基本公式、直线的斜率、直线的方程.ppt

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1、,1.已知A(3,5),B(4,7),C(-1,x)三点共线,则x等于()(A)-1(B)1(C)-3(D)3【解析】选C.因为 又A、B、C三点共线,所以kAB=kAC,即 解得:x=-3.,2.直线 x-y+a=0(a为常数)的倾斜角为()(A)30(B)60(C)150(D)120【解析】选B.由直线方程得y=x+a,所以斜率k=,设倾斜角为,所以tan=,又0180,所以=60.,3.A、B为数轴上的两点,B的坐标为-5,BA=-6,则A的坐标为()(A)-11(B)-1或11(C)-1(D)1或-11【解析】选A.设A的坐标为x,则BA=x-(-5)=x+5,又BA=-6,x+5=-

2、6,x=-11.,4.如果AC0,且BC0,那么直线Ax+By+C=0不通过()(A)第一象限(B)第二象限(C)第三象限(D)第四象限【解析】选C.由已知得直线Ax+By+C=0在x轴上的截距在y轴上的截距 故直线经过第一、二、四象限,不经过第三象限.,5.过点(2,1)且在x轴上的截距是在y轴截距2倍的直线方程为_.【解析】若直线过原点,满足条件,方程为若直线不过原点,设直线方程为又过(2,1)点,解得b=2.答案:或x+2y-4=0,两点间距离公式与中点坐标公式【例1】(1)已知数轴上A、B两点的坐标分别为x1=a+b,x2=a-b.求AB、BA、d(A,B)、d(B,A).(2)已知函

3、数求f(x)的最小值,并求取得最小值时x的值.【审题指导】(1)明确AB为数轴上 的数量(或坐标),明确d(A,B)为A、B两点间的距离.(2)将两被开方式配方,可发现f(x)表示平面直角坐标系中动点P(x,0)到两定点的距离之和,最后利用数形结合的思想求解.,1,【自主解答】(1)AB=x2-x1=(a-b)-(a+b)=-2b;BA=x1-x2=(a+b)-(a-b)=2b;d(A,B)=|x2-x1|=2|b|;d(B,A)=|x1-x2|=2|b|.(2)上式表示点P(x,0)与点A(2,2)的距离加上点P(x,0)与点B(1,1)的距离,即求x轴上一点P(x,0)到点A(2,2)、B

4、(1,1)的距离之和的最小值.,由图利用对称可知,函数f(x)的最小值为两点B(1,-1)和A(2,2)间的距离.再由两点式直线方程得BA的方程为3x-y-4=0,令y=0得故 时,f(x)取得最小值,【规律方法】1.数轴的公式(1)数轴上的两点A(x1),B(x2),则向量 的坐标AB=x2-x1,A、B两点间的距离为d(A,B)=AB=x2-x1.(2)数轴上的三点A、B、C,都有 和AC=AB+BC成立.,提醒:要注意、AB与AB的不同.表示起点为A,终点为B的向量,它既有大小又有方向;AB表示向量 的坐标(或数量),它是一个实数,其前面的正号或负号表示向量的方向与轴同向或反向;AB表示

5、向量 的大小,即线段AB的长度.,2.两点间的距离公式平面直角坐标系中,两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的距离表示为(1)当P1P2平行于x轴时,d(P1,P2)=|x2-x1|;(2)当P1P2平行于y轴时,d(P1,P2)=|y2-y1|;(3)当P2点是原点时,d(P1,P2)=,【互动探究】若本例(2)中求f(x)的最大值,并求取得最大值时x的值.【解析】上式表示P(x,0)到A(2,2)与到B(1,1)的距离之差,AB的方程为x-y=0,令y=0得x=0.当x=0时,f(x)max=.,【变式训练】已知平行四边形的三个顶点是A(3,-2)、B(5,2)、C(-1,4),求它

6、的第四个顶点D的坐标.【解题提示】利用平行四边形的对角线互相平分,由中点坐标公式即得.,【解析】如图,若ABCD1成平行四边形,对角线AC、BD1互相平分,AC、BD1的中点重合.设D1(x1,y1),由中点坐标公式有解得,点D1的坐标为(-3,0).若ABD2C成平行四边形,则同理可求得点D2的坐标为(1,8).若AD3BC成平行四边形,则同理可求得点D3的坐标为(9,-4).综上所述,点D的坐标为(-3,0)或(1,8)或(9,-4).,直线的倾斜角与斜率【例2】(1)若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),则直线l的斜率为()(2)直线 的倾斜角

7、的范围是(),2,【审题指导】(1)关键抓住PQ的中点,求出P、Q的坐标(2)关键抓住直线方程,求出斜率取值范围,从而结合正切函数图象得到倾斜角的取值范围.【自主解答】(1)选B.依题意,设点P(a,1),Q(7,b),则有 解得a=-5,b=-3,从而可知直线l的斜率为(2)选B.由 得直线斜率-1cos1,设直线的倾斜角为,则结合正切函数在 上的图象可知,,【规律方法】1.若已知直线的倾斜角或的某种三角函数,一般根据k=tan求斜率.2.若已知直线上两点(x1,y1),(x2,y2)(x1x2),一般根据斜率公式 求斜率.,3.已知倾斜角的范围,求斜率的范围,实质上是求k=tan的值域问题

8、;已知斜率k的范围求倾斜角的范围,实质上是在 上解关于正切函数的三角不等式问题.由于函数k=tan在 上不单调,故一般借助该函数图象来解决此类问题.,【互动探究】若将本例(2)中直线变为:(mR且m0),则该直线倾斜角的范围如何?【解析】选A.由 得斜率得:或 设直线的倾斜角为,则 或 结合正切函数在 上的图象可知:或,【变式训练】(2011长沙模拟)已知线段PQ两端点的坐标分别为P(-1,1)和Q(2,2),若直线l:x+my+m=0与线段PQ有交点,求实数m的取值范围.【解析】如图所示,直线l:x+my+m=0过定点A(0,-1),当m0时,解得 或 当m=0时,直线l方程为x=0,与线段

9、PQ有交点,所以,实数m的取值范围为,直线的方程【例3】(2011厦门模拟)直线l经过点P(3,2)且与x,y轴的正半轴分别交于A、B两点,OAB的面积为12,求直线l的方程.【审题指导】抓住题目中AOB的面积与截距有关,从而选直线方程的截距式求解,若关注直线l过定点P(3,2),可选用直线的点斜式方程求解.,3,【自主解答】方法一:设直线l的方程为(a0,b0),A(a,0),B(0,b),解得所求直线l的方程为 即2x+3y-12=0.方法二:设直线l的方程为y-2=k(x-3),令y=0,得直线l在x轴的正半轴上截距令x=0,得直线l在y轴的正半轴上的截距b=2-3k,解得所求直线l的方

10、程为即2x+3y-12=0.,【规律方法】求直线方程的常用方法有:1.直接法:根据已知条件,选择恰当形式的直线方程,直接求出方程中系数,写出直线方程.2.待定系数法:先根据已知条件设出直线方程.再根据已知条件构造关于待定系数的方程(组)求系数,最后代入求出直线方程.提醒:求直线方程时,若不能断定直线是否具有斜率时,应对斜率存在与不存在加以讨论.在用截距式时,应先判断截距是否为0,若不确定,则需分类讨论.,【变式训练】求适合下列条件的直线方程:(1)经过点P(3,2),且在两坐标轴上的截距相等的直线l;(2)经过点A(-1,-3),倾斜角等于直线y=3x的倾斜角的2倍.【解析】(1)设直线l在x

11、,y轴上的截距均为a,若a=0,即l过点(0,0)和(3,2),l的方程为 即2x-3y=0.若a0,则设l的方程为l过点(3,2),a=5,l的方程为x+y-5=0.综上可知,直线l的方程为2x-3y=0或x+y-5=0.,(2)由已知:设直线y=3x的倾斜角为,则所求直线的倾斜角为2,tan=3,又直线经过点A(-1,-3),因此所求直线方程为即3x+4y+15=0.,【例】直线l过点P(1,4),分别交x轴的正方向和y轴的正方向于A、B两点.(1)当|OA|+|OB|最小时,O为坐标原点,求l的方程;(2)当|PA|PB|最小时,求l的方程.【审题指导】抓住直线l过点P(1,4),设出直

12、线l的点斜式方程.将A、B两点坐标用斜率k表示.进而将|OA|+|OB|、|PA|PB|再分别表示为斜率k的函数,然后求其最值.,【规范解答】设直线l的斜率为k.依题意,l的斜率存在,且斜率为负,则y-4=k(x-1)(k0).令y=0,可得A(0);令x=0,可得B(0,4-k).,(1)当且仅当 且k0,即k=-2时,|OA|+|OB|取最小值.这时l的方程为2x+y-6=0.,(2)|PA|PB|=当且仅当 且k0即k=-1时,|PA|PB|取最小值.这时l的方程为x+y-5=0.,【规律方法】直线方程的综合问题常见的类型及解法:(1)与函数相结合命题:解决这类问题,一般是利用直线方程中

13、x、y的关系,将问题转化成关于x的某函数,借助函数性质来解决.(2)与方程、不等式相结合命题:一般是利用方程、不等式等知识来解决.,【变式备选】已知直线l:kx-y+1+2k=0(kR).(1)证明:直线l过定点;(2)若直线不经过第四象限,求k的取值范围;(3)若直线l交x轴负半轴于A,交y轴正半轴于B,AOB的面积为S(O为坐标原点),求S的最小值并求此时直线l的方程.,【解析】(1)直线l的方程是:k(x+2)+(1-y)=0,令 解得无论k取何值,直线总经过定点(-2,1).(2)由方程知,当k0时直线在x轴上的截距为 在y轴上的截距为1+2k,要使直线不经过第四象限,则必须有 解之得

14、k0;当k=0时,直线为y=1,符合题意,故k0.,(3)由l的方程,得依题意得 解得k0.“=”成立的条件是k0且 即Smin=4,此时l的方程为:x-2y+4=0.,忽略“极端”情况的讨论【典例】(2011徐州模拟)与点M(4,3)的距离为5,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为_.【审题指导】解答本题应抓住直线在两坐标轴上的截距相等,分类设出直线的方程求解.,【规范解答】当截距不为0时,设所求直线方程为即x+y-a=0,点M(4,3)与所求直线的距离为5,所求直线方程为当截距为0时,设所求直线方程为y=kx,即kx-y=0.同理可得所求直线方程为 即4x+3y=0.综上所述,所求直线方程

15、为答案:,【误区警示】解答本题易忽略截距为0的“极端”情况导致失误,在选用直线方程时常易忽视的“极端”情况有:1.选用点斜式与斜截式时忽视斜率不存在的情况;2.选用截距式时,忽视截距为零的情况;3.选用两点式方程时忽视与x轴垂直的情况及与y轴垂直的情况.,【变式训练】求满足下列条件的直线方程;(1)过(1,2),(2,b)两点;(2)过点P(2,-1),在x轴和y轴上的截距分别为a,b且满足a=3b.,【解析】(1)当b2时,由两点式,得:得:(2-b)x+y+b-4=0,当b=2时,直线方程为y=2.(2)若a=3b=0,则直线过原点(0,0),此时直线斜率直线方程为x+2y=0.若a=3b

16、0,设直线方程为 即由于点P(2,-1)在直线上,所以从而直线方程为-x-3y=1,即x+3y+1=0.综上所述,所求直线方程为x+2y=0或x+3y+1=0.,1.(2010辽宁高考)已知点P在曲线 上,为曲线在点P处的切线的倾斜角,则的取值范围是()【解题提示】先求y的导数,并确定其值域即tan的范围,再结合正切函数在 上的图象,求出的取值范围.,【解析】选D.y-1,0),tan-1,0),又0,),故选D.,2.(2011威海模拟)已知直线l1:y=2x+3,直线l2与l1关于直线y=-x对称,则直线l2的斜率为()【解析】选A.l2、l1关于y=-x对称,l2的方程为-x-2y+3,

17、即y=x+,l2的斜率为,故选A.,3.(2011泉州模拟)已知函数y=a1-x(a0,a1)的图象恒过定点A,若点A在直线(m0,n0)上,则m+n的最小值为_.【解析】函数y=a1-x(a0,a1)的图象恒过定点A,A点坐标为(1,1).又点A在直线 上,(m0,n0),m+n的最小值为4.答案:4,一、选择题(每小题4分,共20分)1.对于数轴上任意三点A、B、O,在如下的关系中,不恒成立的是()(A)AB=OB-OA(B)AO+OB+BA=0(C)AB=AO+OB(D)AB+AO+BO=0,【解析】选D.A显然成立;B.AO+OB+BA=AB+BA=AB-AB=0,成立;C.由公式AC

18、=AB+BC知成立;D.AB=AO+OB,AB+AO+BO=AO+OB+AO+BO=2AO+OB-OB=2AO,AO=0时成立,AO0时不成立.,2.设直线3x+4y-5=0的倾斜角为,则该直线关于直线x=m(mR)对称的直线的倾斜角等于()(A)-(B)-(C)2-(D)-【解析】选D.结合图形可知+=,故=-.,3.已知直线l过点(m,1),(m+1,tan+1),则()(A)一定是直线l的倾斜角(B)一定不是直线l的倾斜角(C)不一定是直线l的倾斜角(D)180-一定是直线l的倾斜角【解题提示】判断是否为直线l的倾斜角,就是看tan是否等于k且看的范围是否是0,).,【解析】选C.根据题

19、意,直线l的斜率 令为直线的倾斜角,则一定有0,),且tan=k,所以若0,),则是直线l的倾斜角;若0,),则不是直线l的倾斜角,所以不一定是直线l的倾斜角.,4.已知直线PQ的斜率为 将直线绕点P顺时针旋转60所得的直线的斜率是()(A)0(B)(C)(D)【解析】选C.PQ的斜率为其倾斜角为120.将直线PQ绕点P顺时针旋转60所得直线的倾斜角为60,故斜率为,5.若直线l的斜率为k,倾斜角为,而),则k的取值范围是()(A)-,1)(B)1)(C)-,0)(D)-,0)1),【解析】选D.k=tan在)和)上都是增函数,k 1)-,0).,二、填空题(每小题4分,共12分)6.直线3x

20、-2y+k=0在两坐标轴上的截距之和为2,则实数k的值是_.【解析】分别令x=0,y=0得直线3x-2y+k=0在y轴,x轴上的截距为解得k=12.答案:12,7.不论m取何值,直线(m-1)x-y+2m+1=0恒过定点_.【解题提示】将原方程化为关于参数m的方程f(x,y)m+g(x,y)=0,解得(x,y)即定点.,【解析】已知直线方程可化为(x+2)m-x-y+1=0,解得定点坐标为(-2,3).答案:(-2,3),8.若A(a,0),B(0,b),C(-2,-2)(ab0)三点共线,则 的值为_.【解析】根据A(a,0),B(0,b),确定直线的方程为:又C(-2,-2)在该直线上,故

21、答案:,三、解答题(每小题9分,共18分)9.已知实数x,y满足2x+y=8,当2x3时,求 的最值.【解题提示】可利用 的几何意义求解.也可利用条件用x表示y,进而将所求转化为求函数的最值.,【解析】方法一:如图,设点P(x,y),因为x,y满足2x+y=8,且2x3,所以点P(x,y)在线段AB上移动,并且A,B两点的坐标分别是A(2,4),B(3,2).因为 的几何意义是直线OP的斜率,且kOA=2,kOB=所以 的最大值为2,最小值为,方法二:代数解法:由2x+y=8得y=8-2x,故根据单调性可知,当x=2时,取最大值-2=2,当x=3时,取最小值,10.(2011西安模拟)设直线l

22、的方程为(a+1)x+y+2-a=0(aR).(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求l的方程;(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.【解题提示】(1)分直线过原点与不过原点求直线方程.(2)l不经过第二象限得斜率大于等于零,在y轴上的截距小于等于零.,【解析】(1)当直线过原点时,该直线在x轴和y轴上的截距为零,当然相等.a=2,方程即为3x+y=0.当直线不过原点时,由截距存在且均不为0,得=a-2,即a-2=0或a+1=1,a=2或a=0,方程即为3x+y=0 x+y+2=0.,(2)将l的方程化为y=-(a+1)x+a-2,a-1.综上可知a的取值范围是a-1.,【探究创新】(10

23、分)已知直线l过点M(2,1),且分别与x轴、y轴的正半轴交于A、B两点,O为原点,是否存在使ABO面积最小的直线l?若存在,求出;若不存在,请说明理由.,【解析】存在.理由如下.设直线l的方程为y-1=k(x-2)(k0),则A(2-0),B(0,1-2k),AOB的面积S=(1-2k)(2-)=4+(-4k)+(-)(4+4)=4.当且仅当-4k=-即k=-时,等号成立,故直线l的方程为y-1=-(x-2),即x+2y-4=0.,【方法技巧】直线有关问题求解技巧1.对于是否存在的探索性问题,通常先假设存在,再求解,若求出即存在,无解时可说明理由.2.已知直线过某一点,求直线方程时,通常利用点斜式求方程,即设直线的斜率,由点斜式,再结合其他已知条件,列方程求出斜率k,即得方程.本题由于涉及到与两坐标轴围成的三角形的面积,故直线方程的截距式也是不错的选择,设截距式方程后,由直线过定点可列出关于截距的方程,进而利用面积最小求得直线在x,y轴上的截距也可以得直线方程.,Thank you!,

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