内容正文:
第06讲:直线的方程
题型一:直线方程的点斜式 3
题型二:直线的两点式方程 4
题型三:直线的截距式方程 5
题型四、直线的一般式方程 6
题型五:用合适的方法求直线方程 7
题型六:一般式下直线的平行的问题 9
题型七:一般式下直线的垂直的问题 10
题型八:直线过定点问题 11
题型九:直线和坐标轴围成的面积问题 12
题型十:直线方程的综合问题 14
知识点1:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点2:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
知识点3 直线的一般式方程
关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
知识点4 直线的五种形式的方程
形式
方程
局限
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不能表示斜率不存在的直线
斜截式
y=kx+b
不能表示斜率不存在的直线
两点式
=
x1≠x2,y1≠y2
截距式
+=1
不能表示与坐标轴平行及过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0
无
知识点5 直线各种形式方程的互化
知识点6一般式下直线的平行与垂直
设直线l1与l2的方程分别为A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),
则l1∥l2⇔l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
题型一:直线方程的点斜式
【例1】.(26-27高二上·福建三明·阶段检测)直线过点且倾斜角为,则其点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】因为直线的倾斜角为,则其斜率,
且直线过点,所以其点斜式方程为.
【变式1】.(25-26高二上·广东江门·阶段检测)已知平面直角坐标系中两点,则线段的垂直平分线方程为________.
【答案】
【详解】依题意,,
线段中点坐标为,
直线的斜率为,
所以线段的垂直平分线的斜率为,
所以线段的垂直平分线的方程为,即.
故答案为:
【变式2】.(25-26高二上·福建·期中)已知直线经过点,是它的一个方向向量,则直线的方程为_____.
【答案】
【详解】由直线的一个方向向量是,可知直线斜率为,
所以直线的方程为:,
故答案为:
题型二:直线的两点式方程
【例2】.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)过点和的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据直线的两点式方程公式可得,化简可得,
故选:D.
【变式1】.(2026高三·全国·专题练习)在中,已知,,且的中点在轴上,的中点在轴上,则直线的方程为________.
【答案】
【详解】设,由,,的中点,的中点,
则,.
因为点在轴上,所以,所以.
因为点在轴上,所以,
所以,即,
所以,,
所以直线的方程为,即.
【变式2】.(23-24高二上·四川绵阳·阶段检测)一条光线从点射出,经直线y轴反射后过点,则反射光线所在的直线方程为_________________.
【答案】
【详解】关于y轴的对称点为,
根据光线反射的性质知,反射光线所在的直线即为经过的直线,
由两点式得直线的方程为:,即.
故答案为:
题型三:直线的截距式方程
【例3】.(25-26高二上·福建宁德·期末)直线经过点,且在两坐标轴上的截距相等,则的方程为 ( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【详解】当截距都为零,则经过坐标原点,设直线方程为,则,所以直线方程为,
当截距都不为零,设直线方程为,则,
所以直线方程为,即.
综上直线方程为:或.
故选:C
【变式1】.(25-26高二上·河南新乡·阶段检测)已知直线经过点但不经过原点,且在轴上的截距是在轴上的截距的3倍,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,设直线的方程为,将点代入,求得,即可求解.
【详解】因为直线经过点但不经过原点,且在轴上的截距是在轴上的截距的3倍,
所以,设直线的方程为,可得,解得,
所以,即.
故选:C.
【变式2】.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)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
【详解】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,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,所以满足题意的直线方程为或,故选:B
题型四、直线的一般式方程
【例4】.(26-27高二上·宁夏银川·阶段检测)过点,且方向向量为的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为方向向量为,所以直线斜率为,
由点斜式可知所求直线方程为,
化为一般式可得.
【变式1】.(26-27高二上·江苏淮安·阶段检测)已知直线l经过点,且倾斜角等于直线的倾斜角的一半,则直线l的一般式方程为______.
【答案】
【详解】直线的斜率,其倾斜角为,,,故,
已知直线的倾斜角,故,故直线的斜率,过点的直线方程为,
故一般方程为.
【变式2】.(26-27高二上·广东广州·阶段检测)经过点且在轴、轴上的截距相等的直线方程是______.
【答案】,或
【详解】当直线过原点时,斜率为,直线方程为,即.
当直线不过原点时,设直线方程为,把点代入可得,
,∴所求直线的方程为,
综上,所求直线的方程为,或.
题型五:用合适的方法求直线方程
【例5】.(26-27高二上·湖南永州·阶段检测)三角形的顶点是, 求:
(1)边所在直线的方程.
(2)边上的高所在直线的方程;
(3)边的垂直平分线的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1),是轴截距点,,斜率,
故直线的方程为:,即.
(2),由得:,解得,直线过点,则直线的方程为:,即.
(3)取中点,则,,设其垂直平分线斜率为,则,解得,
故直线的方程为:,即.
【变式1】.(26-27高二上·河北沧州·阶段检测)已知的三个顶点是,,.
(1)求边上的中线所在直线的点斜式方程;
(2)求边上的高所在直线的斜截式方程;
(3)求边的垂直平分线的一般式方程.
【答案】(1)点斜式方程为 .
(2)斜截式方程为 .
(3)一般式方程为 .
【详解】(1)设的中点为,由中点坐标公式求出点坐标为,,
边上的中线所在直线的点斜式方程(用点)为.
(2)设边上的高所在直线的方程为,,
过点,直线在轴上的截距为1,直线的斜截式方程为.
(3)设的中点为,由中点坐标公式求出点坐标为,设边的垂直平分线的方程为,
,用点斜式求出直线的方程为,整理为一般式得.
【变式2】.(26-27高二上·河北·阶段检测)中,已知,,点为边的中点.
(1)求边上的高所在直线的一般式方程;
(2)求过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)因为,点为边的中点,所以有可得,又因为,所以,因为是边上的高,所以有,即,解得,
所以高所在直线的方程为,即.
(2)由(1)知,
①当所求直线过坐标原点时,设其方程为,
因为该直线过点,所以有,解得,则所求直线方程为;
②当所求直线不过坐标原点时,设其方程为,
因为该直线过点,所以有,解得,则所求直线方程为.
综上,过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程为或.
题型六:一般式下直线的平行的问题
【例6】.(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知直线,过点且与直线平行的直线一般式方程为______.
【答案】
【分析】根据给定条件,求出直线的斜率,再利用点斜式求解作答.
【详解】直线的斜率为,则所求直线的斜率为,
又直线经过点,所以所求直线的方程是,即.
故答案为:.
【变式1】.(24-25高二下·上海·期中)已知直线,,若 ,则 _____
【答案】
【分析】根据一般式直线方程的形式,根据平行关系,列式求解.
【详解】由条件可知,,
,得,或,
当时,两直线重合,不满足条件,当时,满足上面不等式,成立.
故答案为:
【变式2】.(23-24高二上·四川成都·期末)已知直线的方程为,的方程为,直线l与平行且与在y轴上的截距互为相反数,则直线l的方程为______.
【答案】
【详解】由,且直线的方程为,则直线斜率为,
由直线l与在y轴上的截距互为相反数,而在y轴上的截距为,
所以直线在y轴上的截距为,即过点,
综上,直线方程为,即.
故答案为:
题型七:一般式下直线的垂直的问题
【例7】.(2025·上海金山·一模)已知的三个顶点,则边上的高所在的直线方程为___________.
【答案】
【详解】由题意直线AC的斜率,
所以边上的高的斜率,
所以边上的高所在的直线方程为,即.
故答案为:
【变式1】.(24-25高二上·浙江湖州·阶段检测)已知直线:与直线:垂直,则经过点且与直线垂直的直线方程为______.
【答案】
【详解】解:因为直线:与直线:垂直,
所以,所以.
所以直线:,
设所求直线的方程为,
因为直线过,
所以,即,
所以所求直线的方程为.
故答案为:
【变式2】.(25-26高二上·北京顺义·期中)已知的三个顶点为,,,则边所在的直线方程为________________.边的垂直平分线所在直线的方程为____________________.
【答案】
【详解】由题设,则直线,可得,
由的中点为且,故其垂直平分线的斜率为,
所以直线的垂直平分线为,即.
故答案为:,
题型八:直线过定点问题
【例8】.(26-27高二上·天津河西·阶段检测)已知直线,直线过定点__________;过点作直线使直线与两负半轴围成的的面积等于,直线的方程为__________.
【答案】
【详解】由直线,可化为,
联立方程组,解得,所以直线恒过定点,
设过点的直线方程为,可得,即,
因为围成的的面积等于,可得,所以,则,
联立方程组,解得,
所以直线的方程为,即.
【变式1】.(26-27高二上·全国·课堂例题)已知直线:.则直线经过定点______
【答案】
【详解】因为,
所以,
所以,解得,
所以直线恒过定点.
故答案为:
【变式2】.(25-26高二上·天津南开·阶段检测)已知,,若曲线和线段有公共点,则实数的取值范围是_____.
【答案】
【详解】因为曲线,表示的是两条直线,
直线和直线.
直线化简为,该直线过定点,斜率为,
要使得该直线与线段有公共点,则.
因为,所以.
此时的取值范围为;
直线化简为,该直线过定点,斜率为,
要使得该直线与线段有公共点,则.
因为,所以.
此时的取值范围为,则的取值范围为;
当时,直线为直线,此时该直线与线段无公共点;
综上,的取值范围为.
故答案为:.
题型九:直线和坐标轴围成的面积问题
【例9】.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上截距相等,则的方程为___________
(2)设与两坐标轴的正半轴交点分别为,则为坐标原点)面积的最小值为___________.
【答案】 或. 4
【详解】当直线经过原点时,直线的斜率为,所以直线的方程为,即;
当直线不过原点时,设直线的方程为,代入点可得,
所以所求直线方程为,即.
综上可得,所求直线方程为:或.
(2)依题意,设点,(,),直线的方程为,
又点在直线上,于是有,
利用基本不等式,即,当且仅当,时等号成立,
,即的面积的最小值为4.
故答案为:或;4.
【变式1】.(25-26高二上·江西赣州·开学考试)已知直线的斜率小于,且经过点,并与坐标轴交于两点,,当的面积取得最小值时,直线的斜率为__________.
【答案】
【详解】设直线l的方程为,令,得,令,得.
则和坐标轴的交点为,.
所以,
可得的面积为,当且仅当,即等号成立;
故答案为:.
【变式2】.(2.2.3直线的一般式方程(基础知识 基本题型)--【一堂好课】2021-2022学年高二数学上学期同步精品课堂(人教A版2019选择性必修第一册))已知直线过点,且与轴、轴的正半轴分别为交于A、B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为__________,此时的直线方程为__________.
【答案】 4
【详解】由题可知直线AB斜率为负,故设直线AB的方程为,
令x=0,则y=1-2k;令y=0,则x=2-,
∴
,当且仅当,即时取等号.
故当时,有最小值4.
此时,直线方程为即.
故答案为:4;.
题型十:直线方程的综合问题
【例10】.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)已知直线过点,且分别与轴的正半轴、轴的正半轴交于,两点,为原点.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)当取得最小值时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设直线与轴正半轴交于,与轴正半轴交于,其中,
由截距式,直线的方程为:
因为直线过点,所以
若直线在两坐标轴上的截距相等,则,
即
故,直线方程为,
(2)由(1)知,则
展开得:
由基本不等式可得:
所以当且仅当,即时取等号,
即
于是
因此直线的截距式方程为:
化简得:
整理得:
故当取得最小值时,直线的方程为.
【变式1】.(26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)已知直线:与直线:,.
(1)若,求的值;
(2)若点在直线上,直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)因为,所以,解得或,
当时,:,:,即,
此时,满足题意;
当时,:,即,:,
此时重合,不满足题意.
综上所述,.
(2)因为点在直线上,
所以,得,则点的坐标为,
而直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,
当两截距均为0时,直线的斜率为,则直线的方程为,即;
当两截距不为0时,设直线的方程为,
代入点,得,解得,
则直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
【变式2】.(26-27高二上·山西太原·阶段检测)直线过点且与轴、轴正半轴分别交于两点.
(1)若直线与垂直,写出直线的方程;
(2)求面积的最小值;
(3)如图,若,过点作平行于轴的直线交轴于点,动点分别在线段和上,若直线平分直角梯形的面积,求证:直线必过一定点,并求出该定点坐标.
【详解】(1)设直线,
代入点得:,解得:,
直线方程为:.
(2)当直线斜率不存在时,不存在点,不合题意;
当直线斜率时,不存在点,不合题意;
当直线斜率时,设,
令,解得:,即;
令,解得:,即;
分别位于轴正半轴,,解得:;
,
,,,
(当且仅当时取等号),
面积的最小值为.
(3)设,,则,,
,,解得:,;
轴,且在轴上,,
直角梯形的面积;
设,,
直线平分直角梯形的面积,四边形的面积为,
即,,则,
直线的方程为:,
整理可得:,
由得:,直线必过定点,定点坐标为.
一、单选题
1.(26-27高二上·福建厦门·阶段检测)若直线的斜率为,且经过点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由已知直线的斜率为,且经过点,
则根据直线的点斜式可知直线方程为,
即.
2.(26-27高二上·浙江·阶段检测)直线经过的定点为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】对于含参数的直线恒过定点问题,我们可以将原式按参数合并整理:把直线方程展开,
将含的项和常数项分离得: ,该等式对任意都成立,
等价于两个括号内的项同时为,得到方程组:
解得即定点为.
3.(26-27高二上·福建厦门·阶段检测)直线,若,则实数的值为 ( )
A.0 B.2 C.0或 D.0或
【答案】D
【详解】由题意可得,解得或.
4.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)若直线:经过点,则与两坐标轴围成的三角形面积的最小值为( )
A.144 B.240 C.288 D.576
【答案】C
【分析】将点代入截距式得到等式,写出三角形面积表达式,用基本不等式求面积最小值.
【详解】依题意可得,当且仅当时,等号成立,
则,则所求三角形面积,其最小值为288.
5.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)一条光线从点射出,与轴交于点,经轴反射,则反射光线经过的点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
如图所示,点关于轴对称的点为,
因为反射光线同时经过点和点,且,所以反射光线所在直线的方程为,即,
所以反射光线经过的点的坐标为,故反射光线经过的点的坐标可以为,故A正确.
6.(26-27高二上·广东广州·阶段检测)过点的直线可表示为,若直线与两坐标轴围成三角形的面积为4,则这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【详解】可化为①,
要使与两坐标轴能围成三角形,则且,
由①令得;令得,
依题意,,
所以或,
所以或,
设,则或,则或,
解得或,
即或,
所以这样的直线有条.
7.(26-27高二上·江苏南通·阶段检测)“直线,相互垂直”是“”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】B
【详解】已知直线,相互垂直,
则,解得或,
若,则直线互相垂直,满足必要性;
两直线垂直时,或,不一定是,不满足充分性,
故“直线,相互垂直”是“”的必要不充分条件.
8.(26-27高二上·全国·课后作业)两条不重合的直线、都经过点,且其中任意一条直线与两坐标轴正半轴围成的三角形面积都是,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设直线与两坐标轴交于,,,,所以设直线为,
因为直线过点,所以,
,所以,,
所以.
当且仅当时,面积取得最小值12,又、是两条不重合的直线,
所以.
二、多选题
9.(26-27高二上·山东济南·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.点斜式可以表示过的任何直线
B.经过两点的直线方程为
C.“”是“直线与直线互相垂直”的充分条件
D.直线的倾斜角的取值范围是
【答案】BCD
【详解】选项A,点斜式要求斜率存在,即不能表示垂直于轴的直线,A错误;
选项B,∵,∴直线斜率存在,代入点斜式,
即,B正确;
选项C,∵两直线垂直,∴,解得或,
即“”可以推出“或”,但“或”推不出“”,
所以“”是“直线与直线互相垂直”的充分条件,C正确;
选项D,∵直线的斜率,即,
又倾斜角,解得,D正确.
10.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)下列说法中,表述错误的是( )
A.表示向量的有向线段在直线上,则直线的倾斜角为
B.若将直线沿轴向左平移个单位长度,再沿轴向上平移个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
C.若直线与轴交于点,其倾斜角为,直线绕点顺时针旋转后得直线,则直线的倾斜角为
D.若直线、的倾斜角分别为、,则“”是“”的充要条件
【答案】BCD
【详解】对于A选项,设直线的倾斜角为,则,
因为表示向量的有向线段在直线上,则该直线的斜率为,
故,A对;
对于B选项,由题意可知直线的斜率存在,设该直线的方程为,
将直线沿轴向左平移个单位长度,再沿轴向上平移个单位长度后,
所得到的直线的方程为,
因为直线与直线重合,所以,解得,
故直线的斜率为,B错;
对于C选项,当时,,,
直线绕点顺时针旋转后得直线,
此时直线的倾斜角为,C错;
对于D选项,直线、的倾斜角分别为、,且、,
所以,
若,则,即,此时,
故“”“”,
若,不妨取,,此时,则,
但,
故“”“”,
综上所述,“”是“”的充分不必要条件,D错.
11.(26-27高二上·云南曲靖·阶段检测)已知:,:,则下列说法正确的是( )
A.的必要不充分条件是或
B.若,则
C.若直线不经过第四象限,则
D.若将直线关于原点对称后得到的直线纵截距为1,则
【答案】BD
【详解】对于A,若,则,即,解得,或,
当时,,,则,符合题意;
当时,,,则,符合题意,
所以或时的充要条件,不是必要不充分条件,故A错误;
对于B,若,则,解得,故B正确;
对于C,将化为斜截式,得,
又不经过第四象限,则,解得,故C错误;
对于D,由直线:关于原点对称后得到的直线为,
则纵截距为,解得,故D正确.
12.(24-25高二上·福建厦门·阶段检测)已知直线: ,则下列结论正确的是( )
A.直线的倾斜角是 B.过与直线平行的直线方程是
C.直线的两个截距相等 D.若直线:,则
【答案】BD
【详解】由,得,所以直线的斜率为,所以直线的倾斜角是,故A错误;
过与直线平行的直线方程是,即,故B正确;
直线,令,得;令,得,
即直线在轴上的截距为,在轴上的截距为1,故C错误;
由,得,所以直线的斜率为,直线的斜率为,
,所以,故D正确.
三、填空题
13.(26-27高二上·福建厦门·阶段检测)过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为_______.
【答案】或
【详解】当直线经过原点时,斜率,所以,
当直线不经过原点时,设横纵截距分别为,则,则,
所以,
所以或.
14.(26-27高二上·天津南开·阶段检测)已知直线,,则下列说法中:①恒过点;②若,则;③若,则或;④若不经过第三象限,则正确的有___________.(把正确结论的序号填在横线上)
【答案】①③
【详解】①可化为,令,解得,
所以直线过定点,故①正确;
②若,则,解得,
当时,:,:,两直线重合,舍去;
当时,:,:,两直线平行,符合题意.
所以,故②错误;
③选项:若,则,解得或者,故③正确;
④:当时,直线:不过第三象限,满足题意;
当时,直线:不过第三象限,
则,解得,综上,故④错误.
15.(26-27高二上·全国·期中)直线与轴、轴分别交于,两点,则(为坐标原点)的平分线所在直线的一般式方程为_____.
【答案】
【详解】如图所示,设的角平分线与轴负半轴的夹角为,
令代入直线方程,可得,所以,
令代入直线方程,可得,所以,
在中,的正切值为,
也即,
解得(负值已舍去),
设角平分线的斜率为,
则,
所以由点斜式方程可得角平分线方程为,
整理为一般式为.
16.(26-27高二上·河北唐山·阶段检测)已知点,直线,光线通过点,经直线反射,其反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程为________.
【答案】
【详解】设点关于直线对称点为则点在反射光线的延长线上,所在直线与垂直,
反射光线所在直线方程为即
四、解答题
17.(26-27高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知直线 与直线 .
(1)当 时,求实数 的值;
(2)当 时,求实数 的值.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)直线 与直线 .
当 时,,
所以.
(2)当 时,,
即,即,
解得或.
若,,即;
,所以.
若,;.
所以与重合.
综上所述,.
18.(26-27高二上·天津南开·阶段检测)已知的三个顶点的坐标分别为,,.
(1)求边上的中线所在直线的斜率;
(2)求边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由,,得的中点.
则边上的中线的斜率为;
(2)由,,可得直线的斜率为,
则边上的高所在直线的斜率为,
所以边上的高所在直线方程为,即.
19.(26-27高二上·河南·阶段检测)已知的顶点分别为.
(1)设的中点为,求中线所在直线的方程;
(2)若直线过点,且在轴上的截距是在轴上的截距的3倍,求直线的方程.
【答案】(1);
(2)或.
【详解】(1)由点得线段的中点为,故,
所以中线所在直线的方程为,即.
(2)若直线过坐标原点,则其斜率为,
此时直线的方程为,即,符合题意;
若直线不过坐标原点,由题意设直线的方程为,
由直线过点,得,解得,
即直线的方程为.
综上所述,直线的方程为或.
20.(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)若直线在两坐标轴上的截距互为相反数,求直线的方程;
(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)因为直线,
即,由,得,
所以直线恒过定点.
(2)由,
当时,,即,显然不满足题意;
当时,令,得;令,得,
由于直线在两坐标轴上的截距互为相反数,则,解得或,
则直线的方程为或.
综上所述,直线的方程为或.
(3)由(2)及题意知,,
且直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
由,解得,
所以
,
当且仅当,即时等号成立,
则的最小值为16,此时直线的方程为,即.
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第06讲:直线的方程
题型一:直线方程的点斜式 3
题型二:直线的两点式方程 3
题型三:直线的截距式方程 3
题型四、直线的一般式方程 4
题型五:用合适的方法求直线方程 4
题型六:一般式下直线的平行的问题 5
题型七:一般式下直线的垂直的问题 5
题型八:直线过定点问题 5
题型九:直线和坐标轴围成的面积问题 6
题型十:直线方程的综合问题 6
知识点1:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点2:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
知识点3 直线的一般式方程
关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
知识点4 直线的五种形式的方程
形式
方程
局限
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不能表示斜率不存在的直线
斜截式
y=kx+b
不能表示斜率不存在的直线
两点式
=
x1≠x2,y1≠y2
截距式
+=1
不能表示与坐标轴平行及过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0
无
知识点5 直线各种形式方程的互化
知识点6一般式下直线的平行与垂直
设直线l1与l2的方程分别为A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),
则l1∥l2⇔l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
题型一:直线方程的点斜式
【例1】.(26-27高二上·福建三明·阶段检测)直线过点且倾斜角为,则其点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】.(25-26高二上·广东江门·阶段检测)已知平面直角坐标系中两点,则线段的垂直平分线方程为________.
【变式2】.(25-26高二上·福建·期中)已知直线经过点,是它的一个方向向量,则直线的方程为_____.
题型二:直线的两点式方程
【例2】.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)过点和的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】.(2026高三·全国·专题练习)在中,已知,,且的中点在轴上,的中点在轴上,则直线的方程为________.
【变式2】.(23-24高二上·四川绵阳·阶段检测)一条光线从点射出,经直线y轴反射后过点,则反射光线所在的直线方程为_________________.
题型三:直线的截距式方程
【例3】.(25-26高二上·福建宁德·期末)直线经过点,且在两坐标轴上的截距相等,则的方程为 ( )
A. B.
C.或 D.或
【变式1】.(25-26高二上·河南新乡·阶段检测)已知直线经过点但不经过原点,且在轴上的截距是在轴上的截距的3倍,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2】.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)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
题型四、直线的一般式方程
【例4】.(26-27高二上·宁夏银川·阶段检测)过点,且方向向量为的直线的一般式方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】.(26-27高二上·江苏淮安·阶段检测)已知直线l经过点,且倾斜角等于直线的倾斜角的一半,则直线l的一般式方程为______.
【变式2】.(26-27高二上·广东广州·阶段检测)经过点且在轴、轴上的截距相等的直线方程是______.
题型五:用合适的方法求直线方程
【例5】.(26-27高二上·湖南永州·阶段检测)三角形的顶点是, 求:
(1)边所在直线的方程.
(2)边上的高所在直线的方程;
(3)边的垂直平分线的方程.
【变式1】.(26-27高二上·河北沧州·阶段检测)已知的三个顶点是,,.
(1)求边上的中线所在直线的点斜式方程;
(2)求边上的高所在直线的斜截式方程;
(3)求边的垂直平分线的一般式方程.
【变式2】.(26-27高二上·河北·阶段检测)中,已知,,点为边的中点.
(1)求边上的高所在直线的一般式方程;
(2)求过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程.
题型六:一般式下直线的平行的问题
【例6】.(25-26高二上·江苏淮安·期中)已知直线,过点且与直线平行的直线一般式方程为______.
【变式1】.(24-25高二下·上海·期中)已知直线,,若 ,则 _____
【变式2】.(23-24高二上·四川成都·期末)已知直线的方程为,的方程为,直线l与平行且与在y轴上的截距互为相反数,则直线l的方程为______.
题型七:一般式下直线的垂直的问题
【例7】.(2025·上海金山·一模)已知的三个顶点,则边上的高所在的直线方程为___________.
【变式1】.(24-25高二上·浙江湖州·阶段检测)已知直线:与直线:垂直,则经过点且与直线垂直的直线方程为______.
【变式2】.(25-26高二上·北京顺义·期中)已知的三个顶点为,,,则边所在的直线方程为________________.边的垂直平分线所在直线的方程为____________________.
题型八:直线过定点问题
【例8】.(26-27高二上·天津河西·阶段检测)已知直线,直线过定点__________;过点作直线使直线与两负半轴围成的的面积等于,直线的方程为__________.
【变式1】.(26-27高二上·全国·课堂例题)已知直线:.则直线经过定点______
【变式2】.(25-26高二上·天津南开·阶段检测)已知,,若曲线和线段有公共点,则实数的取值范围是_____.
题型九:直线和坐标轴围成的面积问题
【例9】.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上截距相等,则的方程为___________
(2)设与两坐标轴的正半轴交点分别为,则为坐标原点)面积的最小值为___________.
【变式1】.(25-26高二上·江西赣州·开学考试)已知直线的斜率小于,且经过点,并与坐标轴交于两点,,当的面积取得最小值时,直线的斜率为__________.
【变式2】.(2.2.3直线的一般式方程(基础知识 基本题型)--【一堂好课】2021-2022学年高二数学上学期同步精品课堂(人教A版2019选择性必修第一册))已知直线过点,且与轴、轴的正半轴分别为交于A、B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为__________,此时的直线方程为__________.
题型十:直线方程的综合问题
【例10】.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)已知直线过点,且分别与轴的正半轴、轴的正半轴交于,两点,为原点.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)当取得最小值时,求直线的方程.
【变式1】.(26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)已知直线:与直线:,.
(1)若,求的值;
(2)若点在直线上,直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程.
【变式2】.(26-27高二上·山西太原·阶段检测)直线过点且与轴、轴正半轴分别交于两点.
(1)若直线与垂直,写出直线的方程;
(2)求面积的最小值;
(3)如图,若,过点作平行于轴的直线交轴于点,动点分别在线段和上,若直线平分直角梯形的面积,求证:直线必过一定点,并求出该定点坐标.
一、单选题
1.(26-27高二上·福建厦门·阶段检测)若直线的斜率为,且经过点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高二上·浙江·阶段检测)直线经过的定点为( )
A. B. C. D.
3.(26-27高二上·福建厦门·阶段检测)直线,若,则实数的值为 ( )
A.0 B.2 C.0或 D.0或
4.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)若直线:经过点,则与两坐标轴围成的三角形面积的最小值为( )
A.144 B.240 C.288 D.576
5.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)一条光线从点射出,与轴交于点,经轴反射,则反射光线经过的点的坐标可以为( )
A. B. C. D.
6.(26-27高二上·广东广州·阶段检测)过点的直线可表示为,若直线与两坐标轴围成三角形的面积为4,则这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
7.(26-27高二上·江苏南通·阶段检测)“直线,相互垂直”是“”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
8.(26-27高二上·全国·课后作业)两条不重合的直线、都经过点,且其中任意一条直线与两坐标轴正半轴围成的三角形面积都是,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(26-27高二上·山东济南·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.点斜式可以表示过的任何直线
B.经过两点的直线方程为
C.“”是“直线与直线互相垂直”的充分条件
D.直线的倾斜角的取值范围是
10.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)下列说法中,表述错误的是( )
A.表示向量的有向线段在直线上,则直线的倾斜角为
B.若将直线沿轴向左平移个单位长度,再沿轴向上平移个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
C.若直线与轴交于点,其倾斜角为,直线绕点顺时针旋转后得直线,则直线的倾斜角为
D.若直线、的倾斜角分别为、,则“”是“”的充要条件
11.(26-27高二上·云南曲靖·阶段检测)已知:,:,则下列说法正确的是( )
A.的必要不充分条件是或
B.若,则
C.若直线不经过第四象限,则
D.若将直线关于原点对称后得到的直线纵截距为1,则
12.(24-25高二上·福建厦门·阶段检测)已知直线: ,则下列结论正确的是( )
A.直线的倾斜角是 B.过与直线平行的直线方程是
C.直线的两个截距相等 D.若直线:,则
三、填空题
13.(26-27高二上·福建厦门·阶段检测)过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为_______.
14.(26-27高二上·天津南开·阶段检测)已知直线,,则下列说法中:①恒过点;②若,则;③若,则或;④若不经过第三象限,则正确的有___________.(把正确结论的序号填在横线上)
15.(26-27高二上·全国·期中)直线与轴、轴分别交于,两点,则(为坐标原点)的平分线所在直线的一般式方程为_____.
16.(26-27高二上·河北唐山·阶段检测)已知点,直线,光线通过点,经直线反射,其反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程为________.
四、解答题
17.(26-27高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知直线 与直线 .
(1)当 时,求实数 的值;
(2)当 时,求实数 的值.
18.(26-27高二上·天津南开·阶段检测)已知的三个顶点的坐标分别为,,.
(1)求边上的中线所在直线的斜率;
(2)求边上的高所在直线的方程.
19.(26-27高二上·河南·阶段检测)已知的顶点分别为.
(1)设的中点为,求中线所在直线的方程;
(2)若直线过点,且在轴上的截距是在轴上的截距的3倍,求直线的方程.
20.(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知直线.
(1)证明:直线过定点;
(2)若直线在两坐标轴上的截距互为相反数,求直线的方程;
(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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