2.2 直线的方程
【知识点1】直线的点斜式方程 1
【知识点2】直线的两点式方程 3
【知识点3】直线的一般式方程 6
【知识点4】动直线过定点 8
【知识点5】直线方程的应用 11
【知识点6】对称问题 13
1.知道直线的点斜式、两点式、一般式方程(重点)。
2.掌握直线过定点问题、对称问题(重难点)。
3.理解直线方程的应用(重点)。
【知识点1】直线的点斜式方程
1.求直线点斜式方程的步骤
(1)确定点P(x0,y0).
(2)若斜率不存在,方程为x=x0;若斜率存在,方程为y﹣y0=k(x﹣x0).
2.求直线的斜截式方程
(1)先求参数k和b,再写出斜截式方程.
(2)斜率可以是已知的,也可以利用倾斜角来求出,还可以利用平行、垂直关系来求出.
(3)b是直线在y轴上的截距。
【例1】(2024秋 怀柔区期末)已知直线l的倾斜角为60°,且经过点(0,1),则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出斜率,再由直线的点斜式方程求解即可.
【解答】解:由题意知:直线l的斜率为,则直线l的方程为.
故选:C.
【例2】(多选)(2024秋 东海县期中)设直线l过两点和,则( )
A.直线l的斜率为
B.直线l的倾斜角为150°
C.直线l在x轴上的截距为6
D.直线l在y轴上的截距为
【答案】BC
【分析】先根据条件表示出直线方程,然后逐一分析每个选项.
【解答】解:直线l过两点和,
则,故A错误,
设直线倾斜角为α,0≤α<180°,且,则α=150°,B正确,
直线的方程为:,即,
令y=0,则x=6,令x=0,则,
故直线l在x轴上的截距为6,在y轴上的截距为,C正确,D错误.
故选:BC.
【例3】(2025春 宝山区期末)经过点(1,2)且斜率为1的直线方程为 .
【答案】x﹣y+1=0.
【分析】根据题意运用直线的点斜式方程列式,化简即可得到所求直线的方程.
【解答】解:经过点(1,2)且斜率为1的直线方程为y﹣2=1×(x﹣1),整理得x﹣y+1=0.
故答案为:x﹣y+1=0.
【例4】(2024秋 嘉定区校级期末)已知两点A(3,4)、B(﹣5,6),则直线AB的斜截式方程是 .
【答案】.
【分析】直接利用两点的坐标求出直线的方程,进一步转换为斜截式.
【解答】解:已知两点A(3,4)、B(﹣5,6),故直线的方程为:,整理得x+4y=19,
转化为直线的斜截式为.
故答案为:.
【知识点2】直线的两点式方程
直线的截距式方程
(1)若直线与轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则过AB两点的直线方程为,这个方程称为直线的截距式方程.
(2)a叫做直线在x轴上的截距,b叫做直线在y轴上的截距.
(3)求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0得直线在y轴上的截距;令y=0得直线在x轴上的截距
例1:
【例5】(多选)(2024秋 上城区校级期末)下列说法正确的有( )
A.直线倾斜角越大,斜率越大
B.过点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线方程是
C.经过点(1,1)且在x轴和y轴上截距相等的直线有2条
D.直线在y轴上的截距是﹣3
【答案】CD
【分析】根据直线倾斜角与斜率的关系可得选项A错误;根据直线两点式方程的限制条件可得选项B错误;计算直线过原点和不过原点时的直线方程可得选项C正确;根据截距的概念可得选项D正确.
【解答】解:A.当直线倾斜角为钝角时,直线斜率k<0,当直线倾斜角为锐角时,直线斜率k>0,故A错误.
B.当x1≠x2,y1≠y2时,过点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线方程是,故B错误.
C.当直线不过原点时,设直线方程为,把点(1,1)代入直线方程得,解得a=2,故直线方程为x+y﹣2=0,当直线过原点时,由直线过点(1,1)可得直线斜率k=1,故直线方程为y=x.综上得,经过点(1,1)且在x轴和y轴上截距相等的直线有2条,故C正确.
D.对于直线,令x=0,得y=﹣3,故直线在y轴上的截距是﹣3,故D正确.
故选:CD.
【例6】(多选)(2024秋 鄂尔多斯期中)已知直线l过点(1,3),若l与x,y轴的正半轴围成的三角形的面积为S,则S的值可以是( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】CD
【分析】利用直线的截距式,结合基本不等式可得解.
【解答】解:由题意知直线l在x,y轴上的截距存在且大于0,
可设l的方程为(a,b>0),
由直线l过点(1,3),得,
所以,当且仅当,即a=2,b=6时,等号成立,
即ab≥12,所以,
故选:CD.
【例7】(2024秋 龙岩期末)已知△ABC的三个顶点分别是A(1,2),B(5,4),C(2,7),则边AB上的中线所在直线方程为 .
【答案】4x+y﹣15=0.
【分析】根据中点坐标以及中点坐标公式即可根据点斜式方程求解.
【解答】解:A(1,2),B(5,4),C(2,7),
AB的中点坐标为D(3,3),
则,故边AB上的中线所在直线方程为y﹣3=﹣4(x﹣3),
即4x+y﹣15=0,
故答案为:4x+y﹣15=0.
【例8】(2025春 浦东新区校级月考)已知直线l过点P(2,3),根据下列条件分别求直线l的方程:
(1)直线l的倾斜角为45°;
(2)直线l在x轴、y轴上的截距相等.
【答案】(1)直线l的方程为x﹣y+1=0;
(2)直线l的方程为3x﹣2y=0或x+y﹣5=0.
【分析】(1)根据题意,由直线的倾斜角可得直线l的斜率,代入直线的截距式方程即可得答案,
(2)根据题意,分直线l是否经过原点2种情况讨论,求出直线l的方程,综合即可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,直线l的倾斜角为45°,则其斜率k=tan45°=1,
又由直线l过点P(2,3),
则直线l的方程为y﹣3=(x﹣2),变形得x﹣y+1=0,
即直线l的方程为x﹣y+1=0.
(2)根据题意,分2种情况讨论:
若直线l经过原点,直线l的方程为yx,即3x﹣2y=0;
若直线l不经过原点,则直线l的方程为1.
将点P(2,3)代入,得1,即a=5.
所以直线l的方程为x+y﹣5=0.
综合可得:直线l的方程为3x﹣2y=0或x+y﹣5=0.
【知识点3】直线的一般式方程
直线方程的一般式
(1)关于x和y的一次方程表示一条直线.我们把方程写为,这个方程(其中A、B不全为零)叫做直线方程的一般式.
(2) A、B不全为零才能表示一条直线,若A、B全为零则不能表示一条直线.
(3)当时,方程可变形为,它表示过点,斜率为的直线.
(4)当,时,方程可变形为,即,它表示一条与轴垂直的直线
例1:
【例9】(2024秋 台州期末)已知直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,则( )
A.直线l的截距式方程为
B.直线l的截距式方程为
C.直线l的斜截式方程为
D.直线l的斜截式方程为
【答案】A
【分析】根据方程之间的互化,对各选项逐项判定,即可求出结果.
【解答】解:因为直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,
两边同时除以6整理可得:直线l的截距式方程为,故A正确,B错误;
直线l的斜截式方程为,故C,D错误.
故选:A.
【例10】(多选)(2024秋 宁城县期末)下列说法正确的是( )
A.直线l:mx+y+2﹣m=0恒过定点(1,﹣2)
B.如果AB<0,BC<0,那么直线Ax+By+C=0不经过第四象限
C.已知直线l过点P(2,3),且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为x+y﹣5=0 D.若直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l的斜率为
【答案】ABD
【分析】将直线化为l:m(x﹣1)+y+2=0确定定点判断A;由,直线为判定B;注意直线过原点的情况判断C;根据平移得a(x+3)+b(y﹣2)+c=0,整理后有3a﹣2b+c即可判断D.
【解答】解:对于选项A,由l:m(x﹣1)+y+2=0,可得m(x﹣1)=﹣y﹣2,令得,,所以直线恒过(1,﹣2),故A正确;
对于选项B,由AB<0,BC<0,则,而直线可化为,所以直线不经过第四象限,故B正确;
对于选项C,若直线过原点时,直线l为,即l:3x﹣2y=0,故C错误;
对于选项D,令原直线为ax+by+c=0,根据平移有a(x+3)+b(y﹣2)+c=0,所以ax+by+3a﹣2b+c=0与ax+by+c=0为同一直线,所以3a﹣2b+c=c,即,故D正确.
故选:ABD.
【例11】(2025春 杨浦区校级月考)过点A(3,1)和B(﹣2,3)的直线l的一般式方程为 .
【答案】2x+5y﹣11=0.
【分析】由两点的坐标求出直线的斜率,由点斜式方程,再化简为直线的一般式方程.
【解答】解:过点A(3,1)和B(﹣2,3)的直线的斜率k,
故直线的方程为:y﹣1(x﹣3),
整理可得直线的一般方程为:2x+5y﹣11=0.
故答案为:2x+5y﹣11=0.
【例12】(2024秋 辛集市期末)数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知△ABC的顶点分别为A(3,1),B(4,2),C(2,3),则△ABC的欧拉线方程为 .
【答案】x+y﹣5=0.
【分析】求出重心坐标,求出AB边上高和AC边上高所在直线方程,联立两直线可得垂心坐标,即可求出欧拉线方程.
【解答】解:由题可知,△ABC的重心为G(3,2),
可得直线AB的斜率为,则AB边上高所在的直线斜率为﹣1,
则方程为y﹣3=﹣(x﹣2),即x+y﹣5=0,
直线AC的斜率为,则AC边上高所在的直线斜率为,
则方程为,即x﹣2y=0,
联立方程,解得,即△ABC的垂心为,
则直线GH斜率为,则可得直线GH方程为y﹣2=﹣(x﹣3),
故△ABC的欧拉线方程为x+y﹣5=0.
故答案为:x+y﹣5=0.
【知识点4】动直线过定点
1.动直线过定点
(1)如果一条直线经过某一定点,那么这条直线就是过该定点的直线.这里面可以看出,过一个定点的直线是不唯一的,事实上是由无数条直线组成.
(2)假如有一定点A的坐标为(m,n),那么过该定点的直线的表达式为y=k(x﹣m)+n或者是x=m.
2.直线过定点问题的求解
(1)若已知方程是含有一个参数的直线系方程,则我们可以把系数中的分别提取出来,化为的形式.
(2)由解出的值,即得定点坐标。
例1:
【例13】(2025春 静安区校级期中)直线mx+(3m﹣1)y+1=0必过定点( )
A.(3,1) B.(﹣3,1) C. D.(,0)
【答案】B
【分析】将直线方程整理,可得关于x,y的方程组,求出恒过的定点的坐标.
【解答】解:将直线mx+(3m﹣1)y+1=0整理得m(x+3y)﹣y+1=0,
令,解得x=﹣3,y=1,
即直线恒过定点(﹣3,1).
故选:B.
【例14】(多选)(2025 东兴区校级开学)设直线l1:2x+ay=2+2a,则( )
A.直线l1在y轴上的截距为1+a
B.直线l1与直线l2:ax+2y=1一定垂直
C.直线l1过定点(1,2)
D.当点O(0,0)在直线l1的右下方时,a<﹣1
【答案】CD
【分析】根据直线方程的特点,直线与直线垂直的条件,点与直线的位置关系,针对各个选项分别求解即可.
【解答】解:因为直线l1:2x+ay=2+2a可化为:a(y﹣2)+(2x﹣2)=0,
所以直线l1过定点(1,2),所以C选项正确;
对直线l1:2x+ay=2+2a,当a=0时,可化为:x=1,此时直线l1与y轴无交点,所以A选项错误;
因为直线l1:2x+ay=2+2a可化为:2x+ay﹣2a﹣2=0,又直线l2:ax+2y=1,
而2a+2a=0,只有在a=0时成立,
所以仅当a=0时,直线l1与直线l2垂直,所以B选项错误;
因为直线l1:2x+ay=2+2a可化为:2x+ay﹣2a﹣2=0,
又当点O(0,0)在直线l1的右下方时,所以a(﹣2a﹣2)<0,且,
解得a<﹣1,所以D选项正确.
故选:CD.
【例15】(2024秋 自贡期末)已知b是a,c的等差中项,直线ax+by+c=0恒过定点A,则定点A坐标 .
【答案】(1,﹣2).
【分析】法(i)由题意可得a,b,c之间的关系,整理为a﹣2b+c=0,再由直线方程ax+by+c=0,由对应项相等可得直线恒过的定点A的坐标;
法(ii)由题意可得b与a,c的关系,代入直线的方程,整理可得a(2x+y)+c(y+2)=0,令,可得直线恒过的定点A的坐标.
【解答】解:法(i)因为b是a,c的等差中项,所以2b=a+c,
即a﹣2b+c=0,直线ax+by+c=0,即ax+by+c=0,
此直线经过定点A(1,﹣2).
法(ii)因为b是a,c的等差中项,所以2b=a+c,可得b,
可得直线ax+by+c=0为axy+c=0,
整理可得a(2x+y)+c(y+2)=0,
令,解得x=1,y=﹣2,即直线恒过定点A(1,﹣2).
故答案为:(1,﹣2).
【例16】(2025春 宝山区期末)已知直线l:kx﹣y+3k+1=0,(k∈R).
(1)证明:对任意实数k,直线l都经过一个定点;
(2)若直线l在x轴、y轴上截距相等,求直线l的方程.
【答案】(1)证明见解析;
(2)x+3y=0或x+y+2=0.
【分析】(1)将直线l的方程化简为k(x+3)﹣(y﹣1)=0,然后求出直线x+3=0与y﹣1=0的交点,即可证出所求结论;
(2)根据题意,按照直线l是否经过原点进行讨论,分别求出满足条件的k值,进而可得直线l的方程.
【解答】(1)证明:直线l的方程可化为k(x+3)﹣(y﹣1)=0,
可知直线l经过直线x+3=0与y﹣1=0的交点(﹣3,1),
所以对任意实数k,直线l都经过定点(﹣3,1);
(2)解:若直线l在x轴、y轴上截距相等,
则可能直线l经过原点,或直线l的斜率为﹣1,
①若直线l经过原点,则3k+1=0,解得k,
此时直线l的方程为,即x+3y=0;
②若直线l的斜率为﹣1,则k=﹣1,
此时直线l的方程为﹣x﹣y﹣2=0,即x+y+2=0.
综上所述,直线l的方程为x+3y=0或x+y+2=0.
【知识点5】直线方程的应用
直线的平行与垂直
(1).
(2)且或,记忆式().
(3).
(4)
例1:
【例17】(2025 商丘开学)已知直线l1:ax﹣y+2=0与l2:x﹣ay+a+1=0平行,则a=( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.±1
【答案】B
【分析】由直线平行的充要条件直接计算即可求解.
【解答】解:因为直线l1:ax﹣y+2=0与l2:x﹣ay+a+1=0平行,
根据两直线平行与直线的系数关系可得:.
故选:B.
【例18】(多选)(2025 长沙校级一模)已知正方形ABCD在平面直角坐标系xOy中,且AC:2x﹣y+1=0,则直线AB的方程可能为( )
A.x+3y+1=0 B.x﹣3y+1=0 C.3x+y+1=0 D.3x﹣y+1=0
【答案】BC
【分析】直接利用直线的夹角公式求出结果.
【解答】解:直线AC:2x﹣y+1=0,整理得y=2x+1,由于直线AC的斜率为k=2,
设直线AB的斜率k1,
利用直线的夹角公式,,解得或﹣3;
故满足条件的直线方程只有BC,AD错误.
故选:BC.
【例19】(2025春 杨浦区校级月考)已知点A(0,1),B(4,3),线段AB的垂直平分线在x轴上的截距为 .
【答案】3.
【分析】先写出线段AB的垂直平分线的方程,再令y=0,即可得出答案.
【解答】解:因为A(0,1),B(4,3),
所以线段AB的中点为(2,2),直线AB的斜率为,
则线段AB的垂直平分线的斜率为﹣2,
则垂直平分线的直线方程为y﹣2=﹣2(x﹣2),
当y=0时,x=3.
故答案为:3.
【例20】(2025春 湖北期中)已知直线l:kx﹣y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,直线l过定点(﹣2,1).
(2)要使直线l不经过第四象限,则直线的斜率和直线在y轴上的截距都是非负数,解出k的取值范围.
(3)先求出直线在两个坐标轴上的截距,代入三角形的面积公式,再使用基本不等式可求得面积的最小值.
【解答】解:(1)直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,
故无论k取何值,直线l总过定点(﹣2,1).
(2)直线l的方程可化为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,
要使直线l不经过第四象限,则,
解得k的取值范围是k≥0.
(3)依题意,直线l在x轴上的截距为,在y轴上的截距为1+2k,
∴A(,0),B(0,1+2k),
又0且1+2k>0,
∴k>0,故S|OA||OB|(1+2k)
(4k4)(4+4)=4,
当且仅当4k,即k时,取等号,
故S的最小值为4,此时直线l的方程为x﹣2y+4=0.
【知识点6】对称问题
对称问题
(1)点关于点对称:若点M(x1,y1)及N(x,y)关于P(a,b)对称,则由中点坐标公式得,进而求解.
(2)直线关于点对称:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
(3)点关于直线对称:若两点P1(x1,y1)与P2(x2,y2)关于直线l:Ax+By+C=0对称,由方程组,可得到点P1关于l对称的点P2的坐标(x2,y2)(其中B≠0,x1≠x2).
(4)利用垂直、平分关系列出等式求解
例1:
【例21】(2024秋 包头期末)直线3x+4y﹣3=0关于x轴对称的直线方程为( )
A.﹣3x+4y﹣3=0 B.3x﹣4y﹣3=0
C.﹣3x﹣4y﹣3=0 D.4x﹣3y﹣3=0
【答案】B
【分析】设P(x,y)为对称直线上的任意一点,点P关于x轴对称的点为P1(x1,y1),根据轴对称的性质得到用x、y表示x1、y1的式子,结合点P1在直线3x+4y﹣3=0上算出对称直线的方程.
【解答】解:设P(x,y)为直线3x+4y﹣3=0关于x轴对称的直线任意一点,
点P关于x轴对称的点为P1(x1,y1),则,
因为点P1(x1,y1)在直线3x+4y﹣3=0上,所以3x1+4y1﹣3=0,
即3x+4(﹣y)﹣3=0,化简得3x﹣4y﹣3=0,即为所求对称直线的方程.
故选:B.
【例22】(2025春 湖北期中)已知点A(2,4)关于直线l对称的点为B(﹣1,2),则直线l的方程为( )
A.4x﹣6y+15=0 B.6x+4y+15=0
C.6x+4y﹣15=0 D.4x﹣6y﹣15=0
【答案】C
【分析】分析可知,直线l为线段AB的垂直平分线,求出线段AB的垂直平分线方程,即为所求.
【解答】解:根据题意可知,点A(2,4)关于直线l对称的点为B(﹣1,2),
直线l为线段AB的垂直平分线,且,
所以直线l的斜率为,
又因为线段AB的中点为,所以直线l的方程为,
整理可得6x+4y﹣15=0.
故选:C.
【例23】(2024秋 庐江县期末)一条光线从点P(4,2)射出,经过直线y=x反射后过点Q(1,﹣6),则反射光线所在直线的方程为 .
【答案】10x﹣y﹣16=0.
【分析】由题意,求出点P(4,2)关于直线y=x的对称点P′的坐标,然后根据直线的点斜式方程求出答案.
【解答】解:点P(4,2)关于直线y=x的对称点为P′(2,4),
根据光线反射的原理,可知反射光线的所在直线就是经过P′、Q的直线,
结合kP′Q10,可得直线P′Q的方程为y﹣4=10(x﹣2),即10x﹣y﹣16=0.
故答案为:10x﹣y﹣16=0.
【例24】(2025 嘉峪关校级开学)已知直线l:x+2y﹣1=0和点A(1,2).
(1)求点A关于直线l的对称点的坐标;
(2)求直线l关于点A对称的直线方程.
【答案】(1).
(2)x+2y﹣9=0.
【分析】(1)根据点关于线对称列式求解即可;
(2)根据相关点法分析运算即可.
【解答】解:(1)设A′(m,n),
由题意得,解得,
所以点A′的坐标为.
(2)在直线l上任取一点P(x,y),
设P(x,y)关于点A的对称点为P′(x0,y0),
则,解得,
由于P′(2﹣x,4﹣y)在直线x+2y﹣1=0上,
则(2﹣x)+2(4﹣y)﹣1=0,即x+2y﹣9=0,
故直线l关于点A的对称直线l′的方程为x+2y﹣9=0.2.2 直线的方程
【知识点1】直线的点斜式方程 1
【知识点2】直线的两点式方程 2
【知识点3】直线的一般式方程 3
【知识点4】动直线过定点 4
【知识点5】直线方程的应用 5
【知识点6】对称问题 6
1.知道直线的点斜式、两点式、一般式方程(重点)。
2.掌握直线过定点问题、对称问题(重难点)。
3.理解直线方程的应用(重点)。
【知识点1】直线的点斜式方程
1.求直线点斜式方程的步骤
(1)确定点P(x0,y0).
(2)若斜率不存在,方程为x=x0;若斜率存在,方程为y﹣y0=k(x﹣x0).
2.求直线的斜截式方程
(1)先求参数k和b,再写出斜截式方程.
(2)斜率可以是已知的,也可以利用倾斜角来求出,还可以利用平行、垂直关系来求出.
(3)b是直线在y轴上的截距。
【例1】(2024秋 怀柔区期末)已知直线l的倾斜角为60°,且经过点(0,1),则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【例2】(多选)(2024秋 东海县期中)设直线l过两点和,则( )
A.直线l的斜率为
B.直线l的倾斜角为150°
C.直线l在x轴上的截距为6
D.直线l在y轴上的截距为
【例3】(2025春 宝山区期末)经过点(1,2)且斜率为1的直线方程为 .
【例4】(2024秋 嘉定区校级期末)已知两点A(3,4)、B(﹣5,6),则直线AB的斜截式方程是 .
【知识点2】直线的两点式方程
直线的截距式方程
(1)若直线与轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则过AB两点的直线方程为,这个方程称为直线的截距式方程.
(2)a叫做直线在x轴上的截距,b叫做直线在y轴上的截距.
(3)求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0得直线在y轴上的截距;令y=0得直线在x轴上的截距
例1:
【例5】(多选)(2024秋 上城区校级期末)下列说法正确的有( )
A.直线倾斜角越大,斜率越大
B.过点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线方程是
C.经过点(1,1)且在x轴和y轴上截距相等的直线有2条
D.直线在y轴上的截距是﹣3
【例6】(多选)(2024秋 鄂尔多斯期中)已知直线l过点(1,3),若l与x,y轴的正半轴围成的三角形的面积为S,则S的值可以是( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【例7】(2024秋 龙岩期末)已知△ABC的三个顶点分别是A(1,2),B(5,4),C(2,7),则边AB上的中线所在直线方程为 .
【例8】(2025春 浦东新区校级月考)已知直线l过点P(2,3),根据下列条件分别求直线l的方程:
(1)直线l的倾斜角为45°;
(2)直线l在x轴、y轴上的截距相等.
【知识点3】直线的一般式方程
直线方程的一般式
(1)关于x和y的一次方程表示一条直线.我们把方程写为,这个方程(其中A、B不全为零)叫做直线方程的一般式.
(2) A、B不全为零才能表示一条直线,若A、B全为零则不能表示一条直线.
(3)当时,方程可变形为,它表示过点,斜率为的直线.
(4)当,时,方程可变形为,即,它表示一条与轴垂直的直线
例1:
【例9】(2024秋 台州期末)已知直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,则( )
A.直线l的截距式方程为
B.直线l的截距式方程为
C.直线l的斜截式方程为
D.直线l的斜截式方程为
【例10】(多选)(2024秋 宁城县期末)下列说法正确的是( )
A.直线l:mx+y+2﹣m=0恒过定点(1,﹣2)
B.如果AB<0,BC<0,那么直线Ax+By+C=0不经过第四象限
C.已知直线l过点P(2,3),且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为x+y﹣5=0 D.若直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l的斜率为
【例11】(2025春 杨浦区校级月考)过点A(3,1)和B(﹣2,3)的直线l的一般式方程为 .
【例12】(2024秋 辛集市期末)数学家欧拉1765年在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知△ABC的顶点分别为A(3,1),B(4,2),C(2,3),则△ABC的欧拉线方程为 .
【知识点4】动直线过定点
1.动直线过定点
(1)如果一条直线经过某一定点,那么这条直线就是过该定点的直线.这里面可以看出,过一个定点的直线是不唯一的,事实上是由无数条直线组成.
(2)假如有一定点A的坐标为(m,n),那么过该定点的直线的表达式为y=k(x﹣m)+n或者是x=m.
2.直线过定点问题的求解
(1)若已知方程是含有一个参数的直线系方程,则我们可以把系数中的分别提取出来,化为的形式.
(2)由解出的值,即得定点坐标。
例1:
【例13】(2025春 静安区校级期中)直线mx+(3m﹣1)y+1=0必过定点( )
A.(3,1) B.(﹣3,1) C. D.(,0)
【例14】(多选)(2025 东兴区校级开学)设直线l1:2x+ay=2+2a,则( )
A.直线l1在y轴上的截距为1+a
B.直线l1与直线l2:ax+2y=1一定垂直
C.直线l1过定点(1,2)
D.当点O(0,0)在直线l1的右下方时,a<﹣1
【例15】(2024秋 自贡期末)已知b是a,c的等差中项,直线ax+by+c=0恒过定点A,则定点A坐标 .
【例16】(2025春 宝山区期末)已知直线l:kx﹣y+3k+1=0,(k∈R).
(1)证明:对任意实数k,直线l都经过一个定点;
(2)若直线l在x轴、y轴上截距相等,求直线l的方程.
【知识点5】直线方程的应用
直线的平行与垂直
(1).
(2)且或,记忆式().
(3).
(4)
例1:
【例17】(2025 商丘开学)已知直线l1:ax﹣y+2=0与l2:x﹣ay+a+1=0平行,则a=( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.±1
【例18】(多选)(2025 长沙校级一模)已知正方形ABCD在平面直角坐标系xOy中,且AC:2x﹣y+1=0,则直线AB的方程可能为( )
A.x+3y+1=0 B.x﹣3y+1=0 C.3x+y+1=0 D.3x﹣y+1=0
【例19】(2025春 杨浦区校级月考)已知点A(0,1),B(4,3),线段AB的垂直平分线在x轴上的截距为 .
【例20】(2025春 湖北期中)已知直线l:kx﹣y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【知识点6】对称问题
对称问题
(1)点关于点对称:若点M(x1,y1)及N(x,y)关于P(a,b)对称,则由中点坐标公式得,进而求解.
(2)直线关于点对称:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
(3)点关于直线对称:若两点P1(x1,y1)与P2(x2,y2)关于直线l:Ax+By+C=0对称,由方程组,可得到点P1关于l对称的点P2的坐标(x2,y2)(其中B≠0,x1≠x2).
(4)利用垂直、平分关系列出等式求解
例1:
【例21】(2024秋 包头期末)直线3x+4y﹣3=0关于x轴对称的直线方程为( )
A.﹣3x+4y﹣3=0 B.3x﹣4y﹣3=0
C.﹣3x﹣4y﹣3=0 D.4x﹣3y﹣3=0
【例22】(2025春 湖北期中)已知点A(2,4)关于直线l对称的点为B(﹣1,2),则直线l的方程为( )
A.4x﹣6y+15=0 B.6x+4y+15=0
C.6x+4y﹣15=0 D.4x﹣6y﹣15=0
【例23】(2024秋 庐江县期末)一条光线从点P(4,2)射出,经过直线y=x反射后过点Q(1,﹣6),则反射光线所在直线的方程为 .
【例24】(2025 嘉峪关校级开学)已知直线l:x+2y﹣1=0和点A(1,2).
(1)求点A关于直线l的对称点的坐标;
(2)求直线l关于点A对称的直线方程.