第2章 2.2.3 直线的一般式方程-【优学精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修第一册教用Word(人教A版)
2026-09-08
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教辅
摘要:
本高中数学讲义聚焦“直线的一般式方程”核心知识点,衔接已学的点斜式、斜截式、两点式、截距式,通过对比特殊形式的区别与联系,引导学生理解二元一次方程Ax+By+C=0(A、B不同时为0)表示直线的原理,掌握方程形式间的互化方法。
该资料以思考问题驱动学生用数学眼光观察直线方程的统一性,通过例题解析与分层练习培养数学思维中的推理和运算能力,如平行垂直判定、含参直线过定点等应用点,助力学生用数学语言表达几何关系。课中辅助教师高效授课,课后帮助学生巩固知识、弥补薄弱环节。
内容正文:
2.2.3 直线的一般式方程
课标要求 1.掌握直线的一般式方程. 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)表示一条直线. 3.会进行直线方程的五种形式之间的转化.
我们已经学习了直线的点斜式方程、斜截式方程、两点式方程以及截距式方程,它们都有哪些区别呢?有没有联系呢?既然都表示直线,方程形式能不能统一呢?这就是本节我们要探究的问题.
思考1 关于x,y的二元一次方程是什么形式?系数有什么要求?
提示:Ax+By+C=0(A,B不同时为0).
思考2 任意一个关于x,y的二元一次方程都可以表示一条直线吗?
提示:可以.
知识点 直线的一般式方程
1.定义
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.
2.直线方程的一般式与其他形式的互化
(对接教材例5、例6)直线过点A(8,-6),B(2,2).
(1)求直线AB的两点式方程,并把它化成一般式方程;
(2)求直线AB的斜率,以及在x轴和y轴上的截距.
【解】 (1)直线过点A(8,-6),B(2,2),则直线AB的两点式方程为=,整理得3(y-2)=-4(x-2),所以直线AB的一般式方程为4x+3y-14=0.
(2)由(1)知,直线AB:4x+3y-14=0可转化为斜截式方程y=-x+,当y=0时,x=;当x=0时,y=,所以直线AB的斜率k=-,在x轴和y轴上的截距分别为,.
【感悟提升】 在求直线方程时,设一般式方程有时并不简单,常用的还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.
1.(多选)(2026·台州期中)已知直线2x+y+3=0,则下列说法正确的是( )
A.直线过点(-1,1)
B.直线的斜率为-2
C.直线在y轴上的截距为3
D.直线不经过第一象限
解析:选BD.已知直线2x+y+3=0,即y=-2x-3,则直线的斜率为-2,在y轴上的截距为-3,B正确,C错误;
再令x=-1,得y=-1,所以直线不过点(-1,1),A错误;
作出直线(图略),可知直线不经过第一象限,D正确.
2.已知直线l经过点P(2,-3),且它的一个方向向量的坐标为(2,-1),则直线l的一般式方程为___________;其截距式方程为_______________________________.
解析:因为直线l的一个方向向量的坐标为(2,-1),
所以其斜率为k=-,
又直线过P(2,-3),
所以直线l的方程为y+3=-(x-2),
化为一般式方程为x+2y+4=0,
其截距式方程为+=1.
答案:x+2y+4=0 +=1
应用点一 利用一般式方程研究平行、垂直问题
角度1 由平行、垂直求直线的方程
求满足下列条件的直线l的方程:
(1)直线l过点(-2,1),且与直线x+y-3=0平行;
(2)直线l过点(-1,2),且与直线x+3y+1=0垂直.
【解】 (1)方法一:由直线l与直线x+y-3=0平行,可得直线l的斜率k=-1.
又直线l过点(-2,1),由点斜式可得直线l:y-1=-(x+2),即直线l:x+y+1=0.
方法二:由直线l与直线x+y-3=0平行,可设直线l的方程为x+y+m=0(m≠-3),
将点(-2,1)代入上式得m=1,所以直线l的方程为x+y+1=0.
(2)方法一:由直线x+3y+1=0的斜率为-,直线l与直线x+3y+1=0垂直,可得直线l的斜率k=3,又直线l过点(-1,2),由点斜式可得直线l:y-2=3(x+1),即直线l:3x-y+5=0.
方法二:由直线l与直线x+3y+1=0垂直,可设直线l的方程为3x-y+n=0,将点(-1,2)代入上式得n=5,所以所求直线的方程为3x-y+5=0.
【感悟提升】 与已知直线平行、垂直的直线方程的求法
(1)先求出已知直线的斜率,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,由点斜式求出直线的方程.
(2)利用待定系数法(直线系)求直线的方程.
常用结论 (1)与直线Ax+By+C=0平行的直线方程可设为Ax+By+m=0(m≠C).
(2)与直线Ax+By+C=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+m=0.
角度2 由直线的平行、垂直求参数值
已知直线l1:x+y+2=0;直线l2:mx+2y+n=0.
(1)若l1⊥l2,求实数m的值;
(2)若l1∥l2,且直线l2在y轴上的截距与直线l1在y轴上的截距互为相反数,求直线l2的斜截式方程.
【解】 (1)由直线l1:x+y+2=0,l2:mx+2y+n=0,因为l1⊥l2,可得1×m+1×2=0,解得m=-2.
(2)由直线l1:x+y+2=0,l2:mx+2y+n=0,
因为l1∥l2,可得=≠,可得m=2,n≠4,
此时直线l2:x+y+=0,即y=-x-.
又直线l2在y轴上的截距与直线l1在y轴上的截距互为相反数,直线l1在y轴上的截距为-2,
所以-=2,即n=-4.
所以直线l2的斜截式方程为y=-x+2.
【感悟提升】 对于两条直线A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0,
(1)平行问题:①如果直线的斜率存在,可将一般式化成斜截式进行判断;②如果一般式中y的系数含参数,需根据系数是否为0分类讨论;③l1∥l2⇔A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0(或A1C2-A2C1≠0).
(2)垂直问题:①如果直线的斜率存在且不为0,那么l1⊥l2⇔k1k2=-1;②l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
1.(2026·中卫月考)直线l与直线x+y-2=0垂直,且它在y轴上的截距为4,则直线l的一般式方程为____________.
解析:直线x+y-2=0的斜率为-1,因为直线l与直线x+y-2=0垂直,所以直线l的斜率为1,
又因为直线l在y轴上的截距为4,所以直线l的方程为y=x+4,即x-y+4=0.
答案:x-y+4=0
2.若直线l1:(a-1)x+2y+1=0与直线l2:3x+ay-1=0平行,则a=________.
解析:因为直线l1:(a-1)x+2y+1=0与直线l2:3x+ay-1=0平行,
所以(a-1)a=2×3,解得a=3或a=-2.
当a=3时,直线l1:2x+2y+1=0与直线l2:3x+3y-1=0平行,符合题意;
当a=-2时,直线l1:3x-2y-1=0与直线l2:3x-2y-1=0重合,不符合题意.
综上可得a=3.
答案:3
应用点二 含参一般式方程的应用
(2026·驻马店月考)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12倍,求直线l′的方程.
【解】 (1)直线l:(2a+3)x-(a-1)y+3a+7=0可化为(2x-y+3)a+3x+y+7=0,
则解得所以直线l过定点,且定点A的坐标为(-2,-1).
(2)因为直线l′过点(-2,-1),且在y轴上的截距是在x轴上的截距的12倍,
则当直线l′过坐标原点时,符合题意,此时直线方程为y=x,即x-2y=0;
当直线l′的横、纵截距均不为零时,设直线l′的方程为+=1,代入点(-2,-1),
得+=1,解得m=-,
此时直线l′的方程为+=1,
即12x+y+25=0.
综上,直线l′的方程为x-2y=0或12x+y+25=0.
【感悟提升】 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.
设直线l的方程为(a+1)x+y-5-2a=0(a∈R),且分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A(xA,0),B(0,yB).
(1)当xA·yB最小时,求直线l的方程;
(2)当直线l在两坐标轴上的截距均为正整数且a也为正整数时,求直线l的方程.
解:(1)由题意知,xA=>0,yB=5+2a>0,则a>-1,
所以xA·yB=·(5+2a)
==
=4(a+1)++12
≥2+12=24,
当且仅当4(a+1)=,即a=时,等号成立,
所以当a=时,xA·yB最小,
此时直线l的方程为3x+2y-12=0.
(2)因为直线l在两坐标轴上的截距均为正整数,所以不妨设5+2a=k(a+1),k∈N*,又a也为正整数,所以a=>0,即2<k<5,所以k=3或k=4.
当k=3时,a=2,此时A(3,0),B(0,9),
所以直线l的方程为+=1,即3x+y-9=0;
当k=4时,a=,不符合题意,舍去.
综上所述,直线l的方程为3x+y-9=0.
1.直线2x-4y+3=0在y轴上的截距为( )
A. B.-
C. D.-
解析:选A.令x=0,解得y=,即直线2x-4y+3=0在y轴上的截距为.
2.(多选)(2026·晋中月考)如果AC>0,BC<0,那么直线Ax+By+C=0经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:选ABC.因为AC>0,BC<0,所以B≠0,AB<0,由直线Ax+By+C=0,可得y=-x-,则直线斜率k=->0,且->0,所以直线经过第一、二、三象限.
3.若直线l1:ax+2y+1=0和直线l2:x+y+1=0平行,则实数a=________.
解析:直线l1:ax+2y+1=0和直线l2:x+y+1=0平行,可得=≠,解得a=2.
答案:2
4.(教材P66 T1改编)根据下列各条件写出直线的方程,并且化为一般式.
(1)经过点P(-2,1),斜率为2;
(2)在x轴、y轴上的截距分别为2,4;
(3)直线的一个方向向量的坐标为(1,3),且在x轴上的截距为1.
解:(1)经过点P(-2,1),斜率为2的直线的方程为y-1=2(x+2),即2x-y+5=0.
(2)在x轴、y轴上的截距分别为2,4的直线的方程为+=1,即2x+y-4=0.
(3)直线的一个方向向量的坐标为(1,3),则该直线的斜率为=3,因为该直线在x轴上的截距为1,所以该直线经过点(1,0),所以该直线的方程为y=3(x-1),即3x-y-3=0.
1.已学习:直线的一般式方程、利用一般式方程判定直线的平行与垂直.
2.须贯通:(1)直线方程的各种形式间的相互转化;
(2)利用直线的一般式方程解决直线平行与垂直问题,体现了分类讨论、化归与转化的思想方法.
3.应注意:直线斜率不存在的情况;两直线重合的情况.
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