直线的一般式方程
[学习目标]1.掌握直线的一般式方程.2.了解关于x、y的二元一次方程Ax+By+C=0(A、
B不同时为0)都表示直线,且直线方程都可以化为Ax+By+C=0的形式.3.会进行直线方程
不同形式的转化.
知识点直线的一般式方程
1.在平面直角坐标系中,对于任何一条直线,都有一个表示这条直线的关于x,y的二元一
次方程;任何关于x,y的二元一次方程都表示一条直线.方程Ax+By+C=0(其中A、B不
同时为0)叫做直线方程的一般式.
2.对于直线Ax+By+C=0,当B≠0时,其斜率为-
A
B
,在y轴上的截距为-
C
B
;当B=0时,
在x轴上的截距为-
C
A
;当AB≠0时,在两轴上的截距分别为-
C
A
,-
C
B
.
3.直线一般式方程的结构特征
(1)方程是关于x,y的二元一次方程.
(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.
思考(1)当A,B同时为零时,方程Ax+By+C=0表示什么
(2)任何一条直线的一般式方程都能与其他四种形式互化吗
答(1)当C=0时,方程对任意的x,y都成立,故方程表示整个坐标平面;
当C≠0时,方程无解,方程不表示任何图象.
故方程Ax+By+C=0,不一定代表直线,只有当A,B不同时为零时,即A2+B2≠0时才代
表直线.
(2)不是.当一般式方程中的B=0时,直线的斜率不存在,不能化成其他形式;当C=0时,
直线过原点,不能化为截距式.但其他四种形式都可以化为一般式.
题型一直线的一般形式与其他形式的转化
例1(1)下列直线中,斜率为-
4
3
,且不经过第一象限的是()
·
+4y+7=0+3y+7=0
+3y-42=0+4y-42=0
(2)直线3x-5y+9=0在x轴上的截距等于()
B.-5D.-33
答案(1)B(2)D
解析(1)将一般式化为斜截式,斜率为-
4
3
的有:B、C两项.
又y=-
4
3
x+14过点(0,14)即直线过第一象限,
所以只有B项正确.
(2)令y=0则x=-33.
,
跟踪训练1一条直线经过点A(-2,2),并且与两坐标轴围成的三角形的面积为1,求此直
线方程.
解设所求直线方程为
x
a
+
y
b
=1,
∵点A(-2,2)在直线上,∴-
2
a
+
2
b
=1.①
又∵直线与坐标轴围成的三角形面积为1,
∴
1
2
|a|·|b|=1.②
由①②可得
a-b=1,
ab=2,
或
a-b=-1,
ab=-2.
解得
a=2,
b=1,
或
a=-1,
b=-2.
第二个方程组无解.
故所求直线方程为
x
2
+
y
1
=1或
x
-1
+
y
-2
=1,
即x+2y-2=0或2x+y+2=0.
【
题型二直线方程的应用
例2已知直线l的方程为3x+4y-12=0,求满足下列条件的直线l′的方程:
(1)过点(-1,3),且与l平行;
(2)过点(-1,3),且与l垂直.
解方法一l的方程可化为y=-
3
4
x+3,
∴l的斜率为-
3
4
.
(1)∵l′与l平行,∴l′的斜率为-
3
4
.
又∵l′过点(-1,3),
由点斜式知方程为y-3=-
3
4
(x+1),
即3x+4y-9=0.
|
(2)∵l′与l垂直,∴l′的斜率为
4
3
,又l′过点(-1,3),
由点斜式可得方程为y-3=
4
3
(x+1),
即4x-3y+13=0.
方法二(1)由l′与l平行,可设l′的方程为3x+4y+m=0.将点(-1,3)代入上式得m
=-9.
∴所求直线的方程为3x+4y-9=0.
(2)由l′与l垂直,可设l′的方程为4x-3y+n=0.
将(-1,3)代入上式得n=13.
∴所求直线的方程为4x-3y+13=0.
跟踪训练2a为何值时,直线(a-1)x-2y+4=0与x-ay-1=0.
%
(1)平行;(2)垂直.
解当a=0或1时,两直线既不平行,也不垂直;
当a≠0且a≠1时,直线(a-1)x-2y+4=0的斜率为k1=
-1+a
2
,b1=2;
直线x-ay-1=0的斜率为k2=
1
a
,b2=-
1
a
.
(1)当两直线平行时,由k1=k2,b1≠b2,
得
1
a
=
-1+a
2
,a≠-
1
2
,
解得a=-1或a=2.
所以当a=-1或2时,两直线平行.
(2)当两直线垂直时,由k1·k2=-1,
即
1
a
·
-1+a
2
=-1,解得a=
1
3
.
<
所以当a=
1
3
时,两直线垂直.
题型三由含参一般式方程求参数的值或取值范围
例3(1)若方程(m2+5m+6)x+(m2+3m)y+1=0表示一条直线,则实数m满足______.
(2)当实数m为何值时,直线(2m2+m-3)x+(m2-m)y=4m-1.
①倾斜角为45°;②在x轴上的截距为1.
(1)答案m≠-3
解析若方程不能表示直线,则m2+5m+6=0且m2+3m=0.
解方程组
m2+5m+6=0,
m2+3m=0,
得m=-3,
所以m≠-3时,方程表示一条直线.
(2)解①因为已知直线的倾斜角为45°,
(
所以此直线的斜率是1,
所以-
2m2+m-3
m2-m
=1,
所以
m2-m≠0,
2m2+m-3=-m2-m,
解得
m≠0且m≠1,
m=-1或m=1.
所以m=-1.
②因为已知直线在x轴上的截距为1,
令y=0得x=
4m-1
2m2+m-3
,
所以
4m-1
2m2+m-3
=1,
所以
2m2+m-3≠0,
4m-1=2m2+m-3,
解得
m≠1且m≠-
3
2
,
m=-
1
2
或m=2.
所以m=-
1
2
或m=2.
(
跟踪训练3已知直线l:5ax-5y-a+3=0.
(1)求证:不论a为何值,直线l总经过第一象限;
(2)为使直线l不经过第二象限,求a的取值范围.
(1)证明直线方程变形为y-
3
5
=a
x-
1
5
,
它表示经过点A
1
5
,
3
5
,斜率为a的直线.
∵点A
1
5
,
3
5
在第一象限,
∴直线l必过第一象限.
(2)解如图所示,直线OA的斜率k=
3
5
-0
1
5
-0
=3.
∵直线不过第二象限,
。
∴直线的斜率a≥3.
∴a的取值范围为[3,+∞).
一般式求斜率考虑不全致误
例4设直线l的方程为(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y-(2m-6)=0,若此直线的斜率为1,
试确定实数m的值.
分析由直线方程的一般式,可转化为斜截式,利用斜率为1,建立方程求解,但要注意分
母不为0.
解由题意,得
-
m2-2m-3
2m2+m-1
=1,①
2m2+m-1≠0.②
由①,得m=-1或m=
4
3
.
?
当m=-1时,②式不成立,不符合题意,故应舍去;
当m=
4
3
时,②式成立,符合题意.
故m=
4
3
.
1.若方程Ax+By+C=0表示直线,则A、B应满足的条件为()
≠0≠0·B≠0+B2≠0
2.已知ab<0,bc<0,则直线ax+by=c通过()
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
3.过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是()
-2y-1=0-2y+1=0
+y-2=0+2y-1=0
4.若直线x-2y+5=0与直线2x+my-6=0互相垂直,则实数m等于()
A.-1D.-
1
2
5.已知两条直线y=ax-2和3x-(a+2)y+1=0互相平行,则a=________.
《
一、选择题
1.直线x+y-3=0的倾斜角的大小是()
°°D.-1
2.直线(2m2-5m+2)x-(m2-4)y+5m=0的倾斜角为45°,则m的值为()
A.-2C.-3
3.直线l的方程为Ax+By+C=0,若直线l过原点和二、四象限,则()
=0,B>0>0,B>0,C=0
<0,C=0>0,C=0
(
4.直线ax+3my+2a=0(m≠0)过点(1,-1),则直线的斜率k等于()
A.-3D.-
1
3
5.直线y=mx-3m+2(m∈R)必过定点()
A.(3,2)B.(-3,2)C.(-3,-2)D.(3,-2)
6.若三条直线x+y=0,x-y=0,x+ay=3构成三角形,则a的取值范围是()
≠±1≠1,a≠2
≠-1≠±1,a≠2
7.直线l1:ax-y+b=0,l2:bx-y+a=0(a≠0,b≠0,a≠b)在同一坐标系中的图形大致
是()
~
二、填空题
8.已知直线l1:ax+3y-1=0与直线l2:2x+(a-1)y+1=0垂直,则实数a=_______.
9.若直线mx+3y-5=0经过连接点A(-1,-2),B(3,4)的线段的中点,则m=______.
10.直线l:ax+(a+1)y+2=0的倾斜角大于45°,则a的取值范围是______________.
11.已知两条直线a1x+b1y+4=0和a2x+b2y+4=0都过点A(2,3),则过两点P1(a1,b1),
P2(a2,b2)的直线方程为________________.
三、解答题
12.设直线l的方程为(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(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.
:
—
13.(1)已知直线l1:2x+(m+1)y+4=0与直线l2:mx+3y-2=0平行,求m的值.
(2)当a为何值时,直线l1:(a+2)x+(1-a)y-1=0与直线l2:(a-1)x+(2a+3)y+2=
0互相垂直
、
当堂检测答案
1.答案D
解析方程Ax+By+C=0表示直线的条件为A、B不能同时为0,即A2+B2≠0.
2.答案C
解析由ax+by=c,得y=-
a
b
x+
c
b
,
|
∵ab<0,∴直线的斜率k=-
a
b
>0,
直线在y轴上的截距
c
b
<0.
由此可知直线通过第一、三、四象限.
3.答案A
解析由题意,得所求直线斜率为
1
2
,且过点(1,0).故所求直线方程为y=
1
2
(x-1),即x-
2y-1=0.
4.答案B
解析由两直线垂直,得
1
2
×
-
2
m
=-1,解得m=1.
5.答案-3或1
解析两条直线y=ax-2和3x-(a+2)y+1=0互相平行,所以
a
3
=
1
a+2
≠
-2
1
,解得a=
-3或a=1.
>
课时精练答案
一、选择题
1.答案B
解析直线x+y-3=0,即y=-x+3,它的斜率等于-1,故它的倾斜角为135°,故选
B.
2.答案D
解析由已知得m2-4≠0,且
2m2-5m+2
m2-4
=1,
解得:m=3.
3.答案D
】
解析通过直线的斜率和截距进行判断.
4.答案D
解析由点(1,-1)在直线上可得a-3m+2a=0(m≠0),解得m=a,故直线方程为ax+3ay
+2a=0(a≠0),即x+3y+2=0,其斜率k=-
1
3
.
5.答案A
解析由y=mx-3m+2,得y-2=m(x-3).所以直线必过点(3,2).
6.答案A
解析因为直线x+ay=3恒过点(3,0),所以此直线只需不和x+y=0,x-y=0两直线平
行就能构成三角形.所以a≠±1.
7.答案C
解析将l1与l2的方程化为斜截式得:
y=ax+b,y=bx+a,
【
根据斜率和截距的符号可得选C.
二、填空题
8.答案
3
5
解析由两直线垂直的条件,得2a+3(a-1)=0,解得a=
3
5
.
9.答案2
解析线段AB的中点为(1,1),则m+3-5=0,即m=2.
10.答案(-∞,-
1
2
)∪(0,+∞)
解析当a=-1时,直线l的倾斜角为90°,符合要求;
当a≠-1时,直线l的斜率为-
a
a+1
,
只要-
a
a+1
>1或者-
a
a+1
<0即可,
、
1
2
或者a<-1或者a>0.
综上可知,实数a的取值范围是
(-∞,-
1
2
)∪(0,+∞).
11.答案2x+3y+4=0
解析由条件知
2a1+3b1+4=0,
2a2+3b2+4=0,
易知两点P1(a1,b1),P2(a2,b2)都在直线2x+3y+4
=0上,即2x+3y+4=0为所求.
三、解答题
12.解(1)当直线过原点时,该直线在x轴和y轴上的截距都为0,当然相等,所以a=2,
方程即为3x+y=0.
当a≠2时,截距存在且均不为0,
所以
a-2
a+1
=a-2,即a+1=1.
{
所以a=0,方程即为x+y+2=0.
(2)将l的方程化为y=-(a+1)x+a-2,
所以
-a+1>0,
a-2≤0
或
-a+1=0,
a-2≤0,
所以a≤-1.
综上,a的取值范围是a≤-1.
13.解方法一(1)由l1:2x+(m+1)y+4=0,
l2:mx+3y-2=0知:
①当m=0时,显然l1与l2不平行.
②当m≠0时,l1∥l2,需
2
m
=
m+1
3
≠
4
-2
.
解得m=2或m=-3,∴m的值为2或-3.
(2)由题意知,直线l1⊥l2.
①若1-a=0,即a=1时,直线l1:3x-1=0与直线l2:5y+2=0显然垂直.
②若2a+3=0,即a=-
3
2
时,直线l1:x+5y-2=0与直线l2:5x-4=0不垂直.
③若1-a≠0,且2a+3≠0,则直线l1,l2的斜率k1,k2都存在,k1=-
a+2
1-a
,k2=-
a-1
2a+3
.
当l1⊥l2时,k1·k2=-1,
即(-
a+2
1-a
)·(-
a-1
2a+3
)=-1,
∴a=-1.
综上可知,当a=1或a=-1时,直线l1⊥l2.
方法二(1)令2×3=m(m+1),
解得m=-3或m=2.
当m=-3时,l1:x-y+2=0,l2:3x-3y+2=0,
显然l1与l2不重合,∴l1∥l2.
同理当m=2时,l1:2x+3y+4=0,l2:2x+3y-2=0,
显然l1与l2不重合,∴l1∥l2.
∴m的值为2或-3.
(2)由题意知直线l1⊥l2,
∴(a+2)(a-1)+(1-a)(2a+3)=0,
解得a=±1,
将a=±1代入方程,均满足题意.
故当a=1或a=-1时,直线l1⊥l2.
:
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