内容正文:
2.2.1直线的点斜式方程
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新知要点探究
知识点1 求直线的点斜式方程
我们把方程y-y0=k(x-x0)称为过点P0(x0,y0),斜率为k的直线l的方程.
方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
注意点:
(1)点斜式应用的前提是直线的斜率存在,若斜率不存在,则不能应用此种形式.
(2)当直线与x轴平行或重合时,方程可简写为y=y0.特别地,x轴的方程是y=0.
(3)当直线与y轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成x=x0.特别地,y轴的方程是x=0.
知识点2 直线的斜截式方程
1.直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.
2.把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
注意点:
(1)直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况,只能在直线斜率存在的前提下使用;由直线的斜截式方程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,它在x轴上的截距和在y轴上的截距都为0.
思路方法总结
1.求直线的点斜式方程的步骤及注意点
(1)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).
(2)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.
2.求直线的斜截式方程的策略
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.
(2)直线的斜截式方程y=kx+b中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.
典例·举一反三
题型一 点斜式方程
1.经过点,且倾斜角为的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用点斜式可得出所求直线的方程.
【详解】因为所求直线的倾斜角为,所以所求直线的斜率,
所以直线方程为,即,故ACD错误.
故选:B.
2.已知直线l的一个方向向量为,若l过点,则直线l的方程为()
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据方向向量求出直线的斜率,再由点斜式写出方程即可.
【详解】根据直线的方向向量可得直线的斜率为,又因为直线过点,
所以直线的方程为,
故选:A.
3.已知直线的倾斜角为,若直线过点,且与直线的倾斜角互余,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出直线的倾斜角,然后求得直线的斜率,然后利用点斜式即可得解.
【详解】直线的倾斜角为,直线与直线的倾斜角互余,所以直线的倾斜角为
所以.
又直线过点,代入点斜式方程得.
故选:B
4.过点且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用直线垂直,求出所求直线的斜率,然后写出点斜式即可得解.
【详解】直线的斜率为3,
因为所求直线与直线垂直,所以直线的斜率为,
又直线过点,代入点斜式方程得.
故选:B
5.求分别满足下列条件的直线方程,如果能用点斜式表示的,请用点斜式表示.
(1)过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
(3)经过点,且平行于y轴;
(4)过两点.
【答案】(1)
(2)
(3)不能用点斜式,
(4)
【分析】(1)根据直线的点斜式可求得直线方程;
(2)由已知求得所求直线的倾斜角和斜率,根据直线的点斜式可求得直线方程;
(3)由于与y轴平行的直线,其斜率k不存在,由直线上的点的横坐标可求得直线方程;
(4)由两点的坐标可求得直线斜率,根据直线的点斜式可求得直线方程.
【详解】(1)因为直线过点,斜率,
由直线的点斜式方程得直线方程为.
(2)因为直线的斜率为,则直线的倾斜角为,
可知所求直线的倾斜角为,故其斜率为.
所以所求直线方程为.
(3)因为直线平行于y轴,则直线的斜率不存在,
所以不能用点斜式方程,直线方程为.
(4)过点的直线的斜率,
又因为直线过点,
所以由直线的点斜式方程可得直线方程为.
题型二 斜截式方程
6.已知直线的倾斜角与:的倾斜角互余,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线的方程得出其斜率,由斜率得出倾斜角,再求余角即得.
【详解】:的斜率为,倾斜角为,
直线的倾斜角与:的倾斜角互余,则的倾斜角为.
故选:B.
7.已知直线:绕点逆时针旋转得到直线,则的斜截式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出直线的倾斜角,再根据旋转角度求出直线的倾斜角,进而得到直线的斜率,再根据直线所过的点求出直线方程.
【详解】直线,其斜率,设其倾斜角为,则,又因为倾斜角,所以.
直线绕点逆时针旋转,则直线的倾斜角.
直线的斜率.
又因为直线过点,所以直线的斜截式方程为.
故选:B.
8.设直线的方程为,则下列说法正确的有( )
A.直线的斜率为
B.直线在轴上的截距为2
C.直线在轴上的截距为
D.直线与坐标轴围成的三角形的面积为
【答案】ABD
【分析】根据斜截式直接判断AB,令,求得,即可判断C,求出两截距,利用三角形面积公式即可判断D.
【详解】由直线的斜截式方程,得直线的斜率为,在轴上的截距为2,故AB正确.
在方程中,令,解得,即直线在轴上的截距为,故C错误.
设直线与轴、轴的交点分别为,则,,
直线与坐标轴围成的三角形为.
因为,,所以,故D正确.
故选:ABD.
9.已知定点,若直线过定点且方向向量是,直线过定点且方向向量是,直线在轴上的截距是,直线在轴上的截距是,则 .
【答案】2
【分析】根据点以及方向向量分别求解出,的方程,再得到截距即可得出结果.
【详解】因为直线方向向量是,所以的的斜率为,
所以直线,即,所以直线在轴上的截距.
因为直线方向向量是,所以的的斜率为,
所以直线,即,所以直线在轴上的截距,
所以.
故答案为:2.
10.求分别满足下列条件的直线方程,结果写成斜截式.
(1)过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据直线的点斜式可求得直线方程;
(2)由已知求得所求直线的倾斜角和斜率,再根据直线的点斜式可求得直线方程.
【详解】(1)由直线的点斜式方程得直线方程为:,化简可得:.
(2)因为直线的斜率为,所以其倾斜角为,所以所求直线倾斜角为,所以所求直线斜率为,
由直线的点斜式方程得直线方程为:,化简可得:.
题型三 直线图象特征
11.直线可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线斜率的正负值与定点即可判断结果.
【详解】因为,所以A C错;
当时,,故B对;
故选:B
12.已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线斜率与轴上的截距的关系判断选项即可得解.
【详解】,
直线的方程在轴上的截距不小于2,且当时,轴上的截距为2,
故D正确,当时,, 故B不正确,当时,或,由图象知AC正确.
故选:B
13.直线l1:y=ax+b与直线l2:y=bx+a(ab≠0,a≠b)在同一平面直角坐标系内的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据直线的斜率和纵截距的正负进行判断.
【详解】对B,斜率为正,在轴上的截距也为正,故不可能有斜率为负的情况.故B错.
当时, 和斜率均为正,且截距均为正.仅D选项满足.
故选:D
14.方程表示的直线可能是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】分和两种情况讨论,即得答案.
【详解】由题意,排除.
当时,,此时直线与轴的交点在轴的负半轴上,排除.
当时,,此时直线与轴的交点在轴的正半轴上,排除,选.
故选:.
【点睛】本题考查由直线方程识别图象,考查分类讨论,属于基础题.
15.已知两条不同的直线与,则与的位置关系可以是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】由图像逐项判断即可.
【详解】对于A:由图像判断,符合,正确;
对于B:,在轴上的截距为1,图像不符合;错误;
对于C:由于,在轴上的截距为1,在轴上的截距为,结合图像可得:,图像符合;正确;
对于D: 由于,在轴上的截距为1,在轴上的截距为,
结合图像可知:,即,此时的图像矛盾,错误;
故选:AC
题型四 点斜式方程的综合
16.已知的三个顶点分别为、、.求:
(1)边所在直线的方程;
(2)边上的高所在直线的方程;
(3)边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先用斜率公式求出的斜率,再利用直线方程的点斜式,即可求解;
(2)利用两直线垂直得到,即可得到高所在直线的斜率,利用直线方程的点斜式,即可求解.
(3)求出边上的中点D坐标,利用两点的坐标,即可求出直线方程;
【详解】(1)因为、,
故,边AC所在直线的方程为:,
即为:,
(2)由(1)知,故
所以AC边上的高所在直线的斜率为,
又,故为:,即;
(3)设AC边上的中点为D,则,即,
故AC边上的中线BD所在直线的方程的斜率为,
故为:,即.
17.已知四边形的四个顶点坐标分别为,,,.
(1)试判断四边形的形状,并给出证明;
(2)求平分线所在直线的方程.
【答案】(1)直角梯形;证明见解析;
(2).
【分析】(1)利用,,得出四边形一组对边平行,另一组对边不平行,从而判断四边形是平行四边形,再根据,得出一组邻边互相垂直,进而证出四边形是直角梯形;
(2)利用到角公式,代入斜率即可求出角平分线所在直线的斜率,再根据点斜式,求出角平分线所在直线方程.
【详解】(1)由已知可判断四边形是直角梯形,
证明如下:因为,,,.
由斜率公式得,,,,
所以,,即且不平行,
所以四边形是梯形,
又因为,所以,
综上,四边形是直角梯形;
(2)根据题意,设的内角平分线所在直线的斜率为k,
则有,即,
整理得,,解得或,
又由的内角平分线所在直线的斜率k应在、的斜率之间,
所以,
则的平分线所在的直线方程为,
即.
18.已知的顶点为,,.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求边所在直线的一个方向向量和一个法向量;
(3)求过中点,且垂直于方向向量的直线方程.
【答案】(1);
(2)方向向量,法向量为;
(3).
【分析】(1)求出线段的中点,再求出直线的斜率,进而求出直线方程作答.
(2)根据给定条件,求出直线的方向向量和法向量作答.
(3)由(1)的信息,求出以直线的法向量为方向向量的直线方程作答.
【详解】(1)依题意,线段的中点,于是直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
(2)依题意,直线的一个方向向量,显然满足,
所以的一个法向量为.
(3)由(2)知,垂直于方向向量的直线的方向向量为,而边的中点,
所以过中点,且垂直于方向向量的直线方程为,即.
19.已知直线l经过点.
(1)若l在两坐标轴上截距和为零,求l的点斜式方程;
(2)设l的斜率,l与两坐标轴的交点分别为A、B,当的面积最小时,求l的斜截式方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)设出直线的方程,分别求出在坐标轴上的截距,进而得到,解方程即可求出结果;
(2)表示出三角形的面积,结合均值不等式即可求出结果.
【详解】(1)由题意知,l的斜率存在且不为0,设斜率为k,
则l的点斜式方程为,则它在两坐标轴上截距分别为和,
所以,解得或,
所以l的点斜式方程为或.
(2)由(1)知,、,
所以的面积,
当且仅当时,等号成立,所以l的斜截式方程为.
20.已知直线.
(1)求证:直线l恒过一个定点;
(2)当时,直线上的点都在x轴上方,求实数k的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【分析】(1)变形可得,根据点斜式方程可得定点;
(2)由已知得不等式,解不等式即可.
【详解】(1)证明:由,得,由直线的点斜式方程可知,直线恒过定点;
(2)设,
因为当时,直线上的点都在轴上方,需满足即,解得,
所以实数的取值范围是
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2.2.1直线的点斜式方程
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知识点1 求直线的点斜式方程
我们把方程y-y0=k(x-x0)称为过点P0(x0,y0),斜率为k的直线l的方程.
方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
注意点:
(1)点斜式应用的前提是直线的斜率存在,若斜率不存在,则不能应用此种形式.
(2)当直线与x轴平行或重合时,方程可简写为y=y0.特别地,x轴的方程是y=0.
(3)当直线与y轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成x=x0.特别地,y轴的方程是x=0.
知识点2 直线的斜截式方程
1.直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.
2.把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
注意点:
(1)直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况,只能在直线斜率存在的前提下使用;由直线的斜截式方程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,它在x轴上的截距和在y轴上的截距都为0.
思路方法总结
1.求直线的点斜式方程的步骤及注意点
(1)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).
(2)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.
2.求直线的斜截式方程的策略
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.
(2)直线的斜截式方程y=kx+b中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.
典例·举一反三
题型一 点斜式方程
1.经过点,且倾斜角为的直线方程是( )
A. B.
C. D.
2.已知直线l的一个方向向量为,若l过点,则直线l的方程为()
A. B.
C. D.
3.已知直线的倾斜角为,若直线过点,且与直线的倾斜角互余,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.过点且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.求分别满足下列条件的直线方程,如果能用点斜式表示的,请用点斜式表示.
(1)过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
(3)经过点,且平行于y轴;
(4)过两点.
题型二 斜截式方程
6.已知直线的倾斜角与:的倾斜角互余,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
7.已知直线:绕点逆时针旋转得到直线,则的斜截式方程为( )
A. B.
C. D.
8.设直线的方程为,则下列说法正确的有( )
A.直线的斜率为
B.直线在轴上的截距为2
C.直线在轴上的截距为
D.直线与坐标轴围成的三角形的面积为
9.已知定点,若直线过定点且方向向量是,直线过定点且方向向量是,直线在轴上的截距是,直线在轴上的截距是,则 .
10.求分别满足下列条件的直线方程,结果写成斜截式.
(1)过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
题型三 直线图象特征
11.直线可能是( )
A. B.
C. D.
12.已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
13.直线l1:y=ax+b与直线l2:y=bx+a(ab≠0,a≠b)在同一平面直角坐标系内的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
14.方程表示的直线可能是
A. B. C. D.
15.已知两条不同的直线与,则与的位置关系可以是图中的( )
A. B.
C. D.
题型四 点斜式方程的综合
16.已知的三个顶点分别为、、.求:
(1)边所在直线的方程;
(2)边上的高所在直线的方程;
(3)边上的中线所在直线的方程.
17.已知四边形的四个顶点坐标分别为,,,.
(1)试判断四边形的形状,并给出证明;
(2)求平分线所在直线的方程.
18.已知的顶点为,,.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求边所在直线的一个方向向量和一个法向量;
(3)求过中点,且垂直于方向向量的直线方程.
19.已知直线l经过点.
(1)若l在两坐标轴上截距和为零,求l的点斜式方程;
(2)设l的斜率,l与两坐标轴的交点分别为A、B,当的面积最小时,求l的斜截式方程.
20.已知直线.
(1)求证:直线l恒过一个定点;
(2)当时,直线上的点都在x轴上方,求实数k的取值范围.
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