知识讲解_直线的一般式方程及综合_基础.doc

学海在线资源中心 直线的一般式方程及综合 【学习目标】 1．掌握直线的一般式方程； 2．能将直线的点斜式、两点式等方程化为直线的一般式方程，并理解这些直线的不同形式的方程在表示直线时的异同之处； 3．能利用直线的一般式方程解决有关问题. 【要点梳理】 要点一：直线方程的一般式 关于x和y的一次方程都表示一条直线．我们把方程写为Ax+By+C=0，这个方程(其中A、B不全为零)叫做直线方程的一般式． 要点诠释： 1．A、B不全为零才能表示一条直线，若A、B全为零则不能表示一条直线. 当B≠0时，方程可变形为，它表示过点，斜率为的直线． 当B=0，A≠0时，方程可变形为Ax+C=0，即，它表示一条与x轴垂直的直线． 由上可知，关于x、y的二元一次方程，它都表示一条直线． 2．在平面直角坐标系中，一个关于x、y的二元一次方程对应着唯一的一条直线，反过来，一条直线可以对应着无数个关于x、y的一次方程（如斜率为2，在y轴上的截距为1的直线，其方程可以是2x―y+1=0，也可以是，还可以是4x―2y+2=0等．） 要点二：直线方程的不同形式间的关系 直线方程的五种形式的比较如下表： 名称 方程的形式 常数的几何意义 适用范围 点斜式 y―y1=k(x―x1) （x1，y1）是直线上一定点，k是斜率 不垂直于x轴 斜截式 y=kx+b k是斜率，b是直线在y轴上的截距 不垂直于x轴 两点式 （x1，y1），（x2，y2）是直线上两定点 不垂直于x轴和y轴 截距式 a是直线在x轴上的非零截距，b是直线在y轴上的非零截距 不垂直于x轴和y轴，且不过原点 一般式 Ax+By+C=0（A2+B2≠0） A、B、C为系数 任何位置的直线 要点诠释： 在直线方程的各种形式中，点斜式与斜截式是两种常用的直线方程形式，要注意在这两种形式中都要求直线存在斜率，两点式是点斜式的特例，其限制条件更多（x1≠x2，y1≠y2），应用时若采用(y2―y1)(x―x1)―(x2―x1)(y―y1)=0的形式，即可消除局限性．截距式是两点式的特例，在使用截距式时，首先要判断是否满足“直线在两坐标轴上的截距存在且不为零”这一条件．直线方程的一般式包含了平面上的所有直线形式．一般式常化为斜截式与截距式．若一般式化为点斜式，两点式，由于取点不同，得到的方程也不同． 要点三：直线方程的综合应用 1．已知所求曲线是直线时，用待定系数法求． 2．根据题目所给条件，选择适当的直线方程的形式，求出直线方程． 对于两直线的平行与垂直，直线方程的形式不同，考虑的方向也不同． （1）从斜截式考虑 已知直线,, ； 于是与直线平行的直线可以设为；垂直的直线可以设为． （2）从一般式考虑： 且或，记忆式（） 与重合，，， 于是与直线平行的直线可以设为；垂直的直线可以设为. 【典型例题】 类型一：直线的一般式方程 例1．根据下列条件分别写出直线方程，并化成一般式： （1）斜率为，且经过点A（5，3）； （2）过点B（―3，0），且垂直于x轴； （3）斜率为4，在y轴上的截距为―2； （4）在y轴上的截距为3，且平行于x轴； （5）经过C（―1，5），D（2，―1）两点； （6）在x，y轴上的截距分别是―3，―1． 【答案】（1）（2）x+3=0（3）4x―y―2=0（4）y―3=0 （5）2x+y―3=0（6）x+3y+3=0 【解析】 （1）由点斜式方程得，整理得． （2）x=―3，即x+3=0． （3）y=4x―2，即4x―y―2=0． （4）y=3，即y―3=0． （5）由两点式方程得，整理得2x+y―3=0． （6）由截距式方程得，整理得x+3y+3=0． 【总结升华】本题主要是让学生体会直线方程的各种形式，以及各种形式向一般式的转化，对于直线方程的一般式，一般作如下约定：x的系数为正，x，y的系数及常数项一般不出现分数，一般按含x项、y项、常数项顺序排列．求直线方程的题目，无特别要求时，结果写成直线方程的一般式． 举一反三： 【变式1】已知直线经过点A（―5，6）和点B（―4，8），求直线的一般式方程和截距式方程，并画图． 【答案】2x－y+16=0 【解析】 所求直线的一般式方程为2x－y+16=0，截距式方程为．图形如右图所示． 【高清课堂：直线的一般式 381507 例4】 例2．的一个顶点为，、 的平分线在直线和上，求直线BC的方程. 【答案】 【解析】由角平分线的性质知，角平分线上的任意一点到角两边的距离相等 ，所以可得A点关于的平分线的对称点在BC上，B点关于的平分线 的对称点也在BC上．写出直线的方程，即为直线BC的方程. 例3．已知直线，，求满足下列条件的的值．（1）；（2）． 【思路点拨】利用直线平行和垂直的条件去求解。 【答案】（1）a=3（2） 【解析】 （1）当时， ， 即，解得a=3． 所以，当a=3时，． （2）当时，A1A2+B1B2=a×1+3×(a―2)=0，即4a―6=0，解得． 所以，当时，． 【总结升华】当所给直线方程是一般式，且直线斜率可能不存在时，利用A1A2+B1B2=0和A1B2－A2B1=0且A1C2－A2C1≠0来判定两条直线是否垂直和平行，比用斜率来判定更简便，它不需要讨论斜率不存在的情况． 举一反三： 【高清课堂：直线的一般式 381507 例1】 【变式1】已知直线：3mx+8y+3m-10=0 和 ：x+6my-4=0 .问 m为何值时: （1）与平行（2）与垂直. 【答案】（1）（2） 【解析】当时，：8y-10=0；：x-4=0， 当时，：；： 由，得，由得 而无解 综上所述（1），与平行．（2），与垂直． 【变式2】求经过直线4x+3y―1=0和x+2y+1=0的交点并且与直线x―2y―1=0垂直的直线方程． 【思路点拨】联立已知的两直线方程得到方程组，求出两直线的交点坐标，所求的直线过交点坐标，然后由两直线垂直时斜率的乘积等于―1，根据直线x―2y―1=0的斜率即可得到所求直线的斜率，利用点斜式求直线的方程即可． 【答案】2x+y―1=0 【解析】联立直线方程， ①+②×(―4)得：y=―1，把y=―1代入②，解得x=1， 所以两直线的交点坐标为（1，―1）， 又因为直线x―2y―1=0的斜率为，所以所求直线的斜率为―2， 则所求直线的方程为：y+1=―2(x―1)，即2x+y―1=0． 故答案为：2x+y―1=0． 【总结升华】此题考查学生会求两直线的交点坐标，掌握两直线垂直时斜率满足的关系，会根据一点坐标和斜率写出直线的方程． 类型二：直线与坐标轴形成三角形问题 例4．（2016春 湖北孝感期末）设直线l的方程为(a+1)x+y+2－a=0（a∈R）． （1）若直线l不经过第二象限，求实数a的取值范围； （2）若直线l与两坐标轴围成的三角形面积等于2，求实数a的值． 【思路点拨】（1）直线l不经过第二象限，得到，解得即可； （2）当x=0时，y=a－2，y=0时，，根据三角形的面积公式得到，解得即可． 【答案】（1）a≤―1；（2）a=0或a=8 【解析】（1）直线l的方程(a+1)x+y+2―a=0化为y=―(a+1)x+a―2． ∵直线l不经过第二象限， ∴，解得a≤－1． ∴实数a的取值范围是a≤―1， （2）当x=0时，y=a―2，y=0时，， ∴， 解得a=0或a=8． 举一反三： 【变式1】 求通过点(1，-2)，且与两坐标轴围成的图形是等腰直角三角形的直线； 【答案】x+y+1=0或x-y-3=0 【解析】 由题设，设所求直线方程为，由已知条件得: 解之得:， 故所求直线方程为:x+y+1=0或x-y-3=0. 类型三：直线方程的实际应用 例5．已知光线通过点A（1，2），经过y轴反射，其反射光线通过点B（2，―1） （1）求入射光线所在的直线方程； （2）求反射光线所在的直线方程． 【思路点拨】（1）根据题意，求出点A关于y轴的对称点A＇坐标，算出直线A＇B的斜率并利用点斜式方程列式，得到直线A＇B的方程为x+y―1=0，从而令x=0算出入射点C的坐标，求出直线AC方程，即得入射光线所在直线方程； （2）由（1）的求解过程，直线A＇B的方程x+y―1=0即为所求反射光线所在直线方程． 【答案】（1）x－y+1=0；（2）x+y－1=0 【解析】（1）∵光线的反射线是y轴， ∴反射线所在直线经过点A关于y轴的对称点A＇（―1，2） 而直线A＇B的斜率， 可得直线A＇B的方程为y―2=―(x+1)，化简得x+y－1=0 在直线A＇B中令x=0，得y=1，可得直线A＇B交y轴于点C（0，1） ∴直线AC的斜率，可得直线AC方程为y=x+1 即入射光线所在的直线方程为：y=x+1，即x－y+1=0； （2）由（1）的求解过程，可得直线A＇B的方程x+y－1=0 即为反射光线所在的直线方程 ∴反射光线所在的直线方程为x+y－1=0． 【总结升华】本题给出光线反射的问题，求入射光线与反射光线所在直线的方程，着重考查了直线的方程和直线的位置关系等知识． 举一反三： 【变式1】由点发出的光线射到直线上，反射后过点，则反射光线所在直线的一般方程为 . 【解析】设点P关于直线的对称点，则满足条件 ，解得 所以由直线方程的两点式可求得反射光线所在直线方程为，即.