1.2.1 直线的点斜式方程
1. 了解由斜率公式推导直线方程的点斜式的过程.
2. 掌握直线的点斜式方程与斜截式方程.
3. 利用直线的点斜式与斜截式方程解决有关的实际问题.
活动一 探究直线的点斜式方程
复习巩固:
(1) 直线的倾斜角、斜率的定义:
(2) 直线的斜率与倾斜角的关系:
(3) 直线的斜率及倾斜角对直线方向变化的影响:
探究:
问题1:直线l经过点A(-1,3),斜率为-2.如果点P(x,y)在直线l上运动,那么x,y满足什么关系?
思考1
以所求方程的解为坐标的点是否都在直线l上?
问题2:设直线l经过点P1(x1,y1),斜率为k,则直线l上任意一点P(x,y)满足的方程是什么?
思考2
以这个方程的解为坐标的点是否都在直线l上?
结论:
(1) 直线的方程的定义:
(2) 直线的点斜式方程:
思考3
(1) ①x轴所在直线的方程是什么?y轴所在直线的方程是什么?
②经过点P(-1,3)且平行于x轴(即垂直于y轴)的直线方程是什么?
③经过点P(-1,3)且平行于y轴(即垂直于x轴)的直线方程是什么?
(2) 直线的点斜式方程能否表示坐标平面上的所有直线呢?
(3) 方程=k表示的几何图形是整条直线吗?
例1 已知一条直线经过点P(-2,3),斜率为2,求这条直线的方程.
思考4
直线满足哪些条件时可直接利用点斜式写出直线方程?
例2 已知直线l的斜率为k,与y轴的交点是P(0,b),求直线l的方程.
定义:
(1) 我们把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b称为直线l在y轴上的截距.
(2) 由直线l的斜率k和它在y轴上的截距b确定的方程,叫作直线的斜截式方程.
思考5
直线在y轴上的截距和直线与y轴的交点到原点的距离一样吗?
思考6
如何从直线方程的角度认识一次函数y=kx+b?一次函数中k和b的几何意义是什么?你能说出一次函数y=2x-1,y=3x,y=-x+3图象的特点吗?
活动二 直线方程的简单应用
例3 已知三角形三个顶点A(4,0),B(8,10),C(0,6),求过点A且倾斜角等于直线BC的倾斜角的点斜式方程.
例4 求满足下列条件的直线的斜截式方程.
(1) 经过点A(-1,-3),且斜率等于直线3x+8y-1=0的斜率的2倍;
(2) 过点M(0,4),且与两坐标轴围成三角形的周长为12.
1. (2024南通中学月考)经过点(4,1),斜率为3的直线的点斜式方程为( )
A. y-1=3(x-4) B. y-1=3(x+4)
C. y+1=3(x+4) D. y-1=-3(x-4)
2. (2024台州期末)直线y=2x-1的斜率为( )
A. -1 B. 1 C. 2 D. -2
3. (多选)(2024苏州中学月考)下列结论中,正确的有( )
A. 方程k=与方程y-2=k(x+1)可表示同一条直线
B. 若直线l过点P(x1,y1),倾斜角为,则其方程为x=x1
C. 若直线l过点P(x1,y1),斜率为0,则其方程为y=y1
D. 所有直线都有点斜式方程和斜截式方程
4. 当k变化时,动直线y=k(x-2)+3必过定点________.
5. 已知直线l过点A(2,1)和B(6,-2).
(1) 求直线l的点斜式方程;
(2) 将(1)中的直线l的方程化成斜截式方程,并写出直线l在y轴上的截距.
1.2.1 直线的点斜式方程
【活动方案】
复习巩固:略
问题1:当点P(x,y)在直线l上运动时(除点A处),
点P与定点A(-1,3)所确定的直线的斜率恒等于-2,
所以k==-2,从而y-3=-2[x-(-1)].
显然,点A(-1,3)的坐标也满足此方程.
因此,当点P在直线l上运动,其坐标(x,y)满足y-3=-2[x-(-1)],即2x+y-1=0.
思考1:是的.
问题2:y-y1=k(x-x1).
思考2:是的.
结论 (1) 直线上的点的坐标都是某方程的解,该方程为直线的方程.
(2) y-y1=k(x-x1).
思考3:(1) ①y=0,x=0.②y=3.③x=-1.
(2) 不能.有斜率的直线才能写成点斜式方程,凡是垂直于x轴的直线,其方程都不能用点斜式表示.
(3) 不是,该方程可化为y-3=k(x-1),但x≠1,即该方程表示斜率为k的直线除点(1,3)的部分.
例1 因为直线经过点P(-2,3),且斜率为2,
所以直线的方程为y-3=2(x+2),即2x-y+7=0.
思考4:直线的斜率存在,并且知道直线上的一点.
例2 由直线的点斜式方程,得直线l的方程为y-b=k(x-0),即y=kx+b.
思考5:不一样,直线在y轴上的截距是它与y轴的交点的纵坐标,截距是一个实数,可正、可负、可为0.当截距非负时,它等于直线与y轴的交点到原点的距离;当截距为负时,它等于直线与y轴的交点到原点距离的相反数.
思考6: 一次函数y=kx+b,表示斜率为k,纵截距为b的直线.一次函数中k不能为0,b可取任何值.y=2x-1的图象与y轴交于点(0,-1),且过第一、三、四象限;y=3x的图象过原点,且过第一、三象限;y=-x+3的图象与y轴交于点(0,3),且过第一、二、四象限.
例3 设所求直线的方程为y=k(x-4).
由题意得k=kBC==,
所以所求方程为y=(x-4).
例4 (1) 因为3x+8y-1=0可化为y=-x+,
所以直线3x+8y-1=0的斜率为 -,则所求直线的斜率k=2×(-)=-.
又直线经过点A(-1,-3),
所以所求直线的方程为y+3=-(x+1),
即y=-x-.
(2) 设直线与x轴的交点为(a,0).
因为点M(0,4)在y轴上,
所以由题意有4++|a|=12,解得a=±3,
所以所求直线的斜率为或-,
则所求直线的方程为y-4=x或y-4=-x,即y=x+4或y=-x+4.
【检测反馈】
1. A 由直线的点斜式方程,得所求直线的方程为y-1=3(x-4).
2. C 由直线的斜截式y=kx+b,可知y=2x-1的斜率为k=2.
3. BC 对于A,方程k=表示除去点(-1,2)的直线部分,故与方程y-2=k(x+1)表示不同直线,故A错误;对于B,直线l过点P(x1,y1),倾斜角为,则其斜率不存在,直线垂直于x轴,直线方程为x=x1,故B正确;对于C,因为直线l的斜率为0,所以方程为y=y1,故C正确;对于D,并不是所有直线都有点斜式方程和斜截式方程,比如斜率不存在的直线就没有点斜式方程,故D错误.故选BC.
4. (2,3)
5. (1) 由题意,得直线l的斜率k==-,故直线l的点斜式方程为y-1=-(x-2)(或y+2=-(x-6)).
(2) 由y-1=-(x-2),得y=-x+,所以直线l的斜截式方程为y=-x+,则直线l在y轴上的截距为.