内容正文:
1 直线与直线的方程
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1.3 直线的方程
第3课时 直线方程的一般式
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◆ 课前预习
◆ 课中探究
探究点一 直线方程的一般式
探究点二 直线方程一般式的应用
探究点三 直线方程的点法式
探究点四 直线过定点问题
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【学习目标】
1.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的一般式.
2.会进行直线方程的五种形式之间的转化.
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知识点一 直线方程的一般式
关于,的二元一次方程________________(其中, 不全为0)表示的是一
条直线,称它为直线方程的________.
一般式
【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)直线方程的一般式都可以化为截距式.( )
×
(2)直线方程的一般式都可以化为斜截式.( )
×
(3)平面直角坐标系中的任何一条直线都可以用直线方程的一般式表示.( )
√
课 前 预 习
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知识点二 直线方程的点法式
若直线过点,且它的一个法向量为,则直线 的方程为
_________________________,称这个方程为直线方程的点法式.
【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)任何直线的方程都可以化为点法式.( )
√
(2)直线的一个法向量的坐标为 .( )
×
(3)直线的一个方向向量的坐标为 .( )
√
课 前 预 习
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探究点一 直线方程的一般式
例1 根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式.
(1)斜率是,且经过点 ;
解:由点斜式,得直线方程为 ,
即 .
(2)经过, 两点;
解:由两点式,得直线方程为 ,
即 .
课 中 探 究
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(3)在轴、轴上的截距分别为, ;
解:由截距式,得直线方程为,即 .
(4)经过点,且平行于 轴.
解:直线方程为,即 .
课 中 探 究
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变式1 若方程表示一条直线,则实数 满足
( )
B
A. B.
C. D.且
[解析] 当时,或;
当时,或 .
要使方程表示一条直线,
则, 不能同时为0,所以 ,故选B.
课 中 探 究
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变式2 求直线绕点按逆时针方向旋转 后所得到的直线
的方程.
解:设直线的倾斜角为 ,旋转后直线的倾斜角为 ,
则,.
易知旋转后的直线过点 ,
所以旋转后所得到的直线的方程为,即 .
课 中 探 究
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[素养小结]
1.求直线方程的一般式的方法
2.由直线方程的一般式转化为四种特殊形式时,一定要注意转化的前提条件.
课 中 探 究
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探究点二 直线方程一般式的应用
例2 设直线的方程为 .
(1)若直线在轴上的截距为,求 的值;
解:由题意知,即且 ,
令,得,,解得 .
(2)若直线的斜率为1,求 的值.
解:由题意知,,即且.
将直线 的方程化为斜截式,得,
,得 .
课 中 探 究
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变式(1) [2024·北京101中学高二月考]由曲线 围成的图形的面
积为( )
B
A.2 B.4 C.5 D.8
[解析] 当,时,曲线方程为 ;
当,时,曲线方程为;
当, 时,曲线方程为;
当, 时,曲线方程为.
作出曲线 ,如图所示,
由图可知,围成的图形是一个菱形,
其面积为 .故选B.
课 中 探 究
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(2)在同一平面直角坐标系中,直线 ,
的位置可能是( )
D
A. B. C. D.
课 中 探 究
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[解析] 直线的方程是,可化为,
的方程是,可化为.
在A中,假设直线的位置正确,则 ,,所以,的倾斜角为钝角,
故A错误;
在B中,假设直线 的位置正确,则,,所以, 的倾斜角为锐角,
故B错误;
在C中,假设直线的位置正确,则,,所以,
的倾斜角为钝角,且 在轴上的截距为正数,故C错误;
在D中,假设直线的位置正确,则 ,,所以,的倾斜角为钝角,
且在 轴上的截距为负数,故D正确.
故选D.
课 中 探 究
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[素养小结]
(1)若方程表示直线,则需满足, 不同时为0.
(2)在直线方程中,令可得直线在 轴上的截距,令
可得直线在 轴上的截距.若确定直线斜率存在,则可将一般式化为斜截式.
(3)解分式方程注意验根.
课 中 探 究
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拓展 已知直线的方程为 .
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求 的值;
解:易知,在方程中,
令,则 ,令,则.
在两坐标轴上的截距相等,,解得 或 .
(2)若不经过第二象限,求实数 的取值范围.
解:将直线的方程化为斜截式得 ,
直线不经过第二象限,解得 ,
实数的取值范围为 .
课 中 探 究
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探究点三 直线方程的点法式
例3(1) 直线过点,且的一个法向量为,则直线 的方程
的点法式为______________________.
[解析] 直线的方程的点法式为 .
课 中 探 究
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(2)在中,,,,则 边上的高所在直线的方程是
( )
A
A. B. C. D.
[解析] 在中,,,,
边上的高所在直线的一个法向量为,且过点,
故 边上的高所在直线的方程是,即 .故选A.
课 中 探 究
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变式 过点,且与直线 垂直的直线的方程的点法式为
__________________.
[解析] 与直线垂直的直线的一个法向量的坐标为 ,
则所求直线方程的点法式为 .
课 中 探 究
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[素养小结]
在求直线方程的点法式时,一定要区别直线的法向量与方向向量,结合向量的
知识准确找出直线的一个法向量,再由点法式,写出直线的方程.
课 中 探 究
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探究点四 直线过定点问题
例4(1) 无论为何值,直线 都过一个定点,则
该定点的坐标为( )
D
A. B. C. D.
[解析] 由,得 .
当时,直线方程为 ,
由点斜式可知,直线过定点;
当时,直线方程为,过点 .
因此所求定点坐标为 .故选D.
课 中 探 究
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(2)已知实数,满足,则直线 过定点( )
D
A. B. C. D.
[解析] 由,得,
则直线方程 即为,
整理得 ,
由直线方程的点斜式可知,直线过定点, .故选D.
课 中 探 究
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变式 已知,,直线与线段 恒相交,求实
数 的取值范围.
解:由,得 ,由点斜式可知,
直线过定点.
如图所示,设线段与轴交于点 ,
易知直线不过点,由图知,
当直线与线段 的交点在线段(不含端点)上时,
大于或等于直线 的斜率,即;
当直线与线段的交点在线段 (不含端点)上时,
小于或等于直线的斜率,即.
综上,实数 的取值范围为 .
课 中 探 究
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[素养小结]
(1)题目给出已知直线方程含参,则直线一般过定点;
(2)直线过定点,当斜率存在时,将直线方程化为点斜式,可得直线过定点 ,
当斜率不存在时,根据直线方程也可得直线过定点 ,从而可得答案.
课 中 探 究
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