拓展16 直线的方向向量与参数方程(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·数学
2026-08-12
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教辅
摘要:
该高中数学讲义聚焦直线方向向量与参数方程核心考点,以方向向量定义为起点,推导参数方程并关联点斜式、一般式,构建直线位置关系判定体系。通过考点梳理、方法推导、典例精讲和分层练习,帮助学生系统掌握知识内在联系,突破高考高频难点。
资料突出向量工具与方程思想融合,如通过向量共线推导参数方程培养数学思维,结合圆的切线问题强化几何直观。设置基础巩固与能力提升练习,配合真题解析,助力学生高效掌握解题策略,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
直线的方向向量与参数方程
人教A版选择性必修第一册P68探究与发现:
直线的方程除了点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式外,还有一种形式的直线方程与向量有紧密的联系,它由一个定点和这条直线的方向向量唯一确定.
如图,设直线l过点P0(x0,y0),且一个方向向量为v=(m,n).P(x,y)是直线l上任意一点,则与v共线,根据向量共线的充要条件,存在唯一的实数t,使=tv,即(x-x0,y-y0)=t(m,n),所以①这就是直线的参数方程.
①式消去t可得y-y0=(x-x0),即为直线过点P0(x0,y0),斜率k=的点斜式方程,从而l的方向向量v=(m,n)=m=m(1,k).所以,我们经常称直线的方向向量为(1,k).
①式消去t也可得nx-my-nx0+my0=0,即为直线的一般式方程Ax+By+C=0.
因此我们得直线l:Ax+By+C=0的一个方向向量为(-B,A).
从而若直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0.
(1)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0;
(2)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0).
证明:易知,l1与l2的一个方向向量分别为
v1=(-B1,A1),v2=(-B2,A2).
(1)l1⊥l2⇔v1⊥v2⇔(-B1)(-B2)+A1A2=0⇔A1A2+B1B2=0.
(2)l1∥l2⇔v1∥v2⇔-B1A2-(-B2)A1=0⇔A1B2-A2B1=0.
当A1C2-A2C1=0(或B1C2-B2C1=0)时,A1∶B1∶C1=A2∶B2∶C2,两直线重合.
所以l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0(或B1C2-B2C1≠0).
【典例】 (1)(2026·杭州模拟)与圆x2+y2=1相切且方向向量为(1,)的直线的方程为___________________.
(2)直线(t是参数)上与点P(2,-)距离等于4的点Q的坐标为_______________________.
【解析】 (1)因为直线的方向向量为(1,),所以直线的斜率为,故可设直线方程为y=x+b,又因为直线y=x+b与圆x2+y2=1相切,且圆x2+y2=1的圆心坐标为(0,0),半径为1,圆心到直线y=x+b的距离为=,
所以=1,解得b=2或b=-2,所以与圆x2+y2=1相切且方向向量为(1,)的直线方程为y=x+2或y=x-2.
(2)由直线的参数方程(t是参数),
可设点Q(2+t,-+t),
因为P(2,-)且|PQ|=4,
所以(t)2+(t)2=16,解得t=±4,
所以点Q的坐标为(4,)或(0,-3).
【答案】 (1)y=x+2或y=x-2
(2)(4,)或(0,-3)
1.过直线x+y=2与x-y=0的交点,且平行于向量v=(3,2)的直线方程为( )
A.3x-2y-1=0
B.3x+2y-5=0
C.2x-3y+1=0
D.2x-3y-1=0
解析:选C.由得所以交点坐标为(1,1),又因为直线平行于向量v=(3,2),所以所求直线方程为y-1=(x-1),即2x-3y+1=0.
2.若直线(t为参数)与直线kx+y+1=0平行,则实数k=( )
A.- B.-
C. D.
解析:选D.将直线(t为参数)消去参数t,并化简得x+y-5=0,由题意得k=.
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