内容正文:
1.5
两条直线的交点坐标
[教学方式:基本概念课——逐点理清式教学]
课时目标
会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标,会根据方程解的个数判定两条直线的位置关系.
CONTENTS
目录
1
2
3
逐点清(一) 求相交直线的交点坐标
逐点清(二) 过两条直线交点的直线系方程
逐点清(三) 与三角形有关的问题
4
课时检测
逐点清(一) 求相交直线的交点坐标
01
多维理解
对于两条不重合的直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,其交点坐标就是方程组的解.
(1)若方程组有唯一解,则两条直线_______,此解就是___________;
(2)若方程组无解,则两条直线__________,此时两条直线_______.反之,亦成立.
相交
交点坐标
无公共点
平行
微点练明
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若点A(1,-1)在直线Ax+By=0上,则A=B. ( )
(2)若两直线的方程组成的方程组有解,则两直线相交. ( )
(3)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.
( )
(4)若直线2x+y+1=0与直线x-y-4=0的交点为(a,b),则a-b=4. ( )
√
×
√
√
2.直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,则k的值为 ( )
A.-24 B.24 C.6 D.±6
解析:联立解得因为直线2x+3y-k=0
和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,所以y==0,解得k=-24.
√
3.已知直线5x+4y=2a+1与直线2x+3y=a的交点位于第四象限,
则a的取值范围是_____________.
解析:联立方程组解得
即交点坐标为,因为交点位于第四象限,
所以>0且<0,解得-<a<2,即a的取值范围是.
4.分别判断下列直线是否相交,若相交,求出交点坐标.
(1)l1:2x-y=7和l2:3x+2y-7=0;
解:联立方程组解得因此直线l1和l2相交,
交点坐标为(3,-1).
(2)l1:2x-6y+4=0和l2:4x-12y+8=0;
解:联立方程组
①×2得4x-12y+8=0.
①和②可以化为同一个方程,即①和②表示同一条直线,直线l1与l2重合.
(3)l1:4x+2y+4=0和l2:y=-2x+3.
解:联立方程组无解,这表明直线l1和l2没有公共点,故l1∥l2.
逐点清(二) 过两条直线交点的直线系方程
02
多维理解
(1)过两条已知直线A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(不包括直线A2x+B2y+C2=0).
(2)求过两条直线交点的直线方程的方法
方程
组法 一般是先解方程组求出两直线的交点坐标,再结合其他条件求出直线方程
直线
系法 先设出过两直线交点的直线系方程,再结合条件利用待定系数法求出参数,最后确定直线方程
微点练明
1.无论k为何值,直线(k+2)x+(1-k)y-4k-5=0都过一个定点,则该定点为 ( )
A.(1,3) B.(-1,3) C.(3,1) D.(3,-1)
解析:直线方程可化为2x+y-5+k(x-y-4)=0,则此直线过直线2x+y-5=0和直线x-y-4=0的交点.由解得因此所求定点为(3,-1).
√
2.经过直线3x+2y+6=0和2x+5y-7=0的交点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为 ( )
A.x+y+1=0 B.x-y+1=0
C.x+y+1=0或3x+4y=0 D.x-y+1=0或x+y+1=0
解析:设直线方程为3x+2y+6+λ(2x+5y-7)=0,即(3+2λ)x+(2+5λ)y+6-7λ=0,令x=0,得y=,令y=0,得x=.由=,得λ=或λ=.所以直线方程为x+y+1=0或3x+4y=0.
√
3.已知两条直线l1:x+2y-6=0和l2:x-2y+2=0的交点为P.求:
(1)过点P与Q(1,4)的直线方程;
解:设过直线l1:x+2y-6=0和l2:x-2y+2=0交点的直线方程为x+2y-6+m(x-2y+2)=0,
即(m+1)x+(2-2m)y+2m-6=0 ①.
把点Q(1,4)代入方程①,
化简得3-5m=0,解得m=.
所以过两直线交点P与Q的直线方程为
x+y-=0,即2x+y-6=0.
(2)过点P且与直线x-3y-1=0垂直的直线方程.
解:由直线①与直线x-3y-1=0垂直,得m+1-3(2-2m)=0,解得m=,所以所求直线的方程为x+y-=0,即3x+y-8=0.
逐点清(三) 与三角形有关的问题
03
[典例] 当实数m为何值时,三条直线l1:3x+my-1=0,l2:3x-2y-5=0,l3:6x+y-5=0不能围成三角形?
解:当三条直线交于一点或其中有两条互相平行时,它们不能围成三角形.
由解得将x=1,y=-1代入直线l1的方程,
解得m=2.故当m=2时,三条直线交于一点.当m=-2时,l1∥l2;当m=时,l1∥l3.故当m=±2或m=时,l1,l2和l3不能围成三角形.
|思|维|建|模|
给出三条直线方程,方程中含有参数,当三条直线能构成三角形,求参数的取值范围时,可以先找不能构成三角形的条件,然后利用补集思想,即得所求参数的取值范围.
针对训练
已知△ABC的顶点A(5,1),边AB上的中线CM所在直线方程为2x-y-5=0,边AC上的高BH所在直线过点(1,-2),且直线BH的一个方向向量为(-2,-1).
(1)求顶点C的坐标;
解:由题意,知kBH=,由AC⊥BH,得kAC=-2,
又A(5,1),所以直线AC的方程为y-1=-2(x-5),即2x+y-11=0.
由解得故顶点C的坐标为(4,3).
(2)求直线BC的方程.
解:设点B(x,y),则M,M在CM上,即2×--5=0,即2x-y-1=0,BH的方程为y+2=(x-1),即x-2y-5=0.
由解得故点B的坐标为(-1,-3).
又C(4,3),所以直线BC的方程为=,即6x-5y-9=0.
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1.两条直线l1:2x-y-1=0与l2:x+3y-11=0的交点坐标为 ( )
A.(3,2) B.(2,3)
C.(-2,-3) D.(-3,-2)
解析:解方程组得
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2.不论m为何实数,直线l:(m-1)x+(2m-3)y+m=0恒过定点 ( )
A.(-3,-1) B.(-2,-1)
C.(-3,1) D.(-2,1)
解析:直线l的方程可化为m(x+2y+1)-x-3y=0,令
解得∴直线l恒过定点(-3,1).
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3.若直线y=-2x+4与直线y=kx的交点在直线y=x+2上,则实数k= ( )
A.4 B.2 C. D.
解析:解方程组得直线y=-2x+4与直线y=x+2的交点,依题意,=k,解得k=4,所以实数k=4.
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4.若直线2x-y+m=0和直线3x-y+3=0的交点在第二象限,则m的取值范围为 ( )
A.(-∞,3) B.(2,+∞)
C.(-∞,2)∪(3,+∞) D.(2,3)
解析:联立解得所以交点为(m-3,3m-6),由于(m-3,3m-6)在第二象限,所以解得2<m<3,所以m的取值范围为(2,3),故选D.
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5.若直线mx+4y-2=0与2x-5y+n=0互相垂直,垂足为(1,p),则m-n+p的值为 ( )
A.20 B.-4 C.12 D.4
解析:因为直线mx+4y-2=0与2x-5y+n=0互相垂直,所以2m+4×(-5)=0,解得m=10,所以直线mx+4y-2=0为5x+2y-1=0,又垂足为(1,p),
可得5×1+2p-1=0,解得p=-2,则垂足为(1,-2).又其在2x-5y+n=0上,可得2×1-5×(-2)+n=0,解得n=-12.所以m-n+p=10-(-12)+(-2)=20.
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6.已知直线l经过两条直线l1:x+y=2,l2:2x-y=1的交点,且l的一个方向向量为v=(-3,2),则直线l的方程为 ( )
A.2x-3y+1=0 B.2x+3y-5=0
C.3x-2y-5=0 D.2x+3y-1=0
解析:联立解得即直线l1:x+y=2,l2:2x-y=1的交点为(1,1),又直线l的一个方向向量为v=(-3,2),所以直线l的斜率为-,故直线l的方程为y-1=-(x-1),即2x+3y-5=0,故选B.
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7.已知实数a,b满足a+2b=1,则直线ax+3y+b=0过定点 ( )
A. B.
C. D.
√
解析:由a+2b=1,得a=1-2b,则直线ax+3y+b=0可化为(1-2b)x+3y+b=0,
整理得x+3y-b(2x-1)=0,所以解得
故直线过定点.
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8.已知三条直线l1:x-2y+2=0,l2:y-2=0,l3:mx+y=0将平面分为六个部分,则满足条件的m的值共有 ( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.无数个
√
解析:因为三条直线l1:x-2y+2=0,l2:y-2=0,l3:mx+y=0将平面分为六个部分,所以三条直线交于一点或两条平行线与第三条直线相交,当三条直线交于一点时,联立解得此时2m+2=0,即m=-1,当两条平行线与第三条直线相交时,可得l1∥l3或l2∥l3,所以m=-或m=0.综上,m=-1或m=-或m=0.故选C.
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9.[多选]已知直线l1:(a+1)x+ay+2=0,l2:ax+(1-a)y-1=0,则 ( )
A.若l1⊥l2,则a2=1
B.若l1∥l2,则a2=
C.当a=1时,l1与l2相交,交点为(1,-2)
D.当0≤a≤1时,l2不经过第三象限
√
√
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解析:直线l1:(a+1)x+ay+2=0,l2:ax+(1-a)y-1=0,若l1⊥l2,则a(a+1)+a(1-a)=0,解得a=0,即a2=0,故A错误;若l1∥l2,则解得a2=,故B正确;当a=1时,直线l1:2x+y+2=0,l2:x-1=0,∴l1与l2相交,交点为(1,-4),故C错误;当a=1时,l2:x-1=0,不经过第三象限;当0<a<1时,x=0时,y=>0,当y=0时,x=>0,∴l2不经过第三象限;当a=0时,l2:y-1=0,不经过第三象限.综上,当0≤a≤1时,l2不经过第三象限,故D正确.
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10.已知直线l1:x+2y-6=0,l2:x-y-3=0,则l1,l2,x轴及y轴围成的四边形的面积为 ( )
A.8 B.6 C. D.3
解析:解方程组得
即直线l1,l2的交点坐标为(4,1);
直线l1:x+2y-6=0与x轴、y轴的
交点坐标分别为(6,0),(0,3);
直线l2:x-y-3=0与x轴、y轴的交点坐标分别为(3,0),(0,-3).如图所示,可得所求四边形的面积为×6×3-×3×1=.
√
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11.(5分)斜率为-2,且过两条直线3x-y+4=0和x+y-4=0交点的直线方程为________________.
2x+y-4=0
解析:法一 由方程组得
∴交点坐标为(0,4),即y-4=-2x,
∴所求直线方程为2x+y-4=0.
法二 设所求直线方程为3x-y+4+λ(x+y-4)=0,即(3+λ)x+(λ-1)y+4-4λ=0,∴k==-2,解得λ=5.
∴所求直线方程为2x+y-4=0.
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12.(5分)已知直线l经过直线2x-y-3=0和4x-3y-5=0的交点P,且垂直于直线x+y-2=0,则直线l的方程为_____________.
x-y-1=0
解析:由得即点P的坐标为(2,1),
因为直线l与直线x+y-2=0垂直,所以直线l的斜率为1,
由点斜式得直线l的方程为y-1=1×(x-2),即x-y-1=0.
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13.(5分)已知定点A(0,1),点B在直线x+y+1=0上运动,当线段AB最短时,点B的坐标是__________.
(-1,0)
解析:当直线AB和直线x+y+1=0互相垂直时,线段AB最短.即直线AB 的方程的斜率为k=1,所以直线AB的方程为y=x+1.
联立解得即B(-1,0).
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14.(10分)已知平行四边形ABCD中,AB边所在直线方程为x+y-1=0,AD边所在直线方程为3x-y+4=0.
(1)求点A的坐标;(3分)
解:联立解得所以A.
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(2)若点C的坐标为(3,3),分别求BC与DC边所在直线的方程.(7分)
解:因为四边形ABCD是平行四边形,
所以AB∥CD,设CD边所在直线的方程为x+y+m=0,代入点C的坐标(3,3),得m=-6,
所以CD边所在直线的方程为x+y-6=0,
同理AD∥BC,设BC边所在直线的方程为3x-y+n=0,代入点C的坐标(3,3),得n=-6,
所以BC边所在直线的方程为3x-y-6=0.
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15.(10分)如图,已知在△ABC中,A(-8,2),AB边上的中线CE所在直线的方程为x+2y-5=0,AC边上的中线BD所在直线的方程为2x-5y+8=0,求直线BC的方程.
解:设B(x0,y0),则AB的中点E的坐标为,
由条件可得
解得即B(6,4).
同理可求得C点的坐标为(5,0).故所求直线BC的方程为=,即4x-y-20=0.
$$