第1章 1.3 第1课时 直线方程的点斜式-【优学精讲】2026-2027学年高中数学选择性必修一同步教参(北师大版)
2026-09-12
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教辅
摘要:
本讲义聚焦高中数学直线方程的点斜式与斜截式核心知识点,从直线确定条件(过定点且斜率存在)推导点斜式,涵盖倾斜角0°(y=y0)和90°(x=x0)的特殊情况,再通过y轴截距点引出斜截式(y=kx+b),构建从一般到特殊的学习支架。
资料以射击瞄准实例导入,引导学生用数学眼光观察现实问题,通过思考问题链培养数学思维,结合面积计算、定点问题等例题训练数学语言表达。课中例题解析与母题探究提升教学效果,课后跟踪训练与练习题助力学生查漏补缺。
内容正文:
1.3 直线的方程
第1课时 直线方程的点斜式
新课导入
学习目标
射击运动员在进行射击训练时,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.若把子弹飞行的轨迹看作一条直线,并且运动员达到了上述的两个动作要求,试从数学角度分析子弹是否会命中目标.
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. 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.
知识点一 直线方程的点斜式
思考1 在平面内,过点P0(x0,y0)的直线有多少条?
提示:无数条.
思考2 在平面内,斜率为k的直线有多少条?
提示:无数条.
思考3 在平面内,过点P0(x0,y0)且斜率为k的直线有多少条?
提示:有且只有一条.
[知识梳理]
1.直线l的方程
一般地,如果一条直线l上的每一点的坐标都是一个方程的解,并且以这个方程的解为坐标的点都在直线l上,那么这个方程称为直线l的方程.
2.直线方程的点斜式
(1)定义
直线l经过点P(x0,y0),且斜率为k,我们把方程y-y0=k(x-x0)称为经过点P(x0,y0)且斜率为k的直线l的方程,方程y-y0=k(x-x0)称为直线方程的点斜式.
(2)两种特殊直线
①当直线l的倾斜角为0°时,直线l的方程为y=y0.
②当直线l的倾斜角为90°时,直线l的方程为x=x0.
[例1] (1)(多选)在平面直角坐标系中,下列四个结论中正确的是( )
A.每一条直线都有点斜式方程
B.倾斜角是钝角的直线,斜率为负数
C.方程k=与方程y+1=k(x-2)表示同一条直线
D.直线过点P(x0,y0),倾斜角为90°,则其方程为x=x0
(2)(2026·房山月考)过点(-1,2)且斜率为-1的直线,其点斜式方程为( )
A.y-2=-(x+1) B.y+2=-(x-1)
C.y-2=x+1 D.y+2=x-1
【解析】 (1)对于A,斜率不存在的直线无点斜式方程,故A错误;对于B,倾斜角是钝角的直线,其倾斜角的正切值为负数,直线斜率为负数,故B正确;对于C,方程k=表示直线y+1=k(x-2)去掉点(2,-1),与方程y+1=k(x-2)不表示同一直线,故C错误;对于D,直线过点P(x0,y0),倾斜角为90°,则其方程为x=x0,故D正确.故选BD.
(2)过点(-1,2)且斜率为-1的直线,其点斜式方程为y-2=-(x+1).
【答案】 (1)BD (2)A
(1)定点(x0,y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0);
(2)已知直线的一个方向向量和某点坐标,或两点坐标时,可以先求斜率,再用点斜式求直线的方程.
(3)直线方程的点斜式y-y0=k(x-x0)可表示过点P(x0,y0)的所有直线,但x=x0除外.
[跟踪训练1] (1)已知直线l的倾斜角为α,且cos α=,若l过点(1,0),则直线l的点斜式方程为________.
解析:由直线l的倾斜角为α,且cos α=,得sin α==,则tanα=,
所以直线l的斜率k=,即直线l的点斜式方程为y-0=(x-1),即y=(x-1).
答案:y=(x-1)
(2)(2026·焦作期中)在平面直角坐标系中,斜率为-的直线l经过点P(t,0)(t>0),若直线l与坐标轴围成的直角三角形的面积为3,则t的值为________.
解析:由题意得直线l的方程为y=-(x-t),令x=0,则y=t,所以×t×t=3,解得t=-2(舍去)或t=2.
答案:2
知识点二 直线方程的斜截式
思考 在平面内,过点P0(0,b)且斜率为k的直线方程如何表示?
提示:y=kx+b.
[知识梳理]
若直线l经过点(0,b)且斜率为k,则方程y-y0=k(x-x0)中的点P(x0,y0)就可以为点(0,b),所以该直线方程的点斜式为y-b=k(x-0),即y=kx+b.该方程中的k为直线l的斜率,b为直线l在y轴上的截距.称y=kx+b为直线方程的斜截式.
[例2] (对接教材例7)求满足下列条件的直线的方程.
(1)倾斜角为直线y=x+1的倾斜角的一半,在y轴上的截距为-2;
(2)倾斜角为60°,在y轴上的截距为3.
【解】 (1)因为直线y=x+1的斜率为,
所以其倾斜角为60°,故所求直线的倾斜角为30°,所以k=tan 30°=.又b=-2,所以直线方程为y=x-2.
(2)因为直线的倾斜角为60°,所以其斜率k=tan 60°=.又b=3,所以所求直线方程为y=x+3.
母题探究 将本例(2)的条件“在y轴上的截距为3”变为“与y轴的交点到原点的距离为3”,则直线的方程为________.
解析:因为直线的倾斜角为60°,所以其斜率k=tan 60°=.因为直线与y轴的交点到原点的距离为3,所以直线在y轴上的截距b=3或b=-3.所以所求直线方程为y=x+3或y=x-3.
答案:y=x+3或y=x-3
(1)直线方程的斜截式是点斜式方程的特殊形式,其适用前提是直线的斜率存在,只要已知条件中给出的点在y轴上,就可以直接用斜截式表示.
(2)直线方程的斜截式y=kx+b中只有两个参数,因此要确定直线方程,只需知道参数k,b的值即可.
提醒 (1)直线的斜截式方程是直线的点斜式方程的特殊情况.
(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(当截距均为0时直线过原点).
(3)一次函数y=kx+b(k≠0)的图象是一条直线,直线的斜截式方程就是函数解析式,其中k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
[跟踪训练2] (1)(2026·哈尔滨期中)直线y=-x+2的倾斜角为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.由题知,直线y=-x+2的斜率为-,记倾斜角为α,则tan α=-,因为α∈[0,π),所以α=.
(2)已知直线l在y轴上的截距为2,且直线l的一个方向向量为a=(1,2),则直线l的方程是 ________.
解析:因为直线l的一个方向向量为a=(1,2),则该直线的斜率为k==2,
又因为直线l在y轴上的截距为2,故该直线的方程为y=2x+2.
答案:y=2x+2
应用点 含参数的直线方程的几何特征
[例3] 已知直线l:5ax-5y-a+3=0.
(1)求证:不论a为何值,直线l总经过第一象限;
(2)直线l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
【解】 (1)证明:将直线l的方程整理为y-=a,所以l的斜率为a,且过定点A.而点A(,)在第一象限,故直线l总经过第一象限.
(2)直线OA的斜率为k==3.因为l不经过第二象限,所以a≥3.故实数a的取值范围是[3,+∞).
(1)直线y=kx+b的图象特征:一般地,如果直线经过第一、三象限,则斜率为正;如果直线经过第二、四象限,则斜率为负.
(2)含参数的直线过定点:对于含参数k的直线y-y0=k(x-x0),该直线一定过定点(x0,y0).
[跟踪训练3] (1)(多选)(2026·南昌月考)直线l1:y=ax+b与l2:y=bx+a(a,b∈R)在同一平面直角坐标系内的位置可能是( )
解析:选BC.对于A,两条直线的斜率和在y轴上的截距均大于0,且其中一条直线的斜率和在y轴上的截距均大于另一条直线的斜率和在y轴上的截距,不符合题意,A不正确;
对于B,当ab<0时,符合题意,B正确;
对于C,当或时,符合题意,C正确;
对于D,其中一条直线的斜率不存在,不符合题意,D不正确.
(2)已知直线kx-y+1=3k,当k变动时,所有直线恒过定点坐标为( )
A.(0,0) B.(0,1)
C.(3,1) D.(2,1)
解析:选C.方法一:把直线方程整理为k(x-3)-y+1=0,令解得所以直线恒过定点坐标为(3,1).故选C.
方法二:直线方程可化为点斜式y-1=k(x-3),所以直线恒过定点(3,1).
1.(教材P11 T1改编)若直线l的斜率为-,在y轴上的截距为-1,则l的方程为( )
A.y=-(x+1) B.y=-(x-1)
C.y=-x-1 D.y=-x+1
解析:选C. 斜率为-,在y轴上的截距为-1的直线l的方程为y=-x-1.
2.对任意实数a,直线y=ax-3a+2所经过的定点是( )
A.(2,3) B.(3,2)
C.(-2,3) D.(3,-2)
解析:选B.y=ax-3a+2整理为y-2=a(x-3),所以直线经过的定点为(3,2).故选B.
3.若直线l经过点A(1,-2)且倾斜角为,则直线l的点斜式方程是________.
解析:由直线l的倾斜角为,得直线l的斜率k=tan =,又直线l过点A(1,-2),所以直线l的点斜式方程是y+2=(x-1).
答案:y+2=(x-1)
4.(2026·驻马店月考)直线l的斜率为3且它在y轴上的截距为-3.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积.
解:(1)因为直线l的斜率为3且它在y轴上的截距为-3,
由斜截式得直线l的方程为y=3x-3.
(2)在y=3x-3中,令y=0,即3x-3=0,解得x=1,即直线l与x轴的交点坐标为(1,0),则直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积为S=×1×|-3|=.
1.已学习:直线的方程的概念、直线方程的点斜式、斜截式.
2.须贯通:利用直线方程的点斜式、斜截式解决有关问题.
3.应注意:(1)求直线的点斜式与斜截式方程时忽略斜率不存在的情况;
(2)混淆直线的截距和距离.
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