内容正文:
1 直线与直线的方程
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1.5 两条直线的交点坐标
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◆ 课前预习
◆ 课中探究
探究点一 两条直线的交点
探究点二 求过两条直线交点的直线方程
探究点三 与交点有关的证明问题
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【学习目标】
能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.
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知识点 两条直线的交点
1.一般地,对于两条不重合的直线 ,
,我们可以用直线的斜率(斜率存在时)或法向量先定
性判断两条直线是否相交,若相交,则依据直线方程的概念可知,两条直线 ,
交点的坐标就是__________________,因此,可通过求解方程组
得到两条直线, 的交点坐标.
两个方程的公共解
2.直线系方程
已知直线与相交于点,则过点 的
直线(除外)方程可写为 .
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【诊断分析】 判断正误.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)若两直线的方程组成的方程组有解,则两直线相交.( )
×
(2)若两直线相交,则交点坐标一定是两直线方程所组成的二元一次方程组的
解.( )
√
(3)若直线与直线的交点坐标为 ,则
.( )
√
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探究点一 两条直线的交点
例1 分别判断下列直线是否相交,若相交,求出它们的交点坐标.
(1)和 ;
解:方法一:解方程组得
因此直线和相交,交点坐标为 .
方法二:,,, 直线与 相交.
由得故与的交点坐标为 .
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(2)和 ;
解:方法一:方程组有无数组解,因此直线和 重合.
方法二:由,知直线与 重合.
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解:方法一:方程组 无解,
因此直线和没有公共点,故 .
方法二:的方程为,由知 .
(3)和 .
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变式(1) 若直线与直线 的交点在第一象限,
则实数 的取值范围为( )
C
A. B.
C. D.
[解析] 当时,方程,即 ,两条直线平行,
不合题意,.
由解得
交点在第一象限,且,或 .故选C.
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(2)若三条直线,, 相交于一点,
则 ____.
[解析] 解方程组得
又点也在直线 上,, .
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[素养小结]
两条直线相交的判定方法
方法一:联立直线方程,解方程组,若有且仅有一组解,则两直线相交.
方法二:两直线的斜率都存在且斜率不相等.
方法三:两直线的斜率一个存在,另一个不存在.
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拓展 (多选题)若直线,, 不能
构成三角形,则 的取值可能为( )
ABD
A. B. C. D.
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[解析] 因为直线,, 不能构成三角形,
所以存在,,过与的交点三种情况.
显然,当 时不满足题意,则,
可得直线,,的斜率分别为,, .
当时,可得,即,解得;
当 时,可得,即,解得;
当过与的交点时,由 解得则与的交点坐标为,
代入的方程,得 ,解得.
综上可知或或.故选 .
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探究点二 求过两条直线交点的直线方程
例2(1) 求经过两直线和 的交点且过
坐标原点的直线 的方程.
解:方法一:由方程组解得
即与的交点坐标为
直线过坐标原点及点, 直线 的斜率,
故直线的方程为,即 .
方法二:不过原点, 可设 的方程为,
即 .
将原点坐标代入上式,得, 直线的方程为 ,即 .
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(2)求经过直线和的交点 且与直线
垂直的直线 的方程.
解: 方法一:由方程组得即
, 的斜率为,,
直线的方程为,即 .
方法二: 直线过直线和的交点,且易知与不垂直,即与不重合,
可设直线的方程为 ,
即
与垂直, ,,
直线的方程为,即 .
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变式1 [2024·新疆和田高二期中] 已知直线 与直线
相交于点 .
解:由解得即 .
(1)求过点且平行于直线的直线 的方程;
因为直线的斜率为,直线与直线 平行,
所以直线的斜率为,又直线过点 ,
所以直线的方程为,即 .
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(2)求过点且垂直于直线的直线 的方程.
解: 因为直线的斜率为,直线与直线 垂直,
所以直线的斜率为,
又直线过点,
所以直线 的方程为,即 .
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变式2 已知在中,,边上的中线 所在直线的方程为
,边上的中线所在直线的方程为 ,求直线
的方程.
解:设,则边的中点的坐标为, .
由题意可得 即解得即 .
同理可求得点的坐标为 .
故直线的方程为,即 .
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[素养小结]
求过两直线交点的直线方程,先解方程组求出两直线的交点坐标,再结合其他条件
写出直线方程,也可借助直线系方程,利用待定系数法求出直线方程.常用的直线
系方程如下:与直线 平行的直线系方程是
且;与直线 垂直的直线系方程是
;若两直线 ,
有交点,则过与 交点的直线系方程为
为待定常数,直线系方程中不包括
直线的方程 .
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探究点三 与交点有关的证明问题
例3 已知,,是的三个顶点,求证: 的三条高
所在直线相交于一点.
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证明:由题意可知,,
则边上的高所在直线 的方程为;
,则边上的高所在直线 的方程为;
,则边上的高所在直线的方程为 .
由得则与的交点为 ,
又因为,所以点也在边上的高所在直线 上,
所以 的三条高所在直线相交于一点.
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变式 已知直线的方程为,求证:无论 为何值,直
线 总经过第一象限.
证明:将直线的方程整理为 .
由得
所以直线与直线 的交点为 ,
即直线恒过点,
又 在第一象限,所以无论为何值,直线 总经过第一象限.
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[素养小结]
证明平面几何中的三条直线交于一点的基本思路:先求其中两条直线的交点坐
标,然后证明这一点在第三条直线上.
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