内容正文:
2.2 直线的方程
2.2.1 直线的
点斜式方程
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课标要求 1.能根据确定直线位置的几何要素,探索直线的点斜式方程
2.掌握直线方程的点斜式和斜截式,并会熟练应用
3.了解截距的概念,了解直线的斜截式方程与一次函数的关系
4.会用直线的点斜式方程和斜截式方程解决直线的平行与垂直问题
2
新知导学·素养启迪
新知梳理
1.直线的点斜式方程
(1)直线l经过点P0(x0,y0),且斜率为k.坐标满足关系式y-y0=k(x-x0)的点一定在直线l上;直线l上任意一点的坐标一定满足关系式y-y0=k(x-x0).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.把它叫做直线的
,简称 .
点斜式方程
点斜式
(2)如图①,当直线l的倾斜角为0°时,直线l与x轴平行或重合,它的方程是
,即 .
(3)如图②,当直线l的倾斜角为90°时,直线l与y轴平行或重合,它的方程是
,即 .
y-y0=0
y=y0
x-x0=0
x=x0
2.直线的斜截式方程
(1)把直线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(intercept).方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,把方程y=kx+b叫做直线的 ,简称 .
(2)k和b均有明显的几何意义:k是直线的 ,b是直线在y轴上的 .
斜截式方程
斜截式
斜率
截距
小试身手
1.直线l的点斜式方程是y-2=3(x+1),则直线l的斜率为 .
3
2.直线l的斜截式方程是y=-2x+3,则直线l在y轴上的截距为 .
3
3.已知两条直线y=ax-2和y=(2-a)x+1互相平行,则a= .
1
解析:由a=2-a,得a=1.
4.无论k取何值,直线y-2=k(x+1)所过的定点是 .
(-1,2)
课堂探究·素养培育
[例1] 根据下列条件,求直线的方程.
(1)经过点A(2,5),斜率是4;
直线的点斜式方程
解:(1)由点斜式方程可知,
所求直线的方程为y-5=4(x-2),
即4x-y-3=0.
(2)经过点B(2,3),倾斜角是45°;
解: (2)因为直线的倾斜角为45°,
所以此直线的斜率k=tan 45°=1,
所以直线的点斜式方程为y-3=x-2,
即x-y+1=0.
(3)经过点C(-1,-1),与x轴平行;
解: (3)因为直线与x轴平行,
所以直线的倾斜角为0°,斜率k=0,
所以直线方程为y+1=0×(x+1),
即y=-1.
(4)经过点D(1,1),与x轴垂直.
解: (4)因为直线与x轴垂直,斜率不存在,故不能用点斜式表示这条直线的方程,由于直线所有点的横坐标都是1,故这条直线方程为x=1.
思路点拨:注意斜率是否存在.若存在,方程为y-y0=k(x-x0);若不存在,方程为x=x0.
即时训练1-1:已知△ABC在第一象限,若A(1,1),B(5,1),∠A=60°,∠B=45°,求:
(1)边AB所在直线的方程;
解:(1)由题意知,点A(1,1),B(5,1),可得A,B两点的纵坐标均为1,
所以AB边所在直线的方程为y=1.
(2)边AC和BC所在直线的点斜式方程.
求直线的点斜式方程,关键是求出直线的斜率,所以,已知直线上一点的坐标及直线的斜率或直线上两点坐标,均可求出直线的方程.特别注意:当斜率不存在时,可直接写出过点(x0,y0)的直线方程x=x0.
易错警示:容易忽视直线斜率不存在的情况.
直线的斜截式方程
[例2] 求满足下列条件的直线方程:
(1)斜率为2,在y轴上的截距为-1;
解:(1)由题意得k=2,b=-1,
由直线的斜截式方程得y=2x-1.
(3)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
思路点拨:根据条件确定直线的斜率及直线在y轴上的截距,代入斜截式即可.
即时训练2-1:直线l与直线l1:y=2x+6在y轴上有相同的截距,且l的斜率与l1的斜率互为相反数,则直线l的方程为 .
解析:由直线l1的方程可知它的斜率为2,它在y轴上的截距为6,所以直线l的斜率为-2,在y轴上的截距为6.由直线的斜截式方程可得直线l的方程为y=-2x+6.
y=-2x+6
直线的斜截式方程y=kx+b不仅形式简单,而且特点明显,k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距,只要确定了k和b的值,直线方程就一目了然.因此,在解决直线问题时,常通过把直线方程化为斜截式方程,利用k,b的几何意义进行判断.
易错警示:截距是直线与x轴(或y轴)交点的横(或纵)坐标,它是个数值,可正、可负、可为零,容易与距离混淆.
两条直线的平行与垂直
[例3] (1)当a为何值时,直线l1:y=-x+2a与直线l2:y=(a2-2)x+2,①平行?
②垂直?
(2)若点A(1,2)在直线l上的射影为点 B(-1,4),求直线l的方程.
思路点拨:对于(1),可利用l1∥l2⇔k1=k2且b1≠b2;l1⊥l2⇔k1·k2=-1求解.对于(2),由点A在直线l上的射影为点B,可知点B在l上,且AB⊥l,列出关系式求解.
2或-1
误把“截距”当“距离”致错
错因分析:上述解法的错误主要在于“误把直线在两坐标轴上的截距当作距离”.
纠错心得:直线在两坐标轴上的截距是直线与坐标轴交点的横、纵坐标,而不是距离,因此本题在求得截距后,应对截距取绝对值,再得出面积表达式.
当堂即练·素养达成
1.直线l的方程y=kx+b的图象如图所示,则k,b满足( )
A.k>0,b>0
B.k<0,b<0
C.k<0,b>0
D.k>0,b<0
B
当堂即练
解析:由图可知直线的倾斜角为钝角,且直线在y轴上的截距为负值,故k<0,b<0.故选B.
A
3.若直线y=(a2-1)x+2与直线y=3x+a平行,则a的值为 .
解析:由a2-1=3,且a≠2,
得a=-2.
-2
1.当直线的斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为x=x1.
2.斜截式方程可看作点斜式的特殊情况,表示过点(0,b)、斜率为k的直线y-b=k(x-0),即y=kx+b.
课堂小结
感谢观看
解: (2)因为AB平行于x轴,且△ABC在第一象限,且kAC=tan 60°=,
kBC=tan(180°-45°)=-tan 45°=-1,
所以直线AC的点斜式方程为y-1=(x-1),
直线BC的点斜式方程为y-1=-(x-5).
(2)倾斜角为直线y=x+1的倾斜角的一半,在y轴上的截距为-2;
解: (2)因为y=x+1的斜率为,
所以其倾斜角为60°,
故所求直线的倾斜角为30°,
所以k=tan 30°=,
又b=-2,所以直线方程为y=x-2.
解: (3)因为直线的倾斜角为60°,
所以其斜率k=tan 60°=,
因为直线与y轴的交点到原点的距离为3,
所以直线在y轴上的截距b=3或b=-3.
所以所求直线方程为y=x+3或y=x-3.
解:(1)①要使l1∥l2,
则需满足解得a=-1.
故当a=-1时,直线l1与直线l2平行.
解:②要使l1⊥l2,
则需满足(a2-2)×(-1)=-1,
所以a=±.
故当a=±时,直线l1与直线l2垂直.
解: (2)因为kAB==-1,
由题意得kl·kAB=-1,所以kl=1.
又B在l上,由点斜式得y-4=x+1,即y=x+5.所以直线l的方程为y=x+5.
即时训练31:直线l1:y=-ax+1,l2:y=()x+,若l1⊥l2,则a= ;若l1∥l2,则 a= .
解析:直线l1:y=-ax+1,l2:y=()x+,
因为l1⊥l2,所以-a·=-1,
解得a=-1或a=2.
因为l1∥l2,所以-a=,解得a=.
设直线l1:y=k1x+b1与直线l2:y=k2x+b2,若l1∥l2,则若l1与l2重合,则若l1⊥l2,则k1k2=-1.
错解:设l:y=-x+b,
令x=0,得y=b;令y=0,得x=b,
由题意得·b·(b)=6,
因为b>0,所以b=4,
所以直线l的方程为y=-x+4.
[典例] 已知斜率为-的直线l与两坐标轴围成的三角形面积为6,求l的方程.
正解:设l:y=-x+b,
令x=0,得y=b;令y=0,得x=b,
由题意,得·|b|·|b|=6,
所以b2=16,所以b=±4.
故直线l的方程为y=-x±4.
2.直线y=2x+1在x轴上的截距为( )
A.-
C.-1 D.1
解析:由直线y=2x+1,令y=0,解得x=-.
所以直线在x轴上的截距为-.故选A.
$