（步步高 高中理科数学 教学资料）9.1直线的方程.docx

1、9.1直线的方程直线的方程 最新考纲考情考向分析 1.在平面直角坐标系中，结合具体图形，确定直线 位置的几何要素. 2.理解直线的倾斜角和斜率的概念，掌握过两点的 直线斜率的计算公式. 3.掌握确定直线位置的几何要素，掌握直线方程的 几种形式(点斜式、斜截式、截距式、两点式及一般 式)，了解斜截式与一次函数的关系. 以考查直线方程的求法为主，直线的 斜率、倾斜角也是考查的重点题型 主要在解答题中与圆、圆锥曲线等知 识交汇出现，有时也会在选择、填空 题中出现. 1直线的倾斜角 (1)定义：当直线 l 与 x 轴相交时，取 x 轴作为基准，x 轴正向与直线 l 向上方向之间所成的角 叫做直线 l

2、的倾斜角当直线 l 与 x 轴平行或重合时，规定它的倾斜角为 0. (2)范围：直线 l 倾斜角的范围是0，180) 2斜率公式 (1)若直线 l 的倾斜角90，则斜率 ktan_. (2)P1(x1，y1)，P2(x2，y2)在直线 l 上且 x1x2，则 l 的斜率 ky2y1 x2x1. 3直线方程的五种形式 名称方程适用范围 点斜式yy0k(xx0)不含直线 xx0 斜截式ykxb不含垂直于 x 轴的直线 两点式 yy1 y2y1 xx1 x2x1 不含直线 xx1(x1x2)和直线 yy1 (y1y2) 截距式 x a y b1 不含垂直于坐标轴和过原点的直线 一般式AxByC0(A

3、2B20)平面直角坐标系内的直线都适用 题组一思考辨析 1判断下列结论是否正确(请在括号中打“”或“”) (1)根据直线的倾斜角的大小不能确定直线的位置() (2)坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角与斜率() (3)直线的倾斜角越大，其斜率就越大() (4)若直线的斜率为 tan ，则其倾斜角为.() (5)斜率相等的两直线的倾斜角不一定相等() (6)经过任意两个不同的点 P1(x1， y1)， P2(x2， y2)的直线都可以用方程(yy1)(x2x1)(xx1)(y2 y1)表示() 题组二教材改编 2P86T3若过点 M(2，m)，N(m,4)的直线的斜率等于 1，则 m 的值为()

4、A1B4 C1 或 3D1 或 4 答案A 解析由题意得 m4 2m1，解得 m1. 3P100A 组 T9过点 P(2,3)且在两坐标轴上截距相等的直线方程为_ 答案3x2y0 或 xy50 解析当截距为 0 时，直线方程为 3x2y0； 当截距不为 0 时，设直线方程为x a y a1， 则2 a 3 a1，解得 a5.所以直线方程为 xy50. 题组三易错自纠 4(2018石家庄模拟)直线 x(a21)y10 的倾斜角的取值范围是() A. 0， 4B. 3 4 ， C. 0， 4 2，D. 4， 2 3 4 ， 答案B 解析由直线方程可得该直线的斜率为 1 a21， 又1 1 a210

5、， 所以倾斜角的取值范围是 3 4 ， . 5如果 AC0 且 BC0，在 y 轴上的截距 C B0，故直线 经过第一、二、四象限，不经过第三象限 6过直线 l：yx 上的点 P(2,2)作直线 m，若直线 l，m 与 x 轴围成的三角形的面积为 2，则 直线 m 的方程为_ 答案x2y20 或 x2 解析若直线 m 的斜率不存在，则直线 m 的方程为 x2，直线 m，直线 l 和 x 轴围成的三 角形的面积为 2，符合题意； 若直线 m 的斜率 k0，则直线 m 与 x 轴没有交点，不符合题意； 若直线 m 的斜率 k0，设其方程为 y2k(x2)，令 y0，得 x22 k，依题意有 1 2

6、| 22 k|22，即|1 1 k|1，解得 k1 2，所以直线 m 的方程为 y2 1 2(x2)，即 x2y 20. 综上可知，直线 m 的方程为 x2y20 或 x2. 题型一题型一直线的倾斜角与斜率直线的倾斜角与斜率 典例 (1)直线 2xcos y30 6， 3的倾斜角的取值范围是 () A. 6， 3B. 4， 3 C. 4， 2D. 4， 2 3 答案B 解析直线 2xcos y30 的斜率 k2cos ， 因为 6， 3 ，所以1 2cos 3 2 ， 因此 k2cos 1， 3 设直线的倾斜角为，则有 tan 1， 3 又0，)，所以 4， 3 ， 即倾斜角的取值范围是 4，

7、 3 . (2)直线 l 过点 P(1,0)，且与以 A(2,1)，B(0， 3)为端点的线段有公共点，则直线 l 斜率的取值 范围为_ 答案(， 31，) 解析如图， kAP10 211， kBP 30 01 3， k(， 3 1，) 引申探究 1若将本例(2)中 P(1,0)改为 P(1,0)，其他条件不变，求直线 l 斜率的取值范围 解P(1,0)，A(2,1)，B(0， 3)， kAP 10 21 1 3， kBP 30 01 3. 如图可知，直线 l 斜率的取值范围为 1 3， 3. 2若将本例(2)中的 B 点坐标改为(2，1)，其他条件不变，求直线 l 倾斜角的取值范围 解如图，

8、 直线 PA 的倾斜角为 45， 直线 PB 的倾斜角为 135， 由图象知 l 的倾斜角的范围为0，45135，180) 思维升华 直线倾斜角的范围是0，)，根据斜率求倾斜角的范围时，要分 0， 2 与 2，两 种情况讨论 跟踪训练 已知过定点 P(2,0)的直线 l 与曲线 y 2x2相交于 A，B 两点，O 为坐标原点，当 AOB 的面积取到最大值时，直线 l 的倾斜角为() A150B135C120D不存在 答案A 解析由 y 2x2，得 x2y22(y0)，它表示以原点 O 为圆心，以 2为半径的圆的一部 分，其图象如图所示 显然直线 l 的斜率存在， 设过点 P(2,0)的直线 l

9、 为 yk(x2)， 则圆心到此直线的距离 d |2k| 1k2， 弦长|AB|22 |2k| 1k2 22 22k2 1k2 ， 所以 SAOB1 2 |2k| 1k22 22k2 1k2 2k 222k2 21k2 1， 当且仅当(2k)222k2，即 k21 3时等号成立， 由图可得 k 3 3 k 3 3 舍去 ， 故直线 l 的倾斜角为 150. 题型二题型二求直线的方程求直线的方程 典例 (1)求过点 A(1,3)，斜率是直线 y4x 的斜率的1 3的直线方程； (2)求经过点 A(5,2)，且在 x 轴上的截距等于在 y 轴上的截距的 2 倍的直线方程 解(1)设所求直线的斜率为

10、 k， 依题意 k41 3 4 3. 又直线经过点 A(1,3)， 因此所求直线方程为 y34 3(x1)， 即 4x3y130. (2)当直线不过原点时，设所求直线方程为 x 2a y a1，将(5,2)代入所设方程，解得 a 1 2， 所以直线方程为 x2y10；当直线过原点时，设直线方程为 ykx，则5k2，解得 k 2 5，所以直线方程为 y 2 5x，即 2x5y0. 故所求直线方程为 2x5y0 或 x2y10. 思维升华 在求直线方程时， 应先选择适当的直线方程的形式， 并注意各种形式的适用条件 若 采用截距式，应注意分类讨论，判断截距是否为零；若采用点斜式，应先考虑斜率不存在的

11、 情况 跟踪训练 根据所给条件求直线的方程： (1)直线过点(4,0)，倾斜角的正弦值为 10 10 ； (2)经过点 P(4,1)，且在两坐标轴上的截距相等； (3)直线过点(5,10)，到原点的距离为 5. 解(1)由题设知，该直线的斜率存在，故可采用点斜式 设倾斜角为，则 sin 10 10 (00，b0， 直线 l 的方程为x a y b1，所以 2 a 1 b1. |MA |MB |MA MB (a2，1)(2，b1) 2(a2)b12ab5 (2ab) 2 a 1 b 52b a 2a b 4， 当且仅当 ab3 时取等号，此时直线 l 的方程为 xy30. 命题点 2由直线方程解

12、决参数问题 典例 已知直线 l1：ax2y2a4，l2：2xa2y2a24，当 0a2 时，直线 l1，l2与两坐 标轴围成一个四边形，当四边形的面积最小时，求实数 a 的值 解由题意知直线 l1，l2恒过定点 P(2,2)，直线 l1在 y 轴上的截距为 2a，直线 l2在 x 轴上 的截距为 a22，所以四边形的面积 S1 22(2a) 1 22(a 22)a2a4 a1 2 2 15 4 ， 当 a1 2时，四边形的面积最小 思维升华 与直线方程有关问题的常见类型及解题策略 (1)求解与直线方程有关的最值问题先设出直线方程，建立目标函数，再利用基本不等式求 解最值 (2)求直线方程弄清确

13、定直线的两个条件，由直线方程的几种特殊形式直接写出方程 (3)求参数值或范围注意点在直线上，则点的坐标适合直线的方程，再结合函数的单调性或 基本不等式求解 跟踪训练已知直线 l 过点 P(3,2)，且与 x 轴、y 轴的正半轴分别交于 A，B 两点，如图所示， 求ABO 的面积的最小值及此时直线 l 的方程 解方法一设直线方程为x a y b1(a0，b0)， 把点 P(3,2)代入得3 a 2 b12 6 ab，得 ab24， 从而 SAOB1 2ab12，当且仅当 3 a 2 b时等号成立，这时 k b a 2 3，从而所求直线方程为 2x3y120. 方法二由题意知，直线 l 的斜率 k

14、 存在且 k0， 则直线 l 的方程为 y2k(x3)(k0)， 且有 A 32 k，0，B(0,23k)， SABO1 2(23k) 32 k 1 2 129k 4 k 1 2 1229k 4 k 1 2(1212)12. 当且仅当9k 4 k，即 k 2 3时，等号成立 即ABO 的面积的最小值为 12. 故所求直线的方程为 2x3y120. 求与截距有关的直线方程 典例 设直线 l 的方程为(a1)xy2a0(aR) (1)若 l 在两坐标轴上的截距相等，求直线 l 的方程； (2)若 l 在两坐标轴上的截距互为相反数，求 a. 错解展示： 现场纠错 解(1)当直线过原点时，该直线在 x

15、 轴和 y 轴上的截距为 0，a2，方程即为 3xy0. 当直线不经过原点时，截距存在且均不为 0， 直线方程可写为 x a2 a1 y a21， a2 a1a2，即 a11. a0，方程即为 xy20. 综上，直线 l 的方程为 3xy0 或 xy20. (2)由a2 a1(a2)，得 a20 或 a11， a2 或 a2. 纠错心得在求与截距有关的直线方程时，注意对直线的截距是否为零进行分类讨论，防止 忽视截距为零的情形，导致产生漏解 1直线3xya0(a 为常数)的倾斜角为() A30B60 C150D120 答案B 解析化直线方程为 y 3xa， ktan 3. 00，b0 时，a0，

16、b0.选项 B 符合 5.如图中的直线 l1，l2，l3的斜率分别为 k1，k2，k3，则 () Ak1k2k3 Bk3k1k2 Ck3k2k1 Dk1k3k2 答案D 解析直线 l1的倾斜角1是钝角，故 k10，直线 l2与 l3的倾斜角2与3均为锐角且23， 所以 0k3k2，因此 k1k3k2，故选 D. 6已知两点 M(2，3)，N(3，2)，直线 l 过点 P(1,1)且与线段 MN 相交，则直线 l 的斜 率 k 的取值范围是() Ak3 4或 k4 B4k3 4 C.3 4k4 D3 4k4 答案A 解析如图所示， kPN12 13 3 4， kPM13 12 4， 要使直线 l

17、 与线段 MN 相交， 当 l 的倾斜角小于 90时，kkPN； 当 l 的倾斜角大于 90时，kkPM， k3 4或 k4. 7已知直线 l：(a2)x(a1)y60，则直线 l 恒过定点_ 答案(2，2) 解析直线 l 的方程变形为 a(xy)2xy60， 由 xy0， 2xy60， 解得 x2，y2， 所以直线 l 恒过定点(2，2) 8若直线 l 的斜率为 k，倾斜角为，而 6， 4 2 3 ， ，则 k 的取值范围是_ 答案 3，0) 3 3 ，1 解析当 6 4时， 3 3 tan 1， 3 3 k1； 当2 3 时， 3tan 0， 3k0，cos 0， sin cos 3 5 5 ， 由解得 sin 2 5 5 ， cos 5 5 ， tan 2，即 l 的斜率为2，故选 D. 16 (2017福建四地六校联考)已知函数 f(x)asin xbcos x(a0， b0)， 若 f 4xf 4x， 则直线 axbyc0 的倾斜角为() A. 4 B. 3 C.2 3 D.3 4 答案D 解析由 f 4xf 4x知，函数 f(x)的图象关于 x 4对称，所以 f(0)f 2 ，所以 a b，则直线 axbyc0 的斜率为 ka b1，又直线倾斜角的取值范围为0，)，所以该直 线的倾斜角为3 4 ，故选 D.