直线与方程知识点复习: 一、直线与方程(1)直线的倾斜角定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。
特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。
因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180° (2)直线的斜率①定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。
直线的斜率常用k 当[)90,0∈α时,0≥k ; 当()180,90∈α时,0<k ; 当90=α时,k 不存在。
②过两点的直线的斜率公式:)(211212x x x x y y k ≠--=注意下面四点:(1)当21x x =时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°; (2)k 与P 1、P 2的顺序无关;(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得; (4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。
(3)直线方程①点斜式:)(11x x k y y -=-直线斜率k ,且过点()11,y x 注意:当直线的斜率为0°时,k=0,直线的方程是y =y 1。
当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因l 上每一点的横坐标都等于x 1,所以它的方程是x =x 1。
②斜截式:b kx y +=,直线斜率为k ,直线在y 轴上的截距为b ③两点式:112121y y x x y y x x --=--(1212,x x y y ≠≠)直线两点()11,y x ,()22,y x ④截矩式:1x ya b+= 其中直线l 与x 轴交于点(,0)a ,与y 轴交于点(0,)b ,即l 与x 轴、y 轴的截距分别为,a b 。
⑤一般式:0=++C By Ax (A ,B 不全为0)注意:○1各式的适用范围 ○2特殊的方程如: 平行于x 轴的直线:b y =(b 为常数); 平行于y 轴的直线:a x =(a 为常数); (5)直线系方程:即具有某一共同性质的直线 (一)平行直线系平行于已知直线0000=++C y B x A (00,B A 是不全为0的常数)的直线系:000=++C y B x A (C 为常数)(二)过定点的直线系 (ⅰ)斜率为k 的直线系:()00x x k y y -=-,直线过定点()00,y x ;(ⅱ)过两条直线0:1111=++C y B x A l ,0:2222=++C y B x A l 的交点的直线系方程为()()0222111=+++++C y B x A C y B x A λ(λ为参数),其中直线2l 不在直线系中。
(6)两直线平行与垂直当111:b x k y l +=,222:b x k y l +=时,212121,//b b k k l l ≠=⇔;12121-=⇔⊥k k l l注意:利用斜率判断直线的平行与垂直时,要注意斜率的存在与否。
(7)两条直线的交点0:1111=++C y B x A l 0:2222=++C y B x A l 相交交点坐标即方程组⎩⎨⎧=++=++0222111C y B x A C y B x A 的一组解。
方程组无解21//l l ⇔ ; 方程组有无数解⇔1l 与2l 重合 (8)两点间距离公式:设1122(,),A x y B x y ,()是平面直角坐标系中的两个点,则||AB =(9)点到直线距离公式:一点)00,y x P 到直线0:1=++C By Ax l 的距离2200BA C By Ax d +++=(10)两平行直线距离公式在任一直线上任取一点,再转化为点到直线的距离进行求解。
典型例题例1. 已知直线过点P (-5,-4),且与两坐标轴围成三角形面积为5,求直线l 的方程。
解:设直线的截距式方程为:x a yb +=1则有-+-==⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪541125a bab ⇒==-a b 52,或,a b =-=524∴-+=--=直线方程为或852*******x y x y例2 已知两点A (-3,4),B (3,2),过点P (2,-1)的直线l 与线段AB 有公共点. (1)求直线l 的斜率的取值范围.(2)求直线l 的倾斜角的取值范围.分析:如图1,为使直线l 与线段AB 有公共点,则直线l 的倾斜角应介于直线PB 的倾斜角与直线PA 的倾斜角之间,所以,当l 的倾斜角小于90°时,有PB k k ≥;当l 的倾斜角大于90°时,则有PA k k ≤. 解:如图1,有分析知=PAk 23)1(4----=-1, =PB k 23)1(2---=3.∴ (1)1-≤k 或3≤k . (2)arctan3≤α≤43π.说明:容易错误地写成-1≤k ≤3,原因是或误以为正切函数在[)π,0上单调递增.图1x例3 若三点A )3,2(-,B )2,3(-,C ),21(m 共线,求m 的值. 分析:若三点共线,则由任两点所确定的直线斜率相等或都不存在.解答:由A 、B 、C 三点共线,则AC AB k k =.∴22132332+-=+--m ,解得21=m . 说明:由三点共线求其中参数m 的方法很多,如两点间的距离公式,定比分点坐标公式,面积公式等,但用斜率公式求m 的方法最简便.例4. 在直线上求一点,使点到两点(,),(,)的3101120x y P P -+=- 距离相等。
分析:(1)设P (x ,y ),则有y =3x +1,故点P 的坐标为(x ,3x +1),由距离公式得x 的方程,解得x =0。
(2)设P (x ,y ),求出两点(1,-1),(2,0)的中垂线方程为x +y -1=0,再解方程组得P (0,1)。
解法1:设P (x ,y ),则有y =3x +1 故点P 的坐标为(x ,3x +1)()()()()由距离公式得:x x x x -++=-++1322312222解之得:x =0∴所求的点为P (0,1) 解法2:设P (x ,y ),两点(1,-1),(2,0)所连线段的中垂线方程为: x y +-=<>101又3102x y -+=<>解由<1>、<2>组成的方程组得:P (0,1)练习:1. 直线ax by ab +=≠10()与两坐标轴围成的三角形的面积是( )A. 12abB.12ab C. 12abD.12ab2. 过点A (4,1)且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程是( ) A. x y +=5 B. x y -=5C. x y +=5或x y -=40D. x y -=5或x y +=403. 已知直线Ax By C ++=0的横截距大于纵截距,则A 、B 、C 应满足的条件是( ) A. A >BB. A <BC.C A C B +>0D.C A CB -<04. 直线l ax y b l bx y a ab 12000:,:-+=+-=≠()的图象只可能是下图中的( )5. 直线270x y ++=在x 轴上的截距为a ,在y 轴上的截距为b ,则a 、b 的值是( )A. a b =-=-77,B.a b =-=-772,C. a b =-=727,D. a b =-=-727,6. 若直线l 的倾斜角为π+-⎛⎝ ⎫⎭⎪arctan 12且过点(1,0),则直线l 的方程为________。
7. 由已知条件求下列直线的斜截式方程。
(1)直线经过点()()P P 122103,、,;(2)直线在x 轴上的截距为2,在y 轴上的截距为-3。
8. 设直线l 的方程为()()m m x m m y m 222321620--++-+-=,根据下列条件分别确定实数m 的值。
(1)l 在x 轴上的截距是-3; (2)斜率是1。
9. 过点P (2,1)作直线l 交x 轴、y 轴的正半轴于A 、B 两点,当PA PB ·取最小值时,求直线l 的方程。
10. 已知直线与坐标轴围成的三角形面积为3,且在x 轴和y 轴上的截距之和为5,求这样的直线的条数。
11. 已知点P (-1,1)、Q (2,2),直线l y kx :=-1与线段PQ 相交,求实数k 的范围。
12.已知∆ABC 中,A (1, 3),AB 、AC 边上的中线所在直线方程分别为x y -+=210 和y -=10,求∆ABC 各边所在直线方程.参考解题格式:9. 解:设直线l 的方程为()y k x k =-+<210()分别令x y ==00,得:()B k A k 012120,,,--+⎛⎝ ⎫⎭⎪()()∴=-+-⎛⎝ ⎫⎭⎪+-+=+⎛⎝ ⎫⎭⎪+≥PA PBk k k k ··12201224184222222∵k <0,∴当且仅当k =-1时,PA PB ·取得最小值4故所求直线的方程为x y +-=3011. 解:∵直线l 的纵截距为-1 ∴直线过点M (0,-1) ∵l 与线段PQ 相交∴≥≤k k k k MQ PM或()() k k MQ PM=---==----=-21203211102∴≥≤-k k 322或12.分析:B 点应满足的两个条件是:①B 在直线01=-y 上;②BA 的中点D 在直线012=+-y x 上。
由①可设()1,B x B ,进而由②确定B x 值. 解:设()1,B x B 则AB 的中点⎪⎭⎫⎝⎛+221,B x D ∵D 在中线CD :012=+-y x 上∴012221=+⋅-+B x ,解得5=B x ,故B (5, 1).同样,因点C 在直线012=+-y x 上,可以设C 为()C C y y ,12-,求出()131---=,,C y C .根据两点式,得ABC ∆中AB :072=-+y x , BC :014=--y x ,AC :02=+-y x .。