2019-2020学年高一数学人教A版必修2学案：3.3.1两条直线的交点坐标Word版含答案

第三章　直线与方程
3.3　直线的交点坐标与距离公式
3.3.1　两直线的交点坐标
学习目标
1.理解两直线的交点坐标与两直线方程的关系,两直线的交点个数与两直线方程中系数的关系.
2.能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.
3.知道交点系直线方程,并会简单应用.
合作学习
一、设计问题、创设情境
问题1:已知点A(2,-1),直线l:3x+4y-2=0.点A与直线l的位置关系是怎样的?若点B(a,2)在直线l上,求实数a的值.你解答上面问题的依据是什么?
问题2:已知直线l1:x-y-1=0,l2:x+y-1=0,试判断直线l1,l2是否相交?若相交,请你求出交点坐标,并说明求解的依据;若不相交,请说明理由.
二、学生探索,尝试解决
问题3:这种依据可以推广到一般情形吗?已知两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0相交,请同学们看下表,并填空:
几何元素及关系
代数表示
点A
A(a,b)
直线l
l:Ax+By+C=0
点A在直线l上
直线l1与直线l2的交点是A
三、信息交流,揭示规律
问题4:请你说出用代数法求两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0的过程,以及可能出现的结果.
四、运用规律,解决问题
【例1】 判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点的坐标:
(1)l1:x-y=0,l2:3x+3y-10=0;
(2)l1:3x-4y+4=0,l2:6x-8y-1=0;
(3)l1:3x+4y-5=0,l2:6x+8y-10=0.
问题5:由本例中的(2)你能得到,当两直线方程满足什么特征时,两直线平行吗?直线的方程由直线方程中的系数A,B,C决定,当系数具备什么特征时,两直线平行、重合、相交呢?
问题6:由例1中的(3)思考,当λ≠0时,方程λ(3x+3y-10)=0表示的直线与方程3x+3y-10=0表示的直线是否是同一条直线?那么当λ变化时, 方程(x-y)+λ(3x+3y-10)=0表示什么图形?该图形有何特点?该图形与直线l1:x-y=0,l2:3x+3y-10=0有没有联系呢?请大家探究.
五、变式演练、深化提高
【例2】 已知a为实数,两直线l1:ax+y+1=0,l2:x+y-a=0相交于一点,求证:交点不可能在第一象限及x轴上.
【例3】 求经过两条直线2x-3y-3=0和x+y+2=0的交点且与直线3x+y-1=0平行的直线l的方程.
六、信息交流、教学相长
问题7:直线是几何图形,而直线方程是代数式子,直线的有关问题可以完全由其代数方程来研究吗?为什么?用方程来研究直线,即用坐标法研究直线,有什么好处呢?
布置作业
课本P109习题A组第1,2,3题,选做第4题.
参考答案
一、问题1:点A在直线l上;a=-2;坐标满足直线方程的点在直线上;直线上任意一点的坐标都是直线方程的解.
问题2:联立两直线方程,得
解得因此,两直线的交点坐标为(1,0).
求解的依据是:两直线的交点坐标是两直线方程的公共解,即两直线方程构成的方程组的解.
二、问题3:
几何元素及关系
代数表示
点A
A(a,b)
直线l
l:Ax+By+C=0
点A在直线l上
Aa+Bb+C=0
直线l1与直线l2的交点是A
点A的坐标是方程组
的解
三、问题4:一般地,将两条直线的方程联立,得方程组
若方程组有唯一解,则两直线相交,此解就是交点的坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两直线平行;若方程组有无数个解,此时两直线重合.
四、【例1】 (1)l1与l2相交,交点M();(2)l1与l2平行;(3)l1与l2重合.
问题5:一般地,对于直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(其中系数满足A2B2C2≠0),可以得到方程组(*)有下列结论:
方程组(*)解的情况
两直线的位置关系
系数的特征
唯一解
相交
无解
平行
无数个解
重合
问题6:不难发现该方程是二元一次方程,因此它表示直线.当λ变化时,可以根据λ的不同的具体值,画出相应的直线,发现这些直线始终过直线l1与l2的交点M().也可以思考直线方程的特点反映了直线的特点,通过观察该方程恒有一个确定的解,即方程组的解.即直线(x-y)+λ(3x+3y-10)=0表示过直线l1:x-y=0,l2:3x+3y-10=0的交点除直线l2外的所有直线.
五、【例2】 解:考虑方程组
∵l1,l2有交点,∴a≠1.
∴方程组的解为
当a>1时,x<0,y>0;当a<1时,x>0,y<0.
∴点(-)不可能在第一象限,又∵y=≠0
∴点(-)不在x轴上.
【例3】 解:解法一:由解得
即交点坐标为(-,-).
又因为l与直线3x+y-1=0平行,故直线l的斜率为-3,
所以直线l的方程为y+=-3(x+),即15x+5y+16=0.
解法二:设直线l:2x-3y-3+λ(x+y+2)=0,变形为.
(λ+2)x+(λ-3)y+2λ-3=0.
因为l与直线3x+y-1=0平行,故直线l的斜率为-3,
即-=-3,解得λ=.
所以直线l的方程为15x+5y+16=0.
六、问题7:可以;因为直线是由点构成的,而直线上所有点的坐标都是方程的解,反之也成立.所以直线方程与相应直线是完全一样的,只是表现形式不同;可以讲几何图形的位置关系和度量关系,通过代数运算来完成.