内容正文:
人教B版(2019)选择性必修第一册
2.2.2 直线的方程
(第一课时)
第二章 平面解析几何
1
学习目标
结合具体实例,理解直线的方程和方程的直线的概念,体现逻辑推理能力(重点)
会求直线的点斜式方程和斜截式方程,体现数学计算能力(重难点)
2
新课导入
爬山、走斜坡的时候,会直观感受到坡面有的平缓、有的陡峭.在平面直角坐标系中,直线的陡峭程度我们用斜率来表示,那么如果我只知道一条直线的斜率,能不能唯一确定这条直线?
如果既知道直线的斜率,又知道这条直线经过的一个固定点,此时能不能唯一确定一条直线?
3
新课学习
尝试与发现:设l1,l2是平面直角坐标系中的直线,分别判断满足下列条件的l1,l2是否唯一.如果唯一,作出相应的直线,并思考直线上任意一点的坐标(x,y)应满足什么条件.
(1)已知l1的斜率不存在;
满足条件(1)的直线l1有无数条.
(2)已知l1的斜率不存在且l1过点A(-2,1).
满足条件(2)的直线l1是唯一的,如图所示.
4
新课学习
满足条件(3)的直线l2,只要倾斜角为60°即可,因此l2也有无数条.
满足条件(4)的直线l2是唯一的,如图所示.
5
新课学习
容易验证,B(1,2)的坐标也能使上式成立,因此直线l2上的点都使得上式成立;
6
新课学习
思考一下:通过尝试与发现的4个条件得到的直线方程,你可以得到什么结论?
7
新课学习
直线的方程的概念
一般地,如果直线l上点的坐标都是方程F(x,y)=0的解,而且以方程F(x,y)=0的解为坐标的点都在直线l上,则称F(x,y)=0为直线l的方程,而直线l称为方程F(x,y)=0的直线. “直线l ”也可说成“直线F(x,y)=0”,并且记作l:F(x,y)=0.
8
新课学习
思考一下:根据上面的定义,如何判定一个点是否在直线上?
9
新课学习
点斜式方程
在平面直角坐标系中,已知P0(x0,y0)是直线l上一点:
1.如果直线l的斜率不存在,则直线l的方程为x=x0.
y−y0=k(x−x0),
而且P0(x0,y0)的坐标也能使上式成立.
10
新课学习
点斜式方程
11
新课学习
点斜式方程
直线的点斜式方程还可以用方向向量来得到:
如果已知P0(x0,y0)是直线l上一点,而且l的斜率为k,则直线的一个方向向量为a=(1,k);
y−y0=k(x−x0).
12
新课学习
例1:已知直线l经过点P,且l的斜率为k,分别根据下列条件求直线l的方程:
(1)P(0,3),k=2;
根据已知可得直线l的点斜式方程为
y−3=2×(x−0),
化简得 y=2x+3.
13
新课学习
例1:已知直线l经过点P,且l的斜率为k,分别根据下列条件求直线l的方程:
(2)P(1,0),k=-3.
根据已知可得直线l的点斜式方程为
y−0=(−3)×(x−1),
化简得 y=−3x+3.
例1说明,在直线的点斜式方程中,如果已知的点是坐标轴上的点,则点斜式方程可以方便地化为y=kx+b 的形式.
14
新课学习
直线的截距的定义
一般地,当直线l既不是x轴也不是y轴时:若l与x轴的交点为(a,0),则称l在x轴上的截距为a;若l与y轴的交点为(0,b) ,则称l在y轴上的截距为b . 一条直线在y轴上的截距简称为截距.
15
新课学习
斜截式方程的定义
已知直线的斜率为k ,截距为b ,则意味着这条直线过点(0,b) ,从而可知直线的方程为y−b=k(x−0),化简可得
y=kx+b.
方程y=kx+b由直线的斜率和截距确定,因此通常称为直线的斜截式方程.
16
新课学习
思考一下:根据斜截式方程和两点,如何求出直线的斜率和截距?
从直线的斜截式方程y=kx+b,可以方便地看出直线的斜率k和截距b. 事实上,此时若(x1,y1),(x2,y2)是直线上两个不同的点,则
第二式减去第一式可得y2−y1=k(x2−x1),因此当 x2−x1≠0 时有
从而k就是直线的斜率. 在方程y=kx+b中,令x=0得y=b,因此直线与y轴的交点为(0,b),这就是说,b为直线的截距(即直线在y轴上的截距).
17
新课学习
注意:
平面直角坐标系中的直线方程,要么写成x=x0的形式,要么写成y=kx+b的形式,正因为如此,在求直线的方程时,如果直线的斜率存在,最后总将直线的方程写成斜截式的形式.
18
新课学习
想一想:直线的斜截式方程与一次函数有什么联系与区别?
斜截式方程 一次函数
关系
O
x
y
(0,b)
l
O
x
y
(0,b)
y=kx+b
直线方程:y=kx+b
函数解析式:y = kx+b
b:截距
b:函数与 y 轴的交点的纵坐标
19
新课学习
例2:已知直线l经过点P(−2,3),且l的倾斜角为45∘,求直线l的方程,并求直线l的截距.
因为直线l的斜率k=tan45∘=1 ,所以可知直线l的方程为
y−3=1×[x−(−2)] ,
即y=x+5. 因此直线l的截距为5.
20
课堂练习
C
21
课堂练习
22
课堂练习
C
23
课堂练习
24
课堂练习
B
25
课堂练习
C
26
课堂练习
27
课堂练习
A
28
课堂练习
29
课堂练习
y=x+1
30
课堂总结
1.点斜式方程
2.斜截式方程
31
谢
谢
观
看
32
尝试与发现:(3)已知l2的斜率为
;
(4)已知l2的斜率为
且l2过点B(1,2).
若P(x,y)为直线l2上不同于B的点,则
,即
,
化简可得
.
另外,如果x,y能使得上式成立,则要么
就是
点
,要么
,也就是说,点P一定在直线l2
上.
(4)已知l2的斜率为
且l2过点B(1,2).
如果我们将x=-2与
都看成关于x,y的方程,则由上面可以看出,平面内的点是否在直线
,
上,只要看坐标是否满足对应的方程即可.
直线
的方程为x=-2,直线
的方程为
,由直线方程的定义可以看出:平面直角坐标系中的一个点是否在直线上,只要看它的坐标是否是直线方程的解即可.
例如:点
不在直线
上,因为
.
另一方面,设P(x,y)为平面直角坐标系中任意一点,则P在直线l上的
充要条件是
与a共线,又因为
,所以
解析:直线方程为
,斜率为2,
选项A中
,
选项B中
,
选项D中
,
选项C中斜率为
.所以该直线的一个方向向量为C.故选:C.
2.方程
表示( )
A.过点
的所有直线
B.过点
且不垂直于y轴的所有直线
C.过点
且不垂直于x轴的所有直线
D.过点
且除去x轴的所有直线
解析:
为直线的点斜式方程,只能表示斜率存在的直线,且直线过点
.故选C.
解析:直线
的斜率是1.故选:B.
3.直线
的斜率是( )
A.
B.1
C.
D.
解析:由直线
得出直线斜率为:
,
设直线的倾斜角为
,所以
,
故选:C.
5.直线
的倾斜角为( )
A.
B.
C.
D.
解析:因为直线l的倾斜角为
,所以直线l的斜率
,所以直线l的方程为
,即
,故答案为:
.
6.经过点
,且倾斜角为
的直线的斜截式方程为_____.
$