高中数学必修二-直线的方程.ppt
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1、第九编 解析几何 9.1 9.1 直线的方程直线的方程 基础知识基础知识 自主学习自主学习 要点梳理要点梳理 1.1.直线的倾斜角与斜率直线的倾斜角与斜率 (1 1)直线的倾斜角)直线的倾斜角 定义:当直线定义:当直线l l与与x x轴相交时,我们取轴相交时,我们取x x轴作为基轴作为基 准,准,x x轴轴 与直线与直线l l 方向之间所成的角方向之间所成的角 叫叫 做直线做直线l l的倾斜角的倾斜角. .当直线当直线l l与与x x轴平行或重合时,轴平行或重合时, 规定它的倾斜角为规定它的倾斜角为 . . 倾斜角的范围为倾斜角的范围为 . . 正向正向 向上向上 0 0 180180 0 0
2、 (2)(2)直线的斜率直线的斜率 定义:一条直线的倾斜角定义:一条直线的倾斜角 的的 叫做这条叫做这条 直线的斜率,斜率常用小写字母直线的斜率,斜率常用小写字母k k表示,即表示,即k k= = , 倾斜角是倾斜角是9090的直线斜率不存在的直线斜率不存在. . 过两点的直线的斜率公式过两点的直线的斜率公式 经过两点经过两点P P1 1(x x1 1, ,y y1 1), ,P P2 2( (x x2 2, ,y y2 2) () (x x1 1x x2 2) )的直线的直线 的斜率公式为的斜率公式为k k= = 正切值正切值 tan tan . 12 12 xx yy 2.2.直线方程的五
3、种形式直线方程的五种形式 名称名称 方程方程 适用范围适用范围 点斜式点斜式 不含垂直于不含垂直于x x轴的直线轴的直线 斜截式斜截式 不含垂直于不含垂直于x x轴的直线轴的直线 两点式两点式 不含直线不含直线x x= =x x1 (x x1x x2) 和直线和直线y y= =y y1 (y y1y y2) )( 11 xxkyy bkxy 12 1 12 1 xx xx yy yy 截距式截距式 不含垂直于坐标轴和过原不含垂直于坐标轴和过原 点的直线点的直线 一般式一般式 平面直角坐标系内的直线平面直角坐标系内的直线 都适用都适用 1 b y a x )0( 0 22 BA CByAx 3.
4、3.过过P P1 1(x x1 1,y y1 1),),P P2 2(x x2 2,y y2 2)的直线方程)的直线方程 (1 1)若)若x x1 1= =x x2 2, ,且且y y1 1y y2 2时,直线垂直于时,直线垂直于x x轴,方程轴,方程 为为 ; ; (2)(2)若若x x1 1x x2 2, ,且且y y1 1= =y y2 2时,直线垂直于时,直线垂直于y y轴,方程为轴,方程为 ; ; (3)(3)若若x x1 1= =x x2 2=0=0,且,且y y1 1y y2 2时,直线即为时,直线即为y y轴,方程轴,方程 为为 ; ; (4)(4)若若x x1 1x x2 2
5、, ,且且y y1 1= =y y2 2=0=0时,直线即为时,直线即为x x轴,方程轴,方程 为为 . . x x= =x x1 1 y y= =y y1 1 x x=0=0 y y=0=0 4.4.线段的中点坐标公式线段的中点坐标公式 若点若点P P1 1、P P2 2的坐标分别为(的坐标分别为(x x1 1,y y1 1),), (x x2 2,y y2 2),且线段),且线段P P1 1P P2 2的中点的中点MM的坐标为(的坐标为(x x, ,y y),), 则则 ,此公式为线段,此公式为线段P P1 1P P2 2的中点的中点 坐标公式坐标公式. . 2 2 21 21 yy y
6、xx x 基础自测基础自测 1.1.过点过点MM(- -2 2,m m),),N N(m m,4 4)的直线的斜率等)的直线的斜率等 于于1 1,则,则m m的值为的值为 ( ) A.1 B.4 C.1A.1 B.4 C.1或或3 D.13 D.1或或4 4 解析解析 k kMN MN= =1 = =1,m m=1.=1. A m m 2 4 2.2.经过下列两点的直线的倾斜角是钝角的是(经过下列两点的直线的倾斜角是钝角的是( ) A.A.(1818,8 8),(),(4 4,- -4 4) B.B.(0 0,0 0),(),( ,1 1) C.C.(0 0,- -1 1),(),(3 3,2
7、 2) D.D.(- -4 4,1 1),(),(0 0,- -1 1) 3 解析解析 对对A A过两点的直线斜率过两点的直线斜率 对对B B过两点的直线斜率过两点的直线斜率 对对C C过两点的直线斜率过两点的直线斜率 对对D D过两点的直线斜率过两点的直线斜率 过过D D中两点的直线的倾斜角是钝角中两点的直线的倾斜角是钝角. . 答案答案 D , 0 7 6 418 )4(8 k , 0 3 3 03 01 k , 01 03 12 k . 0 2 1 04 ) 1(1 k 3.3.下列四个命题中,假命题是下列四个命题中,假命题是 ( ) A.A.经过定点经过定点P P(x x0 0,y y
8、0 0)的直线不一定都可以用)的直线不一定都可以用 方程方程y y- -y y0 0= =k k( (x x- -x x0 0) )表示表示 B.B.经过两个不同的点经过两个不同的点P P1 1(x x1 1,y y1 1)、)、P P2 2(x x2 2,y y2 2) 的直线都可以用方程的直线都可以用方程( (y y- -y y1 1)()(x x2 2- -x x1 1)=)= ( (x x- -x x1 1)()(y y2 2- -y y1 1) )来表示来表示 C.C.与两条坐标轴都相交的直线不一定可以用方与两条坐标轴都相交的直线不一定可以用方 程程 表示表示 D.D.经过点经过点Q
9、 Q(0 0,b b)的直线都可以表示为)的直线都可以表示为y y= =kxkx+ +b b 解析解析 A A不能表示垂直于不能表示垂直于x x轴的直线,故正确;轴的直线,故正确;B B 正确;正确;C C不能表示过原点的直线即截距为不能表示过原点的直线即截距为0 0的直的直 线,故也正确;线,故也正确;D D不能表示斜率不存在的直线,不能表示斜率不存在的直线, 不正确不正确. . 1 b y a x D 4.4.如果如果A AC C0,0,且且B BC C0,0,那么直线那么直线AxAx+ +ByBy+ +C C=0=0 不通过不通过 ( ) A.A.第一象限第一象限 B.B.第二象限第二象
10、限 C.C.第三象限第三象限 D.D.第四象限第四象限 解析解析 由题意知由题意知A AB BC C0.0. 直线方程变为直线方程变为y y= =- - x x- - , A AC C0 0,B BC C0 0,A AB B0 0, 其斜率其斜率k k= =- - 0,0,在在y y轴上的截距轴上的截距b b= =- - 0,0, 直线过第一、二、四象限直线过第一、二、四象限. . C B A B C B A B C 5.5.一条直线经过点一条直线经过点A A(- -2 2,2 2),并且与两坐标轴),并且与两坐标轴 围成的三角形的面积为围成的三角形的面积为1 1,则此直线的方程为,则此直线的
11、方程为 . . 解析解析 设所求直线的方程为设所求直线的方程为 A A(- -2 2,2 2)在直线上,)在直线上, 又因直线与坐标轴围成的三角形面积为又因直线与坐标轴围成的三角形面积为1 1, | |a a|b b|=1|=1 , 1 b y a x 1 22 ba 2 1 由可得由可得 由(由(1 1)解得)解得 方程组(方程组(2 2)无解)无解. . 故所求的直线方程为故所求的直线方程为 即即x x+2+2y y- -2=02=0或或2 2x x+ +y y+2=0+2=0为所求直线的方程为所求直线的方程. . 答案答案 x x+2+2y y- -2=02=0或或2 2x x+ +y
12、y+2=0+2=0 . 2 1 )2( 2 1 ) 1 ( ab ba ab ba 或 , b a b a 2 1 1 2或 , yxyx 1 21 1 12 或 题型一题型一 直线的倾斜角直线的倾斜角 【例例1 1】 若若 ,则直线,则直线2 2x xcos +3cos +3y y+1=0+1=0 的倾斜角的取值范围是的倾斜角的取值范围是 ( ) A. B.A. B. C. D. C. D. 2 , 6 2 , 6 6 , 0 , 6 5 6 5 , 2 题型分类题型分类 深度剖析深度剖析 思维启迪思维启迪 从斜率的定义先求出倾斜角的正切值的从斜率的定义先求出倾斜角的正切值的 范围,再确定倾
13、斜角范围范围,再确定倾斜角范围. . 解析解析 设直线的倾斜角为设直线的倾斜角为 , ,则则tan =tan =- - cos ,cos , 又又 ,0 0cos , cos , cos cos 0 0 即即- - tan tan 0,0,注意到注意到0 0 , , . . 答案答案 B 3 2 2 , 6 2 3 3 3 3 2 3 3 6 5 探究提高探究提高 (1 1)求一个角的范围,是先求这个角)求一个角的范围,是先求这个角 某一个函数值的范围,再确定角的范围某一个函数值的范围,再确定角的范围. . (2 2)在已知两个变量之间的关系式要求其中一)在已知两个变量之间的关系式要求其中一
14、个变量的范围,常常是用放缩法消去一个变量得个变量的范围,常常是用放缩法消去一个变量得 到另一个变量的范围,解决本题时,可以利用余到另一个变量的范围,解决本题时,可以利用余 弦函数的单调性放缩倾斜角的取植范围,其目的弦函数的单调性放缩倾斜角的取植范围,其目的 是消去变量是消去变量 得到。得到。 知能迁移知能迁移1 1 直线直线x xsin sin - -y y+1=0+1=0的倾斜角的变化范的倾斜角的变化范 围是围是 ( ) A. B.(0,A. B.(0, ) ) C. D.C. D. 解析解析 直线直线x xsin sin - -y y+1=0+1=0的斜率是的斜率是k k=sin ,=si
15、n , 又又- -1sin 11sin 1,- -11k k11, 当当00k k11时,倾斜角的范围是时,倾斜角的范围是 ; 当当- -11k k0 0时,倾斜角的范围是时,倾斜角的范围是 . . 2 , 0 4 , 4 , 4 3 4 , 0 D 4 , 0 , 4 3 题型二题型二 直线的斜率直线的斜率 【例例2 2】 已知直线已知直线l l过点过点P P(- -1 1,2 2),且与以),且与以 A A(- -2 2,- -3 3),),B B(3 3,0 0)为端点的线段相交,)为端点的线段相交, 求直线求直线l l的斜率的取值范围的斜率的取值范围. . 分别求出分别求出PAPA、P
16、BPB的斜率,直线的斜率,直线l l处处 于直线于直线PAPA、PBPB之间,根据斜率的几何意义利之间,根据斜率的几何意义利 用数形结合即可求用数形结合即可求. . 解解 方法一方法一 如图所示,直线如图所示,直线PAPA的的 斜率斜率 直线直线PBPB的斜率的斜率 , 5 )2(1 )3(2 PA k 思维启迪思维启迪 当直线当直线l l绕着点绕着点P P由由PAPA旋转到与旋转到与y y轴平行的位置轴平行的位置PCPC 时,它的斜率变化范围是时,它的斜率变化范围是5 5,+);); 当直线当直线l l绕着点绕着点P P由由PCPC旋转到旋转到PBPB的位置时,它的斜的位置时,它的斜 率的变
17、化范围是率的变化范围是 直线直线l l的斜率的取值范围是的斜率的取值范围是 方法二方法二 设直线设直线l l的斜率为的斜率为k k,则直线,则直线l l的方程为的方程为 y y- -2=2=k k(x x+1+1),),即即kxkx- -y y+ +k k+2=0.+2=0. A A、B B两点在直线的两侧或其中一点在直线两点在直线的两侧或其中一点在直线l l上,上, (- -2 2k k+3+3+k k+2+2)()(3 3k k- -0+0+k k+2+2)0 0, . 2 1 ) 1(3 20 PB k 2 1 , ., 5 2 1 , 即即(k k- -5 5)()(4 4k k+2+
18、2)0 0,k k55或或k k- - . . 即直线即直线l l的斜率的斜率k k的取值范围是的取值范围是 5 5,+). . 方法一方法一 运用了数形结合思想运用了数形结合思想. .当直线当直线 的倾斜角由锐角变到直角及由直角变到钝角时,的倾斜角由锐角变到直角及由直角变到钝角时, 需根据正切函数需根据正切函数y y=tan =tan 的单调性求的单调性求k k的范围,数的范围,数 形结合是解析几何中的重要方法形结合是解析几何中的重要方法. .解题时,借助图解题时,借助图 形及图形性质直观判断,明确解题思路,达到快形及图形性质直观判断,明确解题思路,达到快 捷解题的目的捷解题的目的. .方法
19、二则巧妙利用了不等式所表示方法二则巧妙利用了不等式所表示 的平面区域的性质使问题得以解决的平面区域的性质使问题得以解决. . 2 1 2 1 , 探究提高探究提高 知能迁移知能迁移2 2 已知点已知点A A(1 1,3 3),),B B(- -2 2,- -1 1). .若直若直 线线l l:y y= =k k(x x- -2 2)+1+1 与线段与线段ABAB相交,则相交,则k k的取值范围是的取值范围是 ( ) A.A.k k B. B.k k- -2 2 C.C.k k 或或k k- -2 D.2 D.- -22k k 解析解析 由已知直线由已知直线l l恒过定点恒过定点P P(2 2,
20、1 1),如图),如图. . 若若l l与线段与线段ABAB相交,相交, 则则k kPA PA k kk kPB PB, , k kPA PA= =- -2 2, ,k kPB PB= = , - -22k k . . 2 1 2 1 2 1 D 2 1 2 1 题型三题型三 求直线的方程求直线的方程 【例例3 3】 求适合下列条件的直线方程:求适合下列条件的直线方程: (1 1)经过点)经过点P P(3 3,2 2),且在两坐标轴上的截距),且在两坐标轴上的截距 相等;相等; (2 2)经过点)经过点A A(- -1 1,- -3 3),且倾斜角等于直线),且倾斜角等于直线y y= = 3
21、3x x的倾斜角的的倾斜角的2 2倍倍. . 选择适当的直线方程形式,把所需要选择适当的直线方程形式,把所需要 的条件求出即可的条件求出即可. . 解解 (1 1)方法一方法一 设直线设直线l l在在x x, ,y y轴上的截距均为轴上的截距均为a a, , 若若a a=0=0,即,即l l过点(过点(0 0,0 0)和()和(3 3,2 2),), l l的方程为的方程为y y= = x x,即,即2 2x x- -3 3y y=0.=0. 3 2 思维启迪思维启迪 若若a a00,则设,则设l l的方程为的方程为 l l过点(过点(3 3,2 2),), a a=5=5,l l的方程为的方
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