内容正文:
2.2 直线的方程
2.2.1 直线的点斜式方程
目 标 素 养
1.根据确定直线位置的几何要素,探索直线的点斜式方程.
2.掌握直线方程的点斜式和斜截式,并会熟练应用,提升数学运算的核心素养.
3.了解截距的概念,了解直线的斜截式方程与一次函数的关系,提升直观想象与逻辑推理等核心素养.
4.会用直线的点斜式方程和斜截式方程解决直线的平行与垂直问题,提升数学运算的核心素养
知 识 概 览
课前·基础认知
1.直线的点斜式方程
名称 点斜式
已知条件 点P(x0,y0)和斜率k
示意图
方程 y-y0= k(x-x0)
适用条件 斜率存在的直线
微训练1直线l经过点P(2,-3),且倾斜角α=45°,则直线的点斜式方程是( ).
A.y+3=x-2 B.y-3=x+2
C.y+2=x-3 D.y-2=x+3
答案:A
解析:∵直线l的斜率k=tan 45°=1,
∴直线l的方程为y+3=x-2.
2.直线的斜截式方程
名称 斜截式
已知条件 斜率k和直线在y轴上的截距b
示意图
方程 y=kx+b
适用条件 斜率存在的直线
微训练2在y轴上的截距为2,且与直线y=-3x-4平行的直线的斜截式方程为 .
答案:y=-3x+2
解析:∵直线y=-3x-4的斜率为-3,
所求直线与此直线平行,∴斜率为-3,
又截距为2,∴由斜截式方程可得y=-3x+2.
课堂·重难突破
一 直线的点斜式方程
典例剖析
1.根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)过点A(-4,3),斜率k=3;
(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;
(3)过点D(2,1)和E(3,-4).
解:(1)由点斜式方程可知,所求直线方程为y-3=3[x-(-4)],
即y-3=3(x+4).
(2)由题意知,直线的斜率k=tan 135°=-1,故所求直线的方程为y-4=-(x+1).
(3)直线过点D(2,1)和E(3,-4),斜率k==-5.
由点斜式方程得y-1=-5(x-2)或y+4=-5(x-3).
规律总结 求直线的点斜式方程的思路:
学以致用
1.(1)若直线经过点A(2,3),且与y轴垂直,则直线方程为 ;
(2)已知直线方程为y+3+ (x-2)=0,则该直线的倾斜角等于 ;
(3)若直线方程为kx-y-k+3=0,则对于任意实数k,直线必过定点 .
答案:(1)y=3 (2)120° (3)(1,3)
解析:(1)因为直线与y轴垂直,所以斜率等于0,因此其点斜式方程为y-3=0×(x-2),即y=3.
(2)直线方程可化为y+3=- (x-2),由点斜式可知,直线的斜率为- ,故其倾斜角等于120°.
(3)直线方程kx-y-k+3=0可化为y-3=k(x-1),故直线必过定点(1,3).
二 直线的斜截式方程
典例剖析
2.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;
(2)倾斜角为150°,在y轴上的截距是-2;
(3)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
解:(1)由直线方程的斜截式可知,所求直线方程为y=2x+5.
规律总结
1.由直线的斜截式方程可以确定直线在坐标系中的形状与位置,其中斜率大于0时,直线从左往右上升,斜率小于0时,直线从左往右下降;截距大于0时,直线与y轴交在正半轴,截距小于0时,直线与y轴交在负半轴.
2.求直线的斜截式方程只需两个条件,一个是确定直线的斜率,另一个是确定直线在y轴上的截距.
学以致用
三 两条直线的平行与垂直
典例剖析
3.(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.
规律总结 1.已知直线l1:y=k1x+b1与直线l2:y=k2x+b2,(1)若l1∥l2,则k1=k2,两条直线与y轴的交点不同,即b1≠b2;反之,当k1=k2,且b1≠b2时,l1∥l2.所以有l1∥l2⇔k1=k2,且b1≠b2.
(2)若l1⊥l2,则k1k2=-1;反之,当k1k2=-1时,l1⊥l2.所以有l1⊥l2⇔k1k2=-1.
2.若已知含参数的两条直线平行或垂直,求参数的值时,要注意讨论斜率是否存在,若是平行关系则需考虑b1≠b2这个条件.
学以致用
3.(1)已知直线y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,则a= .
随堂训练
1.方程y=k(x-2)表示( ).
A.经过点(-2,0)的所有直线
B.经过点(2,0)的所有直线
C.经过点(2,0)且不垂直于x轴的所有直线
D.经过点(2,0)且除去x轴的所有直线
答案:C
2.若直线y=kx+b经过第一、第三、第四象限,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
3.已知直线l经过点P(2,1),且直线l的斜率为直线x-4y+3=0的斜率的2倍,则直线l的点斜式方程为 .
4.已知直线l1:y=2x+3a,l2:y=(a2+1)x+3,若l1∥l2,则a= .
答案:-1
解析:因为l1∥l2,所以,即a2+1=2,a2=1,所以a=±1.
因为l1∥l2,两条直线l1与l2不能重合,
则3a≠3,即a≠1,故a=-1.
5.已知直线l的方程为y-m=(m-1)(x+1),若直线l在y轴上的截距为7,则m= .
答案:4
解析:直线l的方程可化为y=(m-1)x+2m-1,
由题意,得2m-1=7,解得m=4.
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