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1.直线的点斜式方程和斜截式方程
名称 已知条件 示意图 方程 使用范围 点斜式 点P(x0,y0)和斜率k _____________ 斜率存在 斜截式 斜率k和在y轴上的截距b _____________ 斜率存在 y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
2.直线l在坐标轴上的截距
(1)直线在y轴上的截距:直线与y轴的交点(0,b)的________.
(2)直线在x轴上的截距:直线与x轴的交点(a,0)的________.
3.两直线平行、垂直的判断
对于直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,
(1)l1l2?________________;
(2)l1l2?____________.
横坐标a
k1·k2=-1
纵坐标b
k1=k2且b1≠b2
自主探究
探究1:平面直角坐标系下,任何直线都有点斜式方程吗?
【答案】平面直角坐标系下,并不是所有的直线都存在点斜式方程.当直线与x轴垂直时(没有斜率),不能用点斜式方程来表示.
探究2:y-y0=k(x-x0)与=k是等价的吗?
【答案】直线的点斜式方程y-y0=k(x-x0)与=k不是等价的,后者表示的是直线上去掉点P0(x0,y0)后所剩下的部分,前者是整条直线.预习测评
1.过点P(-2,0),斜率为3的直线方程是()
A.y=3x-2B.y=3x+2
C.y=3(x-2)D.y=3(x+2)
【答案】D
2.直线y=2x-4在y轴上的截距为()
A.-2B.2C.-4D.4
【答案】C
3.方程y+1=-(x-)表示过点________,斜率是________,倾斜角是________,在y轴上的截距是________的直线.
-
2
(,-1)
120°
4.已知A(2,0),B(4,8),线段AB的垂直平分线的方程是________.【答案】y-4=-(x-3)
要点阐释
1.直线的点斜式方程的三个注意点
方程y-y0=k(x-x0)由直线上一定点及其斜率确定,把这个方程叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
(1)方程y-y0=k(x-x0)与方程k=并不一致,前者是直线的点斜式方程,表示直线;而后者由于x≠x0,因此表示的直线不包括P0(x0,y0),并不是一条完整的直线.
(2)由于点斜式方程是用点的坐标和斜率表示的,因而它只能表示斜率存在的直线,斜率不存在的直线是不能用点斜式方程来表示的,即点斜式不能表示与x轴垂直的直线;过点P0(x0,y0)且垂直于x轴的直线可以表示为x=x0的形式.
(3)点斜式方程可以表示平行于x轴的直线.过点P0(x0,y0)且平行于x轴的直线方程为y=y0.特别地,x轴的方程为y=0.
2.直线的斜截式方程的三个注意点
方程y=kx+b由直线l的斜率k与它在y轴上的截距b确定,所以该方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
(1)直线的斜截式方程是点斜式方程的特例,应用的前提也是直线的斜率存在.
(2)直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线在y轴上的截距,截距不是距离,可正可负也可以为0.
(3)斜截式方程与一次函数的解析式的区别:当斜率不为0时,y=kx+b即为一次函数;当斜率为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.
典例剖析
题型一求直线的点斜式方程
【例1】根据下列条件写出直线的方程.
(1)经过点A(-1,4),倾斜角为135°;
(2)经过点B(1,-2),且与y轴平行;
(3)经过点C(-1,2),且与x轴平行.
思路点拨:分析条件,确定直线的斜率是否存在.若直线的斜率不存在,直接写出方程;若斜率存在,代入公式,整理得方程.
解(1)∵倾斜角为135°,k=tan135°=-1,
直线方程为y-4=-(x+1),即x+y-3=0.
(2)直线与y轴平行,倾斜角为90°,
直线的斜率不存在,直线方程为x=1.
(3)直线与x轴平行,倾斜角为0°,
k=tan0°=0,直线方程为y-2=0,即y=2.
1.根据条件写出下列直线的点斜式方程.
(1)经过点A(-1,4),倾斜角为45°;
(2)经过点B(4,2),倾斜角为90°;
(3)经过原点,倾斜角为60°;
(4)经过点D(-1,1),与x轴平行.
解:
(1)直线斜率为tan45°=1,
直线方程为y-4=(x+1).
(2)直线斜率不存在,直线平行于y轴,
所求直线方程为x=4.
(3)直线斜率为tan60°=,
所求直线的方程为y=x.
(4)直线斜率为0,直线方程为y=1.
题型二直线的斜截式方程
【例2】根据条件写出下列直线的斜截式方程.
(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;
(2)倾斜角为150°,在y轴上的截距是-2;
(3)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
思路点拨:求出直线的斜率,然后分别用斜截式写出方程.
解:
(1)由直线方程的斜截式可知,所求直线方程为y=2x+5.
(2)倾斜角α=150°,斜率k=tan150°=-,
由斜截式可得方程为y=-x-2.
(3)直线的倾斜角为60°,其斜率k=tan60°=,
直线与y轴的交点到原点的距离为3,
直线在y轴上的截距b=3或b=-3.
所求直线方程为y=x+3或y=x-3.
2.写出斜率为2,在y轴上截距为m的直线方程,当m为何值时,直线过点(1,1)?
解:由直线方程的斜截式,得直线方程为y=2x+m.
直线过点(1,1),将x=1,y=1代入方程y=2x+m,1=2×1+m,m=-1即为所求.
题型三用平行或垂直的关系求直线方程
【例3】已知直线l过点A(2,-3).
(1)若l与直线y=-2x+5平行,求其方程;
(2)若l与直线y=-2x+5垂直,求其方程.
思路点拨:由平行或垂直的关系求得所求直线的斜率,然后代入点求出直线方程.
解:
(1)法一:l与y=-2x+5平行,kl=-2,
由直线的点斜式方程,知y+3=-2(x-2),
方程为y+3=-2x+4,即y+2x-1=0.
法二:已知直线方程为y=-2x+5,
而l与其平行,y=-2x+b,
又过点(2,-3),b=1,2x+y-1=0.
(2)
法一:l与y=-2x+5垂直,
kl=,由直线的点斜式方程y-(-3)=(x-2),即x-2y-8=0.
法二:直线y=-2x+5的斜率为-2,l与其垂直,
可设l的方程为y=x+c,
又过点(2,-3),c=-4,
l的方程为x-2y-8=0.
方法点评:(1)充分利用直线平行、垂直的条件,求出所求直线的斜率,从而写出直线的点斜式方程.
(2)解答本题可利用待定系数法,由已知直线y=kx+b,当所求直线与已知直线平行时可设y=kx+b1,将点代入求b1,进而写方程,类似可求直线与已知直线垂直时的方程.
3.(1)求与直线y=-2x+10平行,且在y轴上的截距为的直线方程.
(2)求过点A(1,-4)且与直线=平行的直线方程.
解:
(1)由平行关系,得所求直线斜率为-2.又直线在y轴上的截距为8,
∴所求直线方程为y=-2x+8.
(2)∵已知直线的斜率是-,
∴所求直线的斜率也是-.
根据点斜式,得所求直线的方程是
y+4=-(x-1).
(2)法一:已知直线的斜率是-,
又所求直线与已知直线平行,它的斜率也是-.
根据点斜式,得所求直线的方程是
y+4=-(x-1),即2x+3y+10=0.
法二:设所求直线的方程为2x+3y+b=0,直线过点A(1,-4),
有2×1+3×(-4)+b=0,解得b=10.
故所求直线的方程是2x+3y+10=0.
误区解密因忽视斜率的不存在而致错
【例4】已知直线l的倾斜角为α,且经过点(1,-2),求直线l的方程.
错解:由直线l的倾斜角为α,得该直线的斜率k=tanα,又由点斜式得直线l的方程为y+2=tanα(x-1).
错因分析:在使用点斜式求直线的方程时,应分“斜率存在”与“斜率不存在”两种情况考虑,以免丢解.
正解:当α≠90°时,由点斜式得直线l的方程为y+2=tanα(x-1);当α=90°时,直线l的方程为x=1.
纠错心得:由于点斜式方程是用点的坐标和斜率表示的,因而它只能表示斜率存在的直线,斜率不存在的直线是不能用点斜式方程来表示的,即点斜式方程不能表示与x轴垂直的直线;过点P0(x0,y0)且垂直于x轴的直线可以表示为x=x0的形式.
课堂总结
1.求直线方程的两种基本思路
目前已学直线方程的点斜式和斜截式,求直线方程常有以下两种思路:
思路一:直接法,若联想点斜式方程,可依据题设条件求斜率,直线上的某一点,写出点斜式方程;若利用斜截式方程,则要明确直线斜率及在y轴上的截距,进而写出方程.
思路二:待定系数法,先设出直线方程,利用条件建立待定字母的方程或方程组,求出待定字母,确定直线方程.
2.直线的点斜式、斜截式方程的局限性
已知直线l上两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),当x1=x2时,直线l与x轴垂直,斜率不存在;当x1≠x2时,斜率k=.由于直线的点斜式及斜截式方程均涉及斜率,故用点斜式或斜截式不能表示与x轴垂直的直线. |
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