内容正文:
第二章 直线和圆的方程
2.2.3 直线的一般式方程
1.明确直线方程一般式的形式特征;(重点)
2.会把直线方程的一般式化为斜截式,进而求斜率和截距;(难点)
3.会把直线方程的点斜式、两点式化为一般式. (难点)
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名称 已知条件 标准方程 适用范围
点斜式
斜截式
两点式
截距式
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名称 已知条件 标准方程 适用范围
点斜式 点(x0,y0),斜率k 斜率存在的直线
斜截式 斜率k,y轴上的截距b 斜率存在的直线
两点式 点(x1,y1),(x2,y2),
其中x1≠x2,y1≠y2 斜率存在且不为0的直线
截距式 x,y轴上的截距a,b
且a≠0,b≠0 斜率存在且不为0,
又不过原点的直线
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思考:(1)平面直角坐标系中的任意一条直线都可以用一个关于x,y 的二元一次方程表示吗?
(2)任意一个关于x,y 的二元一次方程都表示一条直线吗?
过点 与x 轴垂直的直线可表示成 ,
过点 与y 轴垂直的直线可表示成 .
观察直线的几种方程式,我们发现,它们都是关于x,y 的二元一次方程. 直线与二元一次方程具有怎样的关系呢?
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先看问题(1),对任意一条直线l,在其上任取一点 ,
当直线l 的斜率为k 时,其方程为 ,这是关于x,y的二元一次方程;
当直线l 的斜率不存在时,直线的方程为 ,这也是关于的二元一次方程,此时y 的系数为0.
由上面的讨论可知:平面上任一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程表示.
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由上可知:关于x,y的二元一次方程都表示一条直线.
对于问题(2),如果能把任意一个二元一次方程 (A,B不同时为0)化为直线的某种形式,那么它就表示一条直线.
当 时,方程可变形为 ,它表示过点 ,斜率为 的直线;
当 , 时,方程可变形为 ,它表示过点 ,垂直于x 轴的一条直线
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我们把关于x,y的二元一次方程
(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
探究一:直线的一般式方程
一般式适用于任意一条直线
注意:对于直线方程的一般式,规定:
1)的系数为正;
2),的系数及常数项一般不出现分数;
3)按含项,含项、常数项顺序排列.
4)无特殊要求时,求直线方程的结果写成一般式.
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(链接教材P65例5)根据下列条件求直线的一般式方程:
(1)直线的斜率为2,且经过点A(1,3);
解:因为k=2,且经过点A(1,3),由直线的点斜式方程可得y-3=2
(x-1),整理可得2x-y+1=0,所以直线的一般式方程为2x-y+1
=0.
(2)斜率为 ,且在y轴上的截距为4;
解:由直线的斜率k= ,且在y轴上的截距为4,得直线的斜截式方程
为y= x+4.
整理可得直线的一般式方程为 x-y+4=0.
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(3)经过两点A(2,-3),B(-1,-5);
解:由直线的两点式方程可得 = ,整理得直线的一般式方
程为2x-3y-13=0.
(4)在x,y轴上的截距分别为2,-4.
解:由直线的截距式方程可得 + =1,整理得直线的一般式方程为2x
-y-4=0.
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探究二:平行与垂直的条件
(1) 且 (或 )
(2)
思考:已知直线 , (其中A1,B1不同为0,A2,B2不同为0).
(1)若 ,则A1、A2、B1、B2、C1、C2满足什么条件?
(2)若 ,则A1、A2、B1、B2满足什么条件?
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两条直线的位置关系
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13
角度1 由平行、垂直求直线方程
〔一题多解〕已知直线l:x-2y-2=0,则过点(0,1)与l平行的
直线的方程是 ;过点(-1,3)与l垂直的直线的方程
是 .
解析:法一 直线l:x-2y-2=0的斜率为 ,所以平行于直线l的直线
的斜率等于 ,又因为直线经过点(0,1),故直线的斜截式方程为y=
x+1,所求直线的一般式方程为x-2y+2=0.垂直于直线l的直线的斜率
为-2,又因为直线经过点(-1,3),故直线的点斜式方程为y-3=-2
(x+1),所求直线方程为2x+y-1=0.
x-2y+2=0
2x+y-1=0
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法二 设平行于直线l的直线方程为x-2y+c=0(c≠-2),又因为直
线经过点(0,1),得c=2,所求直线方程为x-2y+2=0.设垂直于直
线l的直线方程为2x+y+m=0,又因为直线经过点(-1,3),得m=
-1,所求直线方程为2x+y-1=0.
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规律方法
与已知直线平行(垂直)的直线方程的求法
(1)由已知直线求出斜率,再利用平行(垂直)的直线斜率之间的关系
确定所求直线的斜率,由点斜式写出方程;
(2)可利用待定系数法:与直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)平
行的直线方程可设为Ax+By+C1=0(C1≠C);与直线Ax+By+C=0
(A,B不同时为0)垂直的直线方程可设为Bx-Ay+C2=0.
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角度2 由直线的平行或垂直求参数
已知直线l1:x+2ay-1=0与l2:(a-1)x+ay+1=0,a∈R. 分
别求a的值,使:
(1)l1∥l2;
解:由直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0平行⇔ A1B2-
A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0,
得a-2a(a-1)=0,且-(a-1)≠1,
解得a= .
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(2)l1⊥l2.
解:由直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0垂直⇔ A1A2+
B1B2=0,
得a-1+2a2=0,解得a= 或a=-1.
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规律方法
判定平行、垂直的两种方法
(1)化成斜截式方程看斜率和截距的关系,但要注意k=0和k不存在
的情况;
(2)化成一般式方程,用充要条件判断.
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已知方程(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y+6-2m=0
(m∈R).
(1)若该方程表示一条直线,求实数m的取值范围;
解:当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线.
令m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3;
令2m2+m-1=0,解得m=-1或m= .
所以x,y的系数同时为零时m=-1,
故若方程表示一条直线,则m≠-1,
即实数m的取值范围为{m|m≠-1}.
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(2)当m为何实数时,方程表示的直线斜率不存在?求出此时的直线
方程;
解:当x的系数不为0,y的系数为0时斜率不存在,
由(1)知当m= 时,2m2+m-1=0且m2-2m-3≠0,方程表示的直
线的斜率不存在,
此时直线方程为3x-4=0.
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(3)已知方程表示的直线l在x轴上的截距为-3,求实数m的值.
解:易知m≠-1且m≠3时,直线在x轴上的截距存在.
依题意,令y=0得直线在x轴上的截距 =-3,解得m=- (m
=3舍去).
所以实数m的值为- .
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变式 若直线l的方程为(a2-1)x+y+2-a=0(a∈R),求直线倾
斜角的取值范围.
解:因为直线的斜截式方程为y=(1-a2)x+a-2,(a∈R),所以
直线的斜率k=1-a2≤1,
当0≤k≤1时,直线的倾斜角的取值范围是[0, ];
当k<0时,直线的倾斜角的取值范围是( ,π),
综上所述,直线的倾斜角的取值范围是[0, ]∪( ,π).
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问题 3
在方程Ax+By+C=0中,A,B,C为何值时,方程表示的直线为:
(1)平行于x轴;
(2)平行于y轴;
(3)与x轴重合;
(4)与y轴重合;
(5)过原点 ?
(5) C=0,A、B不同时为0 Ax+By=0
(1) A=0 , B≠0 ,C≠0 By+C=0
(2) B=0 , A≠0 , C≠0 Ax+C=0
(4) B=0 , A≠0, C=0 Ax=0
(3) A=0 , B≠0 ,C=0 By=0
二元一次方程的系数对直线的位置的影响
24
1.直线
(1)若 .
(2)若 .
2.与直线 平行的直线可设为
与直线 垂直的直线可设为
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