1.3.3 直线方程的一般式
课时目标
1.了解直线方程的一般式的形式特征,理解直线方程的一般式与二元一次方程的关系.
2.能正确地进行直线方程的一般式与特殊形式的方程的转化.
3.能运用直线方程的一般式解决有关问题.
1.直线方程的一般式
关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B__________)表示的是__________,称它为直线方程的一般式.
2.直线方程的一般式与点斜式、斜截式、两点式、截距式的关系
微点助解
求直线方程的一般式的策略
(1)当A≠0时,方程可化为x+y+=0,只需求,的值;若B≠0,则方程化为x+y+=0,只需确定,的值.因此,只要给出两个条件,就可以求出直线方程.
(2)在求直线方程时,设方程的一般式有时并不简单,常用的还是根据给定条件选用四种特殊形式之一求方程,然后可以转化为一般式.
[基点训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)任何直线方程都能表示为一般式.( )
(2)任何一条直线方程的一般式都能与其他四种形式互化.( )
(3)对于二元一次方程Ax+By+C=0,当A=0,B≠0时,方程表示斜率不存在的直线.( )
(4)当A,B同时为零时,方程Ax+By+C=0也可表示为一条直线.( )
2.直线x+y+1=0的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.[多选]直线l在平面直角坐标系中的位置如图,已知l∥x轴,则直线l的方程可以用下面哪种形式写出( )
A.点斜式 B.斜截式
C.截距式 D.一般式
4.经过点A(8,-2),斜率为-2的直线方程为 ( )
A.x+2y-4=0 B.x-2y-12=0
C.2x+y-14=0 D.x+2y+4=0
题型(一) 求直线方程的一般式
[例1] 根据下列各条件分别写出直线的方程,并化成一般式.
(1)斜率是-,且经过点A(8,-6);
(2)在x轴和y轴上的截距分别是和-3;
(3)经过点(3,-5),且一个方向向量为a=(2,4).
听课记录:
[方法技巧] 求直线方程的一般式策略
(1)直线方程的一般式Ax+By+C=0中要求A,B不同时为0.
(2)由直线方程的点斜式、斜截式、两点式、截距式去分母、移项就可以转化为直线方程的一般式(化为方程的一般式后原方程的限制条件就消失了);反过来,也可以由直线方程的一般式化为斜截式、截距式,注意斜截式、截距式的适用条件.
(3)解决与图象有关的问题时,常通过把直线方程的一般式化为斜截式,利用直线的斜率和纵截距作出判断.
[针对训练]
1.根据下列条件,写出直线的方程,并把它化为一般式.
(1)经过点A(8,-2),斜率是-;
(2)经过点B(4,2),平行于x轴;
(3)经过点P1(3,-2),P2(5,-4).
题型(二) 由截距、斜率求参数值
[例2] 设直线l的方程为(m2-m-6)x+(3m2+5m-2)y=3m+6(m∈R,m≠-2),根据下列条件分别求m的值.
(1)l在x轴上的截距是-4;
(2)l的斜率为.
听课记录:
[变式拓展]
1.若本例中直线l的倾斜角为45°,试求m的值.
2.若本例中直线l在x轴和y轴上的截距相等,试求m的值.
3.本例中当直线l垂直于y轴时,试求m的值.
(1)求一般式表示的直线的斜率与其在y轴上的截距,可将其化为斜截式,求其在x轴上的截距,可令y=0,解出x即为所求.
(2)涉及字母参数时,注意分母为零的讨论.
题型(三) 直线方程的一般式的应用
[例3] 已知直线l:(m+2)x-(2m+1)y-3=0(m∈R),直线l分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于A,B两点.
(1)证明:直线l过定点;
(2)已知点P(-1,-2),当·最小时,求实数m的值.
听课记录:
含参直线方程的研究策略
(1)明确各种形式方程的系数的几何意义.如点斜式中的斜率k和定点(x0,y0),斜截式中的斜率k和y轴上的截距b,两点式中的两点坐标,截距式中x轴和y轴上的截距a,b.
(2)对已知方程进行必要的转化.
[针对训练]
2.已知直线l:ax+(1-2a)y+1-a=0.
(1)当直线l在x轴上的截距是它在y轴上的截距的3倍时,求实数a的值;
(2)当直线l不通过第四象限时,求实数a的取值范围.
直线方程的一般式
?课前环节
1.不全为0 一条直线
[基点训练]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)×
2.选B 设直线的倾斜角为α,则直线斜率k=-=tan α,因为α∈[0,π),则α=,故选B.
3.ABD 4.C
课堂环节
[题型(一)]
[例1] 解:(1)根据点斜式可得直线方程为
y+6=-(x-8),化简可得x+2y+4=0.
(2)根据截距式可得直线方程为+=1,化简可得2x-y-3=0.
(3)由直线的方向向量为a=(2,4),可得直线的斜率k=2,所以所求直线方程为y+5=2(x-3),即2x-y-11=0.
[针对训练]
1.解:(1)由点斜式写出直线方程y=-(x-8)-2=-x+2,其一般式为x+2y-4=0.
(2)由点斜式写出直线方程
y=0×(x-4)+2=2,其一般式为y-2=0.
(3)由两点式写出直线方程
= =,
其一般式为x+y-1=0.
[题型(二)]
[例2] 解:(1)令y=0,得x=,
由=-4,解得m=.
(2)直线l的斜率k=-=-.
由-=,解得m=.
[变式拓展]
1.解:由k=-=tan 45°,
即3-m=3m-1,得m=1.
2.解:当x=0时,y==,
当y=0时,x=,
则=,即m=-1.
3.解:由直线l的斜率k=-=0,
得m=3.
[题型(三)]
[例3] 解:(1)证明:已知直线l:(m+2)x-(2m+1)y-3=0(m∈R),则(x-2y)m+2x-y-3=0,由解得即直线l过定点(2,1).
(2)设直线的方程为+=1,a>0,b>0,则A(a,0),B(0,b),又直线l过定点(2,1),
所以+=1.又点P(-1,-2),则·=(a+1,2)·(1,b+2)=a+2b+5=(a+2b)+5=9++≥9+2=13,当且仅当=,即a=4,b=2时取等号,所以直线l的方程为x+2y-4=0,所以直线l过(4,0),即4(m+2)-3=0,解得m=-.
[针对训练]
2.解:(1)由条件知,a≠0且a≠,在直线l的方程中,令y=0得x=,
令x=0得y=,∴=×3,
解得a=1或a=,
经检验,a=1,a=均符合要求,故实数a的值为1或.
(2)当a=时,直线l的方程为x+=0.
即x=-1,此时直线l不通过第四象限;
当a≠时,直线l的方程为y=x+.
直线l不通过第四象限,即
解得
综上所述,当直线l不通过第四象限时,实数a的取值范围为.(共64张PPT)
直线方程的一般式
(强基课—梯度进阶式教学)
1.3.3
课时目标
1.了解直线方程的一般式的形式特征,理解直线方程的一般式与二元一次方程的关系.
2.能正确地进行直线方程的一般式与特殊形式的方程的转化.
3.能运用直线方程的一般式解决有关问题.
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
1.直线方程的一般式
关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B___________)表示的是__________,称它为直线方程的一般式.
2.直线方程的一般式与点斜式、斜截式、两点式、截距式的关系
不全为0
一条直线
基点训练
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)任何直线方程都能表示为一般式. ( )
(2)任何一条直线方程的一般式都能与其他四种形式互化. ( )
(3)对于二元一次方程Ax+By+C=0,当A=0,B≠0时,方程表示斜率不存在的直线. ( )
(4)当A,B同时为零时,方程Ax+By+C=0也可表示为一条直线.( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)×
√
3.[多选]直线l在平面直角坐标系中的位置如图,已知l∥x轴,则直线l的方程可以用下面哪种形式写出( )
A.点斜式 B.斜截式
C.截距式 D.一般式
√
√
√
4.经过点A(8,-2),斜率为-2的直线方程为( )
A.x+2y-4=0 B.x-2y-12=0
C.2x+y-14=0 D.x+2y+4=0
√
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
题型(一) 求直线方程的一般式
(3)由直线的方向向量为a=(2,4),可得直线的斜率k=2,所以所求直线方程为y+5=2(x-3),即2x-y-11=0.
求直线方程的一般式策略
(1)直线方程的一般式Ax+By+C=0中要求A,B不同时为0.
(2)由直线方程的点斜式、斜截式、两点式、截距式去分母、移项就可以转化为直线方程的一般式(化为方程的一般式后原方程的限制条件就消失了);反过来,也可以由直线方程的一般式化为斜截式、截距式,注意斜截式、截距式的适用条件.
(3)解决与图象有关的问题时,常通过把直线方程的一般式化为斜截式,利用直线的斜率和纵截距作出判断.
方法技巧
针对训练
题型(二) 由截距、斜率求参数值
1.若本例中直线l的倾斜角为45°,试求m的值.
变式拓展
2.若本例中直线l在x轴和y轴上的截距相等,试求m的值.
3.本例中当直线l垂直于y轴时,试求m的值.
(1)求一般式表示的直线的斜率与其在y轴上的截距,可将其化为斜截式,求其在x轴上的截距,可令y=0,解出x即为所求.
(2)涉及字母参数时,注意分母为零的讨论.
方法技巧
题型(三) 直线方程的一般式的应用
解:(1)证明:已知直线l:(m+2)x-(2m+1)y-3=0(m∈R),
则(x-2y)m+2x-y-3=0,
则A(a,0),B(0,b),
又直线l过定点(2,1),
即a=4,b=2时取等号,
所以直线l的方程为x+2y-4=0,所以直线l过(4,0),
方法技巧
含参直线方程的研究策略
(1)明确各种形式方程的系数的几何意义.如点斜式中的斜率k和定点(x0,y0),斜截式中的斜率k和y轴上的截距b,两点式中的两点坐标,截距式中x轴和y轴上的截距a,b.
(2)对已知方程进行必要的转化.
针对训练
2.已知直线l:ax+(1-2a)y+1-a=0.
(1)当直线l在x轴上的截距是它在y轴上的截距的3倍时,求实数a的值;
(2)当直线l不通过第四象限时,求实数a的取值范围.
课时跟踪检测
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解析:因为方程(2m2+m-3)x+(m2-m)y-4m+1=0表示一条直线,
所以2m2+m-3=0,m2-m=0不能同时成立,解得m≠1.
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4.如果AC<0,BC>0,那么直线Ax+By+C=0不通过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
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5.若直线a2x+y-1=0的斜率大于-4,则a的取值范围为( )
A.(-2,2) B.(-2,0)∪(0,2)
C.(-∞,2) D.(-∞,-2)∪(2,+∞)
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解析:直线a2x+y-1=0,即y=-a2x+1,
则直线的斜率为-a2,
即-a2>-4,
解得-2所以a的取值范围为(-2,2).
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6.直线l经过点P(-2,-1)且一个方向向量为n=(6,8),则直线l方程的一般式为______________.
解析:因为直线l的一个方向向量为n=(6,8),
4x-3y+5=0
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7.若直线的斜率k与直线在y轴上的截距b相等,则该直线一定经过的点是________.
解析:设直线方程为y=kx+b,
∵k=b,
∴y=kx+k=k(x+1),
当x=-1时,y=0,
∴该直线一定经过的点是(-1,0).
(-1,0)
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8.若直线(2m2-5m+2)x-(m2-4)y+5m=0的倾斜角是45°,则实数m的值是________.
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10.设直线l的方程为(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6,根据下列条件分别求m的值.
(1)在x轴上的截距为1;
(2)斜率为1;
(3)经过定点P(-1,-1).
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解:(1)∵直线过点P′(1,0),
∴m2-2m-3=2m-6,
解得m=3或m=1,
又∵m=3时,直线l的方程为y=0,不符合题意,∴m=1.
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因为l经过第四象限,
13.关于x,y的方程a2x-ay-1=0(a≠0)表示的直线(图中实线)可能是( )
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对于C,直线的斜率和它在y轴上的截距都是负数,不满足题意,所以排除C;
对于D,直线的斜率小于-1,它在y轴上的截距大于零小于1,能满足条件,所以D可能成立.故选D.
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14.已知点M(-1,2),N(2,3),直线l:mx+y-m+2=0与线段MN有交点,则m的取值范围为__________________________.
(-∞,-5]∪[2,+∞)
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解析:因为l:mx+y-m+2=0 y+2=-m(x-1),
即直线l过定点Q(1,-2),
斜率为-m,
如图所示,所以-m≤-2或-m≥5,解得m≥2或m≤-5.
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(2)由题意可知,直线l2的斜率存在且不为零,
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2课时跟踪检测(五) 直线方程的一般式
A级——综合提能
1.直线+=1化成方程的一般式为( )
A.y=-x+4 B.y=-(x-3)
C.4x+3y-12=0 D.4x+3y=12
2.若方程(2m2+m-3)x+(m2-m)y-4m+1=0表示一条直线,则实数m满足( )
A.m≠0 B.m≠-
C.m≠1 D.m≠1,m≠,m≠0
3.经过点(1,),倾斜角为120°的直线方程为( )
A.x+y-2=0 B.x-y=0
C.x+y-4=0 D.x-y+2=0
4.如果AC<0,BC>0,那么直线Ax+By+C=0不通过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
5.若直线a2x+y-1=0的斜率大于-4,则a的取值范围为( )
A.(-2,2) B.(-2,0)∪(0,2)
C.(-∞,2) D.(-∞,-2)∪(2,+∞)
6.直线l经过点P(-2,-1)且一个方向向量为n=(6,8),则直线l方程的一般式为______________.
7.若直线的斜率k与直线在y轴上的截距b相等,则该直线一定经过的点是________.
8.若直线(2m2-5m+2)x-(m2-4)y+5m=0的倾斜角是45°,则实数m的值是________.
9.根据下列条件,写出直线方程的一般式:
(1)经过点(0,2),且倾斜角为;
(2)经过点(2,1),在x,y轴上有不为0且相等的截距.
10.设直线l的方程为(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6,根据下列条件分别求m的值.
(1)在x轴上的截距为1;
(2)斜率为1;
(3)经过定点P(-1,-1).
B级——应用创新
11.已知直线l的斜率与直线3x+4y-5=0的斜率相等,且l和两坐标轴在第一象限内所围成三角形面积是24,则直线l的方程是( )
A.3x+4y-12=0 B.3x+4y+12=0
C.3x+4y-24=0 D.3x+4y+24=0
12.若直线l:(a-2)x+ay+2a-3=0经过第四象限,则a的取值范围为( )
A.(-∞,0)∪(2,+∞)
B.(-∞,0)∪[2,+∞)
C.(-∞,0)∪
D.(-∞,0)∪
13.关于x,y的方程a2x-ay-1=0(a≠0)表示的直线(图中实线)可能是( )
14.已知点M(-1,2),N(2,3),直线l:mx+y-m+2=0与线段MN有交点,则m的取值范围为________________.
15.已知直线l1:x+y+4-3m=0.
(1)求证:无论m为何实数,直线l1恒过一定点M;
(2)若直线l2过点M,且与x轴负半轴、y轴负半轴围成三角形面积最小,求直线l2的方程.
课时跟踪检测(五)
1.选C 由+=1可得4x+3y=12,即4x+3y-12=0.
2.选C 因为方程(2m2+m-3)x+(m2-m)y-4m+1=0表示一条直线,所以2m2+m-3=0,m2-m=0不能同时成立,解得m≠1.
3.选A 因为直线斜率为tan 120°=-,所以该直线方程为y-=-(x-1),即x+y-2=0.
4.选B 因为AC<0,且BC>0,所以A,B,C均不为零,由直线方程Ax+By+C=0,可化为y=-x-,因为AC<0,且BC>0,可得k=->0,y轴截距-<0,所以直线通过第一、三、四象限,不通过第二象限.
5.选A 直线a2x+y-1=0,即y=-a2x+1,则直线的斜率为-a2,即-a2>-4,解得-26.解析:因为直线l的一个方向向量为n=(6,8),所以直线l的斜率为k=,由点斜式得直线l的方程为y+1=(x+2),即4x-3y+5=0.
答案:4x-3y+5=0
7.解析:设直线方程为y=kx+b,∵k=b,
∴y=kx+k=k(x+1),当x=-1时,y=0,∴该直线一定经过的点是(-1,0).
答案:(-1,0)
8.解析:由已知得∴m=3.
答案:3
9.解:(1)由题意可知该直线的斜率为k=tan=,在纵轴上的截距为b=2,所以该直线方程为y=x+2,即x-y+2=0.
(2)由题意可设该直线在两坐标轴上的截距为m(m≠0),由截距式可得其方程为+=1,
代入点(2,1)得+=1,解得m=3,故直线方程为x+y-3=0.
10.解:(1)∵直线过点P′(1,0),
∴m2-2m-3=2m-6,解得m=3或m=1,
又∵m=3时,直线l的方程为y=0,不符合题意,∴m=1.
(2)由斜率为1,得
解得m=.
(3)直线过定点P(-1,-1),则-(m2-2m-3)-(2m2+m-1)=2m-6,解得m=或m=-2.
11.选C 直线3x+4y-5=0的斜率为-,可设l的方程为y=-x+b.令y=0,得x=b,由题可知·|b|=24,得b=±6,由于直线l在第一象限与坐标轴围成三角形,所以b=6,所以选C.
12.选C 若a=0,则l的方程为x=-,不经过第四象限.若a=2,则l的方程为y=-,经过第四象限.若a≠0且a≠2,将l的方程转化为y=-x-,因为l经过第四象限,所以-<0或解得a<0或2.综上,a的取值范围为(-∞,0)∪,故选C.
13.选D 关于x,y的方程a2x-ay-1=0(a≠0)表示的是直线,且直线的斜率为a,在y轴上的截距为-,直线的斜率和它在y轴上的截距的乘积为-1.对于A,直线的斜率和它在y轴上的截距都是正数,不满足题意,所以排除A;对于B,直线的斜率小于1,它在y轴上的截距大于-1小于零,不满足题意,所以排除B;对于C,直线的斜率和它在y轴上的截距都是负数,不满足题意,所以排除C;对于D,直线的斜率小于-1,它在y轴上的截距大于零小于1,能满足条件,所以D可能成立.故选D.
14.解析:因为l:mx+y-m+2=0 y+2=-m(x-1),即直线l过定点Q(1,-2),斜率为-m,因为kQM==-2,kQN==5,如图所示,所以-m≤-2或-m≥5,解得m≥2或m≤-5.
答案:(-∞,-5]∪[2,+∞)
15.解:(1)证明:将直线l1的方程化为
m(x-2y-3)+2x+y+4=0,
解方程组解得
故直线l1恒过定点M.
(2)由题意可知,直线l2的斜率存在且不为零,
设直线l2的方程为y+2=k,
令x=0,可得y=k-2,令y=0,可得x=-1,
由已知可得解得k<0,
所以三角形面积为
S==≥=4,当且仅当k=-2时,等号成立,此时直线l2的方程为y+2=-2,即2x+y+4=0.