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2020-2021学年数学人教A版必修2学案:3-2-3 直线的一般式方程 WORD版含解析.doc

1、32.3直线的一般式方程目标 1.掌握直线方程的一般式,明确各系数的意义;2.掌握一般式与其他形式的互化;3.了解二元一次方程与直线的对应关系重点 求直线的一般式方程,直线的一般式方程与其他形式的互化难点 二元一次方程与直线关系的理解,直线的一般式方程的应用知识点一 直线的一般式方程填一填1关于x,y的二元一次方程,它都表示一条直线2直线的一般式方程AxByC0,其中A,B不同时为0,若A0,则y,它表示一条与x轴平行或重合的直线;若B0,则x,它表示一条与y轴平行或重合的直线答一答1如何理解A2B20?提示:A2B20表示A,B不能同时为零,包括三种情况:一是A0且B0;二是A0,B0;三是

2、B0,A0.2坐标平面内的直线,都可以用关于x,y的二元一次方程AxByC0(A,B不同时为0)表示吗?提示:可以,坐标平面内的任何一条直线,都可以用关于x,y的二元一次方程AxByC0(A,B不同时为0)表示知识点二 直线方程的互化填一填1直线的一般式AxByC0(B0),化为斜截式为yx;化为截距式为1.2点斜式yy0k(xx0),化为一般式为kxy(kx0y0)0;斜截式ykxb,化为一般式为kxyb0;两点式,化为一般式为(y2y1)x(x2x1)y(x2x1)y1(y2y1)x10;截距式1化为一般式为bxayab0.答一答3直线的一般式方程与其他形式比较,有什么优点?提示:坐标平面

3、内的任何一条直线,都可以用一般式表示,而其他形式都有一定的局限性4已知直线的一般式方程AxByC0,如何求直线的斜率?提示:若B0,直线方程可化为yx,故直线的斜率为,若B0,则直线的斜率不存在5直线AxByC0,在x轴,y轴上的截距是多少?提示:当A,B,C均不为0时,一般式方程AxByC0可化为1,此时在x轴,y轴上的截距分别为,;当A0,B,C均不为0时,直线平行于x轴,此时在y轴上的截距为;当B0,A,C均不为0时,直线平行于y轴,此时在x轴上的截距为.类型一 直线的一般式方程 例1根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式(1)斜率是,经过点A(8,2);(2)经过点B(4,2),

4、平行于x轴;(3)在x轴和y轴上的截距分别是、3;(4)经过两点P1(3,2),P2(5,4)解选择合适的直线方程形式(1)由点斜式得y(2)(x8),即x2y40;(2)由斜截式得y2,即y20;(3)由截距式得1,即2xy30;(4)由两点式得,即xy10.本题旨在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,把握直线方程一般式的特点.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,含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.变式训练1已知直线l经过点A(2,1),B(3,3),求直线的

5、点斜式,斜截式和一般式方程,并根据方程指出直线在x轴、y轴上的截距解:kl2,点斜式方程为:y12(x2),斜截式方程为:y2x3,一般式方程为:2xy30,直线l在x轴上的截距为,在y轴上的截距为3.类型二 利用直线一般式方程解决平行、垂直问题若1a0,且2a30,则直线l1,l2的斜率k1,k2都存在,k1,k2.当l1l2时,k1k21,即1,所以a1.综上可知,当a1或a1时,直线l1l2.法2:(1)令23m(m1),解得m3或m2.当m3时,l1:xy20,l2:3x3y20,显然l1与l2不重合,所以l1l2.同理当m2时,l1:2x3y40,l2:2x3y20,显然l1与l2不

6、重合,所以l1l2.所以m的值为2或3.(2)由题意知直线l1l2,所以(a2)(a1)(1a)(2a3)0,解得a1,将a1代入方程,均满足题意故当a1或a1时,直线l1l2.所给直线方程是一般式,且直线斜率可能不存在时,利用l1l2A1A2B1B20和l1l2A1B2A2B10且A1C2A2C10(或B1C2B2C10)来判定两条直线是否垂直或平行,避免了讨论斜率是否存在的情况,比用斜率来判定更简便.变式训练2(1)在平面直角坐标系xOy中,若直线l1:x2y10和直线l2:2xaya0平行,则常数a的值为4.解析:当a0时,l2:x0,显然与l1不平行当a0时,由解得a4.(2)若直线x

7、2y50与直线2xmy60互相垂直,则实数m1.解析:直线x2y50的斜率为,根据题意知,当m0时,两直线不会垂直,故m0,则直线2xmy60的斜率为.由两直线垂直得()1,故m1.类型三 直线方程的实际应用 例3为了绿化城市,拟在矩形区域ABCD内建一个矩形草坪(如右图),另外AEF内部有一文物保护区不能占用,经测量AB100 m,BC80 m,AE30 m,AF20 m,应如何设计才能使草坪的面积最大?解如图,以AB边所在直线为x轴,以AD边所在直线为y轴,建立直角坐标系,则E(30,0),F(0,20),线段EF的方程是1(0x30)在线段EF上取点P(m,n),作PQBC于点Q,作PR

8、CD于点R,设矩形PQCR的面积为S,则S|PQ|PR|(100m)(80n)又1(0m30),n20.S(100m)(m5)2(0m30)于是当m5时,S有最大值,这时.答:当矩形草坪的两边在BC,CD上,一个顶点在线段EF上,并且这个顶点分EF成51且距F较近时,草坪的面积最大变式训练3一条光线从点A(3,2)发出,经x轴反射后,通过点B(1,6),求入射光线和反射光线所在的直线方程解:因为点A(3,2)关于x轴的对称点为A(3,2),所以由两点式可得直线AB的方程为,即2xy40.同理,点B(1,6)关于x轴对称点为B(1,6),由两点式可得直线AB的方程为,即2xy40,所以入射光线所

9、在直线的方程为2xy40,反射光线所在直线的方程为2xy40.1已知ab0,bc0,则直线axbyc通过(C)A.第一、二、三象限 B.第一、二、四象限C.第一、三、四象限 D.第二、三、四象限解析:由axbyc,得yx,ab0,bc0,直线在y轴上的截距0.由此可知直线通过第一、三、四象限2已知m0,则过点(1,1)的直线ax3my2a0的斜率为(D)A.3B.3C.D.解析:由题意,得a3m2a0,所以am,又因为m0,所以直线ax3my2a0的斜率k.故选D.3若两条直线2xya0和xb0平行,则a,b的取值可能是(D)A.2,1 B., C.0,0 D.7,3解析:由两条直线平行可得a

10、2b,验证可知D符合题意,故选D.4与直线3x2y10垂直,且过点(1,2)的直线l的方程是2x3y80.解析:设与3x2y10垂直的直线方程为2x3yb0,将(1,2)代入方程得b8,直线l的方程为2x3y80.5直线l在y轴上截距为2,且与直线l1:x3y20垂直,求l的方程解:方法1:由已知l1:x3y20可得l1的斜率k1.ll1,l的斜率k3.又由l在y轴上的截距为2,l的方程为y3x2,即3xy20.方法2:ll1,可设l的方程为3xyb0,令x0,得yb,l在y轴上截距为2,即b2.l的方程为3xy20.本课须掌握的三大问题1直线方程的一般式(1)方程是关于x,y的二元一次方程(

11、2)方程中等号的左侧自左向右一般按x,y,常数的先后顺序排列(3)x的系数一般不为分数和负数(4)虽然直线方程的一般式有三个参数,但只需两个独立的条件即可求得直线的方程2根据两直线的一般式方程判定两直线平行的方法(1)判定斜率是否存在,若存在,化成斜截式后,则k1k2且b1b2;若都不存在,则还要判定不重合(2)可直接采用如下方法:一般地,设直线l1:A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20.l1l2A1B2A2B10,且B1C2B2C10,或A1C2A2C10.这种判定方法避开了斜率存在和不存在两种情况的讨论,可以减小因考虑不周而造成失误的可能性3根据两直线的一般式方程判定两直线垂直的方法(1)若一个斜率为零,另一个不存在,则垂直;若两个都存在斜率,化成斜截式后,则k1k21.(2)一般地,设l1:A1xB1yC10,l2:A2xB2yC20,l1l2A1A2B1B20.第二种方法可避免讨论,减小失误

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