1.3.1 直线方程的点斜式
课时目标
1.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的点斜式.
2.了解直线方程的斜截式与一次函数的关系.
3.会利用直线方程的点斜式与斜截式解决有关问题.
(一)直线方程的点斜式
设过点P(x0,y0)且斜率为k的直线l的方程为____________________,此方程称为直线方程的点斜式.
斜率 存在 不存在(α=90°)
点斜式 无
特殊情况图示 k=0时,l与x轴平行或重合 k不存在时,l⊥x轴,不能用点斜式求方程
微点助解
(1)构成直线的要素有两个:一个点和一个方向,点斜式方程是这两个要素的直接反映.
(2)当倾斜角为90°时,直线没有斜率,点斜式方程不存在.
(3)由点斜式方程y-y0=k(x-x0)中能观察到,直线过定点(x0,y0),斜率为k.
[基点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)对于直线方程的点斜式y-y0=k(x-x0)也可写成k=.( )
(2)直线y-3=k(x+1)恒过定点(-1,3).( )
(3)直线y-2=3(x+1)的斜率是3.( )
2.若直线l过点(-1,1)且斜率为1,则直线l的方程为( )
A.x-y-2=0 B.x+y-2=0
C.x-y+2=0 D.x+y+2=0
(二)直线方程的斜截式
斜截式
已知条件 经过点(0,b)且斜率为k
图示
方程形式
适用条件 斜率存在
微点助解
(1)b为直线l在y轴上的截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数;距离必须大于或等于零.
(2)方程的斜截式可由过点(0,b)的方程的点斜式得到.
(3)当k≠0时,方程的斜截式就是一次函数的表示形式.
(4)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(5)斜截式是点斜式的特殊情况,在方程y=kx+b中,k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
[基点训练]
1.直线l在y轴上的截距为2,且斜率为-1,则该直线方程为( )
A.y=-x+2 B.y=x+2
C.y=x-2 D.y=-x-2
2.直线y=x+3在y轴上的截距为________.
题型(一) 直线方程的点斜式
[例1] 写出下列直线方程的点斜式:
(1)过点A(-4,3),斜率k=3;
(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;
(3)过点C(-1,2),且与y轴平行;
(4)过点D(2,1)和E(3,-4).
听课记录:
求直线方程的点斜式的思路
[针对训练]
1.与向量a=平行,且经过点的直线方程为( )
A.y=x- B.y=-x-
C.y=x-18 D.y=-x+10
2.求满足下列条件的直线方程的点斜式.
(1)过点P(-3,-1),斜率k=;
(2)过点P(0,5),且与x轴垂直;
(3)过点P(,1),倾斜角是120°.
题型(二) 直线方程的斜截式
[例2] 写出下列直线方程的斜截式:
(1)直线的斜率是3,在y轴上的截距是-3;
(2)直线的倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;
(3)直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2.
听课记录:
直线方程的斜截式的求解策略
(1)求直线方程的斜截式只要分别把直线的斜率和在y轴上的截距代入方程即可.
(2)当斜率和截距未知时,可结合已知条件,先求出斜率和截距,再写出直线方程的斜截式.
[针对训练]
3.根据下列条件求直线方程的斜截式:
(1)斜率是,截距是-2;
(2)倾斜角是135°,截距是3;
(3)倾斜角为120°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
题型(三) 含参数的直线方程的几何特征
[例3] 已知直线l:y=kx+2k+1.
(1)求证:直线l恒过一个定点;
(2)当-3听课记录:
对于含参数k的直线方程y-y0=k(x-x0),该直线恒过定点(x0,y0).
[针对训练]
4.已知直线l:y=ax+.
(1)求证:无论a为何值,直线l必经过第一象限;
(2)若直线l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
直线方程的点斜式
?课前环节
(一)y-y0=k(x-x0) y-y0=k(x-x0)
[基点训练]
1.(1)× (2)√ (3)√
2.选C 直线l的斜率为1,又直线l过点(-1,1),则直线l的方程为y-1=x+1,即x-y+2=0.
(二)y=kx+b
[基点训练]
1.A
2.解析:由直线的斜截式可得,直线y=x+3在y轴上的截距为3.
答案:3
?课堂环节
[题型(一)]
[例1] 解:(1)由方程的点斜式可知,所求直线方程为y-3=3[x-(-4)].
(2)由题意知,直线的斜率k=tan 135°=-1,故所求直线方程的点斜式为y-4=-[x-(-1)].
(3)∵直线与y轴平行,∴斜率不存在,
∴直线的方程不能用点斜式表示.由于直线上所有点的横坐标都是-1,故这条直线的方程为x=-1.
(4)∵直线过点D(2,1)和E(3,-4),
∴斜率k==-5.
故所求直线方程的点斜式为y-1=-5(x-2).
[针对训练]
1.选A 依题意可知,所求直线的斜率为,所以所求直线的方程为y+4=(x-4),即y=x-.
2.解:(1)∵直线过点P(-3,-1),斜率k=,
∴直线方程的点斜式为y+1=(x+3).
(2)∵与x轴垂直的直线,其斜率不存在,
∴直线的方程为x=0.
(3)∵直线的倾斜角是120°,
∴k=tan 120°=-.又直线过点P(,1),
∴直线方程的点斜式为y-1=-(x-).
[题型(二)]
[例2] 解:(1)由直线方程的斜截式可知,
所求方程为y=3x-3.
(2)∵k=tan 60°=,
∴所求直线方程的斜截式为y=x+5.
(3)∵直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2,∴直线过点(4,0)和(0,-2).
∴k==,∴所求直线方程的斜截式为y=x-2.
[针对训练]
3.解:(1)由题意,当直线在y轴上的截距为-2时,直线方程的斜截式为y=x-2;当直线在x轴上的截距为-2时,直线的方程为y=(x+2),即直线方程的斜截式为y=x+.综上,直线方程的斜截式为y=x-2或y=x+.
(2)由题意,直线倾斜角是135°,截距是3,所以斜率为k=tan 135°=-1.当直线在y轴上的截距为3时,直线方程的斜截式为y=-x+3;当直线在x轴上的截距为3时,直线的方程为y=-(x-3),所以直线方程的斜截式为y=-x+3.综上,直线方程的斜截式为y=-x+3.
(3)因为倾斜角为120°,所以k=tan 120°=-,因为直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,所以直线在y轴上的截距为3或-3.故所求直线方程的斜截式为y=-x+3或y=-x-3.
[题型(三)]
[例3] 解:(1)证明:由y=kx+2k+1,得y-1=k(x+2),由直线方程的点斜式可知,直线恒过定点(-2,1).
(2)设y=f(x)=kx+2k+1,
因为当-3需满足即
解得-≤k≤1,
所以实数k的取值范围是.
[针对训练]
4.解:(1)证明:因为y=ax+=a+,所以直线l恒过定点.
因为点位于第一象限,所以无论a为何值,直线l必经过第一象限.
(2)设A,则直线OA的斜率kOA==3.若直线l不经过第二象限,则直线l的斜率kl≥3,即a≥3.所以实数a的取值范围为[3,+∞).(共64张PPT)
直线方程的点斜式
(强基课—梯度进阶式教学)
1.3.1
课时目标
1.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的点斜式.
2.了解直线方程的斜截式与一次函数的关系.
3.会利用直线方程的点斜式与斜截式解决有关问题.
CONTENTS
目录
1
2
3
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
课时跟踪检测
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
(一)直线方程的点斜式
设过点P(x0,y0)且斜率为k的直线l的方程为_________________,此方程称为直线方程的点斜式.
斜率 存在 不存在(α=90°)
点斜式 ___________________ 无
特殊情况 图示 k=0时,l与x轴平行或重合 k不存在时,l⊥x轴,
不能用点斜式求方程
y-y0=k(x-x0)
y-y0=k(x-x0)
(1)构成直线的要素有两个:一个点和一个方向,点斜式方程是这两个要素的直接反映.
(2)当倾斜角为90°时,直线没有斜率,点斜式方程不存在.
(3)由点斜式方程y-y0=k(x-x0)中能观察到,直线过定点(x0,y0),斜率为k.
基点训练
2.若直线l过点(-1,1)且斜率为1,则直线l的方程为( )
A.x-y-2=0 B.x+y-2=0
C.x-y+2=0 D.x+y+2=0
解析:直线l的斜率为1,又直线l过点(-1,1),则直线l的方程为y-1=x+1,即x-y+2=0.
√
(二)直线方程的斜截式
斜截式
已知条件 经过点(0,b)且斜率为k
图示
方程形式 ____________
适用条件 斜率存在
y=kx+b
微点助解
(1)b为直线l在y轴上的截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数;距离必须大于或等于零.
(2)方程的斜截式可由过点(0,b)的方程的点斜式得到.
(3)当k≠0时,方程的斜截式就是一次函数的表示形式.
(4)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(5)斜截式是点斜式的特殊情况,在方程y=kx+b中,k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
基点训练
1.直线l在y轴上的截距为2,且斜率为-1,则该直线方程为( )
A.y=-x+2 B.y=x+2
C.y=x-2 D.y=-x-2
√
2.直线y=x+3在y轴上的截距为__________.
解析:由直线的斜截式可得,直线y=x+3在y轴上的截距为3.
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课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
[例1] 写出下列直线方程的点斜式:
(1)过点A(-4,3),斜率k=3;
(2)经过点B(-1,4),倾斜角为135°;
(3)过点C(-1,2),且与y轴平行;
(4)过点D(2,1)和E(3,-4).
题型(一) 直线方程的点斜式
解:(1)由方程的点斜式可知,
所求直线方程为y-3=3[x-(-4)].
(2)由题意知,直线的斜率k=tan 135°=-1,故所求直线方程的点斜式为y-4=-[x-(-1)].
(3)∵直线与y轴平行,∴斜率不存在,
∴直线的方程不能用点斜式表示.由于直线上所有点的横坐标都是-1,故这条直线的方程为x=-1.
(4)∵直线过点D(2,1)和E(3,-4),
求直线方程的点斜式的思路
方法技巧
针对训练
√
(2)∵与x轴垂直的直线,其斜率不存在,
∴直线的方程为x=0.
(3)∵直线的倾斜角是120°,
[例2] 写出下列直线方程的斜截式:
(1)直线的斜率是3,在y轴上的截距是-3;
(2)直线的倾斜角是60°,在y轴上的截距是5;
(3)直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2.
解:(1)由直线方程的斜截式可知,
所求方程为y=3x-3.
题型(二) 直线方程的斜截式
(3)∵直线在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为-2,
∴直线过点(4,0)和(0,-2).
直线方程的斜截式的求解策略
(1)求直线方程的斜截式只要分别把直线的斜率和在y轴上的截距代入方程即可.
(2)当斜率和截距未知时,可结合已知条件,先求出斜率和截距,再写出直线方程的斜截式.
方法技巧
针对训练
(2)由题意,直线倾斜角是135°,截距是3,所以斜率为k=tan 135°=-1.当直线在y轴上的截距为3时,直线方程的斜截式为y=-x+3;当直线在x轴上的截距为3时,直线的方程为y=-(x-3),所以直线方程的斜截式为y=-x+3.综上,直线方程的斜截式为y=-x+3.
因为直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,
所以直线在y轴上的截距为3或-3.
[例3] 已知直线l:y=kx+2k+1.
(1)求证:直线l恒过一个定点;
(2)当-3解:(1)证明:由y=kx+2k+1,得y-1=k(x+2),由直线方程的点斜式可知,直线恒过定点(-2,1).
(2)设y=f(x)=kx+2k+1,
因为当-3题型(三) 含参数的直线方程的几何特征
对于含参数k的直线方程y-y0=k(x-x0),该直线恒过定点(x0,y0).
方法技巧
针对训练
若直线l不经过第二象限,则直线l的斜率kl≥3,即a≥3.
所以实数a的取值范围为[3,+∞).
课时跟踪检测
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解析:设直线y=-x+2的倾斜角为θ,
可知tan θ=k=-1 ,
又 0≤θ<π,
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4.已知直线y=kx+1-3k,当k变化时,所有的直线恒过定点( )
A.(1,3) B.(-1,-3)
C.(3,1) D.(-3,-1)
解析:直线y=kx+1-3k变形为y-1=k(x-3),由直线的点斜式可得直线恒过定点(3,1).
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5.已知直线l1:y=k1x+b1与l2:y=k2x+b2的位置关系如图所示,则有( )
A.k1b2
C.k1>k2且b1>b2 D.k1>k2且b11
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解析:设直线l1,l2的倾斜角分别为α1,α2.由题图可知90°<α1<α2<180°,所以k10,所以b11
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7.在y轴上的截距为-6,且与y轴相交成30°角的直线方程的斜截式是______________________________.
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解析:因为直线与y轴相交成30°角,
所以直线的倾斜角为60°或120°,
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8.已知直线y=kx+b,当x∈[-3,4]时,y∈[-8,13],则此直线的方程为_______________________(写成直线方程的斜截式形式).
y=3x+1或y=-3x+4
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解析:当k>0时,函数y=kx+b单调递增,
解得k=3,b=1,直线方程为y=3x+1;
当k<0时,函数y=kx+b单调递减,
解得k=-3,b=4,直线方程为y=-3x+4;k=0时,不满足题意.
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9.写出下列直线上不同于已知点的一个点的坐标:
(1)点P1(1,3),斜率为2;
(2)点P2(-1,2),斜率为-1.
解:(1)因为直线过点P1(1,3),斜率为2,
所以直线方程为y-3=2(x-1),即y=2x+1.
所以令x=0,可得y=1,
即直线过点(0,1).(答案不唯一)
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(2)因为直线过点P2(-1,2),斜率为-1,
所以直线方程为y-2=-(x+1),即y=-x+1.所以令x=0,可得y=1,
即直线过点(0,1).(答案不唯一)
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B级——应用创新
11.[多选]下列选项中,在同一直角坐标系中,表示直线y=ax与y=x+a不可能正确的是( )
√
√
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解析:①当a>0时,直线y=ax的倾斜角为锐角,直线y=x+a在y轴上的截距为a>0,A、B、C、D都不成立;
②当a=0时,直线y=ax的倾斜角为0°,所以A、B、C、D都不成立;
③当a<0时,直线y=ax的倾斜角为钝角,直线y=x+a的倾斜角为锐角且在y轴上的截距为a<0,只有C成立.
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12.在等腰三角形AOB中,|AO|=|AB|,O(0,0),A(1,3),点B在x轴的正半轴上,则直线AB方程的点斜式为( )
A.y-1=3(x-3) B.y-1=-3(x-3)
C.y-3=3(x-1) D.y-3=-3(x-1)
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13.过点(-1,1)且在x轴上的截距是在y轴上截距的2倍的直线的方程为___________________________.
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(2)由(1)可知kAC=-1,可得直线AC的方程为y-1=-1(x-1),即lAC:x+y-2=0,
将y=0代入,即求得C点坐标为(2,0).
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15.已知当-1解:由题意,得当-10,
如图所示,要满足题意,只需点A(-1,-m+1),
B(1,m+1)在x轴上方或在x轴上即可,课时跟踪检测(三) 直线方程的点斜式
A级——综合提能
1.已知直线l的方程为y+=(x-1),则l在y轴上的截距为( )
A.9 B.-9
C. D.-
2.过点(1,-1)且方向向量为(-2,3)的直线的方程为( )
A.y-1=-(x-1)
B.y-1=-(x+1)
C.y+1=-(x-1)
D.y+1=(x-1)
3.已知直线方程为y=-x+2,则直线的倾斜角为( )
A. B.
C. D.
4.已知直线y=kx+1-3k,当k变化时,所有的直线恒过定点( )
A.(1,3) B.(-1,-3)
C.(3,1) D.(-3,-1)
5.已知直线l1:y=k1x+b1与l2:y=k2x+b2的位置关系如图所示,则有( )
A.k1B.k1b2
C.k1>k2且b1>b2
D.k1>k2且b16.经过点(3,-1)且斜率为的直线方程的点斜式为______________.
7.在y轴上的截距为-6,且与y轴相交成30°角的直线方程的斜截式是________________.
8.已知直线y=kx+b,当x∈[-3,4]时,y∈[-8,13],则此直线的方程为________________(写成直线方程的斜截式形式).
9.写出下列直线上不同于已知点的一个点的坐标:
(1)点P1(1,3),斜率为2;
(2)点P2(-1,2),斜率为-1.
10.已知直线m的一个方向向量为v=(3,),直线l的倾斜角为直线m的倾斜角的2倍.求当直线l分别满足下列条件时直线l方程的点斜式.
(1)过点P(3,-4);
(2)与y轴的交点为(0,-3).
B级——应用创新
11.[多选]下列选项中,在同一直角坐标系中,表示直线y=ax与y=x+a不可能正确的是( )
12.在等腰三角形AOB中,|AO|=|AB|,O(0,0),A(1,3),点B在x轴的正半轴上,则直线AB方程的点斜式为( )
A.y-1=3(x-3) B.y-1=-3(x-3)
C.y-3=3(x-1) D.y-3=-3(x-1)
13.过点(-1,1)且在x轴上的截距是在y轴上截距的2倍的直线的方程为_________________.
14.在平面直角坐标系Oxy中,已知点A(1,1),B(5,1),点C在x轴上,且∠CAB=.
(1)求直线AC的斜率;
(2)求直线BC的方程.
15.已知当-1课时跟踪检测(三)
1.选B 由y+=(x-1),得y=x-9,∴l在y轴上的截距为-9.
2.选C 由方向向量得直线的斜率为-,所以得直线方程为y+1=-.
3.选B 设直线y=-x+2的倾斜角为θ,可知tan θ=k=-1 ,又 0≤θ<π,所以θ=.
4.选C 直线y=kx+1-3k变形为y-1=k(x-3),由直线的点斜式可得直线恒过定点(3,1).
5.选A 设直线l1,l2的倾斜角分别为α1,α2.由题图可知90°<α1<α2<180°,所以k10,所以b16.解析:根据直线方程的点斜式,可得y-(-1)=(x-3).
答案:y-(-1)=(x-3)
7.解析:因为直线与y轴相交成30°角,所以直线的倾斜角为60°或120°,所以直线的斜率为或-.又因为在y轴上的截距为-6,所以直线方程的斜截式是y=x-6或y=-x-6.
答案:y=x-6或y=-x-6
8.解析:当k>0时,函数y=kx+b单调递增,则解得k=3,b=1,直线方程为y=3x+1;当k<0时,函数y=kx+b单调递减,则解得k=-3,b=4,直线方程为y=-3x+4;k=0时,不满足题意.
答案:y=3x+1或y=-3x+4
9.解:(1)因为直线过点P1(1,3),斜率为2,
所以直线方程为y-3=2(x-1),即y=2x+1.
所以令x=0,可得y=1,
即直线过点(0,1).(答案不唯一)
(2)因为直线过点P2(-1,2),斜率为-1,
所以直线方程为y-2=-(x+1),
即y=-x+1.所以令x=0,可得y=1,
即直线过点(0,1).(答案不唯一)
10.解:(1)∵直线m的一个方向向量为v=(3, ),
∴直线m的斜率为,则直线m的倾斜角为30°,∴直线l的倾斜角为60°,
即直线l的斜率为tan 60°=.
∵直线l过点P(3,-4),∴直线l方程的点斜式为y-(-4)=(x-3).
(2)由(1)知,直线l的斜率为.
∵直线l与y轴的交点为(0,-3),
∴直线l方程的点斜式为y-(-3)=(x-0).
11.选ABD ①当a>0时,直线y=ax的倾斜角为锐角,直线y=x+a在y轴上的截距为a>0,A、B、C、D都不成立;②当a=0时,直线y=ax的倾斜角为0°,所以A、B、C、D都不成立;③当a<0时,直线y=ax的倾斜角为钝角,直线y=x+a的倾斜角为锐角且在y轴上的截距为a<0,只有C成立.
12.选D 设线段OB的中点为M,连接AM,因为|AO|=|AB|,则AM⊥x轴,则点M(1,0),故点B(2,0),所以直线AB的斜率为k==-3,所以直线AB方程的点斜式为y-3=-3(x-1).
13.解析:由题意可知,直线斜率存在且不为0,设直线方程为y-1=k(x+1),令x=0,解得y=k+1;令y=0,解得x=-.由题意可得-=2(k+1),解得k=-1或k=-,所以直线方程为y=-x或y=-x+.
答案:y=-x或y=-x+
14.解:(1)如图,A(1,1),B(5,1),可知直线AB平行于x轴,已知点C在x轴上且∠CAB=,可知直线AC与x轴非负半轴所夹角度为,即直线AC的倾斜角为,故直线AC的斜率kAC=tan=-1.
(2)由(1)可知kAC=-1,可得直线AC的方程为y-1=-1(x-1),即lAC:x+y-2=0,
将y=0代入,即求得C点坐标为(2,0).
已知B(5,1),kBC==,
可得直线BC的方程为y-0=(x-2),
化简得lBC:x-3y-2=0.
15.解:由题意,得当-10,
如图所示,要满足题意,只需点A(-1,-m+1),B(1,m+1)在x轴上方或在x轴上即可,
所以解得-1≤m≤1,
故实数m的取值范围是[-1,1].