内容正文:
第08讲 直线的方程(知识详解+8典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:求直线的点斜式方程
知识点02:直线的斜截式方程
知识点03:直线的两点式方程
知识点04:直线的截距式方程
知识点05:直线的一般式方程
知识点06:利用一般式解决直线的平行与垂直问题
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:利用点斜式求直线方程
题型02:利用斜截式求直线方程
题型03:利用两点式求直线方程
题型04:利用截距式求直线方程
题型05:直线一般式方程与其他形式之间的互化
题型06:由一般式方程判断直线的平行、垂直
题型07:由两条直线平行、垂直求方程
题型08:直线过定点问题
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】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;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.
【例1】已知直线过点,斜率,求该直线的点斜式方程。
解:由题可知:
代入点斜式公式:
整理得直线点斜式方程:
.
【知识点02】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;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.
【例2】已知直线斜率为,与轴交于点,求直线的斜截式方程。
解:由题可知:斜率,轴截距
代入斜截式公式:.
【知识点03】直线的两点式方程
经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2)的直线方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
注意点:
(1)当经过两点(x1,y1),(x2,y2)的直线斜率不存在(x1=x2)或斜率为0(y1=y2)时,不能用两点式方程表示.
(2)两点式方程与这两个点的顺序无关.
(3)方程中等号两边表达式中分子之比等于分母之比,也就是同一条直线的斜率相等.
【例3】求过点、的直线两点式方程。
解:由题可知:
代入两点式公式:
化简得:
【知识点04】直线的截距式方程
我们把方程叫做直线的截距式方程,简称截距式.直线与x轴的交点(a,0)的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.
注意点:
(1)如果已知直线在两坐标轴上的截距,可以直接代入截距式求直线的方程,与坐标轴平行和过原点的直线都不能用截距式表示.
(2)将直线的方程化为截距式后,可以观察出直线在x轴和y轴上的截距,这一点常被用来作图.
【例4】已知直线在轴截距为,轴截距为,求直线的截距式方程。
解:由题可知:
代入截距式公式:
整理得:
【知识点05】直线的一般式方程
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.
注意点:
(1)直线一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程.
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列.
③x的系数一般不为分数和负数.
(2)当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
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,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
【例5】将直线方程化为一般式方程。
解:展开去括号:
移项整理为标准形式:
【知识点06】利用一般式解决直线的平行与垂直问题
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0).
(1)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.
(2)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
【例6】已知直线,,若,求实数的值。
解:由题得:
根据两直线垂直条件:
代入数值:
计算解得:
【题型01】利用点斜式求直线方程
【典例1-1】(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)过点且倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求出直线的斜率,再利用点斜式即可求出.
【详解】直线的斜率为,
又直线过点,,即.
故选:C.
【变式1-1】(25-26高二上·广东清远·期末)在轴上的截距为5,且与直线平行的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先根据平行关系确定直线斜率为,再结合轴截距为得到直线过点,最后用点斜式求出直线方程.
【详解】已知直线,变形为,斜率为,
因为所求直线与平行,所以斜率也为,
又因为题干说所求直线在轴上的截距为,说明直线过点;
由点斜式可直接写出所求直线为:,化简可得:.
故选:A
【变式1-2】(25-26高二上·广东广州·期末)在平面直角坐标系中,点、,则线段的垂直平分线方程为________.
【答案】
【分析】求出线段的中点坐标,并求出直线的斜率,可得出线段的垂直平分线所在直线的斜率,结合点斜式方程可得出所求直线的方程.
【详解】由题意可知线段的中点为,,
故线段的垂直平分线所在直线的斜率为,
因此线段的垂直平分线方程为,即.
故答案为:.
【变式1-3】(25-26高二·全国·暑假作业)根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点,倾斜角为;
(2)经过原点,倾斜角为;
(3)经过点,倾斜角为.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为直线斜率为,
所以直线的点斜式方程为.
(2)因为直线斜率为,
所以直线的点斜式方程为.
(3)因为直线斜率为,所以直线的点斜式方程为.
【题型02】利用斜截式求直线方程
【典例2-1】(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)已知直线的倾斜角为,在轴上的截距为,则此直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线斜率与倾斜角的关系求出直线斜率,结合直线的斜截式公式求解即可.
【详解】因为直线的倾斜角为,所以直线的斜率为.
由直线的斜截式公式可知,,
故选:B.
【变式2-1】(25-26高二上·贵州铜仁·阶段检测)直线斜率为,在轴的截距是5的斜截式方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线的斜截式方程直接下结论即可.
【详解】由题意知,该直线的斜截式方程为.
故选:B
【变式2-2】倾斜角为,在y轴上的截距是的直线的斜截式方程为______.
【答案】
【分析】由倾斜角求出直线斜率,得到直线的斜截式方程.
【详解】由题意得,直线斜率为,
故直线的斜截式方程为.
故答案为:
【变式2-3】已知直线的倾斜角为,与轴的交点到坐标原点的距离为,求直线的斜截式方程.
【答案】或
【分析】求出直线的斜率及其在轴上的截距,即可得出直线的斜截式方程.
【详解】解:因为直线的倾斜角为,则直线的斜率为,
因为直线与轴的交点到坐标原点的距离为,
所以,直线在轴上的截距为,
故直线的斜截式方程为或.
【题型03】利用两点式求直线方程
【典例3-1】(25-26高二上·河南南阳·期中)过点和的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用直线的两点式方程可得答案.
【详解】由题意可知,直线的两点式方程为,即为.
故选:D.
【变式3-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,若的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由的中点为列方程组解,然后根据两点式方程计算即可.
【详解】由题可得,解得,
即,.
将点坐标代入两点式方程可得,
即.
故选:D.
【变式3-2】(24-25高二上·全国·课后作业)经过两点的直线的方向向量为,则直线的方程为______.
【答案】
【分析】由直线的方向向量求出点坐标,再由两点式计算直线的方程.
【详解】由题知,解得,即,
将两点坐标代入直线的两点式方程可得,
即.
故答案为:.
【变式3-3】求过下列两点的直线的两点式方程:
(1),;
(2),.
【答案】(1);
(2).
【分析】由直线两点式方程的定义即可得解.
【详解】(1)因为直线过点,,
所以该直线的两点式方程为;
(2)因为直线过点,,
所以该直线的两点式方程为
【题型04】利用截距式求直线方程
【典例4-1】(25-26高二上·四川泸州·阶段检测)过、两点的直线方程是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直线的截距式定义求解.
【详解】根据截距式方程得出
过、两点的直线方程是 .
故选:A.
【变式4-1】(多选)(25-26高二上·河北雄安·期末)过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】分“截距为”和“截距不为”两种情况,分别设直线方程,再代入点求出对应方程.
【详解】若两截距都为,则该直线过原点,其方程为,即;
若截距不为,不妨设其在横轴上的截距为,则在纵轴上的截距为,
此方程为,代入得,解得,整理得.
【变式4-2】(25-26高二上·湖北·期中)直线过点,且在轴、轴上的截距互为相反数,则直线的方程为________.
【答案】或
【分析】分截距为0和不为0两种情况讨论求解.在截距不为0的情况下,利用直线的截距式求解.
【详解】当轴、轴上的截距为0时,直线过,又过,则,
的方程为,即;
当轴、轴上的截距不为0时,直线在轴、轴上的截距互为相反数,
设直线的方程为,又过,,
,设直线的方程为,即.
综上可知,直线的方程为或.
故答案为:或.
【变式4-3】(1)求在轴上的截距分别是的直线方程;
(2)求过点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的方程.
【答案】(1).;(2)或.
【分析】(1)利用直线方程的截距式即得;
(2)分截距为0,不为0讨论即求.
【详解】(1)根据直线方程的截距式,得直线方程为,
化简得.
(2)当直线在两坐标轴上的截距互为相反数且不为0时,可设直线的方程为.
又因为过点,
所以,解得.
所以直线的方程为,即.
当直线在两坐标轴上的截距互为相反数且为0时,直线的方程为,即.
综上,直线的方程为或.
【题型05】直线一般式方程与其他形式之间的互化
【典例5-1】(25-26高二上·江西上饶·期末)直线:的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将一般式方程转化为斜截式方程可得斜率.
【详解】将直线一般式方程转化为斜截式方程得到.
所以斜率为.
故选:C.
【变式5-1】(多选)(24-25高二下·湖南永州·期末)已知点和则过点且与的距离相等的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】分两种情况:过且与平行的直线,利用直线的点斜式方程,直接求解即可;直线过且经过中点,因为中点,所以直线方程:.
【详解】由题意,,不共线,所以存在两种情况:
直线过且与平行时,根据直线的点斜式方程可得:,
化简得:.
直线过且经过中点,因为中点,
所以直线方程:.
综上所述:直线方程为: 和.
故选:AD.
【变式5-2】(25-26高二上·山东淄博·期中)直线l过点,且其横截距为纵截距的3倍,则l的方程为_________.
【答案】或
【分析】讨论截距是否为0,设相应的直线方程,代入点坐标求参数值,即可得直线方程.
【详解】当截距为0时,设直线为,则,即,此时,
当截距不为0时,设直线为,则,此时,
综上,直线为或.
故答案为:或
【变式5-3】(25-26高二上·江西景德镇·期末)根据下列条件分别写出直线和的方程,并化为一般式方程.
(1)的斜率是,且经过点,的斜率为,在轴上的截距为;
(2)经过两点、,在轴、轴上的截距分别是、.
【答案】(1),
(2),
【分析】(1)利用点斜式方程写出直线和的方程,然后转化为一般式方程;
(2)利用两点式方程可得出直线的方程,利用截距式方程可得出直线的方程,再将这两直线的方程化为一般式方程即可.
【详解】(1)由题意可知直线的方程为,即,
直线的方程为,即.
(2)直线的方程为,即,
直线的方程为,即.
【题型06】由一般式方程判断直线的平行、垂直
【典例6-1】(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先根据已知直线方程设出与已知直线平行的直线,再代入坐标求出方程.
【详解】与直线平行的直线方程可设为,且,
将代入直线可得.
所以过点且与直线平行的直线方程为,即,
故选:A
【变式6-1】(多选)(24-25高二上·广西南宁·期中)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线过点
B.直线与直线平行
C.直线在轴上的截距为2
D.直线与直线垂直
【答案】ABD
【分析】根据截距的定义即可求解AC,根据平行和垂直满足的系数关系即可求解BD.
【详解】选项A.当时,,所以直线过点,故选项A正确.
选项B.直线,直线,故选项B正确.
选项C.直线过点,直线在轴上的截距为,故C不正确.
选项D.由,可得直线与垂直,故选项D正确.
故选:ABD
【变式6-2】(2026高二·全国·专题练习)直线与直线的位置关系是__________.(填“相交”“平行”或“重合”).
【答案】平行
【分析】由直线一般方程对应系数的比例关系判断直线的位置关系.
【详解】∵,∴两直线的位置关系是平行.
故答案为:平行.
【变式6-3】判断下列各对直线是否垂直:
(1);
(2).
【答案】(1)两直线互相垂直.
(2)两直线不互相垂直.
【分析】以两直线垂直充要条件去判断两直线是否垂直即可解决.
【详解】(1)
,故两直线互相垂直.
(2)
,故两直线不互相垂直.
【题型07】由两条直线平行、垂直求方程
【典例7-1】(25-26高二下·河南驻马店·阶段检测)经过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】直线 的斜率为 。
因为所求直线与已知直线平行,故设所求直线方程为 。
将点 代入方程得: ,
因此,所求直线方程为:。
【变式7-1】(25-26高二上·贵州铜仁·期末)过点且与直线垂直的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用直线方程垂直的条件求出目标直线斜率,进而得到直线方程即可.
【详解】对于直线方程,其斜率为,
而目标直线与垂直,则目标直线斜率为,
则目标直线方程为,化简得,故C正确.
故选:C
【变式7-2】(25-26高二上·贵州毕节·期末)在轴上的截距为5,且与直线平行的直线的方程为__________.
【答案】
【分析】根据截距的概念和两直线平行的性质,设出直线方程,根据截距求出参数,求出结果即可.
【详解】设与直线平行的直线的方程为,
在轴上的截距为5,即当时,得,解得,
所以直线的方程为.
故答案为:.
【变式7-3】(25-26高二上·江西上饶·期末)如图,在平行四边形中,边所在直线方程为,点.
(1)求直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据直线平行得到斜率,点斜式即可得解;
(2)根据直线垂直,得到斜率,即可求解.
【详解】(1)∵四边形为平行四边形,∴.∴.
∴直线的方程为,即.
(2)∵,∴.
∴直线的方程为,即.
【题型08】直线过定点问题
【典例8-1】(25-26高二上·广西玉林·期末)直线一定经过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据给定的直线方程,直接求出所过定点坐标即可.
【详解】直线,即,对任意实数,当时,恒成立,
所以点的坐标.
故选:A
【变式8-1】(25-26高二上·广东梅州·期末)无论取何值,直线总经过点( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】将直线化为即可求解.
【详解】由,
当,即时,,解得,
所以无论取何值,直线总经过点.
故选:C.
【变式8-2】(25-26高二上·重庆·期中)直线:恒过定点______.
【答案】
【分析】原方程整理为,解方程组得解.
【详解】由可得,
联立,解得,
故直线恒过点,
故答案为:
【变式8-3】(24-25高二上·浙江温州·期中)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)求过点且横截距与纵截距相等的直线方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)或者
【分析】(1)通过即可求证;
(2)通过截距为0和不为0两类情况求解即可.
【详解】(1)即
令解得
直线过定点
(2)当直线横截距等于纵截距为0时
直线过原点 斜率
此时直线方程为即
当直线横截距,纵截距不为0时,可设直线的方程为:
直线过点,代入方程得
直线的方程为:,即直线的方程为:
综上所述直线的方程为或者
知识点01直线方程五种形式汇总
本节核心为直线的五种标准方程形式,各形式拥有专属适用场景与限制条件,是解析几何直线运算的基础,所有公式均适配微软Office公式编辑器。
1. 点斜式方程
标准公式:
适用条件:直线存在斜率,不垂直于轴
核心用途:已知直线定点和斜率,快速列写直线方程,是所有直线方程的基础形式。
2. 斜截式方程
标准公式:
参数含义:为直线斜率,为直线在轴上的截距
适用条件:直线存在斜率,不垂直于轴
核心用途:快速判断直线斜率、纵截距,常用于函数单调性、直线位置分析。
3. 两点式方程
标准公式:
适用条件:且,直线不垂直于轴、轴
核心用途:已知直线任意两个定点,直接列写直线方程。
4. 截距式方程
标准公式:
参数含义:为轴截距,为轴截距
适用条件:,直线不过原点、不垂直于坐标轴
核心用途:快速求解与坐标轴围成的三角形面积、截距相关问题。
5. 一般式方程
标准公式:(不同时为0)
适用条件:平面内所有直线,无限制条件
核心用途:统一直线方程形式,是判断直线平行、垂直、交点、距离的通用标准形式,所有直线方程均可化为一般式。
知识点02特殊直线方程补充(易错点梳理)
1. 垂直于轴(平行于轴)的直线:,无斜率,不能用点斜式、斜截式、两点式、截距式
2. 垂直于轴(平行于轴)的直线:,斜率,不能用截距式
3. 过原点的直线:横、纵截距均为0,不可用截距式,可使用点斜式、斜截式、一般式
知识点03直线一般式的核心性质(高频考点)
设直线一般式:
1. 当时,直线斜率,纵截距
2. 当时,直线垂直轴,方程为
3. 当时,直线平行轴,方程为
知识点04两直线平行与垂直判定(一般式专属结论)
设,
1. 两直线平行(不重合)
判定条件: 且
核心逻辑:系数成比例,常数不成比例,避免直线重合
2. 两直线垂直
判定条件:
核心逻辑:对应系数乘积和为0,无重合情况,判定简单、适用所有直线
知识点05方程互化核心思路(解题通用步骤)
1. 任意形式方程一般式:去分母、去括号、移项、合并同类项,整理为标准形式(优先化为正数)
2. 一般式斜截式:移项解出,快速得到斜率和截距
3. 已知截距优先用截距式,已知定点斜率优先用点斜式,已知两点优先用两点式,所有求值、位置判断问题最终统一用一般式求解
知识点06本节高频易错总结
1. 忽略各方程的适用限制条件,盲目套用公式导致出错
2. 两直线平行判定遗漏“不重合”条件,误将重合直线判定为平行
3. 垂直坐标轴的直线无法使用含斜率的方程形式,只能用一般式或竖、横直线专属方程
4. 截距是数值而非线段长度,截距可正、可负、可为0
一、单选题
1.(25-26高二上·河南平顶山·期末)已知直线的点斜式方程为,则的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【答案】A
【分析】由倾斜角与斜率的关系求倾斜角即可.
【详解】设直线的倾斜角为且,
则,故.
故选:A
2.(25-26高二上·湖南永州·期末)已知直线的方程为,则直线在轴上的截距为( )
A.1 B. C.5 D.
【答案】B
【分析】根据直线在轴上的截距,即当时,求出的值即可.
【详解】因为直线的方程为,当时,,
故直线在轴上的截距为.
故选:B.
3.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先由直线斜截式方程得到斜率,再结合倾斜角的取值范围,利用斜率与倾斜角的正切关系求解.
【详解】已知直线的斜截式方程为,因此直线的斜率.
由直线斜率与倾斜角的关系,
可得, 结合,解得.
4.(24-25高二上·甘肃临夏·期末)过点,且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出与已知直线平行的直线方程,再代入点即可求出;
【详解】设与直线平行的直线方程为,
因为点在直线上,所以,
所以与直线平行的直线方程为.
故选:C.
5.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)过点且在轴,轴上的截距相等的直线方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】根据条件分截距为零和截距不为零两种情况,分别设出相应的直线方程,再结合条件,即可求解.
【详解】当在轴,轴上的截距为零时,此时直线过原点,设直线方程为,
又直线过点,所以,所以直线方程为,
当在轴,轴上的截距不为零时,设直线方程为,
又直线过点,所以,解得,所以直线方程为,
所以过点且在轴,轴上的截距相等的直线方程是或,
故选:D.
6.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)平面直角坐标系中的直线系方程:经过的定点是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由直线方程得到,由,即可求解.
【详解】由,
可得,
因为方程对恒成立,
所以可得:,
解得,,
所以直线系方程:经过的定点是,
故选:C
7.(25-26高二上·江苏南京·期末)过点且垂直于直线的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据两直线垂直的条件求解即可.
【详解】设垂直于直线的直线方程为,
因为直线过,所以,解得,
所以垂直于直线的直线方程为.
故选:A.
8.(24-25高二上·全国·课后作业)已知的三个顶点分别为,则边的垂直平分线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】确定边的中点坐标,及的形状,再由边的垂直平分线过两点,然后根据两点式计算方程即可.
【详解】因为边的中点为且,
所以为等腰直角三角形.
所以边的垂直平分线过,
故由两点式方程得,
即.
故选:B.
二、多选题
9.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.过两点的直线的倾斜角为
B.经过点的所有直线都可以用方程表示
C.直线在轴上的截距为
D.点在同一条直线上
【答案】AD
【分析】借助斜率与倾斜角的关系计算可得A;考虑斜率不存在的情况可得B;由截距定义可得C;借助斜率公式计算可得D.
【详解】对于A:过两点的直线的斜率,
所以直线的倾斜角为,故A正确;
对于B:过点斜率不存在时,方程为,故B错误;
对于C:直线在轴上的截距为,故C错误;
对于D:因为,,
则,所以三点共线,故D正确.
故选:AD
10.(25-26高二上·四川绵阳·期中)下列说法正确的是( )
A.直线可以表示过点的所有直线
B.直线过定点
C.平面直角坐标系内的所有直线都能用一般式方程表示
D.经过点且斜率为的直线l的方程为
【答案】BC
【分析】根据直线方程的几种形式及其限制条件逐一分析.
【详解】对于A,直线表示过点,且斜率为的直线,故A错误;
对于B,即,因为m的取值范围是,所以,解得,即直线过定点,故B正确;
对于C,平面直角坐标系内的所有直线都能用一般式方程表示,故C正确;
对于D,根据点斜式可知经过点且斜率为的直线l的方程为,即,故D错误.
故选:BC.
11.(25-26高二上·广东惠州·阶段检测)已知直线过点且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程可能为( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【分析】分在两坐标轴上的截距都为和都不为两种情况讨论,利用待定系数法计算可得.
【详解】①若直线在两坐标轴上的截距都为,可设其方程为,
由直线经过点可得,,解得,
故直线的方程为,即.
②若直线的在两坐标轴上的截距都不为,可设其方程为,
由直线经过点可得,,解得,
故直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
故选:CD
三、填空题
12.(25-26高二·全国·暑假作业)直线在轴上的截距是_________.
【答案】
【详解】由,令,得.
13.(25-26高二上·福建漳州·期末)已知的顶点坐标为,,,则边上的中线所在的直线方程为_____.
【答案】
【分析】求出中点坐标,利用两点式求直线方程.
【详解】设中点,则,即,
所以边上的中线所在的直线方程为,
整理得,
故答案为:.
14.(25-26高二上·内蒙古包头·阶段检测)直线经过点,且它在轴上的截距是它在轴上截距的3倍,求直线的方程为______.
【答案】或
【分析】根据给定条件,按截距是否为0分类,结合直线的截距式方程求解.
【详解】当直线在轴上的截距为零时,由直线过原点及,得方程为,即;
当直线在轴上的截距不为零时,设直线的方程为,
由直线过点,得,解得,方程为,即,
所以直线的方程为或.
故答案为:或
四、解答题
15.(25-26高二上·云南玉溪·期中)根据下列条件分别求出直线的方程,并化为一般式方程.已知直线.
(1)经过点且与直线平行的直线;
(2)经过点且与直线垂直的直线.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设所求直线的方程为,求出即可;
(2)设所求直线方程为,求出即可.
【详解】(1)设所求直线的方程为,
代入点,则有,解得,
所以所求直线方程为;
(2)设所求直线方程为,
代入点,则有,解得,
所以所求直线方程为.
16.(25-26高二上·四川南充·期末)已知的三个顶点.
(1)求边上的高所在直线的方程:
(2)若点是线段的中点,直线经过点且平行于直线,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出BC的斜率,从而可求BC边的高的斜率,由此利用点斜式方程能求出BC边的高所在直线的方程.
(2)利用中点坐标公式求出,,由此能求出过点M且平行于边的直线方程.
【详解】(1)因为,所以,
所以边上的高所在直线的斜率为,又,
所以边上的高所在直线的方程为,
即;
(2)因为,且点是线段的中点,
所以,即,
又,所以,
又因为直线经过点且平行于直线,所以,
所以直线的方程为,即.
17.(2025高二上·全国·专题练习)已知的三个顶点分别为,,,求:
(1)边和所在直线的方程;
(2)边上的垂直平分线所在直线的方程;
(3)边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据两点式和截距式求解直线方程即可;
(2)根据直线垂直时斜率的性质,以及点斜式方程求解即可;
(3)根据直线垂直时斜率的性质,以及点斜式方程求解即可;
【详解】(1)由两点式得边所在直线方程为,即.
由截距式得边所在直线方程为,即.
(2)设的中点为,由中点坐标公式可得,
因为,所以垂直平分线的斜率为,
所以垂直平分线方程为,即.
(3)因为,所以高所在直线的斜率为,
所以边上的高所在直线方程为,即.
18.(25-26高二·全国·暑假作业)设直线的方程为.
(1)若在两坐标轴上的截距均为0,求的方程;
(2)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(3)若不经过第三象限,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)或.
(3).
【分析】(1)根据直线过,列方程求得.
(2)根据直线是否过原点进行分类讨论,结合截距相等求得直线的方程.
(3)将直线方程化为斜截式,根据直线不经过第三象限列不等式,由此求得的取值范围.
【详解】(1)当直线过原点时,该直线在轴和轴上的截距为零,
所以,所以,即方程为.
(2)当直线过原点时,该直线在轴和轴上的截距为零,
所以,所以,方程为;
当直线不过原点时,,由,得,
即方程为,
故所求的方程为或.
(3)将的方程化为,要使不经过第三象限,
当且仅当且,
解得,故所求的取值范围为.
19.(25-26高二上·福建龙岩·期中)已知直线:.
(1)求直线所过的定点A的坐标;
(2)若直线不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)已知,若点P到直线的距离为d,求d最大时直线的一般式方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)将直线的方程变为,利用直线的点斜式得到直线恒过的定点;
(2)由直线不经过第四象限,结合图像得到的范围;
(3)由直线恒过的定点,结合图像可知,当时,d取得最大值,求出此时的直线的斜率,利用两直线垂直,在斜率存在的情况下,斜率之积为,求出直线的斜率,利用直线的点斜式得到直线的方程.
【详解】(1)直线的方程为,则,因此直线恒过定点.
(2)如图1,若直线不经过第四象限,则.
(3)由(1)知直线恒过定点.
如图2,当时,d取得最大值,此时直线的斜率.
则直线的斜率.
所以直线的方程为,即.
所以直线的一般式方程为.
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第08讲 直线的方程(知识详解+8典例精讲+课后作业)
知识详解·核心内容
知识点01:求直线的点斜式方程
知识点02:直线的斜截式方程
知识点03:直线的两点式方程
知识点04:直线的截距式方程
知识点05:直线的一般式方程
知识点06:利用一般式解决直线的平行与垂直问题
典例精讲·例题解析
(举一反三)
题型01:利用点斜式求直线方程
题型02:利用斜截式求直线方程
题型03:利用两点式求直线方程
题型04:利用截距式求直线方程
题型05:直线一般式方程与其他形式之间的互化
题型06:由一般式方程判断直线的平行、垂直
题型07:由两条直线平行、垂直求方程
题型08:直线过定点问题
课后作业·巩固延伸
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
【知识点01】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;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.
【例1】已知直线过点,斜率,求该直线的点斜式方程。
【知识点02】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;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.
【例2】已知直线斜率为,与轴交于点,求直线的斜截式方程。
【知识点03】直线的两点式方程
经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2)的直线方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
注意点:
(1)当经过两点(x1,y1),(x2,y2)的直线斜率不存在(x1=x2)或斜率为0(y1=y2)时,不能用两点式方程表示.
(2)两点式方程与这两个点的顺序无关.
(3)方程中等号两边表达式中分子之比等于分母之比,也就是同一条直线的斜率相等.
【例3】求过点、的直线两点式方程。
【知识点04】直线的截距式方程
我们把方程叫做直线的截距式方程,简称截距式.直线与x轴的交点(a,0)的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.
注意点:
(1)如果已知直线在两坐标轴上的截距,可以直接代入截距式求直线的方程,与坐标轴平行和过原点的直线都不能用截距式表示.
(2)将直线的方程化为截距式后,可以观察出直线在x轴和y轴上的截距,这一点常被用来作图.
【例4】已知直线在轴截距为,轴截距为,求直线的截距式方程。
【知识点05】直线的一般式方程
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.
注意点:
(1)直线一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程.
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列.
③x的系数一般不为分数和负数.
(2)当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
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,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
【例5】将直线方程化为一般式方程。
【知识点06】利用一般式解决直线的平行与垂直问题
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0).
(1)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.
(2)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
【例6】已知直线,,若,求实数的值。
【题型01】利用点斜式求直线方程
【典例1-1】(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)过点且倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(25-26高二上·广东清远·期末)在轴上的截距为5,且与直线平行的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(25-26高二上·广东广州·期末)在平面直角坐标系中,点、,则线段的垂直平分线方程为________.
【变式1-3】(25-26高二·全国·暑假作业)根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点,倾斜角为;
(2)经过原点,倾斜角为;
(3)经过点,倾斜角为.
【题型02】利用斜截式求直线方程
【典例2-1】(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)已知直线的倾斜角为,在轴上的截距为,则此直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】(25-26高二上·贵州铜仁·阶段检测)直线斜率为,在轴的截距是5的斜截式方程是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】倾斜角为,在y轴上的截距是的直线的斜截式方程为______.
【变式2-3】已知直线的倾斜角为,与轴的交点到坐标原点的距离为,求直线的斜截式方程.
【题型03】利用两点式求直线方程
【典例3-1】(25-26高二上·河南南阳·期中)过点和的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,若的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(24-25高二上·全国·课后作业)经过两点的直线的方向向量为,则直线的方程为______.
【变式3-3】求过下列两点的直线的两点式方程:
(1),;
(2),.
【题型04】利用截距式求直线方程
【典例4-1】(25-26高二上·四川泸州·阶段检测)过、两点的直线方程是 ( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(多选)(25-26高二上·河北雄安·期末)过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(25-26高二上·湖北·期中)直线过点,且在轴、轴上的截距互为相反数,则直线的方程为________.
【变式4-3】(1)求在轴上的截距分别是的直线方程;
(2)求过点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的方程.
【题型05】直线一般式方程与其他形式之间的互化
【典例5-1】(25-26高二上·江西上饶·期末)直线:的斜率为( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(多选)(24-25高二下·湖南永州·期末)已知点和则过点且与的距离相等的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】(25-26高二上·山东淄博·期中)直线l过点,且其横截距为纵截距的3倍,则l的方程为_________.
【变式5-3】(25-26高二上·江西景德镇·期末)根据下列条件分别写出直线和的方程,并化为一般式方程.
(1)的斜率是,且经过点,的斜率为,在轴上的截距为;
(2)经过两点、,在轴、轴上的截距分别是、.
【题型06】由一般式方程判断直线的平行、垂直
【典例6-1】(25-26高二上·吉林长春·阶段检测)过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式6-1】(多选)(24-25高二上·广西南宁·期中)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线过点
B.直线与直线平行
C.直线在轴上的截距为2
D.直线与直线垂直
【变式6-2】(2026高二·全国·专题练习)直线与直线的位置关系是__________.(填“相交”“平行”或“重合”).
【变式6-3】判断下列各对直线是否垂直:
(1);
(2).
【题型07】由两条直线平行、垂直求方程
【典例7-1】(25-26高二下·河南驻马店·阶段检测)经过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式7-1】(25-26高二上·贵州铜仁·期末)过点且与直线垂直的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【变式7-2】(25-26高二上·贵州毕节·期末)在轴上的截距为5,且与直线平行的直线的方程为__________.
【变式7-3】(25-26高二上·江西上饶·期末)如图,在平行四边形中,边所在直线方程为,点.
(1)求直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
【题型08】直线过定点问题
【典例8-1】(25-26高二上·广西玉林·期末)直线一定经过点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式8-1】(25-26高二上·广东梅州·期末)无论取何值,直线总经过点( )
A. B.
C. D.
【变式8-2】(25-26高二上·重庆·期中)直线:恒过定点______.
【变式8-3】(24-25高二上·浙江温州·期中)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)求过点且横截距与纵截距相等的直线方程.
知识点01直线方程五种形式汇总
本节核心为直线的五种标准方程形式,各形式拥有专属适用场景与限制条件,是解析几何直线运算的基础,所有公式均适配微软Office公式编辑器。
1. 点斜式方程
标准公式:
适用条件:直线存在斜率,不垂直于轴
核心用途:已知直线定点和斜率,快速列写直线方程,是所有直线方程的基础形式。
2. 斜截式方程
标准公式:
参数含义:为直线斜率,为直线在轴上的截距
适用条件:直线存在斜率,不垂直于轴
核心用途:快速判断直线斜率、纵截距,常用于函数单调性、直线位置分析。
3. 两点式方程
标准公式:
适用条件:且,直线不垂直于轴、轴
核心用途:已知直线任意两个定点,直接列写直线方程。
4. 截距式方程
标准公式:
参数含义:为轴截距,为轴截距
适用条件:,直线不过原点、不垂直于坐标轴
核心用途:快速求解与坐标轴围成的三角形面积、截距相关问题。
5. 一般式方程
标准公式:(不同时为0)
适用条件:平面内所有直线,无限制条件
核心用途:统一直线方程形式,是判断直线平行、垂直、交点、距离的通用标准形式,所有直线方程均可化为一般式。
知识点02特殊直线方程补充(易错点梳理)
1. 垂直于轴(平行于轴)的直线:,无斜率,不能用点斜式、斜截式、两点式、截距式
2. 垂直于轴(平行于轴)的直线:,斜率,不能用截距式
3. 过原点的直线:横、纵截距均为0,不可用截距式,可使用点斜式、斜截式、一般式
知识点03直线一般式的核心性质(高频考点)
设直线一般式:
1. 当时,直线斜率,纵截距
2. 当时,直线垂直轴,方程为
3. 当时,直线平行轴,方程为
知识点04两直线平行与垂直判定(一般式专属结论)
设,
1. 两直线平行(不重合)
判定条件: 且
核心逻辑:系数成比例,常数不成比例,避免直线重合
2. 两直线垂直
判定条件:
核心逻辑:对应系数乘积和为0,无重合情况,判定简单、适用所有直线
知识点05方程互化核心思路(解题通用步骤)
1. 任意形式方程一般式:去分母、去括号、移项、合并同类项,整理为标准形式(优先化为正数)
2. 一般式斜截式:移项解出,快速得到斜率和截距
3. 已知截距优先用截距式,已知定点斜率优先用点斜式,已知两点优先用两点式,所有求值、位置判断问题最终统一用一般式求解
知识点06本节高频易错总结
1. 忽略各方程的适用限制条件,盲目套用公式导致出错
2. 两直线平行判定遗漏“不重合”条件,误将重合直线判定为平行
3. 垂直坐标轴的直线无法使用含斜率的方程形式,只能用一般式或竖、横直线专属方程
4. 截距是数值而非线段长度,截距可正、可负、可为0
一、单选题
1.(25-26高二上·河南平顶山·期末)已知直线的点斜式方程为,则的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
2.(25-26高二上·湖南永州·期末)已知直线的方程为,则直线在轴上的截距为( )
A.1 B. C.5 D.
3.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·甘肃临夏·期末)过点,且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)过点且在轴,轴上的截距相等的直线方程是( )
A. B.或
C. D.或
6.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)平面直角坐标系中的直线系方程:经过的定点是( )
A. B. C. D.
7.(25-26高二上·江苏南京·期末)过点且垂直于直线的直线方程为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高二上·全国·课后作业)已知的三个顶点分别为,则边的垂直平分线的方程为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(25-26高二上·福建龙岩·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.过两点的直线的倾斜角为
B.经过点的所有直线都可以用方程表示
C.直线在轴上的截距为
D.点在同一条直线上
10.(25-26高二上·四川绵阳·期中)下列说法正确的是( )
A.直线可以表示过点的所有直线
B.直线过定点
C.平面直角坐标系内的所有直线都能用一般式方程表示
D.经过点且斜率为的直线l的方程为
11.(25-26高二上·广东惠州·阶段检测)已知直线过点且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程可能为( )
A. B. C. D.
三、填空题
12.(25-26高二·全国·暑假作业)直线在轴上的截距是_________.
13.(25-26高二上·福建漳州·期末)已知的顶点坐标为,,,则边上的中线所在的直线方程为_____.
14.(25-26高二上·内蒙古包头·阶段检测)直线经过点,且它在轴上的截距是它在轴上截距的3倍,求直线的方程为______.
四、解答题
15.(25-26高二上·云南玉溪·期中)根据下列条件分别求出直线的方程,并化为一般式方程.已知直线.
(1)经过点且与直线平行的直线;
(2)经过点且与直线垂直的直线.
16.(25-26高二上·四川南充·期末)已知的三个顶点.
(1)求边上的高所在直线的方程:
(2)若点是线段的中点,直线经过点且平行于直线,求直线的方程.
17.(2025高二上·全国·专题练习)已知的三个顶点分别为,,,求:
(1)边和所在直线的方程;
(2)边上的垂直平分线所在直线的方程;
(3)边上的高所在直线的方程.
18.(25-26高二·全国·暑假作业)设直线的方程为.
(1)若在两坐标轴上的截距均为0,求的方程;
(2)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(3)若不经过第三象限,求实数的取值范围.
19.(25-26高二上·福建龙岩·期中)已知直线:.
(1)求直线所过的定点A的坐标;
(2)若直线不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)已知,若点P到直线的距离为d,求d最大时直线的一般式方程.
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