人教版高中数学选择性必修第一册2.2.3《直线的一般式方程》导学案(含答案)

2.2.3直线的一般式方程1.了解直线的一般式方程的形式特征,理解直线的一般式方程与二元一次方程的关系.2.能正确地进行直线的一般式方程与特殊形式的方程的转化.3.能运用直线的一般式方程解决有关问题.重点：了解二元一次方程与直线的对应关系，掌握直线的一般形式难点：能根据所给条件求直线方程，并能在几种形式间相互转化一、自主导学1.直线的一般式方程(1)．在平面直角坐标系中，对于任何一条直线，都有一个表示这条直线的关于x，y的_____________；任何关于x，y的二元一次方程都表示________．方程_____________________________________叫做直线方程的一般式．二元一次方程;一条直线;Ax＋By＋C＝0(其中A、B不同时为0)(2)．直线一般式方程的结构特征①方程是关于x，y的二元一次方程．②方程中等号的左侧自左向右一般按x，y常数的先后顺序排列．③x的系数一般不为分数和负数．④虽然直线方程的一般式有三个参数，但只需两个独立的条件即可求得直线的方程．2.直线的一般式方程与其他形式的互化3.两条直线的位置关系 二、小试牛刀1.在方程Ax+By+C=0(A,B不同时为零)中,A,B,C为何值时,方程表示的直线(1)平行于x轴;(2)平行于y轴;(3)与x轴重合;(4)与y轴重合.2.直线方程2x+3y+1=0化为斜截式为　　　　　　　　;化为截距式为 　. 3.判断下列两组直线是否平行或垂直:(1)x+2y-7=0;2x+4y-7=0.(2)4x-y+3=0,3x+12y-11=0.一、问题导学问题：由下列各条件,写出直线的方程,并画出图形.(1)斜率是1,经过点A(1,8);(2)在x轴和y轴上的截距分别是-7,7;(3)经过两点P1(-1,6),P2(2,9);(4)在y轴上的截距是7,倾斜角是45°.同学们,根据前面我们学习的直线方程形式,分别利用点斜式、截距式、两点式和斜截式,可得到四种情况下的直线方程分别为(1)y-8=x-1;(2)=1;(3);(4)y=x+7.如果我们画出这4条直线的图象,你会惊奇地发现:这4条直线是重合的.事实上,它们的方程都可以化简为x-y+7=0.这样前几种直线方程就有了统一的形式,这就是本节我们要学习的直线的一般式方程.二、典例解析 例1根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程.(1)斜率是,且经过点A(5,3);(2)斜率为4,在y轴上的截距为-2;(3)经过A(-1,5),B(2,-1)两点;(4)在x轴、y轴上的截距分别是-3,-1.直线的一般式方程的特征求直线方程时,要求将方程化为一般式方程,其形式一般作如下设定:x的系数为正;系数及常数项一般不出现分数;一般按含x项、含y项、常数项的顺序排列.跟踪训练1根据下列各条件写出直线的方程,并化成一般式.(1)斜率是-,经过点A(8,-2);(2)经过点B(4,2),且平行于x轴;(3)在x轴和y轴上的截距分别是,-3;(4)经过两点P1(3,-2),P2(5,-4).【例2】(1)已知直线l1:2x+(m+1)y+4=0与直线l2:mx+3y-2=0平行,求实数m的值;(2)已知直线l1:(a+2)x+(1-a)y-1=0与直线l2:(a-1)x+(2a+3)y+2=0垂直,求实数a的值.延伸探究已知点A(2,2)和直线l:3x+4y-20=0.求:(1)过点A和直线l平行的直线方程;(2)过点A和直线l垂直的直线方程.1．利用一般式解决直线平行与垂直问题的策略直线l1：A1x＋B1y＋C1＝0，直线l2：A2x＋B2y＋C2＝0，(1)若l1∥l2⇔A1B2－A2B1＝0且B1C2－B2C1≠0(或A1C2－A2C1≠0)．(2)若l1⊥l2⇔A1A2＋B1B2＝0.2．与已知直线平行(垂直)的直线方程的求法 (1)与直线Ax＋By＋C＝0平行的直线方程可设为Ax＋By＋m＝0(m≠C)．(2)与直线Ax＋By＋C＝0垂直的直线方程可设为Bx－Ay＋m＝0.跟踪训练2已知直线l的方程为3x+4y-12=0,求直线l'的方程,l'满足(1)过点(-1,3),且与l平行;(2)过点(-1,3),且与l垂直.金题典例(1)设直线l的方程为(a－1)x＋y－2－a＝0(a∈R)．若直线l不过第三象限，则a的取值范围为________．(2)设直线l的方程为2x＋(k－3)y－2k＋6＝0(k≠3)，根据下列条件分别确定k的值：①直线l的斜率为－1；②直线l在x轴，y轴上的截距之和等于0.变式探究：1.典例(1)中若将方程改为“x＋(a－1)y－2－a＝0(a∈R)”，其他条件不变，又如何求解？2．若典例(1)中的方程不变，当a取何值时，直线不过第二象限？　直线恒过定点的求解策略(1)将方程化为点斜式，求得定点的坐标.(2)将方程变形，把x，y作为参数的系数，因为此式子对任意的参数的值都成立，故需系数为零，解方程组可得x，y的值，即为直线过的定点.1．思考辨析(1)二元一次方程Ax＋By＋C＝0(A，B不同时为0)可表示平面内的任何一条直线．(　　)(2)当C＝0时，方程Ax＋By＋C＝0(A、B不同时为0)表示的直线过原点．(　　)(3)当B＝0，A≠0时，方程Ax＋By＋C＝0表示的直线与y轴平行．(　　)(4)任何一条直线的一般式方程都能与其他四种形式互化．(　　)2.两直线ax-by-1=0(ab≠0)与bx-ay-1=0(ab≠0)的图象可能是图中的哪一个(　　) 3．过点(1,0)且与直线x－2y－2＝0平行的直线方程是(　　)A．x－2y－1＝0B．x－2y＋1＝0C．2x＋y＝2＝0D．x＋2y－1＝04．已知两条直线y＝ax－2和3x－(a＋2)y＋1＝0互相平行，则a＝________.5．若方程(m2－3m＋2)x＋(m－2)y－2m＋5＝0表示直线．(1)求实数m的范围；(2)若该直线的斜率k＝1，求实数m的值．参考答案：知识梳理二、小试牛刀1.答案:当A=0时,方程变为y=-,当C≠0时表示的直线平行于x轴,当C=0时与x轴重合;当B=0时,方程变为x=-,当C≠0时表示的直线平行于y轴,当C=0时与y轴重合.2.解析:方程化为3y=-2x-1,则y=-x-;方程化为2x+3y=-1,得-2x-3y=1,即=1.答案:y=-x-;=13.解:(1)∵1×4-2×2=0且2×(-7)-4×(-7)≠0,∴两直线平行. (2)∵4×3+(-1)×12=0,∴两直线垂直.学习过程例1思路分析:先选择合适的形式将直线方程写出来,再化为一般式.解:(1)由点斜式方程可知,所求直线方程为y-3=(x-5),化为一般式方程为x-y+3-5=0.(2)由斜截式方程可知,所求直线方程为y=4x-2,化为一般式方程为4x-y-2=0.(3)由两点式方程可知,所求直线方程为,化为一般式方程为2x+y-3=0.(4)由截距式方程可得,所求直线方程为=1,化为一般式方程为x+3y+3=0.跟踪训练1解:(1)由点斜式方程,得y-(-2)=-(x-8),即x+2y-4=0.(2)由点斜式方程,得y-2=0.(3)由截距式方程,得=1,即2x-y-3=0.(4)由两点式方程,得,即x+y-1=0.【例2】思路分析:利用在一般式方程下,两直线平行或垂直的条件求解.解:(1)由2×3-m(m+1)=0,得m=-3或m=2.当m=-3时,l1:x-y+2=0,l2:3x-3y+2=0,显然l1与l2不重合,∴l1∥l2.同理,当m=2时,l1:2x+3y+4=0,l2:2x+3y-2=0,l1与l2不重合,l1∥l2,故m的值为2或-3.(2)由直线l1⊥l2,得(a+2)(a-1)+(1-a)(2a+3)=0,解得a=±1.故当a=1或a=-1时,直线l1⊥l2.延伸探究解:(1)将与直线l平行的直线方程设为3x+4y+C1=0,又过点A(2,2),所以3×2+4×2+C1=0,所以C1=-14.所求直线方程为3x+4y-14=0.(2)将与l垂直的直线方程设为4x-3y+C2=0,又过点A(2,2),所以4×2-3×2+C2=0,所以C2=-2,所以直线方程为4x-3y-2=0. 跟踪训练2思路分析:可先求斜率,再利用点斜式方程求解;也可利用平行、垂直直线系方程,利用待定系数法求解.解:(方法1)由题设l的方程可化为y=-x+3,∴l的斜率为-.(1)∵直线l'与l平行,∴l'的斜率为-.又∵直线l'过(-1,3),由点斜式知方程为y-3=-(x+1),即3x+4y-9=0.(2)由l'与l垂直,∴l'的斜率为,又过(-1,3),由点斜式可得方程为y-3=(x+1),即4x-3y+13=0.(方法2)(1)由l'与l平行,可设l'方程为3x+4y+m=0.将点(-1,3)代入上式得m=-9.∴所求直线方程为3x+4y-9=0.(2)由l'与l垂直,可设其方程为4x-3y+n=0.将(-1,3)代入上式得n=13.∴所求直线方程为4x-3y+13=0.金题典例解析：(1)[1，＋∞)　把直线l化成斜截式，得y＝(1－a)x＋a＋2，因为直线l不过第三象限，该直线的斜率小于等于零，且直线在y轴上的截距大于等于零．即解得a≥1.所以a的取值范围为[1，＋∞)．(2)①因为直线l的斜率存在，所以直线l的方程可化为y＝－x＋2.由题意得－＝－1，解得k＝5.②直线l的方程可化为＋＝1.由题意得k－3＋2＝0，解得k＝1.变式探究：1.[解]　(1)当a－1＝0，即a＝1时，直线为x＝3，该直线不过第三象限，符合．(2)当a－1≠0，即a≠1时，直线化为斜截式方程为y＝x－，因为直线l 不过第三象限，故该直线的斜率小于等于零，且直线在y轴上的截距大于等于零．即解得a＞1.由(1)(2)可知a≥1.2．[解]　把直线l化成斜截式，得y＝(1－a)x＋a＋2，因为直线l不过第二象限，故该直线的斜率大于等于零，且直线在y轴上的截距小于等于零．即解得a≤－2.达标检测1．答案　(1)√　(2)√(3)×　当C＝0时，直线与y轴重合．(4)×　当直线与坐标轴平行或重合时，不能转化为截距式或斜截式．2.解析:当a0时,直线ax-by=1在x轴上的截距0.只有B满足.故选B.答案:B3．答案A　解析：设所求直线方程为x－2y＋c＝0，把点(1,0)代入可求得c＝－1.所以所求直线方程为x－2y－1＝0.故选A.4．答案：1或－3　解析：依题意得：a(a＋2)＝3×1，解得a＝1或a＝－3.5．解析：(1)由解得m＝2，若方程表示直线，则m2－3m＋2与m－2不能同时为0，故m≠2.(2)由－＝1，解得m＝0.