内容正文:
2.2 直线的方程
第二课时
2.2.2 直线的两点式方程
人教A版选修第一册第二章第二单元
课时目标
(1)能利用点斜式推出两点式,能通过特殊化得出截距式;
(2)能通过归纳点斜式、斜截式、两点式、截距式的共性,概括出直线的一般式方程;能用自己的语言解释直线与二元一次方程的关系;能进行直线不同形式方程的互化.
【问题1】因为经过点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2)的直线l是唯一确定的,也就是说对于直线l上的任意一点P(x,y),它的坐标与P1,P2的坐标之间具有唯一确定的关系,这一关系是什么呢?
1.直线的两点式方程
【追问1】过A(2,3),B(2,5)两点的直线可以用两点式方程来表示吗?哪些直线不可以用两点式方程表示?
【说明】与坐标轴垂直的直线没有两点式方程.
(1)直线的两点式方程:
如图所示,直线l经过点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(其中x1≠x2,y1≠y2),则方程,
叫做直线l的两点式方程,简称两点式.
1.直线的两点式方程
【例1】已知A(-3,2),B(5,-4),C(0,-2),在△ABC中.
(1)求BC边的方程;
(2)求BC边上的中线所在直线的方程;
(3)求BC边的垂直平分线所在的直线方程.
【答案】
(1) 2x+5y+10=0(0≤x≤5).
(2) 10x+11y+8=0.
(3)10x-4y-37=0.
1.直线的两点式方程
【追问2】在点斜式方程的探究中,我们从一般到特殊,对条件的特殊情形作了研究,得到了直线的斜截式方程.类似地,对于直线的两点式方程,我们也可以用特殊的两点建立两点式方程,你觉得应该选用哪两个特殊点?
(2)直线的截距式方程
若直线l与两坐标轴的交点分别是A(a,0),B(0,b)
(其中a≠0,b≠0),则直线l的方程为叫作直线l的截距式方程,简称截距式.
【追问3】过A(0,0),B(2,3)两点的直线可以用截距式方程来表示吗?否则,哪些直线没有截距式方程?
1.直线的两点式方程
【例2】根据下列条件求直线方程:
(1)过(0,5)点且在两坐标轴上的截距之和为2;
(2)过(5,0)点且在两坐标轴上的截距之差为2;
(3)过(1,2)点且在两坐标轴上的截距相等,截距的绝对值相等呢?
纵截距是横截距的2倍呢?
1.直线的两点式方程
【例3】根据下列条件求直线方程:
(1)过(-2,-2)点且与两坐标轴围成的三角形面积为1;
(2)过(-2,-2)点且与两坐标轴围成的三角形面积为8.
【变式】求过(-2,-2)点且与两坐标轴在第三象限围成的三角形面积的最小值.
1.直线的两点式方程
【例4】过点P(3,2)的直线l与x轴和y轴正半轴分别交于A,B两点.
(1)当P为AB的中点时,求直线l的方程;
(2)当△AOB的面积S最小时,求直线l的方程.
解 (1)设A(a,0),B(0,b),∵P(3,2)为AB的中点,∴A(6,0),B(0,4),
∴由截距式得直线l的方程为+=1,即2x+3y-12=0.
(2)由题意,设直线的截距式方程为+=1(a,b>0),
∵直线过P(3,2),∴+=1,∴1=+≥2,∴ab≥24,
当且仅当=,即a=6,b=4时,等号成立,∴△AOB的面积S=ab≥12,
∴△AOB面积的最小值为12,此时直线l的方程为+=1,即直线l的方程为2x+3y-12=0.
小结
1.直线方程的两点式和截距式两种形式;
2.两点式和截距式的联系.
3.哪些直线没有两点式或截距式方程?
1.直线l与两坐标轴在第一象限所围成的三角形的面积为2,两截距之差为3,求直线l的方程.
2.已知△ABC的一个顶点是A(3,-1),∠ABC,∠ACB的平分线方程分别为x=0,y=x.
(1)求直线BC的方程;
(2)求直线AB的方程.
答案:x+4y-4=0或4x+y-4=0.
答案:(1)y=2x+5. (2)2x+y-5=0
课堂练习
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3.已知直线l的方程是y=-(a+1)x+2-a(a∈R).
(1)若直线l在两坐标轴的截距的相等,求该直线方程;
(2)若直线l与两坐标轴所围成的三角形面积为2,求该直线l方程.
(1)a=2时,3x+y=0;
a≠2时,x+y-2=0;
(2) 9x+y+6=0, x+y-2=0.
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作业布置
1.作业;
2.题卡+学案.
2.2 直线的方程
第三课时
2.2.2 直线的一般式方程
人教A版选修第一册第二章第二单元
课时目标
1.知道直线一般式方程的形式及特点;
2.知道关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)都表示直线;
3.知道直线五种方程之间的联系并能相互转化;
4.会选择适当的直线方程表示直线,会判定直线的平行与垂直.
名称 已知条件 方程 适用范围
点斜式
斜截式
两点式
截距式
斜率k与点(x0,y0)
斜率k与纵截距b
两点(x1,y1),(x2,y2)
横(纵)截距a与b
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
不含垂直于x轴的直线
不含垂直于坐标轴和过原点的直线
不含垂直于x轴的直线
不含垂直于坐标轴的直线
【问题1】目前学习了直线方程的哪几种形式?写出各自需要的条件及方程,并说明其适用条件.
复习回顾
【追问1】平行于坐标轴的直线的方程也可以看成是二元一次方程形式吗?
【问题2】若直线l过A(2,0),B(0,2)点,分别写出直线l的点斜式、斜截式、两点式、截距式方程,观察它们是几元几次方程?
1.直线的一般式方程
【追问2】一般地、在平面直角坐标系中.
(1)平面直角坐标系中的每一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程表示吗?
(2)每一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为零)都能表示一条直线吗?
(1)直线的一般式方程:
关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
1.直线的一般式方程
名称 条件 方程 适用范围
点斜式 斜率k与点(x0,y0) y-y0=k(x-x0) 不含垂直于x轴的直线
斜截式 斜率k与纵截距b y=kx+b 不含垂直于x轴的直线
两点式 两点(x1,y1),(x2,y2) 不含垂直于坐标轴的直线
截距式 横纵截距a与b 不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式
两点或一个点和斜率或横纵截距
Ax+By+C=0
(A2+B2≠0)
平面直角坐标系内的所有直线都适用
【追问3】总结一下,直线方程一共有几种形式?写出各自需要的条件及方程.
1.直线的一般式方程
1.直线的一般式方程
【追问4】任何一个一般式方程Ax+By+C=0都可以转化为斜截式、截距式方程吗?否则,满足什么条件的一般式方程可以?
【追问5】若直线l的方程为Ax+By+C=0,那么当A,B,C为何值时,方程表示的直线 :
(1)平行于x轴; (2)平行于y轴;
(3)与x轴重合; (4)与y轴重合;
(5)过原点; (6)与x,y轴都相交.
1.直线的一般式方程
①当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直;
③当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
④当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
⑤当C=0时,直线过原点.
⑥当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
1.直线的一般式方程
【例2】已知直线l:5ax-5y-a+3=0.
(1)求证:不论a为何值,直线l总经过第一象限;
(2)为使直线不经过第二象限,求a的取值范围.
1.直线的一般式方程
【问题3】一般地,已知直线l1:A1x+B1y+C1=0 ,直线l2:A2x+B2y+C2=0,那么,两直线满足下列位置关系时的条件是什么?
(1) l1与l2重合; (2) l1∥l2; (3) l1⊥l2.
2.平行、垂直的判定
【例3】(1)已知直线l1:2x+(m+1)y+4=0与直线l2:mx+3y-2=0平行,求m的值;
(2)当a为何值时,直线l1:(a+2)x+(1-a)y-1=0与直线l2:(a-1)x+(2a+3)y+2=0互相垂直?
(1)m=2,-3; (2)a=1或a=-1
2.平行、垂直的判定
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【例4】已知直线l的方程为3x+4y-12=0,求直线l′的一般式方程,l′满足:
(1)过点(-1,3),且与l平行;
(2)过点(-1,3),且与l垂直.
解: (1) 3x+4y-9=0.
(2) 4x-3y+13=0.
2.平行、垂直的判定
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2.平行、垂直的判定
【追问】一般地,与已知直线l:Ax+By+C=0 平行的直线如何设?垂直呢?
(2)平行、垂直直线系的设法
一般地,与Ax+By+C=0平行的直线系方程:Ax+By+C′=0(C′≠C,A,B不同为0);
与Ax+By+C=0垂直的直线系方程:Bx-Ay+m=0(A,B不同时为0).
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【例5】设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1)已知直线l在x轴上的截距为-3,求m的值;
(2)已知直线l的斜率为1,求m的值.
2.平行、垂直的判定
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【例6】点A是x轴上的动点,一条直线l经过点M(2,3),垂直于MA,且交与y轴于B点.过A,B点分别作的垂线交于P,求动点P的坐标(x, y)满足的关系.
2x+3y-13=0
2.平行、垂直的判定
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【例7】设m∈R ,过定点A的动直线x+my=0与过定点B的动直线mx-y-m+3=0交于点P(x,y),则|PA|∙|PB|的最大值为______.
2.平行、垂直的判定
【思考1】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.
思考
【思考2】已知直线l:y=4x与定点P(6,4),点Q为第一象限内的点且在直线l上,直线PQ交x轴正半轴于点M, O为坐标原点.
(1)当P点平分线段MQ时,求直线MQ的方程;
(2)当△OMQ是以OM为底的等腰三角形时,求出Q点的坐标;
(3)当Q在什么位置时,△OMQ面积最小时,并求出最小值.
思考
小结
小结
课堂练习
2.设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1)已知直线l在x轴上的截距为-3,求m的值;
(2)已知直线l的斜率为1,求m的值.
课堂练习
3.已知直线l1:3x+(m+1)y-6=0,l2:mx+2y-(m+2)=0,分别求满足下列条件的m的值.
(1)l1⊥l2; (2)l1∥l2.
课堂练习
直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
eq \f(y-y1,y2-y1)=eq \f(x-x1,x2-x1)
eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
点斜式:y-0=-(x-2); 斜截式:y=-x+2;
两点式:eq \f(y-0,2-0)=eq \f(x-2,0-2); 截距式:eq \f(x,2)+eq \f(y,2)=1.
【例1】根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式.
(1)斜率是-eq \f(1,2),经过点A(8,-2);
(2)经过点B(4,2),平行于x轴;
(3)在x轴和y轴上的截距分别是eq \f(3,2)、-3;
(4)经过两点P1(3,-2),P2(5,-4).
[解]
(1)x+2y-4=0.(2) y-2=0.
(3) 2x-y-3=0.(4)x+y-1=0.
(1)定点Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5),\f(3,5))),
(2) a的取值范围为[3,+∞).
(1)利用一般式解决直线平行与垂直问题的策略
设直线l1与l2的方程分别为A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),
①若l1∥l2⇔eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(A1B2-A2B1=0,,B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.))
②若l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
③若l1与l2重合⇔ A1x+B1y+C1=m(A2x+B2y+C2).
1.根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程:
(1)斜率是eq \r(3),且经过点A(5,3);
(2)经过点A(-1,5),B(2,-1)两点;
(3)在x轴,y轴上的截距分别为-3,-1;
(4)经过点B(4,2),且平行于x轴.
(1)eq \r(3)x-y-5eq \r(3)+3=0. (2) 2x+y-3=0.
(3) x+3y+3=0. (4)y-2=0.
(1) m=-eq \f(5,3).(2) m=-2.
(1) m=-eq \f(2,5).(2) m=-3.
$