第18講直線的一般式方程(三大題型歸納分層練)_第1頁
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第18講直線的一般式方程【人教A版選修一】目錄TOC\o"13"\h\z\u題型歸納 1題型01直線的一般式方程 2題型02利用一般式解決直線的平行與垂直問題 5題型03直線的一般式方程的應(yīng)用 7分層練習(xí) 10夯實基礎(chǔ) 10能力提升 15創(chuàng)新拓展 22一、直線的一般式方程我們把關(guān)于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同時為0)叫做直線的一般式方程,簡稱一般式.注意點:(1)直線一般式方程的結(jié)構(gòu)特征①方程是關(guān)于x,y的二元一次方程.②方程中等號的左側(cè)自左向右一般按x,y,常數(shù)的先后順序排列.③x的系數(shù)一般不為分?jǐn)?shù)和負(fù)數(shù).(2)當(dāng)直線方程Ax+By+C=0的系數(shù)A,B,C滿足下列條件時,直線Ax+By+C=0有如下性質(zhì)①當(dāng)A≠0,B≠0時,直線與兩條坐標(biāo)軸都相交;②當(dāng)A≠0,B=0,C≠0時,直線只與x軸相交,即直線與y軸平行,與x軸垂直;③當(dāng)A=0,B≠0,C≠0時,直線只與y軸相交,即直線與x軸平行,與y軸垂直;④當(dāng)A=0,B≠0,C=0時,直線與x軸重合;⑤當(dāng)A≠0,B=0,C=0時,直線與y軸重合二、利用一般式解決直線的平行與垂直問題已知直線l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同時為0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同時為0).(1)l1∥l2?A1B2-A2B1=0,且B1C2-B2C1≠0或A1C2-A2C1≠0.(2)l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.題型01直線的一般式方程【解題策略】求直線一般式方程的策略在求直線方程時,設(shè)一般式方程有時并不簡單,常用的還是根據(jù)給定條件選出四種特殊形式之一求方程,然后轉(zhuǎn)化為一般式【典例分析】課本例5已知直線經(jīng)過點A(6,-4),斜率為-eq\f(4,3),求直線的點斜式和一般式方程.解經(jīng)過點A(6,-4),斜率為-eq\f(4,3)的直線的點斜式方程是y+4=-eq\f(4,3)(x-6),化為一般式,得4x+3y-12=0.【例1】根據(jù)下列條件分別寫出直線的方程,并化為一般式方程:(1)斜率是eq\r(3),且經(jīng)過點A(5,3);(2)經(jīng)過A(-1,5),B(2,-1)兩點;(3)在x軸、y軸上的截距分別為-3,-1;(4)經(jīng)過點B(4,2),且平行于x軸.解(1)由點斜式,得直線方程為y-3=eq\r(3)(x-5),即eq\r(3)x-y-5eq\r(3)+3=0.(2)由兩點式,得直線方程為eq\f(y-5,-1-5)=eq\f(x--1,2--1),即2x+y-3=0.(3)由截距式,得直線方程為eq\f(x,-3)+eq\f(y,-1)=1,即x+3y+3=0.(4)y-2=0.【變式演練】【變式1】(2223高二上·山東菏澤·期中)過點與的直線的一般式方程為.【答案】【分析】先求出直線的斜率,再根據(jù)點斜式即可求出直線方程.【詳解】可得直線的斜率為,所以直線方程為,整理得.故答案為:【變式2】(2324高二上·全國·課后作業(yè))已知點,,,寫出直線,,的點斜式、兩點式和一般式方程.【答案】答案見解析【分析】根據(jù)點的坐標(biāo)求出斜率,從而寫出點斜式方程,兩點式方程,再化成一般式方程.【詳解】因為點,,,,,,直線的點斜式方程為,直線的點斜式方程為,直線的點斜式方程為,直線的兩點式方程為直線的兩點式方程為,直線的兩點式方程為,直線的一般式方程為,直線的一般式方程為,直線的一般式方程為【變式3】根據(jù)下列條件分別寫出直線的一般式方程.(1)經(jīng)過兩點A(5,7),B(1,3);(2)經(jīng)過點(-4,3),斜率為-3;(3)經(jīng)過點(2,1),平行于y軸;(4)斜率為2,在x軸上的截距為1.解(1)由兩點式方程得eq\f(y-7,3-7)=eq\f(x-5,1-5),即x-y+2=0,(2)由點斜式方程得y-3=-3(x+4),即3x+y+9=0.(3)由題意知x=2,即x-2=0.(4)由點斜式得y=2(x-1),即2x-y-2=0.題型02利用一般式解決直線的平行與垂直問題【解題策略】求過一點與已知直線平行(垂直)的直線方程的方法(1)由已知直線求出斜率,再利用平行(垂直)的直線斜率之間的關(guān)系確定所求直線的斜率,由點斜式寫出方程.(2)可利用待定系數(shù)法:與直線Ax+By+C=0(A,B不同時為0)平行的直線方程可設(shè)為Ax+By+C1=0(C1≠C),再由直線所過的點確定C1;與直線Ax+By+C=0(A,B不同時為0)垂直的直線方程可設(shè)為Bx-Ay+C2=0,再由直線所過的點確定C2【典例分析】【例2】已知直線l的方程為3x+4y-12=0,求滿足下列條件的直線l′的方程:(1)過點(-1,3),且與l平行;(2)過點(-1,3),且與l垂直.解方法一l的方程可化為y=-eq\f(3,4)x+3,∴l(xiāng)的斜率為-eq\f(3,4).(1)∵l′與l平行,∴l(xiāng)′的斜率為-eq\f(3,4).又∵l′過點(-1,3),∴由點斜式知l′的方程為y-3=-eq\f(3,4)(x+1),即3x+4y-9=0.(2)∵l′與l垂直,∴l(xiāng)′的斜率為eq\f(4,3),又l′過點(-1,3),∴由點斜式可得l′的方程為y-3=eq\f(4,3)(x+1),即4x-3y+13=0.方法二(1)由l′與l平行,可設(shè)l′的方程為3x+4y+m=0.將點(-1,3)代入上式得m=-9.∴所求直線的方程為3x+4y-9=0.(2)由l′與l垂直,可設(shè)l′的方程為4x-3y+n=0.將(-1,3)代入上式得n=13.∴所求直線的方程為4x-3y+13=0.【變式演練】【變式1】已知直線3x-4y+4=0與直線ax+8y+7=0平行,則實數(shù)a的值為________.答案-6解析因為直線3x-4y+4=0與直線ax+8y+7=0平行,所以3×8-(-4)a=0,解得a=-6.【變式2】(2223高二上·貴州黔西·期中)已知直線和直線互相垂直,則實數(shù)的值為.【答案】或【分析】根據(jù)兩條直線垂直的充要條件列出方程即可得解.【詳解】因為直線和直線互相垂直,所以,解得或.故答案為:或【變式3】(2122高二上·上海金山·階段練習(xí))已知兩條直線,,,判斷兩直線的位置關(guān)系.【答案】答案見解析.【分析】以是否為0判斷兩條直線相交或不相交,注意考慮垂直的情況;當(dāng)時,判斷兩直線平行或重合.【詳解】令,解得,所以當(dāng)時,與相交;當(dāng)時,與互相垂直;令,解得;當(dāng)時,的方程為,的方程為,與重合;當(dāng)時,的方程為,的方程為,此時;所以當(dāng)時,與相交,其中時,與互相垂直;當(dāng)時,與重合;當(dāng)時,題型03直線的一般式方程的應(yīng)用【解題策略】含參直線方程的研究策略(1)若方程Ax+By+C=0表示直線,則需滿足A,B不同時為0.(2)令x=0可得在y軸上的截距.令y=0可得在x軸上的截距.若確定直線斜率存在,可將一般式化為斜截式.(3)解分式方程要注意驗根【典例分析】【例3】設(shè)直線l的方程為(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.(1)已知直線l在x軸上的截距為-3,求m的值;(2)已知直線l的斜率為1,求m的值.解(1)由題意知m2-2m-3≠0,即m≠3且m≠-1,令y=0,得x=eq\f(2m-6,m2-2m-3),∴eq\f(2m-6,m2-2m-3)=-3,得m=-eq\f(5,3)或m=3(舍去).∴m=-eq\f(5,3).(2)由題意知,2m2+m-1≠0,即m≠eq\f(1,2)且m≠-1.由直線l化為斜截式方程得y=eq\f(m2-2m-3,2m2+m-1)x+eq\f(6-2m,2m2+m-1),則eq\f(m2-2m-3,2m2+m-1)=1,得m=-2或m=-1(舍去).∴m=-2.【變式演練】【變式1】設(shè)直線l的方程為(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).(1)若l在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求l的方程;(2)若l不經(jīng)過第二象限,求實數(shù)a的取值范圍.解(1)當(dāng)直線l過原點時,直線l在x軸和y軸上的截距均為0,∴a=2,此時直線l的方程為3x+y=0;當(dāng)直線l不過原點時,a≠2,直線l在x軸和y軸上的截距分別為eq\f(a-2,a+1),a-2,∴eq\f(a-2,a+1)=a-2,解得a=0或a=2(舍去),∴直線l的方程為x+y+2=0.綜上所述,直線l的方程為3x+y=0或x+y+2=0.(2)將l的方程化為y=-(a+1)x+a-2,∵l不經(jīng)過第二象限,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-a+1≥0,,a-2≤0,))解得a≤-1.綜上可知,實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-1].【變式2】已知在△ABC中,點A的坐標(biāo)為(1,3),AB,AC邊上的中線所在直線的方程分別為x-2y+1=0和y-1=0,求△ABC各邊所在直線的方程.解設(shè)AB,AC邊上的中線分別為CD,BE,其中D,E分別為AB,AC的中點,∵點B在中線BE:y-1=0上,∴設(shè)B點坐標(biāo)為(x,1).又∵A點坐標(biāo)為(1,3),D為AB的中點,∴由中點坐標(biāo)公式得D點坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x+1,2),2)).又∵點D在中線CD:x-2y+1=0上,∴eq\f(x+1,2)-2×2+1=0,解得x=5,∴B點坐標(biāo)為(5,1).同理可求出C點的坐標(biāo)是(-3,-1).故可求出△ABC三邊AB,BC,AC所在直線的方程分別為x+2y-7=0,x-4y-1=0和x-y+2=0.【變式3】(2324高二上·安徽·階段練習(xí))已知直線.(1)若,求的值;(2)若,求過原點與點的直線的方程.【答案】(1)3或1(2).【分析】(1)根據(jù)直線平行得到關(guān)于a的方程,求出a,檢驗后得到答案;(2)根據(jù)直線垂直得到關(guān)于a的方程,求出,進(jìn)而得到直線的方程.【詳解】(1)因為,所以,化簡得,解得或,當(dāng)或時,與均不重合,所以的值為3或1.(2)因為,所以,解得,所以直線的斜率為,所以直線的方程為,即【夯實基礎(chǔ)】一、單選題1.(2324高二上·山東煙臺·期中)若直線在y軸上的截距為2,則該直線的斜率為(

)A. B.2 C. D.【答案】D【分析】根據(jù)縱截距求解出的值,然后由直線方程求解出斜率.【詳解】因為的縱截距為,所以直線經(jīng)過,所以,所以,所以斜率,故選:D.2.(2324高二上·湖北·期末)已知直線與直線平行,則實數(shù)a的值是(

)A.2或0 B.2 C.0 D.【答案】B【分析】討論a是否為0,不等于0時,根據(jù)直線平行,列式計算,求得a的值,驗證后即可確定答案.【詳解】當(dāng)時,兩直線都為,兩直線重合,不符合題意;當(dāng)時,由兩直線平行,得到,解得,經(jīng)檢驗,此時兩直線不重合,即直線與直線平行,綜上,實數(shù)a的值是2.故選:B3.(2324高二上·河南信陽·期末)直線與平行,則a的值為(

)A.0 B. C.或0 D.或0【答案】C【分析】利用直線平行求得,再進(jìn)行檢驗即可得解.【詳解】因為直線與平行,所以,解得或,當(dāng)時,兩直線分別為,,顯然平行,滿足題意;當(dāng)時,兩直線分別為,,也平行,滿足題意;綜上,或.故選:C.4.(2324高二上·廣東惠州·階段練習(xí))直線的傾斜角為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】先求出直線的斜率,再根據(jù)斜率與傾斜角的關(guān)系即可得解.【詳解】設(shè)直線的傾斜角為,因為直線的斜率為,即,因為,所以.故選:B.二、多選題5.(2324高二上·湖南岳陽·階段練習(xí))已知直線l的方程是(A,B不同時為0),則下列結(jié)論正確的是(

)A.B.若,則直線l過定點C.若且,則直線l不過第二象限D(zhuǎn).若,則直線l必過第二、三象限【答案】BCD【分析】對于A:舉例分析判斷;對于B:根據(jù)直線過定點分析判斷;對于CD:根據(jù)直線斜率和截距分析判斷.【詳解】選項A:例如(x軸),可得,則,故A錯誤;選項B:若,則,當(dāng)時,式子恒成立,所以直線l過定點,故B正確;選項C:若且,則,且,即直線l的斜率大于0,縱截距小于0,所以直線l經(jīng)過第一、三、四象限,不經(jīng)過第二象限,故C正確;選項D:若,則,且,即直線l的斜率不為0,橫截距小于0,所以直線l必過第二、三象限,故D正確;故選:BCD.6.(2324高二上·江蘇宿遷·期末)如果,那么直線通過(

)A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【答案】ACD【分析】根據(jù)直線的斜率以及軸截距判斷即可;【詳解】因為,,所以所以,令所以直線經(jīng)過一三四象限.故選:ACD.三、填空題7.(2223高二上·北京海淀·階段練習(xí))已知直線,.若,則實數(shù)a=,若,則實數(shù)a=.【答案】01【分析】根據(jù)直線垂直以及平行的充要條件,即可列出方程,解出即得.【詳解】因為,所以有,解得;因為,所以有,解得,當(dāng)時,與重合,舍去;當(dāng)時,,,與不重合,滿足條件,所以.故答案為:0;1.8.(2324高二上·吉林遼源·期末)已知直線,直線,且,則的值為.【答案】0【分析】根據(jù)兩直線平行,列式計算,經(jīng)驗證即可確定答案.【詳解】由,可得,即,故或,當(dāng)時,直線和直線平行,符合題意;當(dāng)時,直線和直線重合,不合題意,故,故答案為:09.(2324高二上·安徽馬鞍山·階段練習(xí))直線在x軸上的截距是.【答案】【分析】利用直線在x軸上的截距的定義求解.【詳解】解:由直線方程為,令,得,所以直線在x軸上的截距是,故答案為:四、解答題10.(2324高二上·浙江臺州·期中)已知直線經(jīng)過點,.(1)求直線的一般式方程;(2)若點,求點C關(guān)于直線的對稱點的坐標(biāo).【答案】(1)(2)【分析】(1)先求出直線l的斜率,從而利用點斜式求出直線l的方程,化為一般式;(2)設(shè)出對稱點,根據(jù)中點坐標(biāo)和斜率關(guān)系得到方程組,求出,得到對稱點.【詳解】(1)直線l的斜率為,所以直線l的方程為,即;(2)設(shè)點C關(guān)于直線的對稱點坐標(biāo)為,顯然的中點坐標(biāo)滿足,即,又直線與直線l垂直,故,聯(lián)立與,解得,所以點C關(guān)于直線的對稱點的坐標(biāo)為.11.(2122高二·全國·課后作業(yè))討論直線:和:的位置關(guān)系.【答案】答案見詳解【分析】根據(jù)直線位置關(guān)系與系數(shù)之間的關(guān)系分類討論可得.【詳解】當(dāng),即且時,直線、相交;當(dāng),即時,直線,垂直;當(dāng),即時,直線、平行;當(dāng),即時,直線、重合【能力提升】一、單選題1.(2324高二上·浙江杭州·期中)直線的傾斜角為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)直線方程可求斜率,故可得傾斜角.【詳解】直線的斜率為,設(shè)其傾斜角為,則,故選:D.2.(2324高二上·北京順義·期末)已知直線:,:.若,則實數(shù)(

)A.0或 B.0 C. D.或2【答案】B【分析】根據(jù)兩直線平行得到方程,求出或,檢驗后得到答案.【詳解】由題意得,解得或,當(dāng)時,直線:,:,滿足,當(dāng)時,直線:,:,兩直線重合,不合要求,舍去,綜上,.故選:B3.(2324高二上·廣西百色·期末)若直線和平行,則的值為(

)A. B.C.或 D.【答案】A【分析】利用兩條直線的平行關(guān)系,求出的值即可.【詳解】因為直線和平行,所以,解得或;當(dāng)時,此時直線和平行,滿足題意;當(dāng)時,此時直線和重合,不滿足題意,舍去.綜上所述:.故選:A.4.(2324高二上·全國·課后作業(yè))已知直線l的方程為2x-5y+10=0,且在y軸上的截距為b,則b等于()A.-2 B.2C.-5 D.5【答案】B【分析】直接利用直線方程求出在y軸上的截距為b.【詳解】令x=0,則y=2,所以直線2x-5y+10=0在y軸上的截距是2.故選:B二、多選題5.(2324高二上·寧夏銀川·期中)直線(A,B不同時為0)下列說法正確的是(

)A.則該直線與兩坐標(biāo)軸都相交 B.,則該直線與軸平行C.則該直線為軸所在直線 D.,則該直線過原點【答案】ACD【分析】根據(jù),,與零的關(guān)系得到直線方程的形式,然后判斷即可.【詳解】若,則,,該直線與兩坐標(biāo)軸都有交點,故A正確;,則直線方程為,該直線與軸平行或重合,故B錯;,,則直線方程為,表示軸所在的直線,故C正確;,則直線方程為,經(jīng)過原點,故D正確.故選:ACD.6.(2324高二上·新疆·期中)已知,直線經(jīng)過第一、二、四象限,則(

)A. B. C. D.【答案】ABC【分析】先將直線方程轉(zhuǎn)化為點斜式直線方程,根據(jù)直線所過象限列出關(guān)于斜率、縱截距的不等式進(jìn)行求解即可.【詳解】將直線l的方程轉(zhuǎn)化為,因為l經(jīng)過第一、二、四象限,所以即,,.對D,若,則,,滿足題意,故D錯誤.故選:ABC.三、填空題7.(2324高二上·江蘇·課前預(yù)習(xí))(1)若直線,直線,則的充要條件為;(2)若直線,直線,則的充要條件為.【答案】【分析】根據(jù)直線垂直的性質(zhì)進(jìn)行填空.【詳解】(1)若直線,直線,則的充要條件;(2)若直線,直線,則的充要條件為.故答案為:,8.(2324高二上·上?!て谀┲本€的傾斜角的大小為.【答案】【分析】根據(jù)題意,求得直線的斜率為,結(jié)合斜率和傾斜角的關(guān)系,即可求解.【詳解】由直線,可得直線的斜率為,設(shè)直線的傾斜角為,則,可得,即直線的傾斜角為.故答案為:.9.(2223高二上·北京·期中)若直線:與直線:平行,則.【答案】2【分析】結(jié)合已知條件,利用直線間的平行關(guān)系求出參數(shù),然后對參數(shù)進(jìn)行檢驗即可求解.【詳解】因為直線:與直線:平行,所以,解得,,當(dāng)時,直線:,直線:,即,滿足題意;當(dāng)時,直線:,直線:,即,則此時兩直線重合,不滿足題意,舍去.綜上所述,.故答案為:2.四、解答題10.(2324高二上·山東臨沂·期中)已知△ABC的邊AB,AC所在直線的方程分別為,,點在邊BC上.(1)若△ABC為直角三角形,求邊BC所在直線的方程;(2)若P為BC的中點,求邊BC所在直線的一般方程.【答案】(1)或.(2).【分析】(1)利用直線的垂直與斜率的關(guān)系求解;(2)利用點斜式方程求解.【詳解】(1)由△ABC的邊AB,AC所在直線的方程分別為,,可知角A不是直角,①若角B是直角,由點P在邊BC上,得邊BC所在直線的方程為;②若角C是直角,由邊AC所在直線的方程為,得邊BC所在直線的斜率為,又點P在邊BC上,所以邊BC所在直線的方程為,即.綜上,邊BC所在直線的方程為或.(2)由題意可設(shè),由P為BC的中點,得,將點C的坐標(biāo)代入邊AC所在直線的方程,得,解得,所以,得邊BC所在直線的斜率為,所以邊BC所在直線的方程為,即.11.(2324高二上·河南新鄉(xiāng)·階段練習(xí))已知的三個頂點分別為.求:(1)邊中線所在的直線方程;(2)的平分線所在的直線方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)先求得的中點,進(jìn)而求得邊中線所在的直線方程.(2)求得的平分線所在的直線的傾斜角,從而求得所求直線的斜率,進(jìn)而求得所求直線的方程.【詳解】(1)已知的三個頂點分別為,所以中點為,而,所以中線方程為.(2),所以,所以為鈍角,且,設(shè)的平分線與軸的交點為,則,即的平分線所在的直線的傾斜角為,,解得(負(fù)根舍去),所以,所以的平分線的直線方程為,即.【創(chuàng)新拓展】一、單選題1.(2324高三上·山東青島·期末)“”是“直線與平行”的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】C【分析】根據(jù)直線平行的條件,判斷“”和“直線與平行”之間的邏輯關(guān)系,即可得答案.【詳解】當(dāng)時,直線與平行;當(dāng)直線與平行時,有且,解得,故“”是“直線與平行”的充要條件,故選:C二、多選題2.(2324高二上·福建廈門·階段練習(xí))已知直線,則(

)A.無論如何變化,直線恒過定點B.無論如何變化,直線一定不經(jīng)過第三象限C.無論如何變化,直線必經(jīng)過第一、二、三象限D(zhuǎn).當(dāng)取不同數(shù)值時,可得到一組平行直線【答案】BD【分析】首先將直線方程化為斜截式,即可得到斜率、與軸的交點坐標(biāo),再一一判斷即可.【詳解】直線,即,即,因為直線的斜率,與軸的交點為,交于正半軸,故直線恒過一、二、四象限,不過第三象限,即B正確,C錯誤,當(dāng)取不同數(shù)值時,也隨著改變,直線與軸的交點也隨著改變,又直線的斜率不變,所以當(dāng)取不同數(shù)值時,可得到一組平行直線,故D正確,由D可知直線不過定點,故A錯誤;故選:BD三、填空題3.(2324高二上·寧夏銀川·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè),為不同的兩點,直線l的方程為,設(shè),其中a,b,c均為實數(shù),下列四個說法中:①存在實數(shù)δ,使點N在直線l上;②若,則過M,N兩點的直線與直線l重合;③若,則直線l經(jīng)過線段的中點;所有結(jié)論正確的說法的序號是.【答案】③【分析】根據(jù)題意對一一分析,逐一驗證即可.【詳解】對于①,化為:,即點不在直線上,因此①不正確;對于②,,則,即過兩點的直線與直線的斜率相等,又點不在直線上,因此兩條直線平行,故②錯誤;對于③,,則,化為,因此直線經(jīng)過線段的中點,故③正確.故答案為:③.【點睛】結(jié)論點睛:利用一般式方程判定直線的平行與垂直:已知直線和直線.(1)且;(2).四、解答題4.(2324高二上·重慶黔江·階段練習(xí))(1)已知斜率為負(fù)的直線過點,且與兩坐標(biāo)軸圍成的面積是54,求直線的方程;(2)在中,

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