2.2.1 直线的点斜式方程 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
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摘要:
该高中数学导学案聚焦直线的点斜式与斜截式方程,通过射击手托枪位置(定点)和瞄准方向(斜率)的现实情境导入,引导学生从斜率公式出发,经问题链推导点斜式方程,衔接已学斜率概念,为斜截式及两直线位置关系判断搭建学习支架。
导学案以问题驱动学生推理,情境导入激发探究兴趣,例题含延伸探究培养应用意识,反思感悟提炼方法,练习题覆盖基础与综合,助力学生提升抽象能力、推理意识和应用意识,适合师生课堂教学与自主学习使用。
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2.2.1 直线的点斜式方程
[学习目标] 1.了解由斜率公式推导直线的点斜式方程的过程.2.掌握直线的点斜式方程与斜截式方程.(重点)3.会利用直线的点斜式方程与斜截式方程解决有关的问题.(难点)
导语
射击手在进行射击训练时,要掌握两个动作要领:一是托枪的手要非常稳,二是眼睛要瞄准目标的方向.若要把子弹飞行的轨迹看作一条直线,且射击手达到了上述的两个动作要求,则托枪的手的位置相当于直线上的定点P0,眼睛瞄准的方向即为直线的倾斜方向(斜率k或倾斜角α),它们与直线上任意一点P有什么关系呢?本节课就来研究这个问题.
一、求直线的点斜式方程
问题1 给定一个点P0(x0,y0)和斜率k(或倾斜角)就能确定一条直线l,设P(x,y)为直线上异于P0的任意一点,怎么确定P0(x0,y0),P(x,y)和斜率k之间的关系?
问题2 由问题1可知,直线l上每一个点的坐标(x,y)都满足关系式y-y0=k(x-x0),若点P1(x1,y1)的坐标也满足关系式y-y0=k(x-x0),则点P1是否在直线l上?
知识梳理
我们把方程y-y0=k(x-x0)称为过点P0(x0,y0),斜率为k的直线l的方程.
方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
注意点:
(1)点斜式应用的前提是直线的斜率存在,若斜率不存在,则不能应用此种形式.
(2)当直线与x轴平行或重合时,方程可简写为y=y0.特别地,x轴的方程是y=0.
(3)当直线与y轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成x=x0.特别地,y轴的方程是x=0.
(4)建立直线方程,就是利用确定直线位置的几何要素,建立直线上任意一点的横坐标x,纵坐标y所满足的关系式.
例1 (课本例1)直线l经过点P0(-2,3),且倾斜角α=45°,求直线l的点斜式方程,并画出直线l.
例2 根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点A(-4,3),斜率k=3;
(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;
(3)经过点P(5,-2),且与x轴平行;
(4)过P(-2,3),Q(5,-4)两点.
反思感悟 求直线的点斜式方程的步骤及注意点
(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0).
(2)点斜式方程y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外.
二、直线的斜截式方程
问题3 直线l上给定一个点P0(0,b)和斜率k,求直线l的方程.
知识梳理
1.把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.
2.把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
注意点:
(1)直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况,只能在直线斜率存在的前提下使用;由直线的斜截式方程可直接得到直线的斜率和在y轴上的截距.
(2)截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点(不与坐标轴重合)时,它在x轴上的截距和在y轴上的截距都为0.
例3 已知直线l1的方程为y=-2x+3,l2的方程为y=4x-2,直线l与l1平行且与l2在y轴上的截距相等,求直线l的方程.
延伸探究1 本例中若将“直线l与l1平行且与l2在y轴上的截距相等”改为“直线l与l1垂直且与l2在y轴上的截距互为相反数”,求直线l的方程.
延伸探究2 若本例条件不变,求本例中直线l与两坐标轴围成的三角形的面积.
反思感悟 求直线的斜截式方程的策略
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.
(2)直线的斜截式方程y=kx+b中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.
三、根据直线的斜截式方程判断两直线平行与垂直
例4 (课本例2)已知直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,试讨论:
(1)l1∥l2的条件是什么?
(2)l1⊥l2的条件是什么?
例5 已知直线l1:y=-x+和l2:6my=-x+4,问m为何值时,l1与l2平行或垂直?
反思感悟 若l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则l1∥l2⇔k1=k2且b1≠b2,l1⊥l2⇔k1k2=-1.
跟踪训练 (1)当a为何值时,直线l1:y=-x+2a与直线l2:y=(a2-2)x+2平行?
(2)当a为何值时,直线l1:y=(2a-1)x+3与直线l2:y=4x-3垂直?
1.知识清单:
(1)直线的点斜式方程.
(2)直线的斜截式方程.
2.方法归纳:待定系数法、数形结合法.
3.常见误区:求直线方程时忽略斜率不存在的情况;混淆截距与距离.
1.已知直线l的方程为y+2=3(x-1),则直线l的斜率为( )
A.3 B.2 C.-1 D.-5
2.已知直线l的方程为y+=(x-1),则l在y轴上的截距为( )
A.9 B.-9 C. D.-
3.若直线y=kx+b经过第一、三、四象限,则有( )
A.k>0,b>0 B.k>0,b<0
C.k<0,b>0 D.k<0,b<0
4.已知直线y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,则a= .
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2.2.1 直线的点斜式方程参考答案
[学习目标] 1.了解由斜率公式推导直线的点斜式方程的过程.2.掌握直线的点斜式方程与斜截式方程.(重点)3.会利用直线的点斜式方程与斜截式方程解决有关的问题.(难点)
导语
射击手在进行射击训练时,要掌握两个动作要领:一是托枪的手要非常稳,二是眼睛要瞄准目标的方向.若要把子弹飞行的轨迹看作一条直线,且射击手达到了上述的两个动作要求,则托枪的手的位置相当于直线上的定点P0,眼睛瞄准的方向即为直线的倾斜方向(斜率k或倾斜角α),它们与直线上任意一点P有什么关系呢?本节课就来研究这个问题.
一、求直线的点斜式方程
问题1 给定一个点P0(x0,y0)和斜率k(或倾斜角)就能确定一条直线l,设P(x,y)为直线上异于P0的任意一点,怎么确定P0(x0,y0),P(x,y)和斜率k之间的关系?
提示 根据过两点的直线的斜率公式得=k,即y-y0=k(x-x0).
问题2 由问题1可知,直线l上每一个点的坐标(x,y)都满足关系式y-y0=k(x-x0),若点P1(x1,y1)的坐标也满足关系式y-y0=k(x-x0),则点P1是否在直线l上?
提示 点P1在直线l上.
知识梳理
我们把方程y-y0=k(x-x0)称为过点P0(x0,y0),斜率为k的直线l的方程.
方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
注意点:
(1)点斜式应用的前提是直线的斜率存在,若斜率不存在,则不能应用此种形式.
(2)当直线与x轴平行或重合时,方程可简写为y=y0.特别地,x轴的方程是y=0.
(3)当直线与y轴平行或重合时,不能应用点斜式方程.此时可将方程写成x=x0.特别地,y轴的方程是x=0.
(4)建立直线方程,就是利用确定直线位置的几何要素,建立直线上任意一点的横坐标x,纵坐标y所满足的关系式.
例1 (课本例1)直线l经过点P0(-2,3),且倾斜角α=45°,求直线l的点斜式方程,并画出直线l.
解 直线l经过点P0(-2,3),斜率k=tan 45°=1,代入点斜式方程得y-3=x+2.
画图时,只需再找出直线l上的另一点P1(x1,y1),例如,取x1=-1,则y1=4,得点P1的坐标为(-1,4),过P0,P1两点的直线即为所求,如图所示.
例2 根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点A(-4,3),斜率k=3;
(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;
(3)经过点P(5,-2),且与x轴平行;
(4)过P(-2,3),Q(5,-4)两点.
解 (1)由点斜式方程可知,
所求直线的点斜式方程为y-3=3(x+4).
(2)由题意知,直线的斜率k=tan 135°=-1,
故所求直线的点斜式方程为y-4=-(x+1).
(3)过点P(5,-2),且与x轴平行的直线,其斜率为0,故所求直线的点斜式方程为y+2=0(x-5).
(4)过P(-2,3),Q(5,-4)两点的直线斜率
kPQ===-1.
由直线过点P(-2,3),Q(5,-4),
故所求直线的点斜式方程为y-3=-(x+2)或y+4=-(x-5).
反思感悟 求直线的点斜式方程的步骤及注意点
(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0).
(2)点斜式方程y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外.
二、直线的斜截式方程
问题3 直线l上给定一个点P0(0,b)和斜率k,求直线l的方程.
提示 由点斜式方程得y-b=k(x-0),即y=kx+b.
知识梳理
1.把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.
2.把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
注意点:
(1)直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况,只能在直线斜率存在的前提下使用;由直线的斜截式方程可直接得到直线的斜率和在y轴上的截距.
(2)截距是一个实数,它是直线与坐标轴交点的横坐标或纵坐标,可以为正数、负数和0.当直线过原点(不与坐标轴重合)时,它在x轴上的截距和在y轴上的截距都为0.
例3 已知直线l1的方程为y=-2x+3,l2的方程为y=4x-2,直线l与l1平行且与l2在y轴上的截距相等,求直线l的方程.
解 由直线的斜截式方程知,直线l1的斜率k1=-2,
又因为l∥l1,所以kl=-2.
由题意知,l2在y轴上的截距为-2,
所以直线l在y轴上的截距b=-2.
由直线的斜截式方程可得直线l的方程为y=-2x-2.
延伸探究1 本例中若将“直线l与l1平行且与l2在y轴上的截距相等”改为“直线l与l1垂直且与l2在y轴上的截距互为相反数”,求直线l的方程.
解 ∵l1⊥l,直线l1:y=-2x+3,
∴l的斜率为.
∵l与l2在y轴上的截距互为相反数,
直线l2:y=4x-2,∴l在y轴上的截距为2.
∴直线l的方程为y=x+2.
延伸探究2 若本例条件不变,求本例中直线l与两坐标轴围成的三角形的面积.
解 令x=0得y=-2,令y=0得x=-1.
所以所求三角形的面积为S=×|-2|×|-1|=1.
反思感悟 求直线的斜截式方程的策略
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.
(2)直线的斜截式方程y=kx+b中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.
三、根据直线的斜截式方程判断两直线平行与垂直
例4 (课本例2)已知直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,试讨论:
(1)l1∥l2的条件是什么?
(2)l1⊥l2的条件是什么?
解 (1)若l1∥l2,则k1=k2,此时l1,l2与y轴的交点不同,
即b1≠b2;
反之,若k1=k2,且b1≠b2,
则l1∥l2.
(2)若l1⊥l2,则k1k2=-1;
反之,若k1k2=-1,
则l1⊥l2.
例5 已知直线l1:y=-x+和l2:6my=-x+4,问m为何值时,l1与l2平行或垂直?
解 当m=0时,l1:y=,
l2:x=4,l1与l2垂直;
当m≠0时,l2的方程可化为y=-x+.
若l1与l2平行,则解得m=-;
若l1与l2垂直,则-·=-1,无解.
故当m=-时,l1与l2平行;
当m=0时,l1与l2垂直.
反思感悟 若l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则l1∥l2⇔k1=k2且b1≠b2,l1⊥l2⇔k1k2=-1.
跟踪训练 (1)当a为何值时,直线l1:y=-x+2a与直线l2:y=(a2-2)x+2平行?
(2)当a为何值时,直线l1:y=(2a-1)x+3与直线l2:y=4x-3垂直?
解 (1)由题意可知,=-1,=a2-2,
∵l1∥l2,∴
解得a=-1,
故当a=-1时,直线l1:y=-x+2a与直线l2:
y=(a2-2)x+2平行.
(2)由题意可知,=2a-1,=4,
∵l1⊥l2,∴4(2a-1)=-1,解得a=.
故当a=时,直线l1:y=(2a-1)x+3与直线l2:y=4x-3垂直.
1.知识清单:
(1)直线的点斜式方程.
(2)直线的斜截式方程.
2.方法归纳:待定系数法、数形结合法.
3.常见误区:求直线方程时忽略斜率不存在的情况;混淆截距与距离.
1.已知直线l的方程为y+2=3(x-1),则直线l的斜率为( )
A.3 B.2 C.-1 D.-5
答案 A
解析 由直线的点斜式方程,可得k=3.
2.已知直线l的方程为y+=(x-1),则l在y轴上的截距为( )
A.9 B.-9 C. D.-
答案 B
解析 由y+=(x-1),
得y=x-9,
∴l在y轴上的截距为-9.
3.若直线y=kx+b经过第一、三、四象限,则有( )
A.k>0,b>0 B.k>0,b<0
C.k<0,b>0 D.k<0,b<0
答案 B
解析 ∵直线经过第一、三、四象限,
∴图形如图所示,
由图知,k>0,b<0.
4.已知直线y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,则a= .
答案 -1
解析 由题意可知a·(a+2)=-1,
解得a=-1.
.
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