高教版(2021·十四五)基础模块 下册第6章 直线与圆的方程6.2 直线的方程精品导学案
展开要点梳理
知识点一 倾斜角
知识点二 斜率(倾斜角为α)
知识点三 直线的点斜式方程
(1)定义:如下图所示,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.
(2)说明:如下图所示,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__.
知识点四 直线的斜截式方程
(1)定义:如下图所示,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.
(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__90°__的直线没有斜截式方程.
强调:(1)截距是坐标,它可能是正数,也可能是负数,还可能是0,不能将其理解为“距离”.
(2)并不是每条直线都有横截距和纵截距,如直线x=1没有纵截距,直线y=2没有横截距.
知识点五 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.
思考1:平面直角坐标系中的每一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程表示吗?
提示:都可以,原因如下:
(1)若直线的斜率k存在.直线可表示成y=kx+b,可转化为kx+(-1)y+b=0,这是关于x,y的二元一次方程.
(2)若直线的斜率k不存在,方程可表示成x-a=0,它可以认为是关于x,y的二元一次方程,此时方程中y的系数为0.
题型探究:
考点一 直线的倾斜角和斜率
例1. 给出下列命题:
①任何一条直线都有惟一的倾斜角;
②一条直线的倾斜角可以为-30°;
③倾斜角为0°的直线只有一条,即x轴;
④按照倾斜角的概念,直线倾斜角的集合{α|0°≤α<180°}与直线构成的集合建立了一一映射关系.
正确命题的个数( A )
A.1个 B.2个C.3个 D.4个
【解析】 由倾斜角α∈[0°,180°)知②错;又平行于x轴的直线的倾斜角是0°,
这样的直线有无数条,故③④错;只有①是正确的.
例2. 若直线l过两点和,则直线l的倾斜角为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】不与轴垂直的直线斜率与倾斜角的关系,根据正切值求即可.
【详解】该直线不与轴垂直,设倾斜角为,
斜率,.
故选:B
例3.已知两点,所在直线的斜率为,则 .
【答案】
【分析】根据两点的斜率公式计算可得.
【详解】因为两点,所在直线的斜率为,
所以,解得.
故答案为:
【归纳提升】 (1)对求斜率的两个公式注意其应用的条件,必要时应分类讨论;(2)当直线绕定点由与x轴平行(或重合)位置按逆时针方向旋转到与y轴平行(或重合)时,斜率由0逐渐增大到+∞;按顺时针方向时,斜率由0逐渐减小到-∞,这种方法即可定性分析倾斜角与斜率的关系,也可以定量求解斜率和倾斜角的取值范围.
【变式】1. 图中能表示直线的倾斜角的是( )
A.①④B.①②C.①③D.②④
【答案】C
【分析】根据直线的倾斜角的定义判断即可.
【详解】根据倾斜角的定义可知图①中的为直线的倾斜角,
图③中的的对顶角为直线的倾斜角,
图②中的的补角为直线的倾斜角,
图④中的为直线的倾斜角.
故符合题意的只有①③.
故选:C
2. 经过两点,的直线的倾斜角为( )
A.B.C.D.不存在
【答案】C
【分析】根据条件可知直线垂直轴,即可得倾斜角大小.
【详解】∵直线经过两点,,
∴直线垂直轴,故倾斜角为.
故选:C.
3.已知直线经过两点,,则它的斜率为 .
【答案】/
【分析】由斜率公式计算可得直线的斜率.
【详解】因为直线经过两点,,
所以它的斜率为.
故答案为:.
考点二 直线的点斜式方程
例4. 求满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)过点P(-4,3),斜率k=-3;
(2)过点P(3,-4),且与x轴平行;
(3)过P(-2,3)、Q(5,-4)两点.
【解析】 (1)∵直线过点P(-4,3),斜率k=-3,
由直线方程的点斜式得直线方程为y-3=-3(x+4).
(2)与x轴平行的直线,其斜率k=0,由直线方程的点斜式可得直线方程为y-(-4)=0×(x-3),即y+4=0.
(3)过点P(-2,3)、Q(5,-4)的直线的斜率kPQ=eq \f(-4-3,5--2)=eq \f(-7,7)=-1.
又∵直线过点P(-2,3),
∴直线的点斜式方程为y-3=-(x+2).
例5.过两点的直线方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据斜率公式求得直线的斜率,结合点斜式方程,即可求解.
【详解】由两点,可得过两点的直线的斜率为,
又由直线的点斜式方程,可得,即.
故选:B.
【归纳提升】 求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0、y0)→定斜率k→写出方程y-y0=k(x-x0).点斜式方程y-y0=k·(x-x0)可表示过点P(x0、y0)的所有直线,但x=x0除外.
【变式】过点,倾斜角为的直线方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】首先求出直线的斜率,再利用点斜式求出直线方程.
【详解】由倾斜角为知,直线的斜率为,又直线过点,
所以直线方程为,化简得.
故选:C.
考点三 直线的斜截式方程
例6. 写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率是3,在y轴上的截距是-3;
(2)倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;
(3)倾斜角是150°,在y轴上的截距是0.
【解析】 (1)y=3x-3.
(2)∵k=tan60°=eq \r(3),∴y=eq \r(3)x+5.
(3)∵k=tan150°=-eq \f(\r(3),3),∴y=-eq \f(\r(3),3)x.
【归纳提升】 斜截式是点斜式的特例,应用斜截式方程时,应注意斜率不存在的情形.当k≠0时,斜截式方程y=kx+b是一次函数的形式;而一次函数y=kx+b中,k是直线的斜率,常数b是直线在y轴上的截距.
【变式探究】1.直线的斜率和在y轴上的截距分别是( )
A.,3 B.3, C., D.3,3
【答案】A
【详解】根据直线的点斜式方程可知斜率为-2,纵截距为3
故选:A
考点四 直线的一般式方程
例7.根据下列各条件写出直线的方程,并化成一般式.
①斜率是-eq \f(1,2),且经过点A(8,-6)的直线方程为__x+2y+4=0__;
②经过点P1(3,-2),P2(5,-4)的直线方程为__x+y-1=0__.
[归纳提升] 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.
例8.直线的倾斜角为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】求出斜率,进而可得倾斜角
【详解】由直线得
故直线的斜率为,又倾斜角范围为,
所以倾斜角为.
故选:A.
【变式探究】1. 求经过点且斜率为的直线一般式方程是 .
【答案】
【分析】根据直线的点斜式方程,准确运算,即可求解.
【详解】根据直线的点斜式方程,可得,即,
所以所求直线的方程为.
故答案为:.
2. 经过点和的直线的一般式方程为 .
【答案】
考点五 直线的一般式方程的应用
例9. 设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1)已知直线l在x轴上的截距为-3,求m的值;
(2)已知直线l的斜率为1,求m的值.
[解析] (1)由题意知m2-2m-3≠0,即m≠3且m≠-1,令y=0,得x=eq \f(2m-6,m2-2m-3),
∴eq \f(2m-6,m2-2m-3)=-3,得m=-eq \f(5,3)或m=3(舍去).
∴m=-eq \f(5,3).
(2)由题意知,2m2+m-1≠0,即m≠eq \f(1,2)且m≠-1.
由直线l化为斜截式方程得y=eq \f(m2-2m-3,2m2+m-1)x+eq \f(6-2m,2m2+m-1),
则eq \f(m2-2m-3,2m2+m-1)=1,
得m=-2或m=-1(舍去).
∴m=-2.
[规律方法] 含参直线方程的研究策略
(1)若方程Ax+By+C=0表示直线,则需满足A,B不同时为0.
(2)令x=0可得在y轴上的截距.令y=0可得在x轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
【变式探究】1. 若三点共线,则a= .
【答案】4
【分析】利用斜率相等建立方程即可求解.
【详解】三点共线,则,即=,即,∴.
故答案为:4.
2.已知在过和的直线上,则的值是
【答案】
【分析】由题意,,根据两点间的斜率公式即可求解.
【详解】解:因为在过和的直线上,
所以,即,解得,
故答案为:.
素养作业
1. 已知点,则直线的倾斜角为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】利用斜率与倾斜角的关系计算即可.
【详解】由,
又直线的倾斜角,故.
故选:C
2. 若直线l经过点,,则l的斜率为 .
【答案】3
【分析】根据直线经过两点的斜率公式即可求解.
【详解】因为直线经过点,,
所以直线的斜率,
故答案为:3.
3. 过点且倾斜角为150°的直线l的方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根据倾斜角求出直线的斜率,结合直线的点斜式方程即可求解.
【详解】依题意,直线l的斜率,
故直线l的方程为,
即,
故选:B.
4. 直线过点,斜率为,则直线的方程为( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】根据直线的点斜式方程即可得解.
【详解】解:因为直线过点,斜率为,
所以直线的方程为,即.
故选:D.
5.经过点的直线方程是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】直接利用直线方程的两点式公式求解即可
【详解】由已知得直线的两点式方程为,即.
故选:D
6.已知三点三点共线,则实数的值为 .
【答案】6
【分析】依题意可得,根据斜率公式计算可得.
【详解】解:因为三点共线,
所以,即,解得;
故答案为:
7. 直线经过点,,则直线的斜率为 .
【答案】/
【分析】由两点连线斜率公式可直接求得结果.
【详解】由题意知:直线斜率.
故答案为:.
8.已知直线的倾斜角,且过点,则该直线的方程为 .
【答案】
【分析】根据直线的倾斜角求出斜率,再根据点斜式写出直线方程,化为一般式方程.
【详解】解:直线的倾斜角,所以直线的斜率为
又因为直线过点,
所以直线的方程为,
.
故答案为:.
9.经过点且斜率为的直线l的点斜式方程为 .
【答案】
【分析】根据点斜式方程的定义即可.
【详解】根据点斜式方程的定义, ,即 ;
故答案为:.
10.直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】利用斜率与倾斜角的关系计算即可.
【详解】由题意得该直线的斜率为,故其倾斜角为.
故答案为:
11.三角形的顶点坐标为,,,求直线和直线的方程.
【答案】:;:.
【分析】首先求出斜率,再由斜截式求出直线方程,最后再化为一般式.
【详解】因为,,,
所以,,
所以直线的方程为,即;
直线的方程为,即.
12. 由下列各条件,写出直线的方程,并且化成一般式:
(1)斜率是,经过点;
(2)经过点,平行于x轴;
(3)在x轴和y轴上的截距分别是;
(4)经过两点;
(5)在x轴上的截距是,倾斜角是;
(6)倾斜角为,与y轴的交点到x轴的距离是3.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)或
【分析】(1)由点斜式可得结果;(2)由点斜式可得结果;(3)由截距式可得结果;(4)由两点式可得结果;(5)由点斜式可得结果;(6)由斜截式可得结果.
【详解】(1)由点斜式得,即.
(2)因为直线平行于轴,所以斜率等于,
由点斜式得,即.
(3)因为在x轴和y轴上的截距分别是;
所以直线方程的截距式为:,即.
(4)由两点式得,即.
(5)斜率,
由点斜式得,即.
(6)斜率为,
因为直线与y轴的交点到x轴的距离是3,所以直线在轴上的截距为,
所以所求直线方程为或,即或.
定义
当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向__上__方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.
规定
当直线l与x轴平行或重合时,规定直线的倾斜角为__0°__.
图示
范围
0°≤α<180°
作用
(1)
用倾斜角表示平面直角坐标系内一条直线的__倾斜程度__
(2)
确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素是:直线上的一个定点以及它的__倾斜角__,二者缺一不可
定义
α≠90°
一条直线的倾斜角α的__正切值__叫做这条直线的斜率
α=90°
斜率不存在
记法
斜率k=tanα
范围
__R__
公式
经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率为k=__eq \f(y2-y1,x2-x1)__
作用
用实数反映了平面直角坐标系内的直线的倾斜程度
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