内容正文:
人教B版(2019)选择性必修第一册
2.2.3两条直线的位置关系(第一课时)
第二章 平面解析几何
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学习目标
了解两条直线的相交、平行和重合的斜率之间关系,体现逻辑推理能力(重点)
掌握两条直线的平行和重合的充要条件,体现逻辑推理能力(重难点)
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新课导入
从初中平面几何中我们就已经知道,两条不重合的直线l1与l2:如果它们没有公共点,那么l1与l2平行;否则,l1与l2相交,而且有唯一的交点.在平面直角坐标系中,直线可以用直线的方程来表示,那么如何依据两条直线的方程来判定它们之间的位置关系呢?这就是下面我们要讨论的问题.
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新课学习
尝试与发现:(1)已知直线l1:x−y+1=0,直线l2:x+y+3=0,判断l1与l2之间的关系. 如果相交,求出交点的坐标;如果不相交,说明理由.
因为平面直角坐标系中,一个点在直线上的充要条件是这个点的坐标能满足直线的方程,所以为了考察l1与l2之间的位置关系,只要看它们的方程组成的方程组的解的情况即可. 又因为解方程组
可得x=−2,y=−1,所以可知l1与l2是相交的,而且交点的坐标为(-2, -1).
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新课学习
尝试与发现:(2)总结怎样依据两条直线的方程来考察它们之间的位置关系.
若直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则可得方程组
消去未知数y并整理,可得(k1−k2)x=−(b1−b2).①
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新课学习
尝试与发现:(2)总结怎样依据两条直线的方程来考察它们之间的位置关系.
(2)当且仅当k1−k2=0且−(b1−b2)≠0,即k1=k2且b1≠b2时,①式无解,因此方程组也无解. 此时,直线l1与l2没有交点,因此它们相互平行.
(3)当且仅当k1−k2=0且−(b1−b2)=0,即k1=k2且b1=b2时,任意实数都是①式的解,方程组有无数组解. 此时,直线l1与l2的方程完全一样,它们有无穷多个交点,因此重合.
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新课学习
直线与直线的相交、平行与重合的判定
若直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则:
l1与l2相交⇔k1≠k2;
l1与l2平行⇔k1=k2且b1≠b2;
l1与l2重合⇔k1=k2且b1=b2.
例如:直线y=-x与y=2x相交,直线y=3与y=-1平行.
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新课学习
尝试与发现:上述结论中包括了平面直角坐标系中所有的直线吗?如果没有,请提出能包括所有直线的解决方案,并尝试给出最后的结论 .
上次的讨论没有包含斜率不存在的情况
设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,设v1=(A1,B1)是直线l1的一个法向量,v2=(A2,B2)是直线l2的一个法向量,如图(1)(2)所示,不难看出:
1.l1与l2相交(即只有一个交点)的充要条件是v1与v2不共线,即A1B2≠A2B1;
2.l1与l2平行或重合的充要条件是v1与v2共线,即 A1B2=A2B1.
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新课学习
尝试与发现:上述结论中包括了平面直角坐标系中所有的直线吗?如果没有,请提出能包括所有直线的解决方案,并尝试给出最后的结论 .
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新课学习
尝试与发现:上述结论中包括了平面直角坐标系中所有的直线吗?如果没有,请提出能包括所有直线的解决方案,并尝试给出最后的结论 .
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新课学习
直线与直线的平行与重合的充要条件
直线Ax+By+C1=0与直线Ax+By+C2=0,平行的充要条件是C1≠C2,
重合的充要条件是C1=C2.
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新课学习
例1:判断下列各对直线的位置关系,如果相交,求出交点的坐标:
(1)l1:x−y+1=0,l2:2x−2y+1=0;
将l1与l2的方程分别化为斜截式可知
l1:y=x+1,
因此l1与l2的斜率相等,但截距不相等,所以它们平行.
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新课学习
例1:判断下列各对直线的位置关系,如果相交,求出交点的坐标:
(2)l1:x−2y+1=0,l2:x+2y+5=0.
解方程组
可得x=−3,y=−1.
因此l1与l2相交,而且交点的坐标为(-3, -1).
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新课学习
例2:已知直线l过点(1,-4)且与直线2x+3y+5=0平行,求直线l的方程.
依题意可设l的方程为2x+3y+C=0. 由于l过点(1,-4),因此
2×1+3×(−4)+C=0,
解得C=10.
因此直线l的方程为2x+3y+10=0.
结论:例2所求得直线只有一条,这实际也可以说明:通过直线外一点,有且只有一条直线与已知直线平行.
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课堂练习
A
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课堂练习
16
课堂练习
B
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课堂练习
18
课堂练习
B
19
课堂练习
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课堂练习
B
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课堂练习
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课堂练习
B
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课堂练习
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课堂练习
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课堂练习
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课堂总结
1.直线与直线的相交、平行与重合的判定
2.直线与直线的平行与重合的充要条件
27
谢
谢
观
看
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(1)当且仅当
,即
时,①式有唯一的解
,因此可知方程组有唯一的解,且
.
此时,直线l1与l2有唯一的交点(称为相交),且交点坐标为
.
在v1与v2共线时,存在实常数λ ,使得v1=λv2,因为v1与v2都不是零向量,所以λ≠0,且
此时
的方程可以改写为
,即
.
2.下列直线中与直线
平行的是( )
A.
B.
C.
D.
解析:对于直线
,可化为
,
对于A,因为
,所以
,与目标直线不平行,故A错误,
对于B,因为
,所以
,与目标直线平行,故B正确,
对于C,因为
,所以
,与目标直线不平行,故C错误,
对于D,因为
,所以
,与目标直线不平行,故D错误.
故选:B
3.已知直线
与直线
平行,则m的值为( )
A.4
B.–4
C.2或-4
D.-2或4
解析:因为直线
与直线
平行,所以
,解得
或
,当
时直线
与直线
重合,不符合题意;当
时直线
与直线
平行.故选:B
4.下列说法正确的是( )
A.两条直线的斜率相等是这两条直线平行的充要条件
B.两条直线的倾斜角不相等是这两条直线相交的充要条件
C.两条直线平行是这两条直线的倾斜角相等的充要条件
D.两条直线平行是这两条直线的法向量平行的充要条件
解析:因为直线
与
的斜率存在,若
,则
,或重合;若
,则斜率相等,即
.因此,“
”是“
”的必要不充分条件.故选:B
解析:由题意得,直线
的斜率为
,
直线
的斜率为
,
则
,得
.故答案为:7.
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