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3.2直线方程3.2.1直线点斜式方程
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3.2 直线的方程
3.2.1 直线的点斜式方程
导入新课
在初中,我们已经学习过一次函数,并接触过一次函数的图象,现在,请同学们作一下回顾:
一次函数y=kx+b的图象是一条直线,它是以满足y=kx+b的每一对x、y的值为坐标的点构成的.由于函数式y=kx+b也可以看作二元一次方程,所以我们可以说,这个方程的解和直线上的点也存在这样的对应关系.这节课我们就来学习直线的方程(宣布课题).
推进新课
提出问题
①如果把直线当做结论,那么确定一条直线需要几个条件?如何根据所给条件求出直线的方程?
②已知直线l的斜率k且l经过点P1(x1,y1),如何求直线l的方程?
③方程导出的条件是什么?
④若直线的斜率k不存在,则直线方程怎样表示?
⑤k=与y-y1=k(x-x1)表示同一直线吗?
⑥已知直线l的斜率k且l经过点(0,b),如何求直线l的方程?
应用示例
例1 一条直线经过点P1(-2,3),倾斜角α=45°,求这条直线方程,并画出图形.
图1
点评:此例是点斜式方程的直接运用,要求学生熟练掌握,并具备一定的作图能力.
变式训练
求直线y=-(x-2)绕点(2,0)按顺时针方向旋转30°所得的直线方程.
例2 如果设两条直线l1和l2的方程分别是l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,试讨论:
(1)当l1∥l2时,两条直线在y轴上的截距明显不同,但哪些量是相等的?为什么?
(2)l1⊥l2的条件是什么?
解:(1)当直线l1与l2有斜截式方程l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2时,
直线l1∥l2k1=k2且b1≠b2.
(2)l1⊥l2k1k2=-1.
变式训练
1.判断下列直线的位置关系:
(1)l1:y=x+3,l2:y=x-2;
(2)l1:y=x,l2:y=-x.
2.已知点M(1,0),N(-1,0),点P为直线2x-y-1=0上的动点,则|PM|2+|PN|2的最小值为何?
知能训练
课本本节练习1、2、3、4.
拓展提升
已知直线y=kx+k+2与以A(0,-3)、B(3,0)为端点的线段相交,求实数k的取值范围.
图4
解:我们设PA的倾斜角为α1,PC的倾斜角为α,PB的倾斜角为α2,且α1<α<α2.
则k1=tanα1<k<k2=tanα2.
又k1==-5,k2==-,
则实数k的取值范围是-5<k<-.
课堂小结
通过本节学习,要求大家:
1.掌握由一点和斜率导出直线方程的方法,掌握直线的点斜式方程,了解直线方程的斜截式是点斜式的特例.
2.引导学生根据直线这一结论探讨确定一条直线的条件,并会利用探讨出的条件求出直线的方程.
作业
习题3.2 A组2、3、5.
讨论结果:①确定一条直线需要两个条件:
a.确定一条直线只需知道k、b即可;
b.确定一条直线只需知道直线l上两个不同的已知点.
②设P(x,y)为l上任意一点,由经过两点的直线的斜率公式,得k=,化简,得
直线的点斜式方程y-y1=k(x-x1).
③方程导出的条件是直线l的斜率k存在.
④a.x=0;b.x=x1.
⑤启发学生回答:方程k=表示的直线l缺少一个点P1(x1,y1),而方程y-y1=k(x-x1)表示的直线l才是整条直线.
⑥y=kx+b.(直线的斜截式方程)
解:这条直线经过点P1(-2,3),斜率是k=tan45°=1.代入点斜式方程,得y-3=x+2,即x-y+5=0,
这就是所求的直线方程,图形如图1所示.
解:设直线y=-(x-2)的倾斜角为α,则tanα=-,
又∵α∈[0°,180°),
∴α=120°.
∴所求的直线的倾斜角为120°-30°=90°.∴直线方程为x=2.
活动:学生思考:如果α1=α2,则tanα1=tanα2一定成立吗?何时不成立?由此可知:如果l1∥l2,当其中一条直线的斜率不存在时,则另一条直线的斜率必定不存在.反之,问:如果b1≠b2且k1=k2,则l1与l2的位置关系是怎样的?由学生回答,重点说明α1=α2得出tanα1=tanα2的依据.
答案:(1)平行;(2)垂直.
解:∵P点在直线2x-y-1=0上,∴设P(x0,2x0-1).
∴|PM|2+|PN|2=10(x0-)2+≥.
∴最小值为.
活动:此题要首先画出图形4,帮助我们找寻思路,仔细研究直线y=kx+k+2,我们发现它可以变为y-2=k(x+1),这就可以看出,这是过(-1,2)点的一组直线.设这个定点为P(-1,2).
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