2.2 第3课时 直线的一般式方程(课件 讲义)高中数学 人教A版(2019)择性必修 第一册

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第3课时 直线的一般式方程
学习 目标 1. 根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线的一般式方程. 2. 会选择适当的方程形式求直线的方程,会进行直线方程五种形式间的转化.
新知初探基础落实
一、 概念表述
我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0,即A2+B2≠0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
注意:(1) A,B不全为0时,方程才能表示一条直线.若A,B全为0,则方程不能表示一条直线.
当B≠0时,方程可变形为y=-x-,它表示过点,斜率为-的直线.
当B=0,A≠0时,方程可变形为Ax+C=0,即x=-,它表示一条与x轴垂直的直线.
(2) 在平面直角坐标系中,一个关于x,y的二元一次方程对应唯一的一条直线;反过来,一条直线可以对应无数个关于x,y的一次方程.
二、 概念辨析:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1) 平面内任意一条直线都可以用直线的一般式方程表示.( √ )
(2) 所有其他形式的直线方程(如点斜式、斜截式、两点式、截距式)都能化为一般式.( √ )
(3) 直线的一般式方程可以化为点斜式和截距式.( × )
(4) 直线y=1在y轴上的截距为1,在x轴上的截距不存在.( √ )
典例精讲能力初成
探究1 直线的一般式方程
例1 (教材P65例5补充)根据下列条件,写出直线的方程,并把它化为一般式.
(1) 斜率为,且经过点A(5,3);
【解析】 由点斜式方程得y-3=(x-5),即x-y+3-5=0.
(2) 过点B(-3,0),且垂直于x轴;
【解析】 x=-3,即x+3=0.
(3) 斜率为4,在y轴上的截距为-2;
【解析】 y=4x-2,即4x-y-2=0.
(4) 在y轴上的截距为3,且平行于x轴;
【解析】 y=3,即y-3=0.
(5) 经过C(-1,5),D(2,-1)两点;
【解析】 由两点式方程得=,即2x+y-3=0.
(6) 在x轴、y轴上截距分别是-3,-1.
【解析】 由截距式方程得+=1,即x+3y+3=0.
探究2 含参数的直线的一般式方程
例2 设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1) 若直线l在x轴上的截距为-3,则m=-;
【解析】 由题意知m2-2m-3≠0,解得m≠-1且m≠3.令y=0,得x=,所以=-3,即3m2-4m-15=0,解得m=-或m=3(舍去).所以m=-.
(2) 若直线l的斜率为1,则m=-2.
【解析】 将直线l的方程化为斜截式,得y=x+,则=1,即m2+3m+2=0,解得m=-2或m=-1(舍去).所以m=-2.
(1) 当A,B不同时为0时,方程Ax+By+C=0才能表示直线.
(2) 令x=0,可得直线在y轴上的截距.令y=0,可得直线在x轴上的截距.若确定直线的斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3) 解分式方程时要注意验根.
变式2 若方程(a2+5a+6)x+(a2+2a)y+1=0表示一条直线,则实数a满足a≠-2.
【解析】 由得a=-2.因为方程(a2+5a+6)x+(a2+2a)y+1=0表示一条直线,所以a≠-2.
探究3 利用一般式解决直线平行或垂直问题
例3 (1) 已知直线l1:2x+(m+1)y+4=0与直线l2:mx+3y-2=0平行,求实数m的值.
【解析】 方法一:①当m=0时,l1与l2显然不平行.②当m≠0时,由l1∥l2,得=≠,解得m=2或m=-3,所以m的值为2或-3.
方法二: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,l1与l2显然不重合,所以l1∥l2.同理当m=2时,l1:2x+3y+4=0,l2:2x+3y-2=0,l1与l2不重合,所以l1∥l2.综上,m的值为2或-3.
(2) 当实数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垂直?
【解答】 方法一:①当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当2a+3=0,即a=-时,直线l1:x+5y-2=0与直线l2:5x-4=0不垂直.③当 1-a≠0且2a+3≠0时,直线l1,l2的斜率k1,k2都存在,k1=-,k2=-,若l1⊥l2,则k1·k2=-1,即·=-1,解得a=-1.综上,当a=1或a=-1时,l1⊥l2.
方法二:由l1⊥l2,得(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,l1⊥l2.
(1) 已知直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0.
l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
l1∥l2 A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0,B1C2-B2C1≠0
.
(2) 与直线Ax+By+C=0平行的直线的方程可以设为Ax+By+D=0(D≠C);与直线Ax+By+C=0垂直的直线的方程可以设为Bx-Ay+D=0.
随堂内化及时评价
1. 直线x-3y-5=0的倾斜角为( A )
A. B.
C. D.
【解析】 由直线x-3y-5=0的斜率为,得该直线倾斜角θ的正切值tan θ=.又θ∈[0,π),所以θ=.
2. 下列直线中与直线l:x+5y-3=0垂直的是( B )
A. x-5y=0 B. 5x-y=0
C. 5x+y=0 D. x+5y=0
【解析】 因为直线l:x+5y-3=0的斜率为-,所以与直线l:x+5y-3=0垂直的直线的斜率为5,结合选项可知B符合题意.
3. (多选)已知直线l1:ax+y-3a=0,直线l2:2x+(a-1)y-6=0,则( BD )
A. 当a=3时,l1∥l2
B. 直线l1恒过点(3,0)
C. 存在a∈R,使l1∥l2
D. 若l1⊥l2,则a=
【解析】 对于A,当a=3时,直线l1:3x+y-9=0,直线l2:2x+2y-6=0,显然kl1=-3,kl2=-1,则kl2≠kl1,故A错误.对于B,直线l1:(x-3)a+y=0,令解得所以直线l1恒过点(3,0),故B正确.对于C,若存在a∈R,使l1∥l2,则a(a-1)-2=0,解得a=2或a=-1.当a=2时,l1:2x+y-6=0,l2:2x+y-6=0,两直线重合,舍去;当a=-1时,直线l1:x-y-3=0,直线l2:2x-2y-6=0,两直线重合,舍去.故不存在a∈R,使l1∥l2,故C错误.对于D,若l1⊥l2,则2a+a-1=0,解得a=,故D正确.
4. 若直线l1:ax+y=0与直线l2:x+(2-a)y+6=0平行,则a=1.
【解析】 因为直线l1:ax+y=0与直线l2:x+(2-a)y+6=0平行,所以a(2-a)-1=0,解得a=1.当a=1时,直线l1:x+y=0,直线l2:x+y+6=0,l1与l2不重合,符合题意,所以a=1.
5. 过点(5,2),且在两坐标轴上的截距相等的直线的一般式方程是2x-5y=0或x+y-7=0.
【解析】 当直线过原点时,直线的斜率k=,所以直线的方程为y=x,即2x-5y=0;当直线不过原点时,设直线方程为+=1(a≠0),由直线过点(5,2),得+=1,解得a=7,所以直线的一般式方程为x+y-7=0.综上,所求直线方程为2x-5y=0或x+y-7=0.
配套新练案
一、 单项选择题
1. 已知直线MN的斜率为2,点N(1,-1),若点M在直线y=x+1上,则( B )
A. 点M的坐标为(5,7) B. 点M的坐标为(4,5)
C. 点M的坐标为(2,1) D. 点M的坐标为(2,3)
【解析】 设点M的坐标为(a,b),由点M在直线y=x+1上,得b=a+1 ①.因为直线MN的斜率为2,所以=2 ②.联立①②解得a=4,b=5,所以点M的坐标为(4,5).
2. “a=”是“直线x+2ay-1=0与直线(a-1)x-ay-1=0平行”的( A )
A. 充分不必要条件    
B. 必要不充分条件
C. 充要条件    
D. 既不充分又不必要条件
【解析】 若直线x+2ay-1=0与直线(a-1)x-ay-1=0平行,则有解得a=0或a=.所以当a=时,直线x+2ay-1=0与直线(a-1)x-ay-1=0平行;当直线x+2ay-1=0与直线(a-1)x-ay-1=0平行时,a=0或a=.
3. 若直线mx+4y-2=0与直线2x-5y-12=0垂直,则实数m的值为( D )
A. -12 B. -10
C. 0 D. 10
【解析】 由直线mx+4y-2=0与直线2x-5y-12=0垂直,得2m-20=0,解得m=10.
4. 已知直线kx-y+1=3k,当k变化时,直线恒过的定点的坐标为( C )
A. (0,0) B. (0,1)    
C. (3,1) D. (2,1)
【解析】 直线方程可整理为k(x-3)-y+1=0,令解得所以直线恒过定点(3,1).
二、 多项选择题
5. 已知直线l的方程为3x+y-5=0,则下列选项正确的有( ABC )
A. l的斜率为-3 B. l的一个方向向量为(1,-3)
C. l在y轴上的截距为5 D. l在x轴上的截距为5
【解析】 对于A,直线l的方程为3x+y-5=0,即y=-3x+5,所以直线l的斜率为-3,故A正确;对于B,根据直线l的斜率,可以确定(1,-3)为直线l的一个方向向量,故B正确;对于C,根据直线的斜截式方程,可知l在y轴上的截距为5,故C正确;对于D,令y=0,解得x=,所以l在x轴上的截距为,故D错误.
6. 已知直线l1:ax-3y+1=0,l2:x-by+2=0,则下列说法正确的是( BCD )
A. 若l1⊥l2,则=-3
B. 若l1∥l2,则ab=3
C. 若l1与坐标轴围成的三角形的面积为1,则a=±
D. 当b<0时,l2不经过第一象限
【解析】 对于A,当l1⊥l2时,a+3b=0,解得=-3或a=b=0,故A错误;对于B,当l1∥l2时,-ab+3=0,即ab=3,故B正确;对于C,在直线l1:ax-3y+1=0中,易知a≠0,令x=0,得y=,令y=0,得x=-,所以l1与坐标轴围成的三角形的面积S=××=1,解得a=±,故C正确;对于D,当b<0时,l2:y=x+的大致图象如图所示,故D正确.
(第6题答)
三、 填空题
7. 已知直线l:3x+4y-7=0,直线l2与直线l1平行且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线l2的方程为3x+4y±12=0.
【解析】 如图,由题意可设直线l2的方程为3x+4y+m=0.令x=0,得y=-;令y=0,得x=-.由题意知××=6,得m=±12,故l2的方程为3x+4y±12=0.
(第7题答)
8. 已知直线l:kx-y+1+2k=0.若直线l在两坐标轴上的截距相等,则实数k的值为-1或-;若直线l不经过第三象限,则实数k的取值范围是.
【解析】 因为直线l在两坐标轴上的截距相等,所以k≠0.在kx-y+1+2k=0中,令x=0,得y=1+2k;令y=0,得x=-2-.由1+2k=-2-,即2k2+3k+1=0,解得k=-或k=-1.直线l的方程可化为k(x+2)-y+1=0,令解得所以直线l过定点M(-2,1),从而kOM=-.由直线l的方程kx-y+1+2k=0可化为y=kx+2k+1.如图,若l不经过第三象限,则解得-≤k≤0.
(第8题答)
四、 解答题
9. 根据下列条件,求直线的一般式方程.
(1) 过点(2,1)且与直线2x+3y=0平行;
【解答】 由题意可设直线的方程为2x+3y+c=0.因为直线过点(2,1),所以4+3+c=0,解得c=-7,故所求直线的一般式方程为2x+3y-7=0.
(2) 与直线y=x垂直,且在两坐标轴上的截距之和为-4.
【解答】 设直线的方程为+=1.由题意可得解得所以所求直线的方程为+=1,化为一般式为x+y+2=0.
10. 已知直线l:mx-y-m+4=0.
(1) 证明直线l恒过定点,并求出该定点的坐标.
【解答】 方法一:由mx-y-m+4=0得(x-1)m+(-y+4)=0.令得故直线l恒过定点(1,4).
方法二:由mx-y-m+4=0得y-4=m(x-1),该方程表示过点(1,4)的直线的点斜式方程,所以直线恒过定点(1,4).
(2) 是否存在实数m,使得直线l与x轴和y轴的正半轴都相交?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解答】 由(1)知直线l恒过第一象限的点(1,4).假设存在实数m满足题意,l与x轴和y轴的交点分别为A,B(0,4-m)(m≠0),令解得m<0.故当m∈(-∞,0)时,直线l与x轴和y轴的正半轴都相交.
11. (教材P65 探究)(多选)设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,下列说法正确的是( BD )
A. 当C1≠C2时,直线l1与l2不重合
B. 当A1B2-A2B1≠0时,直线l1与l2相交
C. 当A1B2-A2B1=0时,l1∥l2
D. 当A1A2+B1B2=0时,l1⊥l2
【解析】 对于A,当C1≠C2时,若A1A2≠0,B1=B2=0,且=,则直线l1:x=-与l2:x=-重合,故A错误.对于B,联立可得(A1B2-A2B1)x=B1C2-B2C1,当A1B2-A2B1≠0时,x=,此时方程组有唯一一组解,直线l1与l2相交,故B正确.对于C,当A1B2-A2B1=0时,若B1C2-B2C1≠0,则无解,此时l1∥l2;若B1C2-B2C1=0,则有无数多组解,此时l1,l2重合,故C错误.对于D,若B1B2≠0,则由A1A2+B1B2=0可得·=-1,即两直线的斜率之积等于-1,故l1⊥l2;若B1=0(B2=0),则可得A2=0(A1=0),此时满足A1A2+B1B2=0,直线l1:A1x+C1=0(B1y+C1=0),l2:B2y+C2=0(A2x+C2=0),l1⊥l2,故D正确.
12. 已知a>0,b>0,直线l1:x+(a-4)y+1=0,l2:2bx+y-2=0,且l1⊥l2,则+的最小值为( D )
A. 2 B. 4
C. D.
【解析】 因为l1⊥l2,所以2b+a-4=0,即a+1+2b=5.因为a>0,b>0,所以a+1>0,2b>0,从而+=×(a+1+2b)=≥=,当且仅当a=,b=时等号成立.
13. 若直线kx-y+2k-1=0恒过点A,点A也在直线mx+ny+2=0上,其中m,n均为正数,则mn的最大值为( B )
A. B.
C. 1 D. 2
【解析】 由kx-y+2k-1=0,得k(x+2)-(y+1)=0,令解得所以直线kx-y+2k-1=0恒过点A(-2,-1).又因为点A也在直线mx+ny+2=0上,所以-2m-n+2=0,可得2m+n=2,且m>0,n>0,从而2m+n=2≥2,即0学习 目标 1. 根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线的一般式方程. 2. 会选择适当的方程形式求直线的方程,会进行直线方程五种形式间的转化.
新知初探基础落实
一、 概念表述
我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0,即A2+B2≠0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
注意:(1) A,B不全为0时,方程才能表示一条直线.若A,B全为0,则方程不能表示一条直线.
当B≠0时,方程可变形为y=-x-,它表示过点 ,斜率为 的直线.
当B=0,A≠0时,方程可变形为 ,即 ,它表示一条与x轴垂直的直线.
(2) 在平面直角坐标系中,一个关于x,y的二元一次方程对应唯一的一条直线;反过来,一条直线可以对应无数个关于x,y的一次方程.
二、 概念辨析:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1) 平面内任意一条直线都可以用直线的一般式方程表示.(   )
(2) 所有其他形式的直线方程(如点斜式、斜截式、两点式、截距式)都能化为一般式.(   )
(3) 直线的一般式方程可以化为点斜式和截距式.(   )
(4) 直线y=1在y轴上的截距为1,在x轴上的截距不存在.(   )
典例精讲能力初成
探究1 直线的一般式方程
例1 (教材P65例5补充)根据下列条件,写出直线的方程,并把它化为一般式.
(1) 斜率为,且经过点A(5,3);
(2) 过点B(-3,0),且垂直于x轴;
(3) 斜率为4,在y轴上的截距为-2;
(4) 在y轴上的截距为3,且平行于x轴;
(5) 经过C(-1,5),D(2,-1)两点;
(6) 在x轴、y轴上截距分别是-3,-1.
探究2 含参数的直线的一般式方程
例2 设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1) 若直线l在x轴上的截距为-3,则m= ;
(2) 若直线l的斜率为1,则m= .
(1) 当A,B不同时为0时,方程Ax+By+C=0才能表示直线.
(2) 令x=0,可得直线在y轴上的截距.令y=0,可得直线在x轴上的截距.若确定直线的斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3) 解分式方程时要注意验根.
变式2 若方程(a2+5a+6)x+(a2+2a)y+1=0表示一条直线,则实数a满足 .
探究3 利用一般式解决直线平行或垂直问题
例3 (1) 已知直线l1:2x+(m+1)y+4=0与直线l2:mx+3y-2=0平行,求实数m的值.
(2) 当实数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垂直?
(1) 已知直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0.
l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
l1∥l2 A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0,B1C2-B2C1≠0
.
(2) 与直线Ax+By+C=0平行的直线的方程可以设为Ax+By+D=0(D≠C);与直线Ax+By+C=0垂直的直线的方程可以设为Bx-Ay+D=0.
随堂内化及时评价
1. 直线x-3y-5=0的倾斜角为(   )
A. B.
C. D.
2. 下列直线中与直线l:x+5y-3=0垂直的是(   )
A. x-5y=0 B. 5x-y=0
C. 5x+y=0 D. x+5y=0
3. (多选)已知直线l1:ax+y-3a=0,直线l2:2x+(a-1)y-6=0,则(   )
A. 当a=3时,l1∥l2
B. 直线l1恒过点(3,0)
C. 存在a∈R,使l1∥l2
D. 若l1⊥l2,则a=
4. 若直线l1:ax+y=0与直线l2:x+(2-a)y+6=0平行,则a= .
5. 过点(5,2),且在两坐标轴上的截距相等的直线的一般式方程是 .
配套新练案
一、 单项选择题
1. 已知直线MN的斜率为2,点N(1,-1),若点M在直线y=x+1上,则(   )
A. 点M的坐标为(5,7) B. 点M的坐标为(4,5)
C. 点M的坐标为(2,1) D. 点M的坐标为(2,3)
2. “a=”是“直线x+2ay-1=0与直线(a-1)x-ay-1=0平行”的(   )
A. 充分不必要条件    
B. 必要不充分条件
C. 充要条件    
D. 既不充分又不必要条件
3. 若直线mx+4y-2=0与直线2x-5y-12=0垂直,则实数m的值为(  )
A. -12 B. -10
C. 0 D. 10
4. 已知直线kx-y+1=3k,当k变化时,直线恒过的定点的坐标为(   )
A. (0,0) B. (0,1)    
C. (3,1) D. (2,1)
二、 多项选择题
5. 已知直线l的方程为3x+y-5=0,则下列选项正确的有(   )
A. l的斜率为-3 B. l的一个方向向量为(1,-3)
C. l在y轴上的截距为5 D. l在x轴上的截距为5
6. 已知直线l1:ax-3y+1=0,l2:x-by+2=0,则下列说法正确的是(   )
A. 若l1⊥l2,则=-3
B. 若l1∥l2,则ab=3
C. 若l1与坐标轴围成的三角形的面积为1,则a=±
D. 当b<0时,l2不经过第一象限
三、 填空题
7. 已知直线l:3x+4y-7=0,直线l2与直线l1平行且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线l2的方程为 .
8. 已知直线l:kx-y+1+2k=0.若直线l在两坐标轴上的截距相等,则实数k的值为 ;若直线l不经过第三象限,则实数k的取值范围是 .
四、 解答题
9. 根据下列条件,求直线的一般式方程.
(1) 过点(2,1)且与直线2x+3y=0平行;
(2) 与直线y=x垂直,且在两坐标轴上的截距之和为-4.
10. 已知直线l:mx-y-m+4=0.
(1) 证明直线l恒过定点,并求出该定点的坐标.
(2) 是否存在实数m,使得直线l与x轴和y轴的正半轴都相交?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
11. (教材P65 探究)(多选)设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,下列说法正确的是(  )
A. 当C1≠C2时,直线l1与l2不重合
B. 当A1B2-A2B1≠0时,直线l1与l2相交
C. 当A1B2-A2B1=0时,l1∥l2
D. 当A1A2+B1B2=0时,l1⊥l2
12. 已知a>0,b>0,直线l1:x+(a-4)y+1=0,l2:2bx+y-2=0,且l1⊥l2,则+的最小值为(   )
A. 2 B. 4
C. D.
13. 若直线kx-y+2k-1=0恒过点A,点A也在直线mx+ny+2=0上,其中m,n均为正数,则mn的最大值为(   )
A. B.
C. 1 D. 2(共42张PPT)
第二章 直线和圆的方程
2.2 直线的方程
第3课时 直线的一般式方程
学习 目标 1. 根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线的一般式方程.
2. 会选择适当的方程形式求直线的方程,会进行直线方程五种形式间的转化.
新知初探 基础落实
一、 概念表述
我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0,即A2+B2≠0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
注意:(1) A,B不全为0时,方程才能表示一条直线.若A,B全为0,则方程不能表示一条直线.
Ax+C=0
二、 概念辨析:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1) 平面内任意一条直线都可以用直线的一般式方程表示. (  )
(2) 所有其他形式的直线方程(如点斜式、斜截式、两点式、截距式)都能化为一般式. (  )
(3) 直线的一般式方程可以化为点斜式和截距式. (  )
(4) 直线y=1在y轴上的截距为1,在x轴上的截距不存在. (  )


×

典例精讲 能力初成
   (教材P65例5补充)根据下列条件,写出直线的方程,并把它化为一般式.
1
直线的一般式方程
【解析】
探究
1
(2) 过点B(-3,0),且垂直于x轴;
【解析】
x=-3,即x+3=0.
(3) 斜率为4,在y轴上的截距为-2;
【解析】
y=4x-2,即4x-y-2=0.
(4) 在y轴上的截距为3,且平行于x轴;
【解析】
y=3,即y-3=0.
(5) 经过C(-1,5),D(2,-1)两点;
【解析】
(6) 在x轴、y轴上截距分别是-3,-1.
【解析】
   设直线l的方程为(m2-2m-3)x-(2m2+m-1)y+6-2m=0.
(1) 若直线l在x轴上的截距为-3,则m=_______;
2
含参数的直线的一般式方程
【解析】
探究
2
(2) 若直线l的斜率为1,则m=______.
【解析】
-2
(1) 当A,B不同时为0时,方程Ax+By+C=0才能表示直线.
(2) 令x=0,可得直线在y轴上的截距.令y=0,可得直线在x轴上的截距.若确定直线的斜率存在,可将一般式化为斜截式.
(3) 解分式方程时要注意验根.
     若方程(a2+5a+6)x+(a2+2a)y+1=0表示一条直线,则实数a满足_________.
【解析】
变式2
a≠-2
   (1) 已知直线l1:2x+(m+1)y+4=0与直线l2:mx+3y-2=0平行,求实数m的值.
3
利用一般式解决直线平行或垂直问题
【解析】
方法一:①当m=0时,l1与l2显然不平行.
探究
3
方法二: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,l1与l2显然不重合,所以l1∥l2.
同理当m=2时,l1:2x+3y+4=0,l2:2x+3y-2=0,l1与l2不重合,所以l1∥l2. 综上,m的值为2或-3.
(2) 当实数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垂直?
【解答】
方法一:①当1-a=0,即a=1时,直线l1:3x-1=0与直线l2:5y+2=0显然垂直.
方法二:由l1⊥l2,得(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,l1⊥l2.
(1) 已知直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0.
l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
l1∥l2 A1B2-A2B1=0,且A1C2-A2C1≠0,B1C2-B2C1≠0
(2) 与直线Ax+By+C=0平行的直线的方程可以设为Ax+By+D=0(D≠C);与直线Ax+By+C=0垂直的直线的方程可以设为Bx-Ay+D=0.
随堂内化 及时评价
【解析】
A
【解析】
2. 下列直线中与直线l:x+5y-3=0垂直的是 (  )
A. x-5y=0 B. 5x-y=0
C. 5x+y=0 D. x+5y=0
B
【解析】
对于A,当a=3时,直线l1:3x+y-9=0,直线l2:2x+2y-6=0,显然kl1=-3,kl2=-1,则kl2≠kl1,故A错误.
3. (多选)已知直线l1:ax+y-3a=0,直线l2:2x+(a-1)y-6=0,则 (  )
A. 当a=3时,l1∥l2 B. 直线l1恒过点(3,0)
C. 存在a∈R,使l1∥l2
对于C,若存在a∈R,使l1∥l2,则a(a-1)-2=0,解得a=2或a=-1.当a=2时,l1:2x+y-6=0,l2:2x+y-6=0,两直线重合,舍去;当a=-1时,直线l1:x-y-3=0,直线l2:2x-2y-6=0,两直线重合,舍去.故不存在a∈R,使l1∥l2,故C错误.
【答案】BD
【解析】
因为直线l1:ax+y=0与直线l2:x+(2-a)y+6=0平行,所以a(2-a)-1=0,解得a=1.当a=1时,直线l1:x+y=0,直线l2:x+y+6=0,l1与l2不重合,符合题意,所以a=1.
4. 若直线l1:ax+y=0与直线l2:x+(2-a)y+6=0平行,则a=____.
1
【解析】
综上,所求直线方程为2x-5y=0或x+y-7=0.
5. 过点(5,2),且在两坐标轴上的截距相等的直线的一般式方程是________________________.
2x-5y=0或x+y-7=0
配套新练案
一、 单项选择题
1. 已知直线MN的斜率为2,点N(1,-1),若点M在直线y=x+1上,则 (  )
A. 点M的坐标为(5,7) B. 点M的坐标为(4,5)
C. 点M的坐标为(2,1) D. 点M的坐标为(2,3)
B
【解析】
【解析】
A
3. 若直线mx+4y-2=0与直线2x-5y-12=0垂直,则实数m的值为 (  )
A. -12 B. -10
C. 0 D. 10
D
【解析】
由直线mx+4y-2=0与直线2x-5y-12=0垂直,得2m-20=0,解得m=10.
4. 已知直线kx-y+1=3k,当k变化时,直线恒过的定点的坐标为 (  )
A.(0,0) B.(0,1)    
C.(3,1) D.(2,1)
C
【解析】
二、 多项选择题
5. 已知直线l的方程为3x+y-5=0,则下列选项正确的有 (   )
A. l的斜率为-3 B. l的一个方向向量为(1,-3)
C. l在y轴上的截距为5 D. l在x轴上的截距为5
ABC
【解析】
对于A,直线l的方程为3x+y-5=0,即y=-3x+5,所以直线l的斜率为-3,故A正确;
对于B,根据直线l的斜率,可以确定(1,-3)为直线l的一个方向向量,故B正确;
对于C,根据直线的斜截式方程,可知l在y轴上的截距为5,故C正确;
【解析】
对于B,当l1∥l2时,-ab+3=0,即ab=3,故B正确;
【答案】BCD
三、 填空题
7. 已知直线l:3x+4y-7=0,直线l2与直线l1平行且与两坐标轴围成的三角形的面积为6,则直线l2的方程为________________.
【解析】
3x+4y±12=0
8. 已知直线l:kx-y+1+2k=0.若直线l在两坐标轴上的截距相等,则实数k的值为____________;若直线l不经过第三象限,则实数k的取值范围是_____.
【解析】
四、 解答题
9. 根据下列条件,求直线的一般式方程.
(1) 过点(2,1)且与直线2x+3y=0平行;
【解答】
由题意可设直线的方程为2x+3y+c=0.因为直线过点(2,1),所以4+3+c=0,解得c=-7,故所求直线的一般式方程为2x+3y-7=0.
(2) 与直线y=x垂直,且在两坐标轴上的截距之和为-4.
【解答】
10. 已知直线l:mx-y-m+4=0.
(1) 证明直线l恒过定点,并求出该定点的坐标.
【解答】
方法二:由mx-y-m+4=0得y-4=m(x-1),该方程表示过点(1,4)的直线的点斜式方程,所以直线恒过定点(1,4).
(2) 是否存在实数m,使得直线l与x轴和y轴的正半轴都相交?若存在,求出m的取值范围;若不存在,请说明理由.
【解答】
11. (教材P65探究)(多选)设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,下列说法正确的是 (  )
A. 当C1≠C2时,直线l1与l2不重合 B. 当A1B2-A2B1≠0时,直线l1与l2相交
C. 当A1B2-A2B1=0时,l1∥l2 D. 当A1A2+B1B2=0时,l1⊥l2
【解析】
【答案】BD
【解析】
D
13. 若直线kx-y+2k-1=0恒过点A,点A也在直线mx+ny+2=0上,其中m,n均为正数,则mn的最大值为 (  )
【解析】
B

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