内容正文:
高教版第三版《数学》
基础模块(下册)
第六章 直线与圆的方程
6.2.3 直线的一般式方程
学习目标
1.理解直线一般式方程的形成过程,准确说出其形式及两个一次项系数不同时为零的条件。
2.能在一般式、点斜式和斜截式之间进行等价互化,能从一般式读取斜率和纵截距,并能根据已知条件求直线的一般式方程。
3.经历等价变形、分类讨论和一题多解,提升逻辑推理与数学运算素养,形成根据直线特征选择方程形式并检查结果的意识。
所有直线都能用方程表示吗
教材情境:前面,我们学习了直线的点斜式方程和斜截式方程,当直线的倾斜角为直角时,直线的斜率不存在,从而无法写出直线的点斜式方程和斜截式方程,那么在平面直角坐标系中,请大家思考:所有的直线是否都能用方程表示呢?
旧知检测:点斜式与斜截式
旧知检测:写出点斜式和斜截式,并说明它们共同依赖的条件。
【答案】点斜式为;斜截式为;二者都要求直线的斜率存在。
【解析】倾斜角为直角的直线斜率不存在,不能使用含斜率的点斜式或斜截式,这正是引入统一方程形式的原因。
一、把已有方程整理为二元一次方程
直线的点斜式方程可等价化为。
直线的斜截式方程可等价化为。因此,点斜式和斜截式都可化为关于两个变量的二元一次方程。
二、直线的一般式方程
对于二元一次方程,
当≠0时,可化为它表示斜率为、在y轴上的截距为的直线。
当时,由两个一次项系数不同时为零可知,方程化为,表示垂直于x轴的直线。
形如(A、B不同时为0)的方程称为直线的一般式方程。平面中的直线与二元一次方程建立一一对应关系。
一次项系数能同时为零吗
即时判断:方程中的两个一次项系数都为零时,它还能表示一条直线吗?
【答案】不能。
【解析】两个一次项系数同时为零时,方程不再含坐标变量,不能表示平面内的一条直线。
四、典型例题
例8 已知直线经过点和,写出它的一般式方程。
【答案】。
【解析】解法一:设直线的斜率为k,则。由点斜式得,整理得。
【解析】解法二:设直线的一般式方程为,代入两点得,。解得,,约去非零因子B,仍得。
例9 由一般式读取参数
例9 求直线的斜率及直线在y轴上的截距。
【答案】斜率为,直线在y轴上的截距为2。
【解析】将一般式方程化为斜截式方程,由此读出斜率和纵截距。
课堂背诵:一般式定义
背诵1:直线的一般式方程是什么?其中两个一次项系数满足什么条件?
【答案】直线的一般式方程为,其中A、B不同时为0。
【解析】该条件保证方程至少含有一个坐标变量,从而能够表示一条直线。
课堂背诵:一般式化斜截式
背诵2:一般式在什么条件下能化为斜截式?斜率和纵截距分别怎样表示?
【答案】当时,可化为;斜率为,纵截距为。
【解析】只有纵坐标项系数非零时,才能除以该系数并把方程整理成斜截式。
师生互动:点斜式化一般式
任务一:把点斜式化为一般式,并说明每一步是否保持等价。
【答案】。
【解析】展开、移项并合并同类项得到一般式,整个过程只使用等式的等价变形。
教师归纳:方程互化先看目标形式和系数条件,再进行等价变形;遇到竖直直线时直接使用一般式更简洁。
师生互动:竖直直线
任务二:一般式中,若,方程表示怎样的直线?
【答案】方程化为,表示垂直于x轴的直线。
【解析】由两个一次项系数不同时为零可知,因此可以除以横坐标项系数得到横坐标为常数的竖直直线。
课堂练习
1.直线的斜率是( )。
A. B. C.2 D.−2
【答案】A。
【解析】化为斜截式可得斜率为。
课堂练习
2.直线的斜率、在y轴上的截距和在x轴上的截距分别是多少?
【答案】斜率为,在y轴上的截距为,在x轴上的截距为−4。
【解析】方程化为可读斜率和纵截距;令可得横截距。
课堂练习:方程互化
3.将斜截式化为一般式。
【答案】。
【解析】把等式右边各项移到左边并合并,使右边为零。
课堂练习:方程互化
4.把一般式化为斜截式,并写出斜率和纵截距。
【答案】斜截式为,斜率为,纵截距为−3。
【解析】纵坐标项系数不为零,先移项,再除以纵坐标项系数。
课堂练习:由两点求一般式
5.求经过点、的直线的一般式方程。
【答案】。
【解析】先求斜率,写点斜式后整理为一般式。
课堂练习:水平直线
6.直线在y轴上的截距为,且与x轴平行,求直线的一般式方程。
【答案】。
【解析】与横轴平行的直线为水平直线,纵坐标恒等于纵截距,再整理为一般式。
课堂小结
1.直线的一般式方程为,其中两个一次项系数不同时为零,它能统一表示平面内的直线。
2.当时,一般式可化为斜截式,斜率为,纵截距为。
3.当时,必有,方程表示竖直直线,不能套用含斜率的方程。
4.方程互化必须保持等价;已知两点时可先求斜率、写点斜式再整理,也可直接设一般式求系数比例,并约去非零公因子。
作业布置
1.复习本节课的知识点;
2.完成课后练习;
3.整理笔记和易错题。
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