【课件】第二章-2.2 直线的方程 数学-RJ A-选择性必修第一册(共48张PPT)

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名称 【课件】第二章-2.2 直线的方程 数学-RJ A-选择性必修第一册(共48张PPT)
格式 pptx
文件大小 3.0MB
资源类型 试卷
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-04-14 18:02:16

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文档简介

(共48张PPT)
数学-RJ·A-选择性必修第一册
第二章 直线和圆的方程
2.1 直线的方程
学习目标
1.掌握直线方程的点斜式、斜截式、两点式、截距式
与一般式方程.
2.了解直线的斜截式方程与一次函数的关系.
重点:直线的方程.
难点:直线方程的应用.
知识梳理
一、直线的点斜式方程
我们把方程y-y0=k(x-x0)称为过点P0(x0,y0),斜率为k的直线的方程.
方程y-y0=k(x-x0)由直线上一个定点(x0,y0)及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式(point slope form).
思考:(1)当直线l的倾斜角为0°时,直线l的方程是什么?为什么?
(2)当直线l的倾斜角为90°时,直线l的方程如何表示?为什么?
提示:(1)当直线的倾斜角为0°时(如图(1)),tan 0°=0,即
k=0,这时直线与x轴平行或重合,直线的方程是y-y0=0,即
y=y0.
(2)当直线的倾斜角为90°时(如图(2)),由于tan 90°无意义,直线没有斜率,这时直线与y轴平行或重合,它的方程不能用点斜式表示.又因为这时直线上每一点的横坐标都等于x0,所以它的方程是x-x0=0,即x=x0.
图(1)
图(2)
二、直线的斜截式方程
如果斜率为k的直线过点P0(0,b),这时P0是直线与y轴的交点,代入直线的点斜式方程,得y-b=k(x-0),即
y=kx+b.
我们把直线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(intercept).
这样,方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程y=kx+b叫做直线的斜截式方程,简称斜截式(slope intercept form).
其中,k和b均有明显的几何意义:k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
思考
1.方程y=kx+b与我们学过的一次函数表达式类似.我们知道,一次函数的图象是一条直线,你如何从直线方程的角度认识一次函数y=kx+b?你能说出一次函数y=2x-1,y=3x及y=-x+3图象的特点吗?
提示:对于y=kx+b,当k≠0时,y=kx+b表示y是x的一次函数;当k=0时,y=b是一个常数函数.
k表示直线的斜率,b表示直线在y轴上的截距.
y=2x-1表示斜率为2,在y轴上的截距为-1的直线;y=3x表示斜率为3,在y轴上的截距为0的直线;y=-x+3表示斜率为-1,在y轴上的截距为3的直线.
思考
2.直线的方程都能用斜截式表示吗?
提示:由于有些直线没有斜率,即有些直线在y轴上没有截距,所以并非所有直线都可以用斜截式表示,当直线与x轴垂直时,直线不能用斜截式表示.这时其方程可以表示为x=x1.
易错提醒:直线的斜截式方程其实是点斜式方程在x0=0时的特殊情况.斜截式方程应用的前提是直线的斜率存在.
三、直线的两点式方程
思考
已知直线l经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2),因为两点确定一条直线,所以直线l是唯一确定的.也就是说,对于直线l上的任意一点P(x,y),它的坐标与点P1,P2的坐标之间具有唯一确定的关系.这一关系是什么呢?
这就是经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(其中x1≠x2,y1≠y2)的直线的方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式(two-point form).
(3)在P1(x1,y1),P2(x2,y2)中,如果x1=x2或y1=y2,则直线P1P2没有两点式方程.当x1=x2时,直线P1P2垂直于x轴,直线方程为x-x1=0,即x=x1;当y1=y2时,直线P1P2垂直于y轴,直线方程为y-y1=0,即y=y1.
四、直线的截距式方程
如图,已知直线l与x轴的交点为A(a,0),与y轴的交点为B(0,b),其中a≠0,b≠0.
将两点的坐标代入两点式,
得,即+=1.
我们把直线与x轴的交点(a,0)的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.方程+=1由直线在两个坐标轴上的截距a与b确定,我们把方程+=1叫做直线的截距式方程,简称截距式(intercept form).
五、直线与二元一次方程的关系
观察直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式方程,我们发现,它们都是关于x,y的二元一次方程.
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?
先看问题(1).任意一条直线,在其上任取一点P0(x0,y0),当直线的斜率为k时(此时直线的倾斜角α≠90°),其方程为y-y0=k(x-x0).
这是关于x,y的二元一次方程.
当直线的斜率不存在,即直线l的倾斜角α=90°时,直线的方程为x-x0=0,
上述方程可以认为是关于x,y的二元一次方程,因为此时方程中y的系数为0.
方程y-y0=k(x-x0)和x-x0=0都是二元一次方程,因此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.
反之,对于任意一个二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0),
如果能把它化为直线方程的某种形式,那么我们就可以断定它表示一条直线.
当B≠0时,方程Ax+By+C=0可变形为y=,
它表示过点,斜率为的直线.
当B=0时,A≠0,方程Ax+By+C=0可变形为x=,它表示过点,且垂直于x轴的直线.
由上可知,关于x,y的二元一次方程都表示一条直线.
六、直线的一般式方程
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(general form).
常考题型
一、直线的方程及其应用
1.直线的点斜式方程及其应用
例1 [2020·四川成都外国语学校高二期中]求过点P(-2,5),且斜率为的直线的方程.
【解】直线经过点P(-2,5),且斜率为,则直线的方程为
y-5=(x+2) ,即3x+4y-14=0.
◆利用点斜式求直线方程的步骤
1.判断斜率k是否存在,并求出存在时的斜率.
2.在直线上找一点,并求出其坐标.
3.由点斜式直接写出直线方程.
【注意】
使用点斜式的前提是斜率存在.当斜率不存在时,直线没有点斜式方程,其方程为x=x0.
D
解:∵ 直线y=(x-1)的斜率为,
∴ 其倾斜角为60°,且过点(1,0).
又直线与直线y=(x-1)的夹角为30°,且过点(1,0),
由图可知,直线的倾斜角为30°或90°.
故直线的方程为x=1或y=(x-1).
2.已知直线过点(1,0),且与直线y=(x-1)的
夹角为30°,求直线的方程.
2.直线的斜截式方程及其应用
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.
【解题提示】确定直线的斜率k→确定直线在y轴上的截距b
→得方程y=kx+b.
【解】(1)由直线方程的斜截式方程可知,所求直线的方程为y=2x+5.
(2)∵ 倾斜角为150°,∴ 斜率k=tan 150°=.
∴ 所求直线的方程为y=x-2.
(3)∵ 直线的倾斜角为60°,∴ 斜率k=tan 60°=.
∵ 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.
∴ 所求直线的方程为y=x+3或y=x-3.
◆利用斜截式求直线方程的注意点
1.用斜截式求直线方程,只要确定直线的斜率和截距即可,要特别注意截距和距离的区别.
2.在解决直线的图象问题时,通常把直线方程化为斜截式
方程,利用k,b的几何意义进行求解.
训练题[2020·河南周口高一检测](1)写出斜率为-1,在y轴上截距为-2的直线方程的斜截式;
(2)求过点A(6,-4),斜率为的直线方程的斜截式;
(3)已知直线方程为2x+y-1=0,求直线的斜率、在y轴上的截距以及与y轴交点的坐标.
解:(1)易知k=-1,b=-2,由直线方程的斜截式知, 所求直线方程为y=-x-2.
(2)由于直线的斜率k=,且过点A(6,-4),根据直线方程的点斜式得直线方程为y+4=(x-6),化为斜截式为y=x+4.
(3)直线方程2x+y-1=0可化为y=-2x+1,
由直线方程的斜截式知,直线的斜率k=-2,在y轴上的截距b=1,直线与y轴交点的坐标为(0,1).
3.直线的两点式方程及其应用
例3 已知△ABC三个顶点坐标分别为A(2,-1),B(2,2), C(4,1),求三角形三条边所在的直线方程.
◆由两点式求直线方程的步骤
1.根据题中的条件,找到直线所经过的两个点的坐标.
2.由直线的两点式方程写出直线的方程.
◆求直线的两点式方程的策略以及注意点
当已知两点坐标,求过这两点的直线方程时,首先要判断是否满足两点式方程的适用条件:两点的连线不平行于坐标轴.若满足,则考虑用两点式求方程.
B
4.直线的截距式方程及其应用
例4 (1)过点M(1,2)且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为    .
(2)过点且在两坐标轴上的截距互为倒数的直线方程为    .
【解析】(1)①当所求的直线与两坐标轴的截距不为0时,
设该直线的方程为x+y=a,把(1,2)代入所设的方程得a=3.
则所求直线的方程为x+y=3,即x+y-3=0.
②当所求的直线与两坐标轴的截距为0时,
设该直线的方程为y=kx,把(1,2)代入所设的方程得k=2,
则所求直线的方程为y=2x,即2x-y=0.
综上,所求直线的方程为x+y-3=0或2x-y=0.
(2)因为在两坐标轴上的截距互为倒数,所以截距不为零.
设直线方程为+ay=1,因为+ay=1过点,
所以+a=1,解得a=2.
所以,所求直线方程为x+2y=1,即x+4y-2=0.
【答案】(1)x+y-3=0或2x-y=0 (2)x+4y-2=0
◆求直线的截距式方程要注意以下三点
1.如果已知直线在两坐标轴上的截距,可以直接代入截距式求直线的方程.
2.将直线的方程化为截距式后,可以观察出直线在x轴和y轴上的截距,这一点常被用来作图.
3.与坐标轴平行和过原点的直线不能用截距式表示.
训练题
1.[2020·江苏省启东中学高一期中]经过点P(-1,2),并且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线有 ( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
2.[2020·江苏省邗江中学高一期中]已知直线l过点(2,3),且在x轴上的截距是在y轴上截距的两倍,则直线l的方程为   .
D
3x-2y=0或x+2y-8=0
5.直线的一般式方程及其应用
例5 利用直线方程的一般式,求过点(0,3),并且与坐标轴
围成三角形的面积是6的直线方程.
训练题
1.[2020·江西吉安高一月考]若方程Ax+By+C=0表示直线,则A,B应满足的条件为 ( )
A.A≠0 B.B≠0 C.A·B≠0 D.A2+B2≠0
2.[2020·青海平安一中高二月考]过点(1,2),且与直线x+2y+2=0垂直的直线方程为 ( )
A.2x-y=0 B.x-2y+3=0 C.2x+y-4=0 D.x+2y-5=0
3.过点(-1,3)且平行于直线x-2y+3=0的直线方程为( )
A.2x+y-1=0 B.x-2y+7=0 C.x-2y-5=0 D.2x+y-5=0
D
A
B
◆过一点与已知直线平行(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,由点斜式方程写出所求方程.
2.可利用待定系数法:与直线Ax+By+C=0平行的直线方程可设为Ax+By+C1=0,再由直线所过的点确定C1;与直线Ax+By+C=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+C2=0,再由直线所过的点确定C2.
【方法总结】
记住以下结论,可避免讨论:(1)与l 平行的直线方程可设为Ax+By+C1=0;
(2)与l垂直的直线方程可设为Bx-Ay +C2=0.
二、直线方程的综合应用
1.直线的一般式方程与其他形式方程的转化及应用
例6 [2020·陕西省西安中学高一联考]若方程Ax+By+C=0
表示与两坐标轴都相交的直线,则A,B应满足的条件是  .
【答案】A≠0,B≠0
【名师点拨】
当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质:
(1)当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;(2)当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直;(3)当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;(4)当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;(5)当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
训练题
1.[2020·江西景德镇高一联考]若方程(a2+5a+6)x+(a2+2a)y+
1=0表示一条直线,则实数a满足的条件是     .
2.[2020·浙江台州高一月考]已知直线Ax+By+C=0的斜率为5,
且A-2B+3C=0,则直线的方程是      .
a≠-2
15x-3y-7=0
2.由直线的一般式方程确定两直线平行或垂直
例7 已知直线l1:3mx+8y+3m-10=0 和 l2:x+6my-4=0.
问 m为何值时: (1)l1与l2平行;(2)l1与l2垂直.
◆已知直线平行求参数值的两种方法
1.对两直线的斜率是否存在进行讨论,分斜率存在、斜率不存在两种情况分别求解.
2.直接根据条件A1B2=A2B1且B1C2≠ B2C1进行求解.
注意:排除重合的情况.
◆已知直线垂直求参数值的两种方法
1.根据k1k2=-1建立方程求解,但需注意斜率不存在的情况.
2.直接利用A1A2+B1B2=0求解.
训练题
1.[2020·黑龙江哈尔滨高一月考]已知直线l1:(a-1)x+y+3
=0,直线l2:2x+ay+6=0.若l1∥l2,则实数a= (  )
A.-1 B.2 C.-1或2 D.不存在
2.[2020·天津市耀华中学高一期中]已知直线l1:mx+3y=2-m,
l2:x+(m+2)y=1.若l1⊥l2,则实数m=    .
A
小结
点斜式 斜截式
条件 直线l过定点P(x0,y0),斜率为k 直线l的斜率为k,且与y轴的交点为P(0,b)
方程 y-y0=k(x-x0) y=kx+b
适用 范围 不表示垂直于x轴的直线 不表示垂直于x轴的直线.
1. 直线的点斜式与斜截式方程
2. 直线的两点式与截距式方程
两点式 截距式
条件 直线l过P1(x1,y1)和P2(x2,y2),其中x1≠x2,y1≠y2 直线l在x轴上截距为a,在
y轴上截距为b(a≠0,b≠0)
方程
适用 范围 不表示垂直于坐标轴的直线 不表示垂直于坐标轴的直线及过原点的直线
3. 直线的一般式方程
定义: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.
提示:①当B≠0时,可化为y=,它表示斜率为,在y轴上的截距为的直线;当B=0时,必有A≠0,可化为x=,它表示一条与x轴垂直的直线.
②直线的一般式方程看似含有三个待定系数A,B,C,实际上,只需求出,(B≠0)就可确定直线的一般式方程.
③若题中没有特殊的要求,要把所求直线写成一般式方程,且使x项的系数为正,依次按x项、y项、常数项的顺序排列,x项系数、y项系数及常数项一般不含分数.
知易行难,重在行动
千里之行,始于足下
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