内容正文:
第二章 直线和圆的方程
2.3.1 两条直线的交点坐标
学 习 目 标
1.会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标.
2.会根据方程组解的个数判定两条直线的位置关系.
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养速提升
学以致用·随堂检测促达标
目 录 索 引
基础落实·必备知识全过关
知识点 两条直线的交点
1.已知两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0相交,设这两条直线的交点为P,则点P的坐标是方程组的解.
2.
方程组
的解 一组 无数组 无解
直线l1和l2公共点的个数 1 无数 0
直线l1和l2的位置关系
相交
重合
平行
AI·思考辨析
1.方程ax+b=0(a,b∈R)的解有哪些情况?
2.直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0满足什么条件相交?
提示 当a≠0时,方程有一解;当a=0,b≠0时,方程无解;当a=0,b=0时,x∈R,方程有无数个解.
体验新知
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)若点M(a,b)在直线l上,则点M的坐标一定满足直线l的方程.( )
(2)直线2x+y+1=0和直线2x-y=0相交于一点.( )
(3)若两条直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两条直线相交.( )
√
√
√
2.直线2x-y+6=0与直线x+y=3的交点坐标是( )
A.(3,0) B.(-1,4)
C.(-3,6) D.(4,-1)
B
解析 联立方程组解得
故两直线的交点坐标为(-1,4).故选B.
3.(人教B版教材习题)判断下列各对直线是否相交,如果相交,求出交点坐标:
(1)l1:2x+y=7,l2:4x+2y=1;
(2)l1:x-3y+2=0,l2:y=3x+4.
解 (1)不相交;(2)相交,交点为.
重难探究·能力素养速提升
能力提升点一 求相交直线的交点坐标
【例1】 (2026四川高二期中)已知直线l1:mx-3y-3=0与直线l2:x+y-5=0互相垂直且交于点P.
(1)求m的值及点P的坐标;
(2)若过点P的直线l与直线2x-y+5=0平行,求直线l的方程.
解 (1)因为l1与l2垂直,所以m×1+(-3)×1=0,
解得m=3,则直线l2的方程为3x-3y-3=0.
联立方程组解得所以P(3,2).
(2)由题意设l:2x-y+C=0(C≠5),
将P(3,2)代入,可得C=-4,
所以直线l的方程为2x-y-4=0.
变式训练1 (北师大版教材习题)若直线2x-ay+1=0与直线x-y=0的交点在直线2x+y-3=0上,求实数a的值.
因为点(1,1)在直线2x-ay+1=0上,所以2×1-a×1+1=0,所以a=3.
能力提升点二 两直线位置关系的判断
【例2】 判断下列各组直线的位置关系,如果相交,求出交点坐标:
(1)l1:y=2x+3,l2:2x-y+5=0;
(2)l1:y=2x+1,l2:x-2y=0;
(3)l1:x=3,l2:x=10;
(4)l1:y=2x+1,l2:2x-y+1=0.
解 (1)设两直线l1,l2的斜率分别为k1,k2,在y轴上的截距分别为b1,b2.
因为k1=k2=2,b1=3,b2=5,b1≠b2,所以l1∥l2.
(2)因为k1=2,k2=,k1≠k2,所以l1与l2相交.
联立解得
所以两直线交点坐标为(-,-).
(3)由两直线的方程可知,l1∥y轴,l2∥y轴,且两直线在x轴上的截距不相等,所以l1∥l2.
(4)因为直线l2的方程为y=2x+1,所以l1与l2重合.
变式训练2 (1)(2026黑龙江高二期中)若直线l1:2x+3y+3=0,下列直线与l1平行的是( )
A.3x-2y+1=0 B.2x-3y+5=0
C.4x+6y+6=0 D.2x+3y+2=0
D
解析 直线l1:2x+3y+3=0,其中A1=2,B1=3,C1=3,
对于A,A2=3,B2=-2,C2=1,此时.
∵,∴两条直线不平行,故A不正确;
对于B,A2=2,B2=-3,C2=5,此时=1,=-1.
∵,∴两条直线不平行,故B不正确;
对于C,A2=4,B2=6,C2=6,此时.
∵,∴两条直线重合,故C不正确;
对于D,A2=2,B2=3,C2=2,此时=1,=1,.
∵,
∴两条直线平行,故D正确.
故选D.
(2)判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标.
①直线l1:2x-3y+10=0,l2:3x+4y-2=0;
②直线l1:nx-y=n-1,l2:ny-x=2n.
解 ①解方程组
所以直线l1与l2相交,交点坐标为(-2,2).
②当n=-1时,l1:x+y-2=0,l2:x+y-2=0,
因为l1:x+y-2=0与l2:x+y-2=0表示同一条直线,故直线l1与l2重合.
当n=1时,l1:x-y=0,l2:x-y+2=0,解方程组方程组无解,
所以直线l1与l2无公共点,故l1∥l2.
当n≠±1时,解方程组解得
所以直线l1与l2相交,交点坐标为.
综上所述,当n=-1时,直线l1与l2重合;
当n=1时,l1∥l2;
当n≠±1时,直线l1与l2相交,交点坐标为.
能力提升点三 两直线交点的应用
角度1 过两直线交点的直线系方程
【例3】 求经过点P(1,0)和两直线l1:x+2y-2=0,l2:3x-2y+2=0交点的直线方程.
变式训练3 (2026江苏南京高二期中)已知两直线l1:x-y-1=0,l2:x+y-5=0,求过两直线的交点,且垂直于直线3x+4y-5=0的直线方程.
解 (方法1)联立方程组解得
与直线3x+4y-5=0垂直的直线斜率为,
所以经过l1与l2交点(3,2)且与3x+4y-5=0垂直的直线方程为y-2=(x-3),
即4x-3y-6=0.
(方法2)经过直线l1:x-y-1=0,l2:x+y-5=0交点的直线设为x-y-1+λ(x+y-5)=0,
即(λ+1)x+(λ-1)y-5λ-1=0.
因为该直线与直线3x+4y-5=0垂直,
所以3(λ+1)+4(λ-1)=0,解得λ=,
所以所求直线方程为4x-3y-6=0.
角度2 直线过定点问题
【例4—1】 已知点A(1,3),B(-2,-1).若直线l:kx-y-2k+1=0与线段AB恒相交,则k的取值范围是( )
D
★★【例4—2】 已知直线l:(2a+3)x-(a-1)y +3a+7=0,a∈R.
(1)证明直线l过定点A,并求出点A的坐标;
(2)在(1)的条件下,若直线l'过点A,且在y轴上的截距是在x轴上的截距的 ,求直线l'的方程;
(3)若直线l不经过第四象限,求a的取值范围.
(1)证明 由题可得,(2x-y+3)a+3x+y+7=0,所以直线l过直线2x-y+3=0与3x+y+7=0的交点,
所以直线l过定点A,点A的坐标为(-2,-1).
变式训练4 (1)(2026内蒙古高二期中)已知直线l:kx-y-k-1=0,当点B(4,-2)到直线l的距离最大时,直线l的方程为( )
A.3x+2y+7=0 B.2x+y+1=0
C.3x-y-4=0 D.2x-y-3=0
C
解析 由题可知,直线l:k(x-1)-(y+1)=0过定点A(1,-1),且点B(4,-2)不在直线l上.当且仅当AB⊥l时,点B(4,-2)到直线l的距离最大.
而直线AB的斜率kAB==-,
因此直线l的斜率k=-=3,故直线l的方程为3x-y-4=0.故选C.
(2)(2026天津高二期中)若直线l:(2a+1)x-(3a+1)y+(a+2)=0恒过点C,则点C的坐标为 .
(-5,-3)
解析 由题意知,直线方程为(2a+1)x-(3a+1)y+(a+2)=0,
即a(2x-3y+1)+(x-y+2)=0,
则解得
所以直线l恒过定点C(-5,-3).
本节要点归纳
1.知识清单:
(1)两条直线的交点;
(2)直线系过定点问题.
2.方法归纳:消元法、直线系法.
3.常见误区:(1)对两直线相交条件理解不清;
(2)容易混淆直线交点与对应方程组解的关系.
学以致用·随堂检测促达标
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1.经过直线2x+y-2=0和x-y-1=0的交点,且与直线3x+2y-2=0垂直的直线方程是( )
A.3x-2y-1=0 B.2x-3y-1=0
C.2x-3y-2=0 D.3x-2y-2=0
C
设与直线3x+2y-2=0垂直的直线方程是2x-3y+m=0,把点(1,0)的坐标代入可得2-0+m=0,解得m=-2.
所以所求的直线方程为2x-3y-2=0.故选C.
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2.直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,则k的值为( )
A.-24 B.24
C.6 D.±6
A
解析 ∵直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,
可设交点坐标为(a,0),
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3.(2026浙江高二期中)直线y-1=k(x+2)过定点( )
A.(1,2) B.(2,1)
C.(-2,1) D.(1,-2)
C
解析 直线y-1=k(x+2),即k(x+2)+(1-y)=0,
令解得即直线y-1=k(x+2)过定点(-2,1).故选C.
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4.已知直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,若l1⊥l2,则点P的坐标为 .
(3,3)
解析 ∵直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,且l1⊥l2,
∴a×1+1×(a-2)=0,解得a=1,
∴点P的坐标为(3,3).
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5.分别判断下列直线是否相交,若相交,求出它们的交点;若不相交,说明它们的位置关系.
(1)l1:2x-y=7和l2:3x+2y-7=0;
(2)l1:2x-6y+4=0和l2:4x-12y+8=0;
(3)l1:4x+2y+4=0和l2:2x+y-3=0.
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解 (1)解方程组
因此直线l1和l2相交,交点坐标为(3,-1).
(2)方程组有无数个解,这表明直线l1和l2重合.
(3)方程组无解,这表明直线l1和l2没有公共点,故l1∥l2.
本 课 结 束
提示 当方程组有唯一解时,
两直线相交,此时A1B2-A2B1≠0.
解 由
解 设所求直线方程为x+2y-2+λ(3x-2y+2)=0.
∵点P(1,0)在直线上,∴1-2+λ(3+2)=0.∴λ=.
∴所求方程为x+2y-2+(3x-2y+2)=0,即x+y-1=0.
A. B.(-∞,-2]
C.(-∞,-2]∪ D.
解析 由题得,y=k(x-2)+1,令x=2,得y=1,故直线过定点P(2,1),如图.
则直线PA的斜率kPA==-2,直线PB的斜率kPB=.
因为直线l与线段AB恒相交,
由图可知,k∈.故选D.
解方程组解得
(2)解 当截距为0时,直线l'的方程为y=x,即x-2y=0;
当截距不为0时,设直线l'的方程为=1,
则解得
故直线l'的方程为=1,即x+2y+4=0,
故直线l'的方程为x-2y=0或x+2y+4=0.
(3)解 当a=1时,直线l的方程为x=-2,符合题意;
当a=-时,直线l的方程为y=-1,不符合题意;
当a≠1,且a≠-时,y=x+,所以
解得a>1或a≤-.
综上所述,当直线l不经过第四象限时,a的取值范围是∪[1,+∞).
解析 联立可得即交点坐标为(1,0).
∴解得故选A.
联立方程易得x=3,y=3,
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