2.2.3 直线的一般式方程 导学案-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-08-14
|
9页
|
310人阅读
|
1人下载
普通
摘要:
该高中数学导学案聚焦“直线的一般式方程”,引导学生掌握一般式方程定义,理解二元一次方程与直线的关系,学会五种方程形式的转化。通过回顾点斜式、斜截式等已有方程,提出“直线与二元一次方程是否都有这种关系”的问题,搭建新旧知识联系的学习支架。
这份资料以问题驱动探究,通过分类讨论系数条件明确直线性质,结合例题与跟踪训练强化方程转化应用。帮助学生用数学眼光观察方程联系,用数学思维推理平行垂直关系,提升规范表达的数学语言能力,适合自主学习与课堂教学结合。
内容正文:
2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
导学案2.2.3 直线的一般式方程
[学习目标] 1.掌握直线的一般式方程(重点).2.理解关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)都表示直线.3.会进行直线方程的五种形式之间的转化.
导语
观察直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式方程,我们发现,它们都是关于x,y的二元一次方程.直线与二元一次方程是否都有这种关系呢?下面我们探讨这个问题.
一、直线的一般式方程
问题1 直线y=2x+1是二元一次方程吗?方程2x-y+3=0表示一条直线吗?
问题2 任意一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)表示吗?反之,任意一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)都表示一条直线吗?
知识梳理
我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
注意点:
(1)直线一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程;
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列;
③x的系数一般不为分数和负数.
(2)当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直;
③当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
例1 (课本例5)已知直线经过点A(6,-4),斜率为-,求直线的点斜式和一般式方程.
例2 根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程:
(1)斜率是,且经过点A(5,3);
(2)经过A(-1,5),B(2,-1)两点;
(3)在x轴、y轴上的截距分别为-3,-1;
(4)经过点B(4,2),且平行于x轴.
反思感悟 求直线一般式方程的策略
在求直线方程时,通常不设直线的一般式方程,而是根据给定条件,选出四种特殊形式之一求方程,然后转化为一般式.
跟踪训练1 根据下列条件分别写出直线的一般式方程.
(1)经过两点A(5,7),B(1,3);
(2)经过点(-4,3),斜率为-3;
(3)经过点(2,1),平行于y轴;
(4)斜率为2,在x轴上的截距为1.
二、利用一般式解决直线的平行与垂直问题
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0).
(1)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.
(2)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
例3 (1)已知直线l1:mx-2y+1=0,l2:x-(m+1)y+1=0,若l1∥l2,则m= ;
(2)过点B(3,-4)且垂直于直线l:3x+7y-6=0的直线方程为 .
反思感悟 求过一点与已知直线平行(垂直)的直线方程的方法
(1)由已知直线求出斜率,再利用平行(垂直)的直线斜率之间的关系确定所求直线的斜率,由点斜式写出方程.
(2)可利用待定系数法:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)平行的直线方程可设为Ax+By+C1=0(C1≠C),再由直线所过的点确定C1;与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)垂直的直线方程可设为Bx-Ay+C2=0,再由直线所过的点确定C2.
跟踪训练2 已知直线l1:x-2ay+1=0,l2:(3a+1)x-ay+1=0.若l1∥l2,则a= ;若l1⊥l2,则a= .
三、直线的一般式方程的应用
例4 (课本例6)把直线l的一般式方程x-2y+6=0化为斜截式,求出直线l的斜率以及它在x轴与y轴上的截距,并画出图形.
例5 设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1)已知直线l在x轴上的截距为-3,求m的值;
(2)已知直线l的斜率为1,求m的值.
延伸探究 对于本例中的直线l的方程,若直线l与y轴平行,求m的值.
反思感悟 含参直线方程的研究策略
(1)若方程Ax+By+C=0表示直线,则需满足A,B不同时为0.
(2)令x=0可得直线在y轴上的截距.令y=0可得直线在x轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
1.知识清单:
(1)直线的一般式方程.
(2)直线五种形式方程的互化.
(3)利用直线方程判定直线的平行与垂直.
2.方法归纳:分类讨论法、化归转化.
3.常见误区:忽略直线斜率不存在的情况;忽略两直线重合的情况.
1.直线+=1化成一般式方程为( )
A.y=-x+4 B.y=-(x-3)
C.4x+3y-12=0 D.4x+3y=12
2.在平面直角坐标系中,直线x+y-3=0的倾斜角是( )
A.30° B.60° C.150° D.120°
3.已知直线l过点(0,3),且与直线x-y-1=0平行,则l的方程是( )
A.x+y-2=0 B.x-y+2=0
C.x+y-3=0 D.x-y+3=0
4.直线l1:2x+3y+1=0,若直线l2与l1垂直,则直线l2的斜率为 .
2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
导学案2.2.3 直线的一般式方程参考答案
[学习目标] 1.掌握直线的一般式方程(重点).2.理解关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)都表示直线.3.会进行直线方程的五种形式之间的转化.
导语
观察直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式方程,我们发现,它们都是关于x,y的二元一次方程.直线与二元一次方程是否都有这种关系呢?下面我们探讨这个问题.
一、直线的一般式方程
问题1 直线y=2x+1是二元一次方程吗?方程2x-y+3=0表示一条直线吗?
提示 y=2x+1可以化成2x-y+1=0的形式,是二元一次方程.2x-y+3=0可以化为y=2x+3的形式,可以表示一条直线.
问题2 任意一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)表示吗?反之,任意一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)都表示一条直线吗?
提示 在直线上任取一点,分类讨论直线斜率,得到任意一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0表示;分类讨论系数B,得到任意一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0都表示一条直线.
知识梳理
我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
注意点:
(1)直线一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程;
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列;
③x的系数一般不为分数和负数.
(2)当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直;
③当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
例1 (课本例5)已知直线经过点A(6,-4),斜率为-,求直线的点斜式和一般式方程.
解 经过点A(6,-4),斜率为-的直线的点斜式方程是y+4=-(x-6),
化为一般式,得4x+3y-12=0.
例2 根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程:
(1)斜率是,且经过点A(5,3);
(2)经过A(-1,5),B(2,-1)两点;
(3)在x轴、y轴上的截距分别为-3,-1;
(4)经过点B(4,2),且平行于x轴.
解 (1)由点斜式,得直线方程为y-3=(x-5),即x-y-5+3=0.
(2)由两点式,得直线方程为=,
即2x+y-3=0.
(3)由截距式,得直线方程为+=1,
即x+3y+3=0.
(4)y-2=0.
反思感悟 求直线一般式方程的策略
在求直线方程时,通常不设直线的一般式方程,而是根据给定条件,选出四种特殊形式之一求方程,然后转化为一般式.
跟踪训练1 根据下列条件分别写出直线的一般式方程.
(1)经过两点A(5,7),B(1,3);
(2)经过点(-4,3),斜率为-3;
(3)经过点(2,1),平行于y轴;
(4)斜率为2,在x轴上的截距为1.
解 (1)由两点式方程得=,
即x-y+2=0.
(2)由点斜式方程得y-3=-3(x+4),
即3x+y+9=0.
(3)由题意知x=2,即x-2=0.
(4)由点斜式得y=2(x-1),
即2x-y-2=0.
二、利用一般式解决直线的平行与垂直问题
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0).
(1)l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.
(2)l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
例3 (1)已知直线l1:mx-2y+1=0,l2:x-(m+1)y+1=0,若l1∥l2,则m= ;
(2)过点B(3,-4)且垂直于直线l:3x+7y-6=0的直线方程为 .
答案 (1)-2 (2)7x-3y-33=0
解析 (1)由条件可知,m≠0且m+1≠0,则=≠,
则m(m+1)=2,且m≠1,得m=-2.
(2)垂直于直线l:3x+7y-6=0的直线可设为7x-3y+c=0,
将点B(3,-4)代入可得21+12+c=0,得c=-33,
所以所求直线的方程为7x-3y-33=0.
反思感悟 求过一点与已知直线平行(垂直)的直线方程的方法
(1)由已知直线求出斜率,再利用平行(垂直)的直线斜率之间的关系确定所求直线的斜率,由点斜式写出方程.
(2)可利用待定系数法:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)平行的直线方程可设为Ax+By+C1=0(C1≠C),再由直线所过的点确定C1;与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)垂直的直线方程可设为Bx-Ay+C2=0,再由直线所过的点确定C2.
跟踪训练2 已知直线l1:x-2ay+1=0,l2:(3a+1)x-ay+1=0.若l1∥l2,则a= ;若l1⊥l2,则a= .
答案 - -或-1
解析 因为l1∥l2,所以1×(-a)-(3a+1)×(-2a)=0,即a(6a+1)=0,
解得a=0或a=-,
当a=0时,l1:x+1=0,l2:x+1=0,l1与l2重合(舍去);
当a=-时,l1:x+y+1=0,l2:x+y+1=0,符合题意,
故当l1∥l2时,a=-.
因为l1⊥l2,所以1×(3a+1)+2a2=0,
即(2a+1)(a+1)=0,
解得a=-或a=-1.
故当l1⊥l2时,a=-或a=-1.
三、直线的一般式方程的应用
例4 (课本例6)把直线l的一般式方程x-2y+6=0化为斜截式,求出直线l的斜率以及它在x轴与y轴上的截距,并画出图形.
解 把直线l的一般式方程化为斜截式y=x+3.
因此,直线l的斜率k=,它在y轴上的截距是3.
在直线l的方程x-2y+6=0中,令y=0,得x=-6,即直线l在x轴上的截距是-6.
由上面可得直线l与x轴、y轴的交点分别为A(-6,0),B(0,3),过A,B两点作直线,就得直线l(如图).
例5 设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1)已知直线l在x轴上的截距为-3,求m的值;
(2)已知直线l的斜率为1,求m的值.
解 (1)由题意知m2-2m-3≠0,
即m≠3且m≠-1,令y=0,得x=,
∴=-3,解得m=-.
(2)由题意知,2m2+m-1≠0,即m≠且m≠-1.
由直线l化为斜截式方程
得y=x+,
则=1,解得m=-2.
延伸探究 对于本例中的直线l的方程,若直线l与y轴平行,求m的值.
解 ∵直线l与y轴平行,
∴∴m=.
反思感悟 含参直线方程的研究策略
(1)若方程Ax+By+C=0表示直线,则需满足A,B不同时为0.
(2)令x=0可得直线在y轴上的截距.令y=0可得直线在x轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
1.知识清单:
(1)直线的一般式方程.
(2)直线五种形式方程的互化.
(3)利用直线方程判定直线的平行与垂直.
2.方法归纳:分类讨论法、化归转化.
3.常见误区:忽略直线斜率不存在的情况;忽略两直线重合的情况.
1.直线+=1化成一般式方程为( )
A.y=-x+4 B.y=-(x-3)
C.4x+3y-12=0 D.4x+3y=12
答案 C
2.在平面直角坐标系中,直线x+y-3=0的倾斜角是( )
A.30° B.60° C.150° D.120°
答案 C
解析 直线斜率k=-,所以倾斜角为150°.
3.已知直线l过点(0,3),且与直线x-y-1=0平行,则l的方程是( )
A.x+y-2=0 B.x-y+2=0
C.x+y-3=0 D.x-y+3=0
答案 D
解析 设直线l的方程为x-y+c=0(c≠-1),
由点(0,3)在直线x-y+c=0上得
0-3+c=0,解得c=3,
因此直线l的方程为x-y+3=0.
4.直线l1:2x+3y+1=0,若直线l2与l1垂直,则直线l2的斜率为 .
答案
解析 由已知得,直线l1的斜率k1=-,又因为l1⊥l2,所以直线l2的斜率为-=.
.
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。