1.2.3 直线的一般式方程
学习目标 1.掌握直线的一般式方程.2.理解关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)都表示直线.
3.会进行直线方程的五种形式之间的转化.
导语
前面我们学习了直线的点斜式、斜截式、两点式方程,经过化简后可以发现它们都是二元一次方程.现在请同学们思考一下,在平面直角坐标系中的每一条直线是否都可以用一个关于x,y的二元一次方程表示呢?
一、直线的一般式方程
问题 直线y=2x+1可以化成二元一次方程吗?方程2x-y+3=0表示一条直线吗?
提示 y=2x+1可以化成2x-y+1=0的形式,是二元一次方程.2x-y+3=0可以化为y=2x+3,可以表示直线.
知识梳理
方程Ax+By+C=0(A,B不全为0)叫作直线的一般式方程.
注意点:
(1)直线一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程;
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列;
③x的系数一般不为分数和负数;
④虽然直线方程的一般式有三个参数,但只需两个独立的条件即可求得直线的方程.
(2)当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质:
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直;
③当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
例1 根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程:
(1)斜率是,且经过点A(5,3);
(2)经过A(-1,5),B(2,-1)两点;
(3)在x轴、y轴上的截距分别为-3,-1;
(4)经过点B(4,2),且平行于x轴.
解 (1)由点斜式,得直线方程为y-3=(x-5),
即x-y-5+3=0.
(2)由两点式,得直线方程为=,
即2x+y-3=0.
(3)由截距式,得直线方程为+=1,
即x+3y+3=0.
(4)y-2=0.
反思感悟 求直线一般式方程的策略
在求直线方程时,设一般式方程有时并不简单,常用的还是根据给定条件选出四种特殊形式之一求方程,然后转化为一般式.
跟踪训练1 (1)根据下列各条件写出直线的方程,并化成一般式.
①斜率是-,且经过点A(8,-6)的直线方程为________________;
②在x轴和y轴上的截距分别是和-3的直线方程为________________;
③经过点P1(3,-2),P2(5,-4)的直线方程为________________.
答案 ①x+2y+4=0 ②2x-y-3=0
③x+y-1=0
(2)在y轴上的截距为-6,且倾斜角为45°的直线的一般式方程为______________.
答案 x-y-6=0
解析 设直线的斜截式方程为y=kx+b(k≠0),则由题意得k=tan
45°=1,b=-6,所以y=x-6,即x-y-6=0.
二、直线的一般式方程化为其他形式的方程
例2 (1)已知直线Ax+By+C=0(AB>0,BC>0),则直线不经过( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
答案 A
解析 直线Ax+By+C=0化为y=-x-,
又AB>0,BC>0,所以-<0,-<0,则直线不经过第一象限.
(2)设直线l的方程为(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6,根据下列条件分别确定m的值:
①l在x轴上的截距是-3;
②l的斜率是-1.
解 ①当直线在x轴上的截距为-3时,有=-3,且m2-2m-3≠0,解得m=-.
②当斜率为-1时,有-=-1,且2m2+m-1≠0,解得m=-2.
延伸探究
对于本例中的直线l的方程,若直线l与y轴平行,求m的值.
解 ∵直线l与y轴平行,
∴∴m=.
反思感悟 含参直线方程的研究策略
(1)若方程Ax+By+C=0表示直线,则需满足A,B不全为0.
(2)令x=0可得在y轴上的截距.令y=0可得在x轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
跟踪训练2 (1)直线x-y-1=0与坐标轴所围成的三角形的面积为( )
A.
B.2
C.1
D.
答案 D
解析 由题意得直线与坐标轴交点为(1,0),(0,-1),故三角形面积为.
(2)若a,b,c都大于0,则直线ax+by+c=0的图象大致是图中的( )
答案 D
解析 直线ax+by+c=0化为y=-x-,因为a,b,c都大于0,所以-<0,-<0,所以直线ax+by+c=0的图象大致是图中的D.
三、直线一般式方程的应用
例3 已知直线l:5ax-5y-a+3=0.
(1)求证:不论a为何值,直线l总经过第一象限;
(2)为使直线l不经过第二象限,求a的取值范围.
(1)证明 将直线l的方程整理为y-=a,
∴直线l的斜率为a,且过定点A,又点A在第一象限内,故不论a为何值,l恒过第一象限.
(2)解 直线OA的斜率为k==3.
如图所示,要使l不经过第二象限,需斜率a≥kOA=3,
∴a≥3.
延伸探究
1.本例中若直线在y轴上的截距为2,求a的值,这时直线的一般式方程是什么?
解 把方程5ax-5y-a+3=0化成斜截式方程为y=ax+.
由条件可知=2,解得a=-7,
这时直线方程的一般式为7x+y-2=0.
2.本例中将方程改为“x-(a-1)y-a-2=0”,若直线不经过第二象限,则a的取值范围又是什么?
解 (1)当a-1=0,即a=1时,直线为x=3,该直线不经过第二象限,满足要求.
(2)当a-1≠0,即a≠1时,直线化为斜截式方程为y=x-,因为直线不过第二象限,故该直线的斜率大于等于零,且在y轴的截距小于等于零,即解得综上,可知a≥1.
反思感悟 已知含参的直线的一般式方程求参数的值或范围的步骤
跟踪训练3 直线l的方程为(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求a的值;
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
解 (1)①当a=-1时,直线l的方程为y+3=0,显然不符合题意;
②当a≠-1时,令x=0,则y=a-2,
令y=0,则x=.
∵l在两坐标轴上的截距相等,
∴a-2=,
解得a=2或a=0.
综上,a的值为2或0.
(2)直线l的方程可化为y=-(a+1)x+a-2,故要使l不经过第二象限,只需解得a≤-1.
∴a的取值范围为(-∞,-1].
1.知识清单:
(1)直线方程的一般式方程.
(2)直线五种形式方程的互化.
(3)直线一般式方程的应用.
2.方法归纳:分类讨论法、转化与化归.
3.常见误区:忽视直线斜率不存在的情况;忽视两直线重合的情况.
1.直线+=1化成一般式方程为( )
A.y=-x+4
B.y=-(x-3)
C.4x+3y-12=0
D.4x+3y=12
答案 C
2.在平面直角坐标系中,直线x+y-3=0的倾斜角是( )
A.30°
B.60°
C.150°
D.120°
答案 C
解析 直线斜率k=-,所以倾斜角为150°,故选C.
3.已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R),则该直线过定点________.
答案 (-2,1)
解析 直线l:kx-y+1+2k=0,
即k(x+2)+(-y+1)=0,
∴当x+2=0,-y+1=0时过定点,
∴x=-2,y=1,
∴该直线过定点(-2,1).
4.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________.
答案 3
解析 由已知得∴m=3.
课时对点练
1.过点(2,1),斜率k=-2的直线方程为( )
A.x-1=-2(y-2)
B.2x+y-1=0
C.y-2=-2(x-1)
D.2x+y-5=0
答案 D
解析 根据直线方程的点斜式可得,y-1=-2(x-2),即2x+y-5=0.
2.如果ax+by+c=0表示的直线是y轴,则系数a,b,c满足条件( )
A.bc=0
B.a≠0
C.bc=0且a≠0
D.a≠0且b=c=0
答案 D
解析 y轴方程表示为x=0,所以a,b,c满足的条件为
b=c=0,a≠0.
3.直线l1:ax-y+b=0,l2:bx-y+a=0(a≠0,b≠0,a≠b)在同一坐标系中的图象大致是( )
答案 C
解析 将l1与l2的方程化为l1:y=ax+b,l2:y=bx+a.
A中,由l1的图象可知,a<0,b<0,由l2的图象可知,b<0,a>0,两者矛盾,故A错误;
B中,由l1的图象可知,a<0,b>0,由l2的图象知,b>0,a>0,两者矛盾,故B错误;
C中,由l1的图象可知,a>0,b>0,由l2的图象可知,a>0,b>0,故C正确;
D中,由l1的图象可知,a>0,b<0,由l2的图象可知,a>0,b>0,两者矛盾,故D错误.
4.直线ax+by+c=0经过第一、第二、第四象限,则a,b,c应满足( )
A.ab>0,bc>0
B.ab>0,bc<0
C.ab<0,bc>0
D.ab<0,bc<0
答案 B
解析 直线ax+by+c=0化为y=-x-,因为直线ax+by+c=0经过第一、第二、第四象限,所以-<0,->0,所以ab>0,bc<0.
5.已知直线ax+by-1=0在y轴上的截距为-1,且它的倾斜角是直线x-y-=0的倾斜角的2倍,则a,b的值分别为( )
A.-,-1
B.,-1
C.-,1
D.,1
答案 A
解析 原方程化为+=1,
∴=-1,∴b=-1.
∴ax+by-1=0的斜率k=-=a,
∵x-y-=0的倾斜角为60°,
∴k=tan
120°=-,∴a=-,故选A.
6.已知直线a1x+b1y+1=0和直线a2x+b2y+1=0都过点A(2,1),则过点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)的直线方程是( )
A.2x+y+1=0
B.2x-y+1=0
C.2x+y-1=0
D.x+2y+1=0
答案 A
解析 因为点A(2,1)在直线a1x+b1y+1=0上,所以2a1+b1+1=0,由此可知点P1(a1,b1)在直线2x+y+1=0上.因为点A(2,1)在直线a2x+b2y+1=0上,所以2a2+b2+1=0,由此可知点P2(a2,b2)在直线2x+y+1=0上,所以过点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)的直线方程是2x+y+1=0.
7.斜率为2,且经过点A(1,3)的直线的一般式方程为________________.
答案 2x-y+1=0
解析 由y-3=2(x-1)得2x-y+1=0.
8.已知直线(a+2)x+(a2-2a-3)y-2a=0在x轴上的截距为3,则该直线在y轴上的截距为________.
答案 -
解析 把(3,0)代入已知方程,得(a+2)×3-2a=0,
∴a=-6,
∴直线方程为-4x+45y+12=0,
令x=0,得y=-.
9.已知直线l:x-2y+2m-2=0.若直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积等于4,求实数m的值.
解 直线l与两坐标轴的交点分别为(-2m+2,0),(0,m-1),
则所围成的三角形的面积为×|-2m+2|×|m-1|,
由题意可知×|-2m+2|×|m-1|=4,
化简得(m-1)2=4,解得m=3或m=-1.
10.已知在△ABC中,点A的坐标为(1,3),AB,AC边上的中线所在直线的方程分别为x-2y+1=0和y-1=0,求△ABC各边所在直线的方程.
解 设AB,AC边上的中线分别为CD,BE,其中D,E分别为AB,AC的中点,
∵点B在中线BE:y-1=0上,
∴设B点坐标为(x,1).
又∵A点坐标为(1,3),D为AB的中点,
∴由中点坐标公式得D点坐标为.
又∵点D在中线CD:x-2y+1=0上,
∴-2×2+1=0,解得x=5,
∴B点坐标为(5,1).
同理可求出C点的坐标是(-3,-1).
故可求出△ABC三边AB,BC,AC所在直线的方程分别为x+2y-7=0,x-4y-1=0和x-y+2=0.
11.直线x+(a2+1)y+1=0的倾斜角的取值范围是( )
A.
B.∪
C.
D.
答案 D
解析 ∵k=-,∴-1≤k<0.
∴倾斜角的取值范围是.
12.设A(-2,2),B(1,1),若直线l:ax+y+1=0与线段AB有交点,则a的取值范围是( )
A.∪[2,+∞)
B.
C.(-∞,-2]∪
D.
答案 C
解析 由ax+y+1=0得,y=-ax-1,
因此直线l过定点P(0,-1),且斜率k=-a,
如图所示,当直线l由直线PA按顺时针方向旋转到直线PB的位置时,符合题意.
易得kPB==2,kPA==-.
结合图形知,-a≥2或-a≤-,解得a≤-2或a≥.故选C.
13.已知两条直线a1x+b1y+4=0和a2x+b2y+4=0都过点A(2,3),则过两点P1(a1,b1),P2(a2,b2)的直线方程为________________.
答案 2x+3y+4=0
解析 ∵两条直线a1x+b1y+4=0和a2x+b2y+4=0都过点A(2,3),
∴2a1+3b1+4=0,2a2+3b2+4=0,
因此过两点P1(a1,b1),P2(a2,b2)的直线的方程为2x+3y+4=0.
14.若直线(m+1)x+(m2-m-2)y=m+1在y轴上的截距等于1,则实数m的值为________.
答案 3
解析 由题意可知直线过点(0,1),
代入可得m2-m-2=m+1,变形可得m2-2m-3=0,
解得m=3或m=-1,
当m=-1时,m+1=m2-m-2=0,不满足题意,所以m=3.
15.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,2),B(-2,0),C(1,0),分别以AB,AC为边向外作正方形ABEF与ACGH,则直线FH的一般式方程为____________.
答案 x+4y-14=0
解析 过点H,F分别作y轴的垂线,垂足分别为M,N(图略).
∵四边形ACGH为正方形,
∴Rt△AMH≌Rt△COA,
∵OC=1,∴AM=OC=1,又MH=OA=2,
∴OM=OA+AM=3,
∴点H的坐标为(2,3),同理得到F(-2,4),
∴直线FH的方程为=,
化为一般式方程为x+4y-14=0.
16.已知方程(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y+6-2m=0(m∈R).
(1)若方程表示一条直线,求实数m的取值范围;
(2)若方程表示的直线的斜率不存在,求实数m的值,并求出此时的直线方程;
(3)若方程表示的直线在x轴上的截距为-3,求实数m的值;
(4)若方程表示的直线的倾斜角是45°,求实数m的值.
解 (1)当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线,令m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3;
令2m2+m-1=0,解得m=-1或m=.
所以若方程表示一条直线,则m≠-1.
即实数m的取值范围为{m|m≠-1}.
(2)由(1)知当m=时,方程表示的直线的斜率不存在,且直线方程为x=.
(3)依题意,得=-3,所以3m2-4m-15=0,m2-2m-3≠0,
所以m=-.
(4)因为直线的倾斜角是45°,所以斜率为1,
所以-=1,2m2+m-1≠0,解得m=,
所以若方程表示的直线的倾斜角为45°,则m=.(共60张PPT)
1.2.3 直线的一般式方程
第1章
§1.2 直线的方程
1.掌握直线的一般式方程.
2.理解关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)都
表示直线.
3.会进行直线方程的五种形式之间的转化.
学习目标
前面我们学习了直线的点斜式、斜截式、两点式方程,经过化简后可以发现它们都是二元一次方程.现在请同学们思考一下,在平面直角坐标系中的每一条直线是否都可以用一个关于x,y的二元一次方程表示呢?
导语
随堂演练
课时对点练
一、直线的一般式方程
二、直线的一般式方程化为其他形式的方程
三、直线一般式方程的应用
内容索引
一、直线的一般式方程
问题 直线y=2x+1可以化成二元一次方程吗?方程2x-y+3=0表示一条直线吗?
提示 y=2x+1可以化成2x-y+1=0的形式,
是二元一次方程.2x-y+3=0可以化为y=2x+3,可以表示直线.
方程
(A,B不全为0)叫作直线的
.
注意点:
(1)直线一般式方程的结构特征
①方程是关于x,y的二元一次方程;
②方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列;
③x的系数一般不为分数和负数;
④虽然直线方程的一般式有三个参数,但只需两个独立的条件即可求得直线的方程.
知识梳理
Ax+By+C=0
一般式方程
(2)当直线方程Ax+By+C=0的系数A,B,C满足下列条件时,直线Ax+By+C=0有如下性质:
①当A≠0,B≠0时,直线与两条坐标轴都相交;
②当A≠0,B=0,C≠0时,直线只与x轴相交,即直线与y轴平行,与x轴垂直;
③当A=0,B≠0,C≠0时,直线只与y轴相交,即直线与x轴平行,与y轴垂直;
④当A=0,B≠0,C=0时,直线与x轴重合;
⑤当A≠0,B=0,C=0时,直线与y轴重合.
例1 根据下列条件分别写出直线的方程,并化为一般式方程:
(2)经过A(-1,5),B(2,-1)两点;
即2x+y-3=0.
(3)在x轴、y轴上的截距分别为-3,-1;
(4)经过点B(4,2),且平行于x轴.
解 y-2=0.
即x+3y+3=0.
反思感悟 求直线一般式方程的策略
在求直线方程时,设一般式方程有时并不简单,常用的还是根据给定条件选出四种特殊形式之一求方程,然后转化为一般式.
跟踪训练1 (1)根据下列各条件写出直线的方程,并化成一般式.
x+2y+4=0
2x-y-3=0
③经过点P1(3,-2),P2(5,-4)的直线方程为_____________.
x+y-1=0
(2)在y轴上的截距为-6,且倾斜角为45°的直线的一般式方程为____________.
x-y-6=0
解析 设直线的斜截式方程为y=kx+b(k≠0),
则由题意得k=tan
45°=1,b=-6,
所以y=x-6,即x-y-6=0.
二、直线的一般式方程化为其他形式的方程
例2 (1)已知直线Ax+By+C=0(AB>0,BC>0),则直线不经过
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
√
(2)设直线l的方程为(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y=2m-6,根据下列条件分别确定m的值:
①l在x轴上的截距是-3;
②l的斜率是-1.
且2m2+m-1≠0,解得m=-2.
延伸探究
对于本例中的直线l的方程,若直线l与y轴平行,求m的值.
解 ∵直线l与y轴平行,
反思感悟 含参直线方程的研究策略
(1)若方程Ax+By+C=0表示直线,则需满足A,B不全为0.
(2)令x=0可得在y轴上的截距.令y=0可得在x轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
跟踪训练2 (1)直线x-y-1=0与坐标轴所围成的三角形的面积为
解析 由题意得直线与坐标轴交点为(1,0),(0,-1),
√
(2)若a,b,c都大于0,则直线ax+by+c=0的图象大致是图中的
所以直线ax+by+c=0的图象大致是图中的D.
√
三、直线一般式方程的应用
例3 已知直线l:5ax-5y-a+3=0.
(1)求证:不论a为何值,直线l总经过第一象限;
(2)为使直线l不经过第二象限,求a的取值范围.
如图所示,要使l不经过第二象限,
需斜率a≥kOA=3,
∴a≥3.
延伸探究
1.本例中若直线在y轴上的截距为2,求a的值,这时直线的一般式方程是什么?
这时直线方程的一般式为7x+y-2=0.
2.本例中将方程改为“x-(a-1)y-a-2=0”,若直线不经过第二象限,则a的取值范围又是什么?
解 (1)当a-1=0,即a=1时,直线为x=3,
该直线不经过第二象限,满足要求.
因为直线不过第二象限,故该直线的斜率大于等于零,
综上,可知a≥1.
反思感悟 已知含参的直线的一般式方程求参数的值或范围的步骤
跟踪训练3 直线l的方程为(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求a的值;
解 ①当a=-1时,直线l的方程为y+3=0,显然不符合题意;
②当a≠-1时,令x=0,则y=a-2,
∵l在两坐标轴上的截距相等,
解得a=2或a=0.
综上,a的值为2或0.
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
解 直线l的方程可化为y=-(a+1)x+a-2,
∴a的取值范围为(-∞,-1].
1.知识清单:
(1)直线方程的一般式方程.
(2)直线五种形式方程的互化.
(3)直线一般式方程的应用.
2.方法归纳:分类讨论法、转化与化归.
3.常见误区:忽视直线斜率不存在的情况;忽视两直线重合的情况.
课堂小结
随堂演练
1
2
3
4
√
1
2
3
4
A.30°
B.60°
C.150°
D.120°
√
1
2
3
4
解析 直线l:kx-y+1+2k=0,
即k(x+2)+(-y+1)=0,
∴当x+2=0,-y+1=0时过定点,
∴x=-2,y=1,
∴该直线过定点(-2,1).
3.已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R),则该直线过定点________.
(-2,1)
4.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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课时对点练
基础巩固
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1.过点(2,1),斜率k=-2的直线方程为
A.x-1=-2(y-2)
B.2x+y-1=0
C.y-2=-2(x-1)
D.2x+y-5=0
解析 根据直线方程的点斜式可得,y-1=-2(x-2),即2x+y-5=0.
√
2.如果ax+by+c=0表示的直线是y轴,则系数a,b,c满足条件
A.bc=0
B.a≠0
C.bc=0且a≠0
D.a≠0且b=c=0
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√
解析 y轴方程表示为x=0,
所以a,b,c满足的条件为b=c=0,a≠0.
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3.直线l1:ax-y+b=0,l2:bx-y+a=0(a≠0,b≠0,a≠b)在同一坐标系中的图象大致是
√
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解析 将l1与l2的方程化为l1:y=ax+b,l2:y=bx+a.
A中,由l1的图象可知,a<0,b<0,由l2的图象可知,b<0,a>0,两者矛盾,故A错误;
B中,由l1的图象可知,a<0,b>0,由l2的图象知,b>0,a>0,两者矛盾,故B错误;
C中,由l1的图象可知,a>0,b>0,由l2的图象可知,a>0,b>0,故C正确;
D中,由l1的图象可知,a>0,b<0,由l2的图象可知,a>0,b>0,两者矛盾,故D错误.
4.直线ax+by+c=0经过第一、第二、第四象限,则a,b,c应满足
A.ab>0,bc>0
B.ab>0,bc<0
C.ab<0,bc>0
D.ab<0,bc<0
因为直线ax+by+c=0经过第一、第二、第四象限,
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6.已知直线a1x+b1y+1=0和直线a2x+b2y+1=0都过点A(2,1),则过点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)的直线方程是
A.2x+y+1=0
B.2x-y+1=0
C.2x+y-1=0
D.x+2y+1=0
√
解析 因为点A(2,1)在直线a1x+b1y+1=0上,
所以2a1+b1+1=0,由此可知点P1(a1,b1)在直线2x+y+1=0上.
因为点A(2,1)在直线a2x+b2y+1=0上,
所以2a2+b2+1=0,由此可知点P2(a2,b2)在直线2x+y+1=0上,
所以过点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)的直线方程是2x+y+1=0.
7.斜率为2,且经过点A(1,3)的直线的一般式方程为______________.
解析 由y-3=2(x-1)得2x-y+1=0.
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2x-y+1=0
8.已知直线(a+2)x+(a2-2a-3)y-2a=0在x轴上的截距为3,则该直线
在y轴上的截距为_______.
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解析 把(3,0)代入已知方程,得(a+2)×3-2a=0,
∴a=-6,
∴直线方程为-4x+45y+12=0,
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9.已知直线l:x-2y+2m-2=0.若直线l与两坐标轴所围成的三角形的面积等于4,求实数m的值.
解 直线l与两坐标轴的交点分别为(-2m+2,0),(0,m-1),
化简得(m-1)2=4,解得m=3或m=-1.
10.已知在△ABC中,点A的坐标为(1,3),AB,AC边上的中线所在直线的方程分别为x-2y+1=0和y-1=0,求△ABC各边所在直线的方程.
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解 设AB,AC边上的中线分别为CD,BE,
其中D,E分别为AB,AC的中点,
∵点B在中线BE:y-1=0上,
∴设B点坐标为(x,1).
又∵A点坐标为(1,3),D为AB的中点,
又∵点D在中线CD:x-2y+1=0上,
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∴B点坐标为(5,1).
同理可求出C点的坐标是(-3,-1).
故可求出△ABC三边AB,BC,AC所在直线的方程分别为x+2y-7=0,
x-4y-1=0和x-y+2=0.
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11.直线x+(a2+1)y+1=0的倾斜角的取值范围是
综合运用
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12.设A(-2,2),B(1,1),若直线l:ax+y+1=0与线段AB有交点,则a的取值范围是
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√
解析 由ax+y+1=0得,y=-ax-1,
因此直线l过定点P(0,-1),且斜率k=-a,
如图所示,
当直线l由直线PA按顺时针方向旋转到直线PB的位置时,符合题意.
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解析 ∵两条直线a1x+b1y+4=0和a2x+b2y+4=0都过点A(2,3),
∴2a1+3b1+4=0,2a2+3b2+4=0,
因此过两点P1(a1,b1),P2(a2,b2)的直线的方程为2x+3y+4=0.
13.已知两条直线a1x+b1y+4=0和a2x+b2y+4=0都过点A(2,3),则过两点P1(a1,b1),P2(a2,b2)的直线方程为_______________.
2x+3y+4=0
14.若直线(m+1)x+(m2-m-2)y=m+1在y轴上的截距等于1,则实数m的值为_____.
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解析 由题意可知直线过点(0,1),
代入可得m2-m-2=m+1,变形可得m2-2m-3=0,
解得m=3或m=-1,
当m=-1时,m+1=m2-m-2=0,不满足题意,所以m=3.
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拓广探究
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15.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,2),B(-2,0),C(1,0),分别以AB,AC为边向外作正方形ABEF与ACGH,则直线FH的一般式方程为_______________.
x+4y-14=0
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解析 过点H,F分别作y轴的垂线,垂足分别为M,N(图略).
∵四边形ACGH为正方形,
∴Rt△AMH≌Rt△COA,
∵OC=1,∴AM=OC=1,又MH=OA=2,
∴OM=OA+AM=3,
∴点H的坐标为(2,3),同理得到F(-2,4),
化为一般式方程为x+4y-14=0.
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16.已知方程(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y+6-2m=0(m∈R).
(1)若方程表示一条直线,求实数m的取值范围;
解 当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线,
令m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3;
令2m2+m-1=0,解得m=-1或m=
.
所以若方程表示一条直线,则m≠-1.
即实数m的取值范围为{m|m≠-1}.
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(2)若方程表示的直线的斜率不存在,求实数m的值,并求出此时的直线方程;
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(3)若方程表示的直线在x轴上的截距为-3,求实数m的值;
所以3m2-4m-15=0,m2-2m-3≠0,
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(4)若方程表示的直线的倾斜角是45°,求实数m的值.
解 因为直线的倾斜角是45°,所以斜率为1,