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2.2.2 直线的两点式方程
素养目标
1.掌握直线的两点式方程的形式、特点及适用范围.(数学抽象)2.了解直线的截距式方程的形式、特点及适用范围.(数学抽象)3.能用直线的两点式方程和截距式方程解决有关问题.(逻辑推理、数学运算)
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要点1 直线的两点式方程
名称 两点式
已知条件 P1(x1,y1),P2(x2,y2),其中x1≠x2,y1≠y2
示意图
方程 ______________
适用范围 斜率存在且不为0
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要点2 直线的截距式方程
(1)直线在x轴上的截距:
把直线l与x轴的交点(a,0)的______________叫做直线在x轴上的截距.
横坐标a
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(2)直线的截距式方程:
名称 截距式
已知条件 在x,y轴上的截距分别为a,b
示意图
方程 ______________
适用范围 a≠0,b≠0
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1.两点式适用的范围是什么?
答:直线不与坐标轴平行或重合.
2.截距式适用的范围是什么?
答:直线不与坐标轴平行、重合且不过原点.
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4.若一条直线的方程不能用两点式表示,则也不能用截距式表示,反之,若一条直线的方程不能用截距式表示,是否也不能用两点式表示?
答:当一条直线过原点且斜率存在时,不能用截距式表示,但可用两点式表示.
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课时学案
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例 1
√
题型一 直线的两点式方程
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(2)已知三角形三个顶点为A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在直线方程是( )
A.x-13y+5=0 B.x-13y-5=0
C.x+13y+5=0 D.x+13y=0
√
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探究1
利用两点式求直线方程的步骤
(1)首先判断所给两点的横坐标与纵坐标是否分别相等.
(2)若两点的横坐标与纵坐标均不相等,可直接代入两点式求解.
提醒:代入点的坐标时要注意横、纵坐标的对应关系.
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思考题1 已知三角形的三个顶点是A(1,3),B(-2,-1),C(1,-1),求这个三角形三边所在直线的方程.
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例 2 求过点A(4,1),且在两坐标轴上截距相等的直线l的方程.
题型二 直线的截距式方程
【思路分析】 对于直线在两坐标轴上截距相等的问题,在使用待定系数法求直线方程时,要注意方程形式的使用条件,避免丢解.还可以设直线的点斜式方程,利用截距的定义,分别求出两截距,这样就避免了丢解,此法对解决此类问题行之有效.
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探究2
截距式方程应用的注意事项
(1)如果问题中涉及直线与坐标轴相交,则可考虑选用截距式方程,用待定系数法确定其系数即可.
(2)选用截距式方程时,必须首先考虑直线是否过原点以及是否与两坐标轴平行或重合.
(3)要注意截距式方程的逆向应用.
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思考题2 求过点A(3,4),且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线l的方程.
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例 3 已知直线l过点P(-2,1).
(1)当直线l与点B(-5,4),C(3,2)的距离相等时,求直线l的方程;
题型三 直线方程的灵活应用
【思路分析】 直线的截距式方程有明显的几何意义,由此思考如何解决与直线在x轴、y轴上的截距有关的问题.
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探究3
求直线方程时方程形式的选择技巧
(1)已知一点的坐标,求过该点的直线方程时,通常选用点斜式方程.
(2)已知直线的斜率,通常选用斜截式方程.
(3)已知直线在两坐标轴上的截距时,通常选用截距式方程.
(4)已知直线上两点时,通常选用两点式方程.
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思考题3 (1)如图,已知直线l过点P(2,1),且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,则三角形OAB面积的最小值为________.
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(2)直线l过点(2,1),且在y轴上的截距为x轴上的截距的2倍,则直线l的方程为_______________________.
x-2y=0或2x+y-5=0
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1.求直线的两点式方程的策略以及注意点:
当已知两点坐标,求过这两点的直线方程时,首先要判断是否满足两点式方程的适用条件:两点的连线不垂直于坐标轴,若满足,则考虑用两点式求方程.
2.用截距式求直线方程时,在x轴、y轴上截距a,b都必须存在且都不为0.
(1)若a=0,b≠0,则直线方程为x=0;
(2)若a≠0,b=0,则直线方程为y=0;
(3)若a=0,b=0,则直线方程为y=kx(k≠0).
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课后巩固
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√
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解析 直线经过第一、二、四象限,则a>0,b>0,故选A.
√
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4.已知直线l在x轴上的截距比在y轴上的截距大1,且过定点(6,-2),则直线l的方程为__________________________.
2x+3y-6=0或x+2y-2=0
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5.直线l过点P(-2,3),且与x轴、y轴分别交于A,B两点,若点P恰为AB的中点,则直线l的方程为____________________.
3x-2y+12=0
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请做:课时作业(十八)
教师备用资料
eq \f(y-y1,y2-y1)=eq \f(x-x1,x2-x1)
eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=1
3.eq \f(x,3)-eq \f(y,4)=1是截距式方程吗?在x,y轴上的截距分别为多少?
答:不是.应该为eq \f(x,3)+eq \f(y,-4)=1,在x,y轴上的截距分别为3,-4.
(1)过(1,2),(5,3)的直线方程是( )
A.eq \f(y-2,5-1)=eq \f(x-1,3-1)
B.eq \f(y-2,3-2)=eq \f(x-1,5-1)
C.eq \f(y-1,5-1)=eq \f(x-3,5-3)
D.eq \f(x-2,5-2)=eq \f(y-3,2-3)
【解析】 所求直线过点(1,2),(5,3),将两点坐标代入两点式方程,得eq \f(y-2,3-2)=eq \f(x-1,5-1).
【解析】 因为B(3,-3),C(0,2),所以BC中点的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0+3,2),\f(2-3,2))),即eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),-\f(1,2))).
则BC边上的中线过A(-5,0),eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),-\f(1,2)))两点,由两点式得eq \f(y-0,-\f(1,2)-0)=eq \f(x+5,\f(3,2)+5),整理得x+13y+5=0.
【解析】 如图,直线AB过A(1,3),B(-2,-1),其两点式方程为eq \f(y-3,-1-3)=eq \f(x-1,-2-1),
整理,得4x-3y+5=0,这就是AB边所在直线的方程.
直线AC垂直于x轴,故AC边所在直线的方程为x=1.直线BC平行于x轴,故BC边所在直线的方程为y=-1.
【解析】 方法一:若直线l在两坐标轴上的截距均不为0(或者说直线l不过原点).
则可设l的方程为eq \f(x,a)+eq \f(y,a)=1(a≠0),
由已知l过点A(4,1),∴eq \f(4,a)+eq \f(1,a)=1,得a=5.
所以l的方程为eq \f(x,5)+eq \f(y,5)=1,即x+y-5=0.
若直线l在两坐标轴上的截距为0(或者说直线l过原点),则可设l的方程为y=kx.
代入点A的坐标,得k=eq \f(1,4).
所以l的方程为y=eq \f(1,4)x,即x-4y=0.
综上,所求直线l的方程为x+y-5=0或x-4y=0.
方法二:易知直线l的斜率存在且不为0,设过点A(4,1)的直线方程为y-1=k(x-4)(k≠0).
令x=0,则y=1-4k;令y=0,则x=4-eq \f(1,k).
由已知条件,得1-4k=4-eq \f(1,k),
解得k=-1或k=eq \f(1,4).
∴所求直线的方程为x+y-5=0或x-4y=0.
【解析】 当直线l在两坐标轴上的截距互为相反数且不为0时,可设直线l的方程为eq \f(x,a)+eq \f(y,-a)=1(a≠0).又l过点A(3,4),所以eq \f(3,a)+eq \f(4,-a)=1,解得a=-1.
所以直线l的方程为eq \f(x,-1)+eq \f(y,1)=1,
即x-y+1=0.
当直线l在两坐标轴上的截距互为相反数且为0,即直线l过原点时,设直线l的方程为y=kx,因为l过点(3,4),所以4=k·3,解得k=eq \f(4,3),所以直线l的方程为y=eq \f(4,3)x,即4x-3y=0.
综上,直线l的方程为x-y+1=0或4x-3y=0.
【解析】 (1)连接BC,易知点P不在BC上.
当直线l∥BC时,kl=kBC=eq \f(4-2,-5-3)=-eq \f(1,4),
所以直线l的方程为y-1=-eq \f(1,4)(x+2),即x+4y-2=0.
当直线l过线段BC的中点时,易得线段BC的中点为M(-1,3),所以直线l的方程为y-1=eq \f(1-3,-2-(-1))(x+2),即2x-y+5=0.
综上可知,直线l的方程为x+4y-2=0或2x-y+5=0.
(2)当直线l与x轴、y轴围成的三角形的面积为eq \f(1,2)时,求直线l的方程.
【解析】 (2)由题可知,l在两坐标轴上的截距均存在且不为0,设直线l的方程为eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=1.
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(-2,a)+\f(1,b)=1,,\f(1,2)|ab|=\f(1,2),))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=-1,,b=-1))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a=2,,b=\f(1,2).))所以直线l的方程为x+y+1=0或x+4y-2=0.
【解析】 设直线l为eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=1(a>2,b>1),因为直线l过点P(2,1),则有eq \f(2,a)+eq \f(1,b)=1,三角形OAB的面积为S=eq \f(1,2)ab.对eq \f(2,a)+eq \f(1,b)=1,利用基本不等式得1=eq \f(2,a)+eq \f(1,b)≥2eq \r(\f(2,a)·\f(1,b))=eq \f(2\r(2),\r(ab)),当且仅当a=4,b=2时等号成立,即ab≥8.
所以三角形OAB的面积的最小值为Smin=eq \f(1,2)×8=4.
【解析】 当直线l过原点时,满足题意,则直线l的方程为y=eq \f(1,2)x,即x-2y=0;
当直线l不过原点时,可设l的方程为eq \f(x,a)+eq \f(y,2a)=1(a≠0),所以eq \f(2,a)+eq \f(1,2a)=1,解得a=eq \f(5,2),
所以直线l的方程为eq \f(2x,5)+eq \f(y,5)=1,即2x+y-5=0.
综上所述,直线l的方程为x-2y=0或2x+y-5=0.
解析 直线eq \f(x,3)-eq \f(y,4)=1在x轴上的截距为3,在y轴上的截距为-4,所以直线eq \f(x,3)-eq \f(y,4)=1在两坐标轴上的截距之和为-1.
1.直线eq \f(x,3)-eq \f(y,4)=1在两坐标轴上的截距之和为( )
A.1
B.-1
C.7
D.-7
2.已知平面直角坐标系xOy上的直线eq \f(x,a)+eq \f(y,b)=1经过第一、第二和第四象限,则a,b满足( )
A.a>0,b>0
B.a>0,b<0
C.a<0,b>0
D.a<0,b<0
解析 原方程即为eq \f(y+3,5)=-eq \f(1,3)x,又即y=-eq \f(5,3)x-3,所以l的斜率为-eq \f(5,3).
3.已知直线l的两点式方程为eq \f(y+3,2+3)=eq \f(x-0,-3-0),则l的斜率为________.
-eq \f(5,3)
解析 由题可知,直线l不经过原点.设直线的截距式方程为eq \f(x,a+1)+eq \f(y,a)=1(a≠0且a≠-1).
由直线过定点(6,-2),得eq \f(6,a+1)+eq \f(-2,a)=1,解得a=2或a=1.
则直线方程是eq \f(x,3)+eq \f(y,2)=1或eq \f(x,2)+eq \f(y,1)=1,
即2x+3y-6=0或x+2y-2=0.
解析 设A(x,0),B(0,y).
∵点P恰为AB的中点,
则eq \f(x+0,2)=-2,eq \f(0+y,2)=3,∴x=-4,y=6,
即A,B两点的坐标分别为(-4,0),(0,6).
由截距式得直线l的方程为eq \f(x,-4)+eq \f(y,6)=1,
即为3x-2y+12=0.
$