内容正文:
专题2.3 直线的方程
【考点导航】
【知识梳理】
1.直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为k,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
2.直线的斜截式方程
(1)直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
3.直线的两点式方程
(1)直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点,则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点,且时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
4.直线的截距式方程
(1)直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能表示
过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的
坐标求解k,得到直线方程.
5.直线的一般式方程
(1)直线的一般式方程的定义:
在平面直角坐标系中,任何一个关于x,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)叫作直线的一般式方程.
对于方程Ax+By+C=0(A,B不全为0):
当B≠0时,方程Ax+By+C=0可以写成y=x,它表示斜率为,在y轴上的截距为的直线.特别地,当A=0时,它表示垂直于y轴的直线.
当B=0时,A≠0,方程Ax+By+C=0可以写成x=,它表示垂直于x轴的直线.
(2)一般式方程的使用方法:
直线的一般式方程是直线方程中最为一般的表达式,它适用于任何一条直线.
6.辨析直线方程的五种形式
方程形式
直线方程
局限性
选择条件
点斜式
不能表示与x轴垂直的直线
①已知斜率;②已知
一点
斜截式
y=kx+b
不能表示与x轴垂直的直线
①已知在y轴上的截距;②已知斜率
两点式
不能表示与x轴、
y轴垂直的直线
①已知两个定点;②已知两个截距
截距式
不能表示与x轴垂直、与y轴垂直、过原点的直线
①已知两个截距;②已知直线与两条坐标轴围成的三角形的面积
一般式
Ax+By+C=0
(A,B不全为0)
表示所有的直线
求直线方程的最后结果均可以化为一般式方程
7.方向向量与直线的参数方程
除了直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程外,还有一种形式的直线方程与向量有紧密的联系,它由一个定点和这条直线的方向向量唯一确定,与直线的点斜式方程本质上是一致的.
如图1,设直线l经过点,=(m,n)是它的一个方向向量,P(x,y)是直线l上的任意一点,则向量与共线.根据向量共线的充要条件,存在唯一的实数t,使=t,即()=t(m,n),所以
①.
在①中,实数t是对应点P的参变数,简称参数.
由上可知,对于直线l上的任意一点P(x,y),存在唯一实数t使①成立;反之,对于参数t的每一个确
定的值,由①可以确定直线l上的一个点P(x,y).我们把①称为直线的参数方程.
8.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).
9.两条直线的位置关系
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)
10.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.
11.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.
12.直线方程的实际应用
利用直线方程解决实际问题,一般先根据实际情况建立直角坐标系,然后分析直线斜率是否存在,从
而能够为解决问题指明方向,避免解决问题出现盲目性.
【考点1:点斜式方程】
1.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)若直线过点且斜率为,则的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线点斜式方程的定义,代入已知的定点坐标和斜率即可得到对应方程.
【详解】由题意可知,直线过定点且斜率,由直线的点斜式方程的定义,可得直线的点斜式方程为,故C正确.
2.(26-27高二上·内蒙古赤峰·阶段检测)过点,斜率为2的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据点斜式方程直接写出答案,再转化为一般式方程即可.
【详解】根据点斜式方程得直线方程为,化简得.
故选:A.
3.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)过点,斜率为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由题意可得:,斜率为,
根据点斜式方程可得:,化简可得:.
4.(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.
5.(第06讲直线的方程01(暑假预习讲义)新高二数学人教B版)直线经过点,斜率是,写出直线的点斜式方程.
【答案】
【详解】由直线l经过点,斜率是,可得其点斜式为.
【考点2:两点式方程】
1.(25-26高二上·河南南阳·期中)过点和的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用直线的两点式方程可得答案.
【详解】由题意可知,直线的两点式方程为,即为.
故选:D.
2.(25-26高二上·河南·期中)已知直线的两点式方程为,则直线的倾斜角为( )
A.150° B.120° C.60° D.30°
【答案】A
【分析】首先根据两点式方程判断直线过点和,再利用斜率的坐标公式计算出斜率的值,最后利用斜率的几何公式计算出直线的倾斜角.
【详解】解:设直线的倾斜角为,;
由直线的两点式方程:得:直线过点和;
直线的斜率:,所以;
又因为,所以;
故选:A.
3.(26-27高二上·四川绵阳·阶段检测)(多选)已知直线l的两点式方程为,则下列选项正确的是( )
A.直线l经过点
B.直线l的斜截式方程为
C.直线l的横截距为
D.与直线l垂直的直线的一个方向向量为
【答案】ACD
【详解】对于选项A:由直线方程可知直线l经过点和,故A正确;
对于选项B:由直线方程即为,可得,
所以直线l的斜截式方程为,故B错误;
对于选项C:对于直线l:,令,解得,
所以直线l的横截距为,故C正确;
对于选项D:因为直线l的斜率,则直线l的一个方向向量为,
且,即,
所以与直线l垂直的直线的一个方向向量为,故D正确.
4.(25-26高二上·江苏南通·期中)经过与两点的直线方程为__________.
【答案】
【分析】利用两点式方程可得直线的方程.
【详解】由题意可知,经过与两点的直线方程为,即.
故答案为:.
5.(2.2 直线的方程)已知三角形的三个顶点分别是,,,求三边所在直线的方程.
【答案】直线的方程为;直线方程为即;直线的方程为
【分析】结合题意利用两点式方程求出三边所在直线方程即可.
【详解】因为直线过点,,
所以所在直线的方程为,即;
因为直线过点,,
所以直线方程为,即;
因为直线过点,,
所以所在直线的方程为,即;
另解:
因为直线过点,,
所以直线的斜率为,
则边所在直线的方程为,整理得;
因为直线过点,,
所以直线的斜率为,
则边所在直线的方程为,整理得;
因为直线过点,,
所以直线的斜率为.
则边所在直线的方程为,整理得.
【考点3:截距式方程】
1.(26-27高二上·山东淄博·阶段检测)(多选)过点,并且在两轴上的截距的绝对值相等的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【分析】根据给定条件,按直线是否过原点分类,结合直线方程的截距式求解.
【详解】当直线过原点时,该直线在两轴上的截距的绝对值相等,方程为,即;
当直线不过原点时,若该直线在两轴上的截距相等,设方程为,则,解得,所求方程为;
若该直线在两轴上的截距互为相反数,设方程为,则,解得,所求方程为,
所以符合要求的直线方程为或或.
2.(2026高三·全国·专题练习)条件:“直线在轴上的截距是在轴上的截距的两倍”;条件“直线的斜率为”,则是的( )
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
【分析】分类判断充分性和必要性,即可得到结果.
【详解】记直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
若直线的斜率为,
当截距均为时,直线在轴上的截距是在轴上的截距的两倍,
当截距均不为时,设直线方程为,变形为,
得,,则能推出,必要性成立;
若,当截距都不为时,斜率为,
当截距均为时,直线斜率可以是任何实数,不一定是,
所以不能推出,充分性不成立.
所以是的必要不充分条件.
3.(26-27高二上·天津·期中)直线过点,且横截距a,纵截距b满足,则的方程为______.
【答案】或
【分析】本题要分截距都为 0和截距不为 0两种情况讨论,利用直线截距式或斜截式代入已知点求解,容易漏掉过原点的情况.
【详解】当直线横截距和纵截距都为0时,设直线为,
将点代入可得,即,此时直线方程为,即
当直线截距不为0时,可设直线为,因为横截距为纵截距的两倍,所以,
又因为直线过点,代入直线可得,解得,
所以直线方程为.
故答案为:或.
4.(26-27高二上·全国·课后作业)已知直线过点且在y轴上的截距是在x轴上的截距的2倍,则的方程为__________.
【答案】或
【分析】分为直线过原点和不过原点两种情况,不过原点时,设直线方程为,根据题意即可求解.
【详解】当直线过原点时,符合题意,此时的直线方程为;
当直线不过原点时,设直线方程为,
由题意知,将代入得,解得,,
所以直线方程为.
综上,直线方程为或.
5.(26-27高二上·江苏·阶段检测)已知过点的直线在轴和轴上的截距均为正整数,则满足条件的直线的条数为________.
【答案】
【分析】设出直线截距式方程,代入点坐标后变形,将问题转化为求的正约数个数,约数个数即为满足条件的直线条数.
【详解】设直线的截距式方程为,
代入点得:,变形整理得,
可得,
已知,故,即是的正约数,
的正约数为:、、、、、、、、,共个,对应组不同的正整数,
故满足条件的直线共条.
【考点4:一般式方程】
1.(26-27高二上·山东临沂·阶段检测)如果且,那么直线不通过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【详解】由题意可得,
因为,所以,因为,所以,即,
所以方程不经过第一象限.
2.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先讨论的情况,写出直线方程即可得倾斜角,再讨论的情况,将直线方程化为斜截式,根据斜率和倾斜角的关系用表示出,根据的范围即可求得的范围,两种情况的的范围取并集即可.
【详解】直线的方程为,
当()时,,
直线的方程为,此时直线的倾斜角为.
当()时,,
直线的方程可化为,
若倾斜角为,则斜率,
因为,所以,
所以,
又因为倾斜角,
所以,
综上所述,.
3.(26-27高二上·安徽·阶段检测)(多选)在同一坐标系中画直线与,可能是下列选项中的( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】利用斜率和截距的正负来判断.
【详解】由图可知,,且,将两个直线方程变形为:,,
直线在轴上的截距为,直线在轴上的截距为,
AD选项,两条直线斜率均大于,所以同号,两条直线在轴的截距必一正一负,在轴的截距也一正一负,
同一条直线在坐标轴的截距也是一正一负,且两直线交点在第三象限,所以A选项正确、D选项错误;
BC选项,两条直线斜率均小于,所以异号,两条直线在轴的截距必同号,在轴的截距也同号,
同一条直线在坐标轴的截距也同号,若,则两直线交点在第一象限,反之两直线交点在第三象限,所以B、C选项正确.
4.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知入射光线经过点,被直线l:反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线的一般式方程为______.
【答案】
【分析】先求点关于直线的对称点,再根据反射光线过和两点,用两点式求直线方程并整理为一般式.
【详解】设点关于直线的对称点为,
根据对称点的性质,可列方程组,
解得,即,
由反射的性质可知,反射光线经过点和,代入直线两点式方程得 ,
整理为一般式得.
5.(26-27高二上·陕西铜川·阶段检测)已知的三个顶点分别为,,.
(1)求边和所在直线的方程,并化为一般式方程;
(2)求边上的中线所在直线的方程,并化为一般式方程;
(3)求边上的中垂线的方程,并化为一般式方程.
【答案】(1)直线方程:;直线方程:;
(2)
(3)
【分析】(1)根据截距式直接求解所在直线的方程,根据两点式求所在直线的方程;
(2)先求得中点的坐标为,再结合两点式方程求解即可;
(3)根据斜率公式与垂直直线的斜率关系求得边上的中垂线的斜率为,再结合点斜式方程求解即可.
【详解】(1)由截距式,得边所在直线的方程为,即.
由两点式,得边所在直线的方程为,即.
(2)由题意,得点的坐标为,
由两点式,得所在直线的方程为,即.
(3)由,得边上的中垂线的斜率为.
又的中点坐标为,由点斜式,
得边上的中垂线的方程为,即.
【考点5:直线过定点问题】
1.(26-27高一上·湖南岳阳·开学考试)对任意实数,直线一定经过点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将方程化为,令,即可求解.
【详解】因为,令,解得,,
所以直线都经过平面内一个定点.
2.(26-27高二上·河北·期中)直线经过定点( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,
由,解得,即直线过定点.
3.(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.
4.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知点,.若直线l:与线段AB相交,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先确定直线l恒过定点P(1,1),计算PA、PB的斜率,结合直线与线段AB相交的斜率约束求解m的取值范围.
【详解】将整理为, 令,解得,即直线l恒过定点,
, ,
直线l的斜率为,因直线l与线段AB相交,结合几何关系可知斜率需满足或,即或,
分别解不等式得 或 ,故实数m的取值范围是.
5.(26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)已知直线与,轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,则的最小值为__________.
【答案】
【分析】先求出直线所过定点,然后设出直线的纵横截距,利用截距式写出直线的方程,代入定点,找出之间的关系,利用基本不等式求解出最小值即可.
【详解】直线的方程为,整理为,
因为对任意的均成立,,得,即直线过定点.
设,,则.
直线的截距式方程为,直线过定点,.
,
当且仅当,即时等号成立.
故的最小值为.
【考点6:两条直线平行的判定及应用】
1.(25-26高二上·江苏苏州·期末)若直线和直线平行,则的值为( )
A.1 B. C.1或 D.
【答案】B
【分析】由两直线平行,根据平行的判定求的值即可.
【详解】直线和直线平行,
,解得或,经检验时两条直线重合舍去,
所以.
2.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)已知直线:,:,若,则实数( )
A.1 B.
C. D.0
【答案】B
【分析】根据两直线平行的系数关系求解即可.
【详解】因为,所以,整理得,解得.
当时,:,:,不重合.
所以.
3.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知直线:,:,若与平行,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两直线平行的条件列方程求解,再检验排除两直线重合的情况即可得到结果
【详解】因为 直线:,:,与平行,
所以,即,解得或,
当时,,,满足平行要求;
当时,,,即,与重合,不符合要求.
综上所述,实数的取值集合为.
4.(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知直线:,直线:,若,则________.
【答案】
【详解】由两直线平行的充要条件可知,
,即,解得或.
当时,直线:,直线:,两直线重合,不满足题意.
当时,直线:,直线:,两直线平行,满足题意.
综上所述,
5.(26-27高二上·天津和平·阶段检测)已知直线与直线平行,则实数的值为________.
【答案】
【详解】因为与平行,
故,整理得,解得或.
验证是否重合:
当时,化简为,化简为,两直线重合,不符合要求,舍去;
当时,为,为,两直线斜率相等且截距不同,满足平行条件.
综上,实数的值为.
【考点7:两条直线垂直的判定及应用】
1.(26-27高二上·贵州·阶段检测)若直线与直线垂直,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【详解】依题意得 ,解得.
2.(26-27高二上·江西九江·阶段检测)已知直线:,:(),若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】通过两直线互相垂直斜率之积等于求解.
【详解】当即时,:,:,两直线不垂直;
当,时,若,则,解得.
3.(25-26高二上·安徽·期末)已知直线,则“”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
【分析】先求出两直线斜率,再分别从充分性和必要性两个方向进行推导,最后结合充要条件的定义得出结论即可.
【详解】根据已知条件,直线的斜率为,直线的斜率为.
充分性:若,则,解得或,由不能唯一推出,
所以“”不是“”的充分条件;
必要性:若,则,所以,则有,
所以“”是“”的必要条件.
综上,“”是“”的必要不充分条件.
故选: B.
4.(25-26高二上·广东汕头·期末)已知,则直线与垂直的充要条件是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据两直线垂直,则,化简即可判断.
【详解】因为,所以直线的斜率存在,
故两条直线的斜率分别为与,
由垂直可知,即.
故选:A
5.(26-27高二上·广东深圳·阶段检测)已知直线与垂直,则实数的值为__________.
【答案】
【详解】由与垂直,得,解得.
【考点8:直线与坐标轴围成图形的面积问题】
1.(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
【分析】根据直线的截距式得到结合基本不等式计算求解.
【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.
2.(25-26高二上·广东深圳·期中)若直线过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】法一:设点斜式方程,分别求出两坐标轴的交点坐标,表示出面积,分两种情况考虑,去掉绝对值,方程解的个数即对应直线的个数;法二:设截距式方程,由三角形面积为6,可得,即,分情况去掉绝对值,由判别式即可判断方程解的个数即直线的个数.
【详解】法一:由题意知,直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
设此直线与轴、轴的交点分别为,,
则点,的坐标分别为,,
因此面积为,
若,化简得,无解;
若,化简得,解得,
综上,直线的个数为2.
法二:过的直线与坐标轴围成三角形,
故的方程可设为,则,,即,
当时,又,则,所以,
代入得,
化简整理得,又,无解;
当时,又,则,所以,
代入得,
化简整理得,又,
则方程有两个不相等的实数根,即对应的直线个数为2条.
3.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)已知直线与直线垂直.
(1)求的值;
(2)求与两坐标轴围成的三角形的面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,所以,解得.
(2)由(1)可得直线的方程为,
令,得,令,得,
所以与两坐标轴围成的三角形的面积为.
4.(26-27高二上·海南儋州·阶段检测)已知直线:.
(1)若直线:与垂直,求的值;
(2)若直线:与平行,求直线与轴、轴围成的三角形面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先排除直线的斜率不存在的情形,再利用两直线垂直时斜率之积为求.
(2)由两直线平行时斜率相等求,再求直线与两坐标轴的交点,利用直角三角形面积公式计算.
【详解】(1)若,则为轴,与斜率为的不垂直,
故.
此时的斜率为,由与垂直,得,解得.
(2)直线的斜率为,由与平行可知,且,解得.
此时直线的方程为,化为,
所以它与轴、轴的交点分别为和.
直线的方程为,与不重合,故两直线确实平行.
因此,直线与两坐标轴围成的三角形面积为.
5.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知直线过点且在轴和轴上的截距分别为和.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,直线分别与轴正半轴和轴正半轴交于点、,当的面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)分、两种情况讨论,设出直线的方程,将点的坐标代入直线的方程,求出参数的值,即可得出直线的方程;
(2)由题意可知直线的截距式方程为,且,,将点的坐标代入直线的方程得出,可得,求得,可得出,将代入的面积公式,结合基本不等式可求得的最小值,利用等号成立的条件得出、的值,即可得出直线的方程.
【详解】(1)当时,直线过原点,设直线的方程为,
将点的坐标代入直线的方程得,此时直线的方程为;
当时,直线的截距式方程为,
将点的坐标代入直线的方程得,解得,
此时直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
(2)由题意可知、,且,,则直线的截距式方程为,
将点的坐标代入直线的方程可得,可得,
由可得,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故当的面积最小时,直线的方程为,即.
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专题2.3 直线的方程
【考点导航】
【知识梳理】
1.直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为k,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
2.直线的斜截式方程
(1)直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
3.直线的两点式方程
(1)直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点,则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点,且时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
4.直线的截距式方程
(1)直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能表示
过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的
坐标求解k,得到直线方程.
5.直线的一般式方程
(1)直线的一般式方程的定义:
在平面直角坐标系中,任何一个关于x,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)叫作直线的一般式方程.
对于方程Ax+By+C=0(A,B不全为0):
当B≠0时,方程Ax+By+C=0可以写成y=x,它表示斜率为,在y轴上的截距为的直线.特别地,当A=0时,它表示垂直于y轴的直线.
当B=0时,A≠0,方程Ax+By+C=0可以写成x=,它表示垂直于x轴的直线.
(2)一般式方程的使用方法:
直线的一般式方程是直线方程中最为一般的表达式,它适用于任何一条直线.
6.辨析直线方程的五种形式
方程形式
直线方程
局限性
选择条件
点斜式
不能表示与x轴垂直的直线
①已知斜率;②已知
一点
斜截式
y=kx+b
不能表示与x轴垂直的直线
①已知在y轴上的截距;②已知斜率
两点式
不能表示与x轴、
y轴垂直的直线
①已知两个定点;②已知两个截距
截距式
不能表示与x轴垂直、与y轴垂直、过原点的直线
①已知两个截距;②已知直线与两条坐标轴围成的三角形的面积
一般式
Ax+By+C=0
(A,B不全为0)
表示所有的直线
求直线方程的最后结果均可以化为一般式方程
7.方向向量与直线的参数方程
除了直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程外,还有一种形式的直线方程与向量有紧密的联系,它由一个定点和这条直线的方向向量唯一确定,与直线的点斜式方程本质上是一致的.
如图1,设直线l经过点,=(m,n)是它的一个方向向量,P(x,y)是直线l上的任意一点,则向量与共线.根据向量共线的充要条件,存在唯一的实数t,使=t,即()=t(m,n),所以
①.
在①中,实数t是对应点P的参变数,简称参数.
由上可知,对于直线l上的任意一点P(x,y),存在唯一实数t使①成立;反之,对于参数t的每一个确
定的值,由①可以确定直线l上的一个点P(x,y).我们把①称为直线的参数方程.
8.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).
9.两条直线的位置关系
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)
10.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.
11.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.
12.直线方程的实际应用
利用直线方程解决实际问题,一般先根据实际情况建立直角坐标系,然后分析直线斜率是否存在,从
而能够为解决问题指明方向,避免解决问题出现盲目性.
【考点1:点斜式方程】
1.(26-27高二上·河北邢台·阶段检测)若直线过点且斜率为,则的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
2.(26-27高二上·内蒙古赤峰·阶段检测)过点,斜率为2的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)过点,斜率为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
4.(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.
5.(第06讲直线的方程01(暑假预习讲义)新高二数学人教B版)直线经过点,斜率是,写出直线的点斜式方程.
【考点2:两点式方程】
1.(25-26高二上·河南南阳·期中)过点和的直线方程为( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高二上·河南·期中)已知直线的两点式方程为,则直线的倾斜角为( )
A.150° B.120° C.60° D.30°
3.(26-27高二上·四川绵阳·阶段检测)(多选)已知直线l的两点式方程为,则下列选项正确的是( )
A.直线l经过点
B.直线l的斜截式方程为
C.直线l的横截距为
D.与直线l垂直的直线的一个方向向量为
4.(25-26高二上·江苏南通·期中)经过与两点的直线方程为__________.
5.(2.2 直线的方程)已知三角形的三个顶点分别是,,,求三边所在直线的方程.
【考点3:截距式方程】
1.(26-27高二上·山东淄博·阶段检测)(多选)过点,并且在两轴上的截距的绝对值相等的直线方程为( )
A. B. C. D.
2.(2026高三·全国·专题练习)条件:“直线在轴上的截距是在轴上的截距的两倍”;条件“直线的斜率为”,则是的( )
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
3.(26-27高二上·天津·期中)直线过点,且横截距a,纵截距b满足,则的方程为______.
4.(26-27高二上·全国·课后作业)已知直线过点且在y轴上的截距是在x轴上的截距的2倍,则的方程为__________.
5.(26-27高二上·江苏·阶段检测)已知过点的直线在轴和轴上的截距均为正整数,则满足条件的直线的条数为________.
【考点4:一般式方程】
1.(26-27高二上·山东临沂·阶段检测)如果且,那么直线不通过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(26-27高二上·安徽·阶段检测)(多选)在同一坐标系中画直线与,可能是下列选项中的( )
A. B.
C. D.
4.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知入射光线经过点,被直线l:反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线的一般式方程为______.
5.(26-27高二上·陕西铜川·阶段检测)已知的三个顶点分别为,,.
(1)求边和所在直线的方程,并化为一般式方程;
(2)求边上的中线所在直线的方程,并化为一般式方程;
(3)求边上的中垂线的方程,并化为一般式方程.
【考点5:直线过定点问题】
1.(26-27高一上·湖南岳阳·开学考试)对任意实数,直线一定经过点( )
A. B. C. D.
2.(26-27高二上·河北·期中)直线经过定点( )
A. B.
C. D.
3.(26-27高二上·浙江·阶段检测)直线经过的定点为( )
A. B. C. D.
4.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知点,.若直线l:与线段AB相交,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(26-27高二上·江苏扬州·阶段检测)已知直线与,轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,则的最小值为__________.
【考点6:两条直线平行的判定及应用】
1.(25-26高二上·江苏苏州·期末)若直线和直线平行,则的值为( )
A.1 B. C.1或 D.
2.(26-27高二上·广西南宁·阶段检测)已知直线:,:,若,则实数( )
A.1 B.
C. D.0
3.(26-27高二上·江苏常州·阶段检测)已知直线:,:,若与平行,则实数的取值集合为( )
A. B. C. D.
4.(26-27高二上·江苏南京·阶段检测)已知直线:,直线:,若,则________.
5.(26-27高二上·天津和平·阶段检测)已知直线与直线平行,则实数的值为________.
【考点7:两条直线垂直的判定及应用】
1.(26-27高二上·贵州·阶段检测)若直线与直线垂直,则( )
A.3 B. C. D.
2.(26-27高二上·江西九江·阶段检测)已知直线:,:(),若,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·安徽·期末)已知直线,则“”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
4.(25-26高二上·广东汕头·期末)已知,则直线与垂直的充要条件是( )
A. B.
C. D.
5.(26-27高二上·广东深圳·阶段检测)已知直线与垂直,则实数的值为__________.
【考点8:直线与坐标轴围成图形的面积问题】
1.(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.
2.(25-26高二上·广东深圳·期中)若直线过点,且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(26-27高二上·河北石家庄·阶段检测)已知直线与直线垂直.
(1)求的值;
(2)求与两坐标轴围成的三角形的面积.
4.(26-27高二上·海南儋州·阶段检测)已知直线:.
(1)若直线:与垂直,求的值;
(2)若直线:与平行,求直线与轴、轴围成的三角形面积.
5.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知直线过点且在轴和轴上的截距分别为和.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,直线分别与轴正半轴和轴正半轴交于点、,当的面积最小时,求直线的方程.
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