高中数学第三章直线与方程3.2.1直线的点斜式方程学案含解析新人教A版必修2
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高中数学第三章直线与方程3.2.1直线的点斜式方程学案含解析新人教A版必修2

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时间:2022-08-16

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资料简介
3.2.1 直线的点斜式方程点斜式、斜截式  [提出问题]如图,过点A(1,1)作直线l.问题1:试想直线l确定吗?提示:不确定.因为过一点可画无数条直线.问题2:若直线l的倾斜角为45°,直线确定吗?提示:确定.问题3:若直线l的斜率为2,直线确定吗?提示:确定.[导入新知]1.直线的点斜式方程(1)定义:如图所示,直线l过定点P(x0,y0),斜率为k,则把方程y-y0=k(x-x0)叫做直线l的点斜式方程,简称点斜式.(2)说明:如图所示,过定点P(x0,y0),倾斜角是90°的直线没有点斜式,其方程为x-x0=0,或x=x0.2.直线的斜截式方程(1)定义:如图所示,直线l的斜率为k,且与y轴的交点为(0,b),则方程y=kx+b叫做直线l的斜截式方程,简称斜截式.(2)说明:一条直线与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线在y轴上的截距.倾斜角是直角的直线没有斜截式方程.[化解疑难]1.关于点斜式的几点说明:(1)直线的点斜式方程的前提条件是:①已知一点P(x0,y0)和斜率k;②斜率必须存在.只有这两个条件都具备,才可以写出点斜式方程. (2)方程y-y0=k(x-x0)与方程k=不是等价的,前者是整条直线,后者表示去掉点P(x0,y0)的一条直线.(3)当k取任意实数时,方程y-y0=k(x-x0)表示恒过定点(x0,y0)的无数条直线.2.斜截式与一次函数的解析式相同,都是y=kx+b的形式,但有区别,当k≠0时,y=kx+b即为一次函数;当k=0时,y=b不是一次函数,一次函数y=kx+b(k≠0)必是一条直线的斜截式方程.截距不是距离,可正、可负也可为零.直线的点斜式方程[例1] (1)经过点(-5,2)且平行于y轴的直线方程为________________.(2)直线y=x+1绕着其上一点P(3,4)逆时针旋转90°后得直线l,则直线l的点斜式方程为________________.(3)求过点P(1,2)且与直线y=2x+1平行的直线方程为________________.[答案] (1)x=-5 (2)y-4=-(x-3) (3)2x-y=0[类题通法]已知直线上一点的坐标以及直线斜率或已知直线上两点的坐标,均可用直线方程的点斜式表示,直线方程的点斜式,应在直线斜率存在的条件下使用.当直线的斜率不存在时,直线方程为x=x0.[活学活用]若直线l过点(2,1),分别求l满足下列条件时的直线方程:(1)倾斜角为135°;(2)平行于x轴;(3)平行于y轴;(4)过原点.解:(1)直线的斜率为k=tan135°=-1,所以由点斜式方程得y-1=-1×(x-2),即方程为x+y-3=0.(2)平行于x轴的直线的斜率k=0,故所求的直线方程为y=1.(3)过点(2,1)且平行于y轴的直线方程为x=2.(4)过点(2,1)与点(0,0)的直线的斜率k=,故所求的直线方程为y=x.直线的斜截式方程[例2] (1)倾斜角为150°,在y轴上的截距是-3的直线的斜截式方程为________________. (2)已知直线l1的方程为y=-2x+3,l2的方程为y=4x-2,直线l与l1平行且与l2在y轴上的截距相同,求直线l的方程.[解] (1)y=-x-3(2)由斜截式方程知直线l1的斜率k1=-2,又∵l∥l1,∴l的斜率k=k1=-2.由题意知l2在y轴上的截距为-2,∴l在y轴上的截距b=-2,由斜截式可得直线l的方程为y=-2x-2.[类题通法]1.斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.当b=0时,y=kx表示过原点的直线;当k=0时,y=b表示与x轴平行(或重合)的直线.2.截距不同于日常生活中的距离,截距是一个点的横(纵)坐标,是一个实数,可以是正数,也可以是负数或零,而距离是一个非负数.[活学活用] 写出下列直线的斜截式方程:(1)直线斜率是3,在y轴上的截距是-3;(2)直线倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;(3)直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2.解:(1)y=3x-3.(2)∵k=tan60°=,∴y=x+5.(3)∵直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2,∴直线过点(4,0)和(0,-2),∴k==,∴y=x-2.两直线平行与垂直的应用[例3] 当a为何值时,(1)两直线y=ax-2与y=(a+2)x+1互相垂直?(2)两直线y=-x+4a与y=(a2-2)x+4互相平行?[解] (1)设两直线的斜率分别为k1,k2,则k1=a,k2=a+2.∵两直线互相垂直,∴k1k2=a(a+2)=-1,解得a=-1.故当a=-1时,两条直线互相垂直.(2)设两直线的斜率分别为k3,k4,则k3=-1,k4=a2-2.∵两条直线互相平行,∴解得a=-1.故当a=-1时,两条直线互相平行. [类题通法]判断两条直线位置关系的方法直线l1:y=k1x+b1,直线l2:y=k2x+b2.(1)若k1≠k2,则两直线相交.(2)若k1=k2,则两直线平行或重合,当b1≠b2时,两直线平行;当b1=b2时,两直线重合.(3)特别地,当k1·k2=-1时,两直线垂直.(4)对于斜率不存在的情况,应单独考虑.[活学活用]1.若直线l1:y=(2a-1)x+3与直线l2:y=4x-3垂直,则a=________.答案:2.若直线ax+2y+3a=0与直线3x+(a-1)y=-7+a平行,则实数a的值为________.答案:3    [典例] 已知直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)·x+3y+2m=0,当l1∥l2时,求m的值.[解] 由题设l2的方程可化为y=-x-m,则其斜率k2=-,在y轴上的截距b2=-m.∵l1∥l2,∴l1的斜率一定存在,即m≠0.∴l1的方程为y=-x-.由l1∥l2,得解得m=-1.∴m的值为-1. [易错防范]1.两条直线平行时,斜率存在且相等,截距不相等.当两条直线的斜率相等时,也可能平行,也可能重合.2.解决此类问题要明确两直线平行的条件,尤其是在求参数时要考虑两直线是否重合.[成功破障]当a为何值时,直线l1:y=-2ax+2a与直线l2:y=(a2-3)x+2平行?解:∵l1∥l2,∴a2-3=-2a且2a≠2,解得a=-3.[随堂即时演练]1.直线的点斜式方程y-y1=k(x-x1)(  )A.可以表示任何一条直线B.不能表示过原点的直线C.不能表示与坐标轴垂直的直线D.不能表示与x轴垂直的直线答案:D2.直线l经过点P(2,-3),且倾斜角α=45°,则直线的点斜式方程是(  )A.y+3=x-2     B.y-3=x+2C.y+2=x-3D.y-2=x+3答案:A3.直线y=3x-2在y轴上的截距为________.答案:-24.在y轴上的截距为2,且与直线y=-3x-4平行的直线的斜截式方程为________________.答案:y=-3x+25.(1)求经过点(1,1),且与直线y=2x+7平行的直线的方程;(2)求经过点(-2,-2),且与直线y=3x-5垂直的直线的方程.解:(1)2x-y-1=0 (2)x+3y+8=0[课时达标检测]一、选择题1.已知直线的方程是y+2=-x-1,则(  )A.直线经过点(-1,2),斜率为-1 B.直线经过点(2,-1),斜率为-1C.直线经过点(-1,-2),斜率为-1D.直线经过点(-2,-1),斜率为1答案:C2.直线y=ax+b和y=bx+a在同一直角坐标系中的图形可能是(  )答案:D3.与直线y=2x+1垂直,且在y轴上的截距为4的直线的斜截式方程是(  )A.y=x+4    B.y=2x+4C.y=-2x+4D.y=-x+4答案:D4.过点(-1,3)且垂直于直线x-2y+3=0的直线方程为(  )A.2x+y-1=0B.2x+y-5=0C.x+2y-5=0D.x-2y+7=0答案:A5.直线y=2x+3与y-2=2(x+3)的位置关系是(  )A.平行B.垂直C.重合D.无法判断答案:A二、填空题6.过点(-3,2)且与直线y-1=(x+5)平行的直线的点斜式方程是________________.答案:y-2=(x+3)7.直线y=ax-3a+2(a∈R)必过定点____________.答案:(3,2) 8.已知斜率为2的直线的方程为5ax-5y-a+3=0,此直线在y轴上的截距为________.答案:三、解答题9.已知三角形的顶点坐标是A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),试求这个三角形的三条边所在直线的方程.解:直线AB的斜率kAB==-,过点A(-5,0),由点斜式得直线AB的方程为y=-(x+5),即3x+8y+15=0;同理,kBC==-,kAC==,直线BC,AC的方程分别为5x+3y-6=0,2x-5y+10=0.10.已知直线l的斜率与直线3x-2y=6的斜率相等,且直线l在x轴上的截距比在y轴上的截距大1,求直线l的方程.解:由题意知,直线l的斜率为,故设直线l的方程为y=x+b,l在x轴上的截距为-b,在y轴上的截距为b,所以-b-b=1,b=-,直线l的方程为y=x-,即15x-10y-6=0.

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