2022年高一数学直线方程知识点归纳与典型例题 .pdf

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：1A、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ACyxBB，它表示过点0,CB，斜率为AB的直线当 B=0 ，A 0 时，方程可变形为Ax+C=0，即CxA，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11022xy，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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 点斜式yy1=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112121yyxxyyxx（x1，y1） ， （x2，y2）是直线上两定点不垂直于 x 轴和 y 轴截距式1xyaba 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(y2y1)(xx1)(x2x1)(yy1)=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111:bxkyl,222:bxkyl, 12121212/()llkkbb；12121211221tancot12llkk kk名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - 于是与直线ykxb平行的直线可以设为1ykxb；垂直的直线可以设为21yxbk（2）从一般式考虑：11112222:0,:0lA xB yClA xB yC1212120llA AB B121221/0llA BA B且12210ACA C或12210B CB C，记忆式（111222ABCABC）1l与2l重合，12210A BA B，12210ACA C，12210B CB C于 是 与 直 线0AxByC平 行 的 直 线 可 以 设 为0AxByD； 垂 直 的 直 线 可 以 设 为0BxAyD.【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的方程，并化为一般式方程（1）斜率是12，经过点 A（8，2） ；（2）经过点 B（4，2） ，平行于 x 轴；（3）在 x 轴和 y 轴上的截距分别是32，3；（4）经过两点P1（3，2） ，P2（5，4） 【答案】（1）x+2y 4=0 （2）y2=0 （3）2x y3=0 （4）10 xy【解析】（ 1）由点斜式方程得1( 2)(8)2yx，化成一般式得x+2y 4=0 （2）由斜截式得y=2 ，化为一般式得y2=0 （3）由截距式得1332xy，化成一般式得2x y3=0 （4）由两点式得234( 2)53yx，化成一般式方程为10 xy【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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10 页 - - - - - - - - - 举一反三：【变式 1】已知直线l经过点(3, 1)B，且倾斜角是30，求直线的点斜式方程和一般式方程. 【答案】31(3)3yx333 330 xy【解析】因为直线倾斜角是30，所以直线的斜率3tantan303k，所以直线的点斜式方程为：31(3)3yx，化成一般式方程为：333 330 xy. 例 2ABC的一个顶点为( 1,4)A，B、C的平分线在直线10y和10 xy上，求直线BC的方程 . 【答案】230 xy【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B的平分线的对称点A在 BC 上，B 点关于C的平分线的对称点B也在 BC 上写出直线AB的方程，即为直线BC的方程 . 例 3求与直线3x+4y+1=0平行且过点（ 1，2）的直线l的方程【答案】 3x+4y 11=0 【解析】解法一：设直线l的斜率为 k，l与直线 3x+4y+1=0平行，34k又l经过点（ 1，2） ，可得所求直线方程为32(1)4yx，即 3x+4y 11=0 解法二：设与直线3x+4y+1=0平行的直线l的方程为 3x+4y+m=0，l经过点（ 1，2） ，3 1+4 2+m=0，解得 m= 11 所求直线方程为3x+4y 11=0 【总结升华】（1） 一般地，直线 Ax+By+C=0中系数 A、 B 确定直线的斜率， 因此，与直线 Ax+By+C=0平行的直线可设为Ax+By+m=0，这是常采用的解题技巧我们称Ax+By+m=0是与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程 参数 m 可以取 m C 的任意实数，这样就得到无数条与直线Ax+By+C=0平行的直线当名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - m=C 时， Ax+By+m=0与 Ax+By+C=0重合（2）一般地，经过点A（x0，y0） ，且与直线Ax+By+C=0平行的直线方程为A(x x0)+B(y y0)=0 （3）类似地有：与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程为BxAy+m=0（A，B 不同时为零）举一反三：【变式 1】已知直线1l：3mx+8y+3m-10=0 和2l：x+6my-4=0 .问 m 为何值时 : （1）1l与2l平行（ 2）1l与2l垂直 . 【答案】（1）23m（2）0m【解析】当0m时，1l：8y-10=0；2l：x-4=0 ，12ll当0m时，1l：310388mmyx；2l：1466yxmm由3186mm，得23m，由103486mm得2833m或而31() ()186mm无解综上所述（ 1）23m，1l与2l平行（2）0m，1l与2l垂直【变式 2】 求经过点A（2，1） ，且与直线2x+y 10=0垂直的直线l的方程【答案】 x2y=0 【解析】因为直线l与直线 2x+y 10=0垂直，可设直线l的方程为20 xym，把点 A（2，1）代入直线l的方程得：0m，所以直线l的方程为： x2y=0 类型二：直线与坐标轴形成三角形问题例 4已知直线l的倾斜角的正弦值为35，且它与坐标轴围成的三角形的面积为6，求直线l的方程【思路点拨】知道直线的倾斜角就能求出斜率，进而引进参数 直线在 y 轴上的截距b，再根据直线与坐标轴围成的三角形的面积为6，便可求出 b也可以根据直线与坐标轴围成的三角形的面积为6，设截距式直线方程，从而得出1| 62ab，再根据它的斜率已知，从而得到关于a，b 的方程组，解之即可【答案】334yx或334yx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - 【解析】解法一：设l的倾斜角为，由3sin5，得3tan4设l的方程为34yxb，令 y=0 ，得43xb直线l与 x 轴、 y 轴的交点分别为4,03b， （0，b） 2142|6233Sbbb，即 b2=9 ，b= 3故所求的直线方程分别为334yx或334yx解法二：设直线l的方程为1xyab，倾斜角为，由3sin5，得3tan41| | 6234abba，解得43ab故所求的直线方程为143xy或143xy【总结升华】 （ 1）本例中，由于已知直线的倾斜角（与斜率有关）及直线与坐标轴围成的三角形的面积（与截距有关） ，因而可选择斜截式直线方程，也可选用截距式直线方程，故有“ 题目决定解法 ” 之说（2）在求直线方程时，要恰当地选择方程的形式，每种形式都具有特定的结论，所以根据已知条件恰当地选择方程的类型往往有助于问题的解决例如：已知一点的坐标，求过这点的直线方程，通常选用点斜式，再由其他条件确定该直线在y 轴上的截距；已知截距或两点，选择截距式或两点式在求直线方程的过程中，确定的类型后，一般采用待定系数法求解，但要注意对特殊情况的讨论，以免遗漏举一反三：【变式 1】 （2015 春 启东市期中）已知直线m：2xy 3=0 ，n：x+y3=0 （1）求过两直线m，n交点且与直线l：x+2y1=0 平行的直线方程；（2）求过两直线m，n交点且与两坐标轴围成面积为4 的直线方程【思路点拨】（1）求过两直线m，n交点坐标， 结合直线平行的斜率关系即可求与直线l：x+2y1=0名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - 平行的直线方程；（2）设出直线方程，求出直线和坐标轴的交点坐标，结合三角形的面积公式进行求解即可【答案】（1）x+2y4=0 ； （2）【解析】（1）由23030 xyxy，解得21xy，即两直线m，n交点坐标为（ 2，1） ，设与直线l：x+2y1=0 平行的直线方程为x+2y+c=0 ，则 2+2 1+c=0 ，解得c= 4，则对应的直线方程为x+2y4=0 ；（2）设过（ 2，1）的直线斜率为k， （k 0） ，则对应的直线方程为y1=k(x2)，令x=0 ，y=1 2k，即与y轴的交点坐标为A（0，12k）令y=0 ，则1212kxkk，即与x轴的交点坐标为21(,0)kBk，则AOB的面积121|12 | 42kSkk，即2(21)8kk，即244810kkk，若k0，则方程等价为241210kk，解得32 22k或32 22k，若k0，则方程等价为24410kk，解得12k综上直线的方程为11(2)2yx，或32 21(2)2yx，或32 21(2)2yx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 即122yx，或32 222 22yx，或32 22222yx类型三：直线方程的实际应用例 6 （2015 春 湖北期末）光线从点A（2，3）射出，若镜面的位置在直线l：x+y+1=0上，反射光线经过B（1，1） ，求入射光线和反射光线所在直线的方程，并求光线从A到B所走过的路线长【思路点拨】求出点A关于l的对称点，就可以求出反射光线的方程，进一步求得入射点的坐标，从而可求入射光线方程，可求光线从A到B所走过的路线长【答案】41【解析】设点A关于l的对称点A （x0，y0） ，AA被l垂直平分，0000231022312xyyx，解得0043xy点A （ 4， 3） ，B（1，1）在反射光线所在直线上，反射光线的方程为341314yx，即 4x5y+1=0 ，解方程组451010 xyxy得入射点的坐标为21(,)33由入射点及点A的坐标得入射光线方程为1233123233yx，即 5x4y+2=0 ，光线从A到B所走过的路线长为22|( 4 1)( 3 1)41A B【总结升华】本题重点考查点关于直线的对称问题，考查入射光线和反射光线，解题的关键是利用对称点的连结被对称轴垂直平分举一反三：【变式 1】 （2016 春 福建厦门期中）一条光线从点A（ 4， 2）射出，到直线y=x上的B点后被直线y=x反射到y轴上的C点，又被y轴反射，这时反射光线恰好过点D（ 1，6） 求BC所在直线的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 10 页 - - - - - - - - - 方程【答案】 10 x3y+8=0 【解析】如图，A（ 4， 2） ，D（ 1，6） ，由对称性求得A（ 4，2）关于直线y=x的对称点A （ 2， 4） ，D关于y轴的对称点D （1，6） ，则由入射光线和反射光线的性质可得：过AD的直线方程即为BC所在直线的方程由直线方程的两点式得：42641 2yx整理得： 10 x3y+8=0 例 7如图，某房地产公司要在荒地ABCDE 上划出一块长方形土地（不改变方向） 建造一幢 8 层的公寓，如何设计才能使公寓占地面积最大？并求出最大面积（精确到 1 m2）【答案】 6017 【解析】建立坐标系，则B（30 ，0） ，A（0，20 ） 由直线的截距方程得到线段AB 的方程为13020 xy（0 x 30） 设点 P 的坐标为（ x，y） ，则有2203yx公寓的占地面积为2(100) (80)(100) (8020)3Sxyxx2220600033xx（0 x 30 ） 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 当x=5 ，503y时， S 取最大值，最大值为222205560006017(m )33S即当点 P 的坐标为50(5,)3时，公寓占地面积最大，最大面积为6017 m2【总结升华】本题是用坐标法解决生活问题，点P 的位置由两个条件确定，一是A、P、B 三点共线，二是矩形的面积最大借三点共线寻求x 与 y 的关系，利用二次函数知识探求最大值是处理这类问题常用的方法您好，欢迎您阅读我的文章，本WORD文档可编辑修改，也可以直接打印。阅读过后，希望您提出保贵的意见或建议。阅读和学习是一种非常好的习惯，坚持下去，让我们共同进步。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -