时,直线y=ax的倾斜角为钝角,
直线y=x+a的倾斜角为锐角且在y轴上的截距为a<0,只有C成立.
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7.在等腰三角形AOB中,|AO|=|AB|,O(0,0),A(1,3),点B在x轴的正半轴上,则直线AB方程的点斜式为 ( )
A.y-1=3(x-3) B.y-1=-3(x-3)
C.y-3=3(x-1) D.y-3=-3(x-1)
√
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解析:设线段OB的中点为M,连接AM,
因为|AO|=|AB|,则AM⊥x轴,则点M(1,0),
故点B(2,0),所以直线AB的斜率为k==-3,
所以直线AB方程的点斜式为y-3=-3(x-1).
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8.(5分)经过点(3,-1)且斜率为的直线方程的点斜式为
__________________.
解析:根据直线方程的点斜式,可得y-(-1)=(x-3).
y-(-1)=(x-3)
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9.(5分)在y轴上的截距为-6,且与y轴相交成30°角的直线方程的斜截式是______________________.
解析:因为直线与y轴相交成30°角,所以直线的倾斜角为60°或120°,所以直线的斜率为或-.又因为在y轴上的截距为-6,所以直线方程的斜截式是y=x-6或y=-x-6.
y=x-6或y=-x-6
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10.(5分)过点(-1,1)且在x轴上的截距是在y轴上截距的2倍的直线的方程为__________________.
解析:由题意可知,直线斜率存在且不为0,设直线方程为y-1=k(x+1),令x=0,解得y=k+1;令y=0,解得x=-.由题意可得-=2(k+1),
解得k=-1或k=-,所以直线方程为y=-x或y=-x+.
y=-x或y=-x+
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11.(5分)已知点A(1,3),B(-2,-1).若直线l:y=k(x-2)+1与线段AB相交,
则k的取值范围是______________.
解析:由已知得,直线l恒过定点P(2,1),
如图所示.若l与线段AB相交,则kPA≤k≤kPB,因为kPA==-2,kPB==,所以-2≤k≤.
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12.(10分)求倾斜角为直线y=-x+1的倾斜角的一半,且分别满足下列条件的直线方程.
(1)经过点(-4,1);(5分)
解:由直线y=-x+1的斜率为-,可知此直线的倾斜角为120°,所以所求直线的倾斜角为60°,故所求直线的斜率k=.
因为直线过点(-4,1),所以该直线方程的点斜式为y-1=(x+4),即y=x+4+1.
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(2)在y轴上的截距为-10.(5分)
解:因为直线在y轴上的截距为-10,所以该直线方程的斜截式为y=x-10.
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13.(10分)已知直线l的斜率为,与y的正半轴有交点且与坐标轴围成的
三角形的周长是30,求直线l的方程.
解:依题意,设直线l与y轴交于点B(0,b)(b>0),
则直线l:y=x+b交x轴于点A,
即有|AB|==b,则有b+b+b=30,
解得b=5,所以直线l的方程为y=x+5,即5x-12y+60=0.
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14.(15分)已知当-1<x<1时,直线l:y=mx+1在x轴上方,求实数m的取值范围.
解:由题意,得当-1<x<1时,y>0,
如图所示,要满足题意,只需点A(-1,-m+1),B(1,m+1)在x轴上方或在x轴上即可,
所以解得-1≤m≤1,
故实数m的取值范围是[-1,1].
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15.(15分)在平面直角坐标系Oxy中,已知点A(1,1),B(5,1),点C在x轴上,且∠CAB=.
(1)求直线AC的斜率;(7分)
解:如图,A(1,1),B(5,1),可知直线AB平行于x轴,已知点C在x轴上且∠CAB=,可知直线AC与x轴非负半轴所夹角度为,即直线AC的倾斜角为,故直线AC的斜率kAC=tan =-1.
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(2)求直线BC的方程.(8分)
解:由(1)可知kAC=-1,可得直线AC的方程为y-1=-1(x-1),
即lAC:x+y-2=0,将y=0代入,即求得C点坐标为(2,0).
已知B(5,1),kBC==,可得直线BC的方程为y-0=(x-2),
化简得lBC:x-3y-2=0.
$$