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暑假预习:直线的点斜式方程、直线的两点式方程、直线的截距式方程讲义
暑假预习:直线的点斜式方程、直线的两点式方程、直线的截距式方程讲义
考点目录
直线的点斜式方程
直线的两点式方程
直线的截距式方程
考点一 直线的点斜式方程
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 公式
已知直线过点 ,斜率为 :
1. 特殊形式:斜截式
含义:直线斜率 ,直线在 轴截距为 。是点斜式当定点取 的特例。
1. 限制条件:直线斜率必须存在。
· 垂直 轴的直线(竖直线) 不能使用点斜式;
· 水平线 可以使用点斜式()。
二、解题原理
1. 寻找直线上一个定点坐标,求出直线斜率 ;
1. 直接带入 ;
1. 若直线垂直 轴,单独写 ,不能套用点斜式;
1. 根据题目要求整理成斜截式或者一般式。
【例题分析】
例1.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点,倾斜角为;
(2)经过原点,倾斜角为;
(3)经过点,倾斜角为.
例2.(25-26高二上·广东潮州·阶段检测)已知直线的一个方向向量为,直线的倾斜角为直线的倾斜角的2倍.
(1)求直线的斜率.
(2)求过点,直线的点斜式方程.
例3.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知的顶点为,,.
(1)求出直线的斜率
(2)求过且平行于直线的直线的方程;
(3)求边上的高所在直线的方程.
【变式训练】
变式1.(25-26高二上·安徽·阶段检测)已知点,,直线l经过点.
(1)若l与直线AB垂直,求l的方程;
(2)若l与线段AB有交点,求l的倾斜角的取值范围.
变式2.(25-26高二上·湖南永州·阶段检测)已知的三个顶点分别为,求:
(1)边所在直线的方程;
(2)边的垂直平分线的方程.
变式3.(24-25高二上·河北承德·阶段检测)如图,在直角坐标系中,已知的三个顶点的坐标如图,求:
(1)边上的中线所在直线的方程;
(2)边上的高线所在直线的方程.
(3)边上的垂直平分线所在直线的方程.
考点二 直线的两点式方程
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 公式
已知两点 :
1. 适用限制:
① 不能表示垂直 轴直线();
② 不能表示垂直 轴直线()。
1. 补充:两点式根源为先利用两点求斜率,再代入点斜式推导而来。
二、解题原理
1. 观察两点横坐标、纵坐标是否相等;
1. 若 且 ,直接代入两点式;
1. 若 ,直线方程:;
若 ,直线方程:;
1. 交叉相乘化简,转化为整式方程。
【例题分析】
例1.(25-26高二上·天津·阶段检测)已知直线l过点和,则直线l在x轴上的截距为( )
A. B. C.1 D.
例2.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)已知的三个顶点分别为,M为AB的中点,则中线CM所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
例3.(25-26高二上·广东汕头·阶段检测)经过两点的直线的方向向量为,则直线的方程为______.
【变式训练】
变式1.(25-26高二上·江苏徐州·阶段检测)过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
变式2.(25-26高二上·河北邢台·阶段检测)数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知的顶点分别为,,,则的欧拉线方程为( )
A. B. C. D.
变式3.(25-26高二上·重庆·阶段检测)已知入射光线经过点被轴反射后,反射光线经过点,则反射光线所在直线方程为______.
考点三 直线的截距式方程
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 公式
直线在 轴截距 ,在 轴截距 :
1. 关键限制(极易考)
含义:
① 直线不能过原点(过原点则 );
② 直线不能垂直 轴(无 轴截距);
③ 直线不能垂直 轴(无 轴截距)。
1. 概念辨析:
截距 是坐标值,可以是正数、负数;截距 距离。
二、解题原理
1. 确认直线同时与 轴、 轴相交且不过原点;
1. 求出横截距 、纵截距 ;
1. 代入截距式;
1. 若题目直线不满足条件,不能使用截距式,改用点斜式。
【例题分析】
例1.(25-26高二上·四川成都·阶段检测)经过点,在两坐标轴上的截距之和等于6的直线的截距式方程为______.
例2.(25-26高二上·内蒙古包头·阶段检测)直线经过点,且它在轴上的截距是它在轴上截距的3倍,求直线的方程为______.
例3.(25-26高二上·四川雅安·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若经过点,求的斜截式方程;
(2)若在轴上的截距为,求在轴上的截距.
例4.(25-26高二上·云南昭通·阶段检测)已知直线经过点,且与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点为坐标原点.
(1)若直线在两坐标上的截距相等,求直线的方程;
(2)求面积的最小值及此时直线的方程.
【变式训练】
变式1.(25-26高二上·山东烟台·期中)若直线在两坐标轴上的截距相等,则的值为__________.
变式2.(25-26高二上·辽宁朝阳·期中)若经过点的直线在,轴上的截距之比为,则与两坐标轴围成的三角形的面积为__________.
变式3.(24-25高二上·甘肃嘉峪关·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若不过原点且在两坐标轴上截距和为零,求的方程;
(2)设的斜率与两坐标轴的交点分别为,当的面积最小时,求的斜截式方程.
变式4.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)已知直线经过
(1)当直线的倾斜角为45°时,求直线的方程;
(2)当直线在两坐标轴上的截距相等时,求直线的方程.
2
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考点目录
直线的点斜式方程
直线的两点式方程
直线的截距式方程
考点一 直线的点斜式方程
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 公式
已知直线过点 ,斜率为 :
1. 特殊形式:斜截式
含义:直线斜率 ,直线在 轴截距为 。是点斜式当定点取 的特例。
1. 限制条件:直线斜率必须存在。
· 垂直 轴的直线(竖直线) 不能使用点斜式;
· 水平线 可以使用点斜式()。
二、解题原理
1. 寻找直线上一个定点坐标,求出直线斜率 ;
1. 直接带入 ;
1. 若直线垂直 轴,单独写 ,不能套用点斜式;
1. 根据题目要求整理成斜截式或者一般式。
【例题分析】
例1.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点,倾斜角为;
(2)经过原点,倾斜角为;
(3)经过点,倾斜角为.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为直线斜率为,
所以直线的点斜式方程为.
(2)因为直线斜率为,
所以直线的点斜式方程为.
(3)因为直线斜率为,所以直线的点斜式方程为.
例2.(25-26高二上·广东潮州·阶段检测)已知直线的一个方向向量为,直线的倾斜角为直线的倾斜角的2倍.
(1)求直线的斜率.
(2)求过点,直线的点斜式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用方向向量求出直线的倾斜角,进而求出直线的倾斜角及斜率.
(2)由(1)的结论,利用直线的点斜式方程写出即可.
【详解】(1)由直线的一个方向向量为,得直线的斜率为,则直线的倾斜角为,
因此直线的倾斜角为,所以直线的斜率为.
(2)由(1)知:直线的斜率为,而直线过点
所以直线的点斜式方程为.
例3.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知的顶点为,,.
(1)求出直线的斜率
(2)求过且平行于直线的直线的方程;
(3)求边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2):
(3):
【分析】(1)根据已知两点坐标求斜率公式求解即可;
(2)根据平行求出斜率,结合点斜式方程即可解题;
(3)根据垂直求出斜率,结合点斜式方程即可解题.
【详解】(1)由题意可得,,,设直线的斜率为,所以.
(2)设该直线为,由题意可得与直线平行,所以的斜率为,所以,所以:.
(3)设该直线为,斜率为,由题意可得与直线垂直,所以,所以,所以,所以:.
【变式训练】
变式1.(25-26高二上·安徽·阶段检测)已知点,,直线l经过点.
(1)若l与直线AB垂直,求l的方程;
(2)若l与线段AB有交点,求l的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由两点间斜率公式结合垂直直线斜率关系求出所求直线的斜率,再由点斜式即可得解;
(2)依次求出和,数形结合斜率与直线倾斜角的关系即可求解.
【详解】(1)由题,
因为l与直线AB垂直,所以,
所以l的方程为.
(2)依题意,,
若l与线段AB有公共点,如图,则l的斜率k的取值范围是,
设直线倾斜角为,则,
故倾斜角的取值范围是.
变式2.(25-26高二上·湖南永州·阶段检测)已知的三个顶点分别为,求:
(1)边所在直线的方程;
(2)边的垂直平分线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用两点求斜率,由点斜式方程即可求解;
(2)根据中垂线的性质,利用垂直直线的斜率关系,结合点斜式方程,可得答案.
【详解】(1),
边所在直线的方程,
即;
(2),
所以,
又中点坐标,
所以边的垂直平分线的方程为,
即.
变式3.(24-25高二上·河北承德·阶段检测)如图,在直角坐标系中,已知的三个顶点的坐标如图,求:
(1)边上的中线所在直线的方程;
(2)边上的高线所在直线的方程.
(3)边上的垂直平分线所在直线的方程.
【答案】(1);
(2);
(3).
【分析】(1)求出边的中点,再求出中线所在直线的斜率,利用直线的点斜式方程求解.
(2)求出直线的斜率,再利用直线的点斜式方程求解.
(3)由(1)(2),直线的点斜式方程求解.
【详解】(1)依题意,边的中点,则边上的中线所在直线的斜率,
所以边上的中线所在直线的方程为,即.
(2)直线的斜率,则边上的高线所在直线的斜率,
所以边上的高线所在直线的方程,即.
(3)由(2)知,边上的垂直平分线所在直线的斜率为1,
由(1)知,边上的垂直平分线所在直线过点,
所以边上的垂直平分线所在直线的方程为,即.
考点二 直线的两点式方程
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 公式
已知两点 :
1. 适用限制:
① 不能表示垂直 轴直线();
② 不能表示垂直 轴直线()。
1. 补充:两点式根源为先利用两点求斜率,再代入点斜式推导而来。
二、解题原理
1. 观察两点横坐标、纵坐标是否相等;
1. 若 且 ,直接代入两点式;
1. 若 ,直线方程:;
若 ,直线方程:;
1. 交叉相乘化简,转化为整式方程。
【例题分析】
例1.(25-26高二上·天津·阶段检测)已知直线l过点和,则直线l在x轴上的截距为( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】用两点式来求直线的方程,当时的值即为所求.
【详解】根据直线方程的两点式公式可得:,
化简可得: .
把代入,得:
,即.
所以直线在轴上的截距为.
故选:D
例2.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)已知的三个顶点分别为,M为AB的中点,则中线CM所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求得点M的坐标,由直线的两点式方程求解.
【详解】点M的坐标为(2,1),由直线的两点式方程得,即.
故选:D
例3.(25-26高二上·广东汕头·阶段检测)经过两点的直线的方向向量为,则直线的方程为______.
【答案】
【分析】由直线的方向向量求出点坐标,再由两点式计算直线的方程.
【详解】由题知,解得,即,
将两点坐标代入直线的两点式方程可得,
即.
故答案为:.
【变式训练】
变式1.(25-26高二上·江苏徐州·阶段检测)过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】直接利用直线方程的两点式写出直线方程即可.
【详解】因为直线过点,,所以直线方程为,
故选:B.
变式2.(25-26高二上·河北邢台·阶段检测)数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知的顶点分别为,,,则的欧拉线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出的重心坐标,由得出为直角三角形,外心为斜边中点,进而求出外心坐标,由于外心和重心在同一直线上,根据外心和重心的坐标即可得出答案.
【详解】因为的顶点分别为,,,
所以的重心为,
因为,,
所以,
所以,
所以的外心为的中点,
因为三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上,
所以的欧拉线为直线,
所以的欧拉线方程为,即,
故选:C.
变式3.(25-26高二上·重庆·阶段检测)已知入射光线经过点被轴反射后,反射光线经过点,则反射光线所在直线方程为______.
【答案】
【分析】求得点关于轴的对称点的坐标,再用两点式求得反射光线所在的直线的方程.
【详解】由题意利用反射定律可得,点关于轴的对称点在反射光线所在的直线上,故反射光线所在直线的方程为,化简可得.
故答案为:.
考点三 直线的截距式方程
【知识点解析】
一、核心知识点
1. 公式
直线在 轴截距 ,在 轴截距 :
1. 关键限制(极易考)
含义:
① 直线不能过原点(过原点则 );
② 直线不能垂直 轴(无 轴截距);
③ 直线不能垂直 轴(无 轴截距)。
1. 概念辨析:
截距 是坐标值,可以是正数、负数;截距 距离。
二、解题原理
1. 确认直线同时与 轴、 轴相交且不过原点;
1. 求出横截距 、纵截距 ;
1. 代入截距式;
1. 若题目直线不满足条件,不能使用截距式,改用点斜式。
【例题分析】
例1.(25-26高二上·四川成都·阶段检测)经过点,在两坐标轴上的截距之和等于6的直线的截距式方程为______.
【答案】或
【详解】依题意,该直线的截距不能为0,则可设其方程为,
因为直线过点,所以,
整理得,解得或.
于是所求直线方程的截距式为或.
例2.(25-26高二上·内蒙古包头·阶段检测)直线经过点,且它在轴上的截距是它在轴上截距的3倍,求直线的方程为______.
【答案】或
【分析】根据给定条件,按截距是否为0分类,结合直线的截距式方程求解.
【详解】当直线在轴上的截距为零时,由直线过原点及,得方程为,即;
当直线在轴上的截距不为零时,设直线的方程为,
由直线过点,得,解得,方程为,即,
所以直线的方程为或.
故答案为:或
例3.(25-26高二上·四川雅安·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若经过点,求的斜截式方程;
(2)若在轴上的截距为,求在轴上的截距.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据斜率公式求解斜率,即可由点斜式求解;
(2)根据截距式代入即可求解.
【详解】(1)由题意得,则的方程为,
其斜截式方程为.
(2)设的截距式方程为,
由题意得得,
所以在轴上的截距为.
例4.(25-26高二上·云南昭通·阶段检测)已知直线经过点,且与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点为坐标原点.
(1)若直线在两坐标上的截距相等,求直线的方程;
(2)求面积的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)
(2)24,
【分析】(1)根据题意,假设直线的方程为,代入所经过点即可得解;
(2)利用直线的截距式方程,结合基本不等式求得,从而得到的面积的最小值与直线的方程,从而得解.
【详解】(1)由题意可知直线不经过原点,
又直线在两坐标上的截距相等,设直线的方程为,
代入点,得,解得,
故直线的方程为,即.
(2)依题意,设直线的方程为,
则,且,
所以,解得,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的面积,
即的面积的最小值为,
此时直线的方程为,即.
【变式训练】
变式1.(25-26高二上·山东烟台·期中)若直线在两坐标轴上的截距相等,则的值为__________.
【答案】1或2
【分析】根据给定条件,利用直线在坐标轴上的截距的意义列方程求解.
【详解】依题意,,直线在轴上的截距分别为,
因此,解得或,所以的值为1或2.
故答案为:1或2
变式2.(25-26高二上·辽宁朝阳·期中)若经过点的直线在,轴上的截距之比为,则与两坐标轴围成的三角形的面积为__________.
【答案】//
【分析】利用截距式方程,求直线在两坐标轴上的截距,再求三角形的面积.
【详解】由条件可知,直线不过原点,
设直线,则,则,
所以直线与两坐标轴围成的三角形的面积为.
故答案为:
变式3.(24-25高二上·甘肃嘉峪关·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若不过原点且在两坐标轴上截距和为零,求的方程;
(2)设的斜率与两坐标轴的交点分别为,当的面积最小时,求的斜截式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设的点斜式方程为,求出两坐标轴上的截距,求出,即可得解;
(2)求出两坐标轴上的截距,再根据的面积结合基本不等式求出的面积最小时的值,即可得解.
【详解】(1)由题意知,的斜率存在且不为0,
设斜率为,则的点斜式方程为,
则它在两坐标轴上截距分别为和,
所以,解得(此时直线过原点,舍去)或,
所以的点斜式方程为,即;
(2)由(1)知,,,
所以的面积,
当且仅当即时,等号成立,
的点斜式方程为,
所以的斜截式方程为.
变式4.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)已知直线经过
(1)当直线的倾斜角为45°时,求直线的方程;
(2)当直线在两坐标轴上的截距相等时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由直线的倾斜角为45°时,求得斜率为,结合点斜式方程,即可求解;
(2)当直线过原点时,得到;当直线不过原点时,设方程为,代入点,求得,即可求解.
【详解】(1)由题意,直线的倾斜角为45°时,可得直线的斜率为,
又由直线经过,所以直线的方程为,即直线的方程为.
(2)当直线过原点时,因为直线经过,可得直线方程为,即;
当直线不过原点时,可设直线的方程为,
因为直线过点,可得,解得,所以直线的方程为.
综上所述,直线的方程为或.
2
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