2021-2022学年湘教版(2019)高中数学选择性必修第一册2.3.2 两条直线的交点坐标 讲义

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2021-2022学年湘教版(2019)高中数学选择性必修第一册2.3.2 两条直线的交点坐标 讲义

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2.3.2 两条直线的交点坐标
【知识1】求相交直线的交点坐标
已知两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0相交,则交点P的坐标是方程组的解.
【知识2】判断两直线位置关系的方法
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A+B≠0),直线l2:A2x+B2y+C2=0(A+B≠0):
方程组的解 一组 无数组 无解
直线l1与l2的公共点的个数 一个 无数个 零个
直线l1与l2的位置关系 相交 重合 平行
注意点:
(1)判断两直线位置关系的方法,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.
有唯一解的等价条件是A1B2-A2B1≠0,即两条直线相交的等价条件是A1B2-A2B1≠0.
(2)虽然利用方程组解的个数可以判断两直线的位置关系,但是由于运算量较大,一般较少使用.
【知识3】直线系过定点问题
1.平行于直线Ax+By+C=0的直线系方程为Ax+By+λ=0(λ≠C).
2.垂直于直线Ax+By+C=0的直线系方程为Bx-Ay+λ=0.
3.过两条已知直线A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(不包括直线A2x+B2y+C2=0).
【例1-1】求经过两直线l1:3x+4y-2=0和l2:2x+y+2=0的交点且过坐标原点的直线l的方程.
【例1-2】求斜率为-1,且过两条直线2x+y+4=0和x-2y-3=0交点的直线方程。
【例1-3】已知直线kx-y+1=0和x-ky=0相交,且交点在第二象限,则实数k的取值范围为(  )
A.(-1,0) B.(0,1] C.(0,1) D.(1,+∞)
【练习1-1】直线l1:2x+y-3=0与l2:x-y+6=0交点的坐标为(  )
A.(-1,5) B.(1,1) C.(-2,4) D.(2,-1)
【练习1-2】求经过两直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.
【练习1-3】直线kx-y-1=0与直线x+2y-2=0的交点在第四象限,则实数k的取值范围为(  )
A. B. C. D.
【例2-1】点A(-3,2),B(3,2),直线ax-y-1=0与线段AB相交,则实数a的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【例2-2】直线2x-y+k=0与4x-2y+1=0的位置关系是(  )
A.平行 B.不平行
C.平行或重合 D.既不平行也不重合
【练习2-1】已知直线l:ax-y+1=0,点A(1,-3),B(2,3),若直线l与线段AB有公共点,则实数a的取值范围是(  )
A.[-4,1] B.
C. D.
【练习2-2】直线2x+y+m=0和x+2y+n=0的位置关系是(  )
A.平行 B.垂直
C.相交但不垂直 D.不能确定
【例3-1】无论m为何值,直线l:(m+1)x-y-7m-4=0恒过一定点P,求点P的坐标.
【练习3-1】不论m为何值,直线(2m-1)x+(m+2)y+5=0恒过定点(  )
A.(-1,-2) B.(1,-2) C.(-1,2) D.(1,2)
【练习3-2】对任意实数m,直线mx-y-m+3=0恒过定点,则该定点的坐标为 。
课后练习
1.两条直线l1:2x-y-1=0与l2:x+3y-11=0的交点坐标为(  )
A.(3,2) B.(2,3)
C.(-2,-3) D.(-3,-2)
2.不论m为何实数,直线l:(m-1)x+(2m-3)y+m=0恒过定点(  )
A.(-3,-1) B.(-2,-1)
C.(-3,1) D.(-2,1)
3.若三条直线y=2x,x+y=3,mx+2y+5=0相交于同一点,则m的值为________.
4.已知直线y=kx+2k+1与直线y=-x+2的交点位于第一象限,则实数k的取值范围是________.
5.求经过直线l1:3x+2y-1=0和l2:5x+2y+1=0的交点,且垂直于直线l3:3x-5y+6=0的直线l的方程为________________.
6.过两直线l1:x-3y+4=0和l2:2x+y+5=0的交点和原点的直线方程为_______.
2.3.2 两条直线的交点坐标
【知识1】求相交直线的交点坐标
已知两条直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0相交,则交点P的坐标是方程组的解.
【知识2】判断两直线位置关系的方法
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0(A+B≠0),直线l2:A2x+B2y+C2=0(A+B≠0):
方程组的解 一组 无数组 无解
直线l1与l2的公共点的个数 一个 无数个 零个
直线l1与l2的位置关系 相交 重合 平行
注意点:
(1)判断两直线位置关系的方法,关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况.
有唯一解的等价条件是A1B2-A2B1≠0,即两条直线相交的等价条件是A1B2-A2B1≠0.
(2)虽然利用方程组解的个数可以判断两直线的位置关系,但是由于运算量较大,一般较少使用.
【知识3】直线系过定点问题
1.平行于直线Ax+By+C=0的直线系方程为Ax+By+λ=0(λ≠C).
2.垂直于直线Ax+By+C=0的直线系方程为Bx-Ay+λ=0.
3.过两条已知直线A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(不包括直线A2x+B2y+C2=0).
【例1-1】求经过两直线l1:3x+4y-2=0和l2:2x+y+2=0的交点且过坐标原点的直线l的方程.
解 方法一 由方程组
解得
即l1与l2的交点坐标为(-2,2).
∵直线过坐标原点,
∴其斜率k==-1.
故直线方程为y=-x,即x+y=0.
方法二 ∵l2不过原点,
∴可设l的方程为3x+4y-2+λ(2x+y+2)=0(λ∈R),
即(3+2λ)x+(4+λ)y+2λ-2=0.
将原点坐标(0,0)代入上式,得λ=1,
∴直线l的方程为5x+5y=0,即x+y=0.
【例1-2】求斜率为-1,且过两条直线2x+y+4=0和x-2y-3=0交点的直线方程为
解 联立直线2x+y+4=0和x-2y-3=0,
解得x=-1,y=-2,
所以两条直线2x+y+4=0和x-2y-3=0交点为(-1,-2),
又直线的斜率为-1,
所以所求直线的方程为y+2=-(x+1),即x+y+3=0.
故答案为:x+y+3=0.
【例1-3】已知直线kx-y+1=0和x-ky=0相交,且交点在第二象限,则实数k的取值范围为(  )
A.(-1,0) B.(0,1] C.(0,1) D.(1,+∞)
【答案】A
【练习1-1】直线l1:2x+y-3=0与l2:x-y+6=0交点的坐标为(  )
A.(-1,5) B.(1,1) C.(-2,4) D.(2,-1)
【答案】A
【练习1-2】求经过两直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.
解 方法一 由方程组
得即P(0,2).
∵l⊥l3,l3的斜率为,
∴kl=-,
∴直线l的方程为y-2=-x,
即4x+3y-6=0.
方法二 ∵直线l过直线l1和l2的交点,
∴可设直线l的方程为x-2y+4+λ(x+y-2)=0,
即(1+λ)x+(λ-2)y+4-2λ=0.
∵l与l3垂直,
∴3(1+λ)+(-4)(λ-2)=0,∴λ=11,
∴直线l的方程为12x+9y-18=0,即4x+3y-6=0.
【练习1-3】直线kx-y-1=0与直线x+2y-2=0的交点在第四象限,则实数k的取值范围为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【例2-1】点A(-3,2),B(3,2),直线ax-y-1=0与线段AB相交,则实数a的取值范围是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【例2-2】直线2x-y+k=0与4x-2y+1=0的位置关系是(  )
A.平行 B.不平行
C.平行或重合 D.既不平行也不重合
【答案】C
【练习2-1】已知直线l:ax-y+1=0,点A(1,-3),B(2,3),若直线l与线段AB有公共点,则实数a的取值范围是(  )
A.[-4,1] B.
C. D.
【答案】A
【练习2-2】直线2x+y+m=0和x+2y+n=0的位置关系是(  )
A.平行 B.垂直
C.相交但不垂直 D.不能确定
【答案】C
【例3-1】无论m为何值,直线l:(m+1)x-y-7m-4=0恒过一定点P,求点P的坐标.
解 ∵(m+1)x-y-7m-4=0,
∴m(x-7)+(x-y-4)=0,
∴∴
∴点P的坐标为(7,3).
【练习3-1】不论m为何值,直线(2m-1)x+(m+2)y+5=0恒过定点(  )
A.(-1,-2) B.(1,-2) C.(-1,2) D.(1,2)
【答案】B
【练习3-2】对任意实数m,直线mx-y-m+3=0恒过定点,则该定点的坐标为 。
【答案】(1,3).
课后练习
1.两条直线l1:2x-y-1=0与l2:x+3y-11=0的交点坐标为(  )
A.(3,2) B.(2,3)
C.(-2,-3) D.(-3,-2)
答案 B
解析 解方程组得
2.不论m为何实数,直线l:(m-1)x+(2m-3)y+m=0恒过定点(  )
A.(-3,-1) B.(-2,-1)
C.(-3,1) D.(-2,1)
答案 C
解析 直线l的方程可化为m(x+2y+1)-x-3y=0,
令解得
∴直线l恒过定点(-3,1).故选C.
3.若三条直线y=2x,x+y=3,mx+2y+5=0相交于同一点,则m的值为________.
答案 -9
解析 由得
所以点(1,2)满足方程mx+2y+5=0,
即m×1+2×2+5=0,所以m=-9.
4.已知直线y=kx+2k+1与直线y=-x+2的交点位于第一象限,则实数k的取值范围是________.
答案 
解析 由方程组
解得
(若2k+1=0,即k=-,则两直线平行)
∴交点坐标为.
又∵交点位于第一象限,∴
解得-5.求经过直线l1:3x+2y-1=0和l2:5x+2y+1=0的交点,且垂直于直线l3:3x-5y+6=0的直线l的方程为________________.
答案 5x+3y-1=0
解析 先解方程组
得l1,l2的交点坐标为(-1,2),
再由l3的斜率为求出l的斜率为-,
于是由直线的点斜式方程求出l:
y-2=-(x+1),即5x+3y-1=0.
6.过两直线l1:x-3y+4=0和l2:2x+y+5=0的交点和原点的直线方程为_______.
答案 3x+19y=0
解析 过两直线交点的直线系方程为x-3y+4+λ(2x+y+5)=0,代入原点坐标,求得λ=-,故所求直线方程为x-3y+4-(2x+y+5)=0,即3x+19y=0.

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