内容正文:
第09讲 直线的方程(二)
【人教A版】
模块二 直线方程的求法
【知识点1 直线方程的求法】
1.求直线方程的一般方法
(1)直接法
直线方程形式的选择方法:
①已知一点常选择点斜式;
②已知斜率选择斜截式或点斜式;
③已知在两坐标轴上的截距用截距式;
④已知两点用两点式,应注意两点横、纵坐标相等的情况.
(2)待定系数法
先设出直线的方程,再根据已知条件求出未知系数,最后代入直线方程.
利用待定系数法求直线方程的步骤:①设方程;②求系数;③代入方程得直线方程.
若已知直线过定点,则可以利用直线的点斜式求方程,也可以利用斜截式、
截距式等求解(利用点斜式或斜截式时要注意斜率不存在的情况).
【题型1 直线方程的求解】
【例1】(25-26高二上·四川雅安·阶段检测)已知直线l经过点,点,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】先求出直线的斜率,根据点斜式方程求出直线方程.
【解答过程】解:因为直线l经过点,点,
所以,
所以:,
整理得,,
故直线:,
故选:A.
【变式1-1】(25-26高二上·内蒙古包头·期中)经过点,且在轴和轴上截距相等的直线方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【解题思路】分别讨论截距为0和不为0两种情况,设出直线方程,将点代入求解即可.
【解答过程】当直线在轴和轴上截距都为0时,设直线方程为,
将点代入解得,此时直线方程为,即;
当直线在轴和轴上截距相等且不为0时,设直线方程为,
将点代入解得,此时直线方程为,即
所以满足题意的直线方程为或.
故选:B.
【变式1-2】(25-26高二上·宁夏吴忠·阶段检测)根据下列条件,分别求出直线的一般式方程:
(1)经过点,平行于直线;
(2)倾斜角是,在轴上的截距是4;
(3)经过点,点;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)由直线平行可知斜率相等,结合点坐标写出直线点斜式方程,化为一般式;
(2)根据截距求出直线过点的坐标,结合点坐标写出直线点斜式方程,化为一般式;
(3)写出直线的两点式方程,化为一般式.
【解答过程】(1)由题可知,所求直线斜率为3,
故方程为,整理得.
(2)直线在轴上的截距是4,即该直线过点,
由倾斜角是可得斜率为,
故方程为,整理得.
(3)由条件得直线的两点式方程为,
整理得.
【变式1-3】(25-26高二上·吉林延边·阶段检测)求满足下列条件的直线方程:(结果写成一般式).
(1)直线过点,且斜率为;
(2)斜率为,且与两坐标轴围成的面积为6;
(3)直线过点,且横截距为纵截距的两倍.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解题思路】(1)代入点斜式方程,可得直线方程,整理即可得答案.
(2)直线方程为,分别令和,结合面积公式,求得b值,整理即可得答案.
(3)分别讨论截距为0和不为0两种情况,求出直线方程,整理即可得答案.
【解答过程】(1)代入点斜式方程可得,整理得
(2)设直线方程为,令,解得,
令,解得,
所以,解得,
所以直线方程为,整理得
(3)当截距为0时,设直线方程为,代入点,解得,
所以方程为,整理得;
当截距不为0时,设直线方程为,代入点,解得,
所以方程为,整理得,
综上,直线方程为或.
模块三 两条直线的位置关系
【知识点2 两条直线的位置关系】
1.两条直线的位置关系
斜截式
一般式
方程
l1:y=k1x+b1
l2 :y=k2x+b2
相交
k1≠k2
(当时,记为)
垂直
k1·k2=-1
(当时,记为)
平行
k1=k2且b1≠b2
或
(当时,记为)
重合
k1=k2且b1=b2
A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2 (λ≠0)
(当时,记为)
2.平行的直线的设法
平行:与直线Ax+By+n=0平行的直线方程可设为Ax+By+m=0.
3.垂直的直线的设法
垂直:与直线Ax+By+n=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+m=0.
【题型2 求与已知直线垂直的直线方程】
【例2】(25-26高二上·江苏南京·期末)过点且垂直于直线的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】根据两直线垂直的条件求解即可.
【解答过程】设垂直于直线的直线方程为,
因为直线过,所以,解得,
所以垂直于直线的直线方程为.
故选:A.
【变式2-1】(25-26高二上·江苏南京·期末)过点且与直线垂直的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据直线垂直求出待求直线的斜率,又因为过点,采用点斜式即可求出待求直线方程.
【解答过程】直线化为斜截式为,即斜率为,
设所求直线斜率为,则可得:,
所求直线过点,所以方程为,
化简可得.
故选:A.
【变式2-2】(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期中)已知.求:
(1)过点且与BC垂直的直线方程;
(2)过点且倾斜角为直线AB倾斜角的的直线方程.
【答案】(1);
(2)
【解题思路】(1)求出直线BC的斜率,从而设过点且与BC垂直的直线方程,将代入,求出答案;
(2)求出直线AB的斜率和倾斜角,从而得到所求直线的倾斜角和斜率,利用点斜式求出直线方程.
【解答过程】(1),故与垂直的直线的斜率为1,故设过点且与BC垂直的直线方程为,
将代入可得,解得,
所以过点且与BC垂直的直线方程为;
(2),故直线AB的倾斜角为,
故所求直线的倾斜角为,所求直线的斜率为,
故过点且倾斜角为直线AB倾斜角的的直线方程为,即.
【变式2-3】(25-26高二上·河南濮阳·阶段检测)三角形的三个顶点是
(1)求BC边上的高所在直线的方程;
(2)求BC边上的中线所在直线的方程;
(3)求BC边的垂直平分线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)利用两直线垂直求得边上的高所在直线的斜率,结合高线经过点,由点斜式方程即得;
(2)先求出的中点坐标,进而可得BC边上的中线所在直线的斜率,再由点斜式方程即得;
(3)利用两直线垂直求得边垂直平分线的斜率,结合的中点,由点斜式方程即得.
【解答过程】(1)由题意,边所在的直线的斜率,
则边上的高所在直线的斜率为,
又边上的高经过点,
所以边上的高所在的直线方程为,即.
(2)由题意,BC的中点坐标为,
则BC边上的中线所在直线的斜率为,
所以BC边上的中线所在直线的方程为,即.
(3)由(1)(2)得,,BC的中点坐标为,
所以边垂直平分线的斜率为,
则边的垂直平分线方程,即.
【题型3 求与已知直线平行的直线方程】
【例3】(25-26高二上·福建厦门·期中)过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】先根据已知直线方程设出与已知直线平行的直线,再代入坐标求出方程.
【解答过程】直线的斜率为,所求直线与其平行,故其斜率为,
又直线过点,则所求直线的方程为,即.
故选:C.
【变式3-1】(25-26高二上·山西朔州·期末)过点且与直线平行的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】由题意设与平行的直线方程为,代入点后即可求得,进而得到直线方程.
【解答过程】设与直线平行的直线方程为,
代入,可得,解得,
故所求直线方程为.
故选:A.
【变式3-2】(25-26高二上·贵州遵义·阶段检测)已知平面内两点,.
(1)求过点且与直线平行的直线的方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)求出直线的斜率,由平行关系得到,由点斜式求出直线方程;
(2)在(1)的基础上,由垂直关系得到,由点斜式求出直线方程.
【解答过程】(1)因为,,
所以,
因为直线与直线平行,
所以,
又直线过点,
所以直线的方程为,即.
(2)由(1)知.
因为直线与直线垂直,所以,
又直线过点,
所以直线的方程为,即.
【变式3-3】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知直角的直角顶点,且,在轴上.
(1)求点的坐标;
(2)求斜边中线的方程;
(3)若直线过点,且与直线平行,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)设顶点的坐标为,利用两直线垂直,直线斜率的乘积等于建立关于的方程,解方程即可得解;
(2)先用中点坐标公式求出的中点坐标,然后利用两点坐标求出中线的斜率,再写出中线的点斜式方程,最后化为一般式方程即可得解.
(3)根据两直线平行,斜率相等,结合点斜式方程,最后化为一般式即可.
【解答过程】(1)设顶点的坐标为,由题可得,
解得,故点的坐标为;
(2)由(1)可知斜边的中点为,
则斜边的中线的斜率为,
代入点斜式方程得,即.
(3)因为直线过点,且与直线平行,所以,
直线方程为,即.
【题型4 根据两直线平行求参数】
【例4】(25-26高二上·贵州六盘水·阶段检测)若直线与直线互相平行,则( )
A.1 B. C.或1 D.或
【答案】C
【解题思路】由两直线平行的充要条件可得,即可求参数,并代入验证是否含重合情况.
【解答过程】因为直线与直线平行,
根据两直线平行的充要条件可得,
解得或,
当时,代入可得与验证两条直线不重合,
当时,代入可得与验证两条直线不重合.
故选:C.
【变式4-1】(25-26高二上·江苏无锡·期末)直线,,则“”是“”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】C
【解题思路】假设,结合平行的性质计算可得,再利用充分条件与必要条件定义即可得解.
【解答过程】若,则,即,
解得或,
当时,,,此时两直线重合,不符合;
当时,,,符合要求;
综上,可得,故“”是“”的充要条件.
故选:C.
【变式4-2】(25-26高二上·安徽合肥·期中)若直线与平行,则实数的值为( )
A.3 B. C.或3 D.0
【答案】B
【解题思路】根据直线一般方程平行的关系得,进而解方程并检验即可.
【解答过程】直线与平行,
则,解得或,
经检验,当时,,,重合,舍去,
当,,,满足题意.
所以实数的值为
故选:B.
【变式4-3】(25-26高二上·广东东莞·期中)已知直线,则“”是“”的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解题思路】根据两直线平行得到方程,再验证并结合充要条件的判定即可得到答案.
【解答过程】若,则,解得或,
当时,,两直线平行,
当时,,两直线重合,
则当时,,
故“”是“”的充分必要条件.
故选:A.
【题型5 根据两直线垂直求参数】
【例5】(25-26高二上·甘肃天水·期末)已知直线与直线垂直,则实数( )
A.或0 B. C.0 D.1
【答案】A
【解题思路】根据两直线垂直列出方程,求解即可.
【解答过程】若直线与直线垂直,
则,即,解得或0.
故选:A.
【变式5-1】(25-26高二上·山西阳泉·期末)“”是“直线和直线垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解题思路】先判断时两直线是否垂直确定充分性,再由两直线垂直求出的值判断必要性.
【解答过程】当时,两直线分别为和,
根据两直线垂直的判定条件可得:,
所以两直线垂直,充分性成立,
若两直线垂直,则,即,
求解可得或,所以必要性不成立.
所以“”是“直线和直线垂直”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式5-2】(25-26高二上·广西·开学考试)已知直线:,直线:.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或.
【解题思路】(1)根据两条直线平行公式计算即可求参,再检验是否重合;
(2)根据两条直线垂直公式计算即可求参.
【解答过程】(1)因为 ,所以,
整理得
解得或.
当时,重合;
当时,,符合题意.
故.
(2)因为,所以
解得或.
【变式5-3】(25-26高二上·全国·课后作业)已知直线,,分别求满足下列条件的的值:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)利用一般式方程两条直线平行的条件可得答案;
(2)利用一般式方程两条直线垂直的条件可得答案.
【解答过程】(1)因为,所以,解得,
所以当时,;
(2)因为,所以,
解得,
所以当时,.
模块四 直线过定点问题
【知识点3 直线过定点问题】
1.直线过定点问题
对于直线过定点问题,一般可以通过分离参数法来解决:
第一步:对含参数的直线方程进行变形:将参数与变量分离到等式两边;
第二步:确定定点条件:使得等式成立的条件是参数的系数为0,同时与参数无关的式子也为0,解方程组确定定点坐标.
【题型6 直线过定点问题】
【例6】(25-26高二上·辽宁·阶段检测)直线(其中)必经过的点是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由题意列方程组计算即可求解.
【解答过程】由题意,令,解得,
所以直线必经过的点是.
故选:C.
【变式6-1】(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)不论为何实数,直线过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】法一:直线方程可化为,解方程组即可求解;
法二:直线方程可化为,解方程组即可求解.
【解答过程】法一:直线方程可化为,
令,解得,即定点坐标为.
法二:直线方程可化为,
则,解得,即定点坐标为.
故选:B.
【变式6-2】(25-26高二上·湖南邵阳·期末)直线过定点__________.
【答案】
【解题思路】将直线方程整理成关于的方程,根据题意列方程组求解即得定点.
【解答过程】由整理得:,
因,则,解得,即直线经过定点.
故答案为:.
【变式6-3】(25-26高二上·天津武清·阶段检测)已知直线,当变化时,直线总是经过定点,则定点坐标为___________.
【答案】.
【解题思路】将直线方程化为:,令,据此可得定点坐标.
【解答过程】,
则,即定点坐标为.
故答案为:.
【题型7 直线方程的综合应用】
【例7】(25-26高二上·上海·期末)已知直线的方程为():
(1)求证:直线必过定点,并写出此定点的坐标;
(2)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的值;
(3)若直线不经过平面直角坐标系的第二象限,求的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,;
(2)或;
(3).
【解题思路】(1)求出直线所过定点即可.
(2)求出直线的横纵截距,再列式求解.
(3)求出直线的斜率及纵截距,结合题意列式求解.
【解答过程】(1)证明:直线:,即,
由,得,
所以直线必过定点,此定点坐标为.
(2)依题意,,在直线:中,令,得;令,得,
由直线在两坐标轴上的截距相等,得,解得或,
所以或.
(3)直线:的斜率为,纵截距为,
由直线不经过平面直角坐标系的第二象限,得,解得,
所以的取值范围是.
【变式7-1】(25-26高二上·陕西渭南·阶段检测)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(3)若直线交轴负半轴于,交轴正半轴于,的面积为(为坐标原点),求的最小值并求此时直线的方程.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
(3)最小值为4,直线方程为.
【解题思路】(1)整理直线方程,即可求得定点;
(2)通过直线方程得到纵截距,由纵截距和斜率列出方程,即可求得的取值范围;
(3)通过直线方程得到交点的坐标,然后得到三角形面积,利用基本不等式即可求得最小值,同时求出此时的直线方程.
【解答过程】(1)证明:∵,
∴直线过定点.
(2)∵,直线的纵截距为,
要使得直线不经过第四象限,则,
即.
(3)由题意可知:,
由直线方程可得,,,
∴,即,
,
当且仅当时,取等号.
即当直线方程时,面积取最小值4.
【变式7-2】(25-26高二上·河南南阳·期中)已知直线,.
(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,求直线的方程;
(3)若直线l不经过第四象限,求a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,;
(2)或;
(3)
【解题思路】(1)化简方程为直线系方程的形式,组成方程组解出直线过的点;
(2)根据题意分直线过原点、不过原点讨论,分析解决即可;
(3)分和两种情况进行讨论即得.
【解答过程】(1)证明:直线的方程为,
则直线过直线与的交点,
由,解得,
所以直线过定点,其坐标为;
(2)当直线的截距为时,其方程为,即;
当直线的截距不为时,设其方程为,
则,解得,
直线的方程为,即,
所以直线的方程为或.
(3)当时,直线l的方程为,符合题意;
当时,,
则,即,解得或,
综上,当直线l不经过第四象限时,a的取值范围是.
【变式7-3】(25-26高二上·甘肃兰州·期中)设直线的方程为.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)若不经过第二象限,求实数的取值范围;
(3)若直线交轴正半轴于点,交轴负半轴于点,O为坐标原点,记的面积为S,求S的最小值及S最小时直线的方程.
【答案】(1)或.
(2)
(3)最小值是6,
【解题思路】(1)根据截距的定义分类讨论计算即可;
(2)利用直线的性质列出参数a的范围计算即可;
(3)直接计算A、B的坐标,含参表示三角形面积,根据基本不等式计算最值即可.
【解答过程】(1)当直线l过原点时满足条件,此时,即,则直线l的方程为;
当直线l不过原点时,由直线l在两坐标轴上的截距相等可知其斜率为,
故,即,可得直线l的方程为.
综上所述,直线l的方程为或;
(2)∵l不经过第二象限,∴.
解得.
∴实数a的取值范围是.
(3)对于方程,
令,解得,由题知,解得;
令,解得,由题知,解得或.
综上可得.
∴
,
当且仅当,即时取等号,
∴的面积S的最小值是6,此时直线l的方程为.
模块五 课后提升练(19题)
一、单选题
1.(25-26高二上·云南昆明·期末)经过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】设与直线平行的直线方程为,代入点的坐标,即可求解.
【解答过程】设经过点且与直线平行的直线方程为,
所以,解得,所以直线方程为.
故选:B.
2.(25-26高二上·江苏南通·期末)已知直线垂直于直线,则实数( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【解题思路】利用两直线垂直可得出,解该方程即可.
【解答过程】因为直线垂直于直线,
所以,解得.
故选:A.
3.(25-26高二上·江苏泰州·期末)已知,,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】应用两点式求斜率,再由点斜式写出直线方程.
【解答过程】由题设,则,可得.
故选:A.
4.(25-26高二上·河南洛阳·期末)过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】根据题意,设所求直线的方程为,将点的坐标代入所求直线的方程,求出的值,即可得出答案.
【解答过程】因为所求直线与直线垂直,设所求直线的方程为,
将的坐标代入所求直线的方程,得,解得,
故过点且与直线垂直的直线方程为.
故选:A.
5.(25-26高二上·广东河源·期末)若直线与直线互相平行,则( )
A. B.3 C.或3 D.1或
【答案】A
【解题思路】根据两直线平行的条件求,代入排除直线重合即可求解.
【解答过程】由题意知,即,解得或.
当时,两直线方程都是,两直线重合,不合题意;
当时,直线即与直线平行,符合题意.
故选:A.
6.(25-26高二上·广东梅州·期末)无论取何值,直线总经过点( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】将直线化为即可求解.
【解答过程】由,
当,即时,,解得,
所以无论取何值,直线总经过点.
故选:C.
7.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)过点且在轴,轴上的截距相等的直线方程是( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【解题思路】根据条件分截距为零和截距不为零两种情况,分别设出相应的直线方程,再结合条件,即可求解.
【解答过程】当在轴,轴上的截距为零时,此时直线过原点,设直线方程为,
又直线过点,所以,所以直线方程为,
当在轴,轴上的截距不为零时,设直线方程为,
又直线过点,所以,解得,所以直线方程为,
所以过点且在轴,轴上的截距相等的直线方程是或,
故选:D.
8.(25-26高二上·山东临沂·阶段检测)数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知的顶点分别为,,,则的欧拉线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】求出重心坐标,求出AB边上的高和AC边上的高所在直线方程,联立两直线可得垂心坐标,即可求出欧拉线方程.
【解答过程】由题可知,的重心为,
可得直线AB的斜率为,则AB边上的高所在的直线斜率为,
则方程为,即,
直线AC的斜率为,则AC边上的高所在的直线斜率为,
则方程为,即,
联立方程,解得,即的垂心为,
则直线斜率为,则可得直线方程为,
故的欧拉线方程为.
故选:D.
二、多选题
9.(25-26高二上·青海西宁·阶段检测)以下四个命题是错误的是( )
A.直线恒过定点
B.若直线与互相垂直,则
C.已知直线与平行,则
D.过点的直线在两坐标轴上的截距互为相反数,则该直线方程为
【答案】ACD
【解题思路】求出直线过定点,判断A;根据直线的垂直关系可求出m的值,判断B;根据直线的平行关系可求出a的值,判断C;讨论直线的截距是否为0,求出直线方程,判断D.
【解答过程】对于A, 直线,即,
由于,故,即直线恒过定点,A错误;
对于B,直线与互相垂直,
则,解得,B正确;
对于C,直线与平行,
则,解得或,
当时,直线与平行,符合题意;
当时,直线与平行,符合题意,C错误;
对于D,过点的直线在两坐标轴上的截距互为相反数,
当直线在两坐标轴上的截距均为0时,该直线方程为,即,
当直线在两坐标轴上的截距均不为0时,设方程为,
将点代入,即得,解得,此时直线方程为,
即,综合可知直线方程为或,D错误,
故选:ACD.
10.(25-26高二上·贵州遵义·期末)已知直线,,则下列说法正确的是( )
A.过定点 B.若,则
C.若,则 D.若与的纵截距相等,则
【答案】ABC
【解题思路】对于A,由即可求解判断;对于B,通过即可判断;对于C,由,并验证是否重合即可判断;对于D,由截距概念列出等式求解即可判断.
【解答过程】对于A,由直线,得,
由解得,,即过定点,正确;
对于B,当时,直线,,
则,故,则,正确;
对于C,若,可得,解得或,
又当时,直线,重合,舍去,
当时,直线,,平行,
综上,正确;
对于D,若与的纵截距相等,则,
对于直线,令得,
对于直线,令得,
由,解得,错误;
故选:ABC.
11.(25-26高二上·广东·阶段检测)的三个顶点坐标分别为,,,下列说法中正确的是( )
A.边与直线平行
B.边上的高所在的直线的方程为
C.过点C且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程为
D.过点A且平行于的直线方程为
【答案】BD
【解题思路】由直线斜率判断A,求出相应的直线方程判断BCD.
【解答过程】直线的斜率为,
而直线的斜率为,两直线不平行,A错;
边上高所在直线斜率为,
直线方程为,即,B正确;
过且在两坐标轴上的截距相等的直线过原点时方程为,C错;
因为,直线的斜率为,
所以过点A且平行于的直线方程为,
即,D正确.
故选:BD.
三、填空题
12.(25-26高二上·重庆铜梁·阶段检测)已知直线:,则直线恒过定点___________.
【答案】
【解题思路】把直线方程变形为关于的方程,令解出即可;
【解答过程】由题意可得,令,解得,
所以直线恒过定点,
故答案为:.
13.(25-26高二上·天津·期中)过点,且平行于直线的直线方程为___________.
【答案】
【解题思路】由平行得直线斜率,再由点斜式得直线方程并整理为一般式即可.
【解答过程】由直线可得直线斜率为,
由于所求直线经过点,且与直线平行,
可得直线方程为,整理得.
故答案为:.
14.(25-26高二上·山东淄博·期中)直线l过点,且其横截距为纵截距的3倍,则l的方程为___________.
【答案】或
【解题思路】讨论截距是否为0,设相应的直线方程,代入点坐标求参数值,即可得直线方程.
【解答过程】当截距为0时,设直线为,则,即,此时,
当截距不为0时,设直线为,则,此时,
综上,直线为或.
故答案为:或.
四、解答题
15.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)求出满足下列条件的直线方程:
(1)经过点,且与直线平行;
(2)经过点,且与直线垂直;
【答案】(1);
(2).
【解题思路】(1)根据直线方程得出已知直线的斜率,由平行关系求得所求直线的斜率,然后利用点斜式写出所求直线方程化简即可;
(2)根据直线方程得出已知直线的斜率,由垂直关系求得所求直线的斜率,然后利用点斜式写出所求直线方程化简即可;
【解答过程】(1)由直线的斜率为,
设所求直线的斜率为,
因为所求直线与直线平行,
所以,
又所求直线经过,根据点斜式方程可得:,
即所求直线方程为.
(2)由直线的斜率,
由题知两条直线垂直且,所以所求直线斜率存在,
设所求直线的斜率为,
由,解得:,
又所求直线经过点,根据点斜式方程可得:,
即所求直线方程为.
16.(25-26高二上·湖南永州·期中)已知点.求:
(1)过点P且在y轴上截距的直线的方程;
(2)已知直线,直线经过两点,若,求实数m的值.
【答案】(1)
(2)或.
【解题思路】(1)设该直线的方程为,将点代入,求得,即可求解;
(2)求得的方程,根据,列出方程,即可求解.
【解答过程】(1)解:因为直线在y轴上截距,设该直线的方程为,
将点代入直线方程,可得,解得,
所以的方程为.
(2)解:易知存在,由,可得,
又由直线,且,可得,
即,解得,
所以实数的值为或.
17.(25-26高二上·北京平谷·阶段检测)已知的三个顶点分别为,求:
(1)所在直线的方程;
(2)过点与边平行的直线方程;
(3)边的垂直平分线的方程.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解题思路】(1)根据的坐标即可求得直线的斜率,利用点斜式可得所求方程;
(2)根据平行可设所求方程,再将点的坐标代入可得所求方程;
(3)根据垂直可求得斜率,再求得线段的中点坐标,根据点斜式可得所求方程.
【解答过程】(1)如图,因为,所以直线的斜率为,
由点斜式可得直线的方程为,即.
(2)因为所求直线与直线平行,
由(1)知可设所求直线方程为,
又直线过点,
所以将的坐标代入可得,解得,
所以所求直线方程为.
(3)因为,且其斜率都存在,
所以,解得.
又直线过线段的中点,
由点斜式可得直线的方程为,即.
18.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)已知直线均过点.
(1)若直线过点,且,求直线的方程;
(2)若直线在轴和轴上的截距互为相反数,求直线的方程;
(3)若直线与两坐标轴的正半轴能够围成三角形,求该三角形面积最小时直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解题思路】(1)根据题意,求得,由,得到,进而求得直线的方程;
(2)根据题意,分直线过坐标原点和线不过坐标原点,两种情况讨论,即可求解;
(3)设直线的方程为,则满足,结合基本不等式,求得面积最小值,进而求得直线的方程.
【解答过程】(1)解:由点和,可得,即
因为,可得,所以直线的方程为,即.
(2)解:由直线在轴和轴上的截距互为相反数,
当直线过坐标原点时,可得,此时直线的方程为,即;
当直线不过坐标原点时,可设直线的方程为,
将点代入直线方程,可得,解得,
所以直线的方程为,
综上可得,直线的方程为或.
(3)解:设直线的方程为,则满足,
由,即,解得,
当且仅当时,即时,取等号,
则,即围成三角形的面积的最小值为,此时直线的方程为.
19.(2026高二上·江苏南京·专题练习)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(3)若直线交轴的负半轴于点,交轴的正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3), .
【解题思路】(1)根据直线的点斜式方程判断定点即可;
(2)根据斜截式方程的意义得即可求得答案;
(3)根据题意,进而求得直线在坐标轴上的截距,最后计算面积,并结合基本不等式求最值即可.
【解答过程】(1)证明:直线的方程可化为,
根据直线的点斜式方程,可知无论取何值,直线总过定点.
(2)解:由题意,直线,即,
因为直线不经过第四象限,所以,解得.
所以的取值范围为
(3)解:由题意知,,当时,,即点,
当时,,即点,
所以,,
所以的面积
因为,所以,当且仅当,即时等号成立,
所以,此时,直线.
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第09讲 直线的方程(二)
【人教A版】
模块二 直线方程的求法
【知识点1 直线方程的求法】
1.求直线方程的一般方法
(1)直接法
直线方程形式的选择方法:
①已知一点常选择点斜式;
②已知斜率选择斜截式或点斜式;
③已知在两坐标轴上的截距用截距式;
④已知两点用两点式,应注意两点横、纵坐标相等的情况.
(2)待定系数法
先设出直线的方程,再根据已知条件求出未知系数,最后代入直线方程.
利用待定系数法求直线方程的步骤:①设方程;②求系数;③代入方程得直线方程.
若已知直线过定点,则可以利用直线的点斜式求方程,也可以利用斜截式、
截距式等求解(利用点斜式或斜截式时要注意斜率不存在的情况).
【题型1 直线方程的求解】
【例1】(25-26高二上·四川雅安·阶段检测)已知直线l经过点,点,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(25-26高二上·内蒙古包头·期中)经过点,且在轴和轴上截距相等的直线方程是( )
A. B.或
C. D.或
【变式1-2】(25-26高二上·宁夏吴忠·阶段检测)根据下列条件,分别求出直线的一般式方程:
(1)经过点,平行于直线;
(2)倾斜角是,在轴上的截距是4;
(3)经过点,点;
【变式1-3】(25-26高二上·吉林延边·阶段检测)求满足下列条件的直线方程:(结果写成一般式).
(1)直线过点,且斜率为;
(2)斜率为,且与两坐标轴围成的面积为6;
(3)直线过点,且横截距为纵截距的两倍.
模块三 两条直线的位置关系
【知识点2 两条直线的位置关系】
1.两条直线的位置关系
斜截式
一般式
方程
l1:y=k1x+b1
l2 :y=k2x+b2
相交
k1≠k2
(当时,记为)
垂直
k1·k2=-1
(当时,记为)
平行
k1=k2且b1≠b2
或
(当时,记为)
重合
k1=k2且b1=b2
A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2 (λ≠0)
(当时,记为)
2.平行的直线的设法
平行:与直线Ax+By+n=0平行的直线方程可设为Ax+By+m=0.
3.垂直的直线的设法
垂直:与直线Ax+By+n=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+m=0.
【题型2 求与已知直线垂直的直线方程】
【例2】(25-26高二上·江苏南京·期末)过点且垂直于直线的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(25-26高二上·江苏南京·期末)过点且与直线垂直的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【变式2-2】(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期中)已知.求:
(1)过点且与BC垂直的直线方程;
(2)过点且倾斜角为直线AB倾斜角的的直线方程.
【变式2-3】(25-26高二上·河南濮阳·阶段检测)三角形的三个顶点是
(1)求BC边上的高所在直线的方程;
(2)求BC边上的中线所在直线的方程;
(3)求BC边的垂直平分线的方程.
【题型3 求与已知直线平行的直线方程】
【例3】(25-26高二上·福建厦门·期中)过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】(25-26高二上·山西朔州·期末)过点且与直线平行的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(25-26高二上·贵州遵义·阶段检测)已知平面内两点,.
(1)求过点且与直线平行的直线的方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线的方程.
【变式3-3】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知直角的直角顶点,且,在轴上.
(1)求点的坐标;
(2)求斜边中线的方程;
(3)若直线过点,且与直线平行,求直线的方程.
【题型4 根据两直线平行求参数】
【例4】(25-26高二上·贵州六盘水·阶段检测)若直线与直线互相平行,则( )
A.1 B. C.或1 D.或
【变式4-1】(25-26高二上·江苏无锡·期末)直线,,则“”是“”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【变式4-2】(25-26高二上·安徽合肥·期中)若直线与平行,则实数的值为( )
A.3 B. C.或3 D.0
【变式4-3】(25-26高二上·广东东莞·期中)已知直线,则“”是“”的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【题型5 根据两直线垂直求参数】
【例5】(25-26高二上·甘肃天水·期末)已知直线与直线垂直,则实数( )
A.或0 B. C.0 D.1
【变式5-1】(25-26高二上·山西阳泉·期末)“”是“直线和直线垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【变式5-2】(25-26高二上·广西·开学考试)已知直线:,直线:.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【变式5-3】(25-26高二上·全国·课后作业)已知直线,,分别求满足下列条件的的值:
(1);
(2).
模块四 直线过定点问题
【知识点3 直线过定点问题】
1.直线过定点问题
对于直线过定点问题,一般可以通过分离参数法来解决:
第一步:对含参数的直线方程进行变形:将参数与变量分离到等式两边;
第二步:确定定点条件:使得等式成立的条件是参数的系数为0,同时与参数无关的式子也为0,解方程组确定定点坐标.
【题型6 直线过定点问题】
【例6】(25-26高二上·辽宁·阶段检测)直线(其中)必经过的点是( )
A. B. C. D.
【变式6-1】(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段检测)不论为何实数,直线过定点( )
A. B. C. D.
【变式6-2】(25-26高二上·湖南邵阳·期末)直线过定点__________.
【变式6-3】(25-26高二上·天津武清·阶段检测)已知直线,当变化时,直线总是经过定点,则定点坐标为___________.
【题型7 直线方程的综合应用】
【例7】(25-26高二上·上海·期末)已知直线的方程为():
(1)求证:直线必过定点,并写出此定点的坐标;
(2)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的值;
(3)若直线不经过平面直角坐标系的第二象限,求的取值范围.
【变式7-1】(25-26高二上·陕西渭南·阶段检测)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(3)若直线交轴负半轴于,交轴正半轴于,的面积为(为坐标原点),求的最小值并求此时直线的方程.
【变式7-2】(25-26高二上·河南南阳·期中)已知直线,.
(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,求直线的方程;
(3)若直线l不经过第四象限,求a的取值范围.
【变式7-3】(25-26高二上·甘肃兰州·期中)设直线的方程为.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)若不经过第二象限,求实数的取值范围;
(3)若直线交轴正半轴于点,交轴负半轴于点,O为坐标原点,记的面积为S,求S的最小值及S最小时直线的方程.
模块五 课后提升练(19题)
一、单选题
1.(25-26高二上·云南昆明·期末)经过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·江苏南通·期末)已知直线垂直于直线,则实数( )
A. B.2 C. D.
3.(25-26高二上·江苏泰州·期末)已知,,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高二上·河南洛阳·期末)过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
5.(25-26高二上·广东河源·期末)若直线与直线互相平行,则( )
A. B.3 C.或3 D.1或
6.(25-26高二上·广东梅州·期末)无论取何值,直线总经过点( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高二上·湖北十堰·阶段检测)过点且在轴,轴上的截距相等的直线方程是( )
A. B.或
C. D.或
8.(25-26高二上·山东临沂·阶段检测)数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知的顶点分别为,,,则的欧拉线方程为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(25-26高二上·青海西宁·阶段检测)以下四个命题是错误的是( )
A.直线恒过定点
B.若直线与互相垂直,则
C.已知直线与平行,则
D.过点的直线在两坐标轴上的截距互为相反数,则该直线方程为
10.(25-26高二上·贵州遵义·期末)已知直线,,则下列说法正确的是( )
A.过定点 B.若,则
C.若,则 D.若与的纵截距相等,则
11.(25-26高二上·广东·阶段检测)的三个顶点坐标分别为,,,下列说法中正确的是( )
A.边与直线平行
B.边上的高所在的直线的方程为
C.过点C且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程为
D.过点A且平行于的直线方程为
三、填空题
12.(25-26高二上·重庆铜梁·阶段检测)已知直线:,则直线恒过定点___________.
13.(25-26高二上·天津·期中)过点,且平行于直线的直线方程为___________.
14.(25-26高二上·山东淄博·期中)直线l过点,且其横截距为纵截距的3倍,则l的方程为___________.
四、解答题
15.(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)求出满足下列条件的直线方程:
(1)经过点,且与直线平行;
(2)经过点,且与直线垂直;
16.(25-26高二上·湖南永州·期中)已知点.求:
(1)过点P且在y轴上截距的直线的方程;
(2)已知直线,直线经过两点,若,求实数m的值.
17.(25-26高二上·北京平谷·阶段检测)已知的三个顶点分别为,求:
(1)所在直线的方程;
(2)过点与边平行的直线方程;
(3)边的垂直平分线的方程.
18.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)已知直线均过点.
(1)若直线过点,且,求直线的方程;
(2)若直线在轴和轴上的截距互为相反数,求直线的方程;
(3)若直线与两坐标轴的正半轴能够围成三角形,求该三角形面积最小时直线的方程.
19.(2026高二上·江苏南京·专题练习)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(3)若直线交轴的负半轴于点,交轴的正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
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