一. 教學(xué)內(nèi)容:兩條直線的位置關(guān)系;點到直線的距離
教學(xué)目的:
1. 會通過解方程組發(fā)現(xiàn)直線相交、平行、重合的條件;會用兩直線相交或平行的條件判斷兩條直線相交、平行和重合;會求兩直線的交點坐標;
2. 理解用勾股定理推導(dǎo)兩直線垂直的條件:A1A2+B1B2=0或k1k2=-1,會用這兩個條件判斷兩直線是否垂直;
3. 掌握點到直線的距離公式,會求兩平行直線間的距離公式。
二. 重點、難點
重點是兩直線平行、垂直的條件;點到直線的距離公式。
難點是理解推導(dǎo)平行和垂直條件的思路和點到直線的距離公式的推導(dǎo)。
分析:
(一)兩條直線的位置關(guān)系
1. 兩直線位置關(guān)系的判定
方法1:解兩直線方程組成的方程組,由方程組的解的情況判定兩直線的位置關(guān)系,這種方法雖思路自然,但運算較繁。
方法2:用斜率,但要保證兩直線的斜率存在。
l1與l1與 ;
l1與 ;
方法3:系數(shù)法
l1與
l1與
l1與 或
計算步驟如下:
(1)給A1、B1、C1,A2、B2、C2賦值;
(2)計算 和 相交;
(4)若 和 平行;
(5)若
設(shè) ;
(3)若M=0,則 ;若 與 不垂直。
3. 交點
設(shè)兩條直線的方程分別是 有交點,則方程組 的方程組成的方程組無公共解時,說明直線 重合。
4. 中應(yīng)注意的問題
(1)在判定兩直線的位置關(guān)系時,如果斜率不存在,則不能用垂直、平行的條件。而應(yīng)該直接由圖形得到。兩直線的位置關(guān)系是在直線的斜截式的基礎(chǔ)上討論的,若是其他形式,可先化為斜截式處理。
(2)求兩直線 直線方程組成的方程組。其理論依據(jù)是直線的方程和方程的直線的概念。兩直線相交,則交點同時在這兩直線上,交點的坐標一定是兩直線方程的解;若這兩直線的方程組成的方程組只有一個公共解,則以這個解為坐標的點必是兩直線的交點。
(3)在討論直線的位置關(guān)系時,一定要注意特殊情況,即斜率不存在時直線的位置關(guān)系。
(4)學(xué)習(xí)時掌握兩條直線平行和垂直的條件,能夠根據(jù)直線的方程判斷兩條直線的位置關(guān)系,能夠求出兩條直線的交點。
(二)點到直線的距離
1. 點到直線的距離公式
點P(x1,y1)到直線 的距離的計算公式:
注意:(1)若給出的直線方程不是一般式,則應(yīng)先把方程化為一般式,再利用公式求距離。
(2)若點P在直線上,點P到直線的距離為零,距離公式仍然適用。
(3)點到n種特殊直線的距離:
①點P(x0,y0)到x軸的距離 ;
③點P(x0,y0)到與x軸平行的直線 的距離 ,當a=0時,即x軸,
(4)計算步驟為:
①給出點的坐標賦值: ,<2" style='width:168.75pt; > 。由平行線之間的距離的定義知,在其中一條直線<3" style=' > 上任取一點P(x0,y0),作另一條直線 的垂線,垂足為Q,則 就是平行線的距離,即
和<8" > 間的距離。
錯解: 。
正確解答:l1:x-2y+4=0和l3:3x-4y+5=0垂直的直線
得:
直線l的斜率k=-3
根據(jù)點斜式有
法二: 直線 和l的方程為
直線
(2)法一:解方程組 的交點P(0,2)
直線l的斜率為l的方程為l的方程為 ,求得 的值11,即可以得到 ;與直線 垂直的直線可設(shè)為 ;過已知點( )且與直線 垂直的直線可直接寫出 , ,其中 是待定系數(shù)。該方程不能表示直線 。
例2. 已知直線 ,求滿足下列條件的a的取值。
(1) 與 平行;
(3) 與 相交, 或 ,
或2
重合,
或2
與 重合
點評:判斷兩直線的相交、平行和重合,有明確地判斷方法,應(yīng)用時應(yīng)首先確定判斷方法中需要的各個量,再完整地運用公式即可。不過要特別注意特殊情況下需要特殊判斷,靈活處理。
例3. 直線 與 為x=3, 為 和 垂直
當 時, , 的方程為 ,顯然 且 時,由
解得
即 ,在坐標平面內(nèi)求一點P,使PA=PB,且點P到直線
所以線段AB的垂直平分線方程為
即 的距離為2
所以 或
∴所求點的坐標為(1,-4)或
由條件得 或
故所求的直線方程為l//AB或l//AB,且
則l過AB的中點N(1,1),則直線方程為y=1
∴所求直線方程為y=1或x+2y=0
點評:與定直線的距離為定值的集合是與定直線平行的兩條平行直線,因此,由點到直線的距離公式和求軌跡方程的方法即可求得所求的方程。
例6. 求點A(2,2)關(guān)于直線2x-4y+9=0的對稱點的坐標
解析:設(shè)B(a, b)是A(2,2)關(guān)于直線 是線段AB的垂直平分線
即一方面直線 上
于是有
解得: 的對稱點P’(x,y)滿足以下兩個條件:
①PP’的中點在 ;
②PP’⊥< style=' > ,可得: 與直線 的值為( )
A. -3 B. -6 C. 的位置關(guān)系是( )
A. 平行 B. 重合 C. 相交 D. 不確定
3. 已知直線 的值是( )
A. -4 B. 20 C. 0 D. 24
4. 直線 的取值范圍是( )
A. B. D.
5. 直線 和直線
C. B. C. D. 2
7. 已知點 的距離為1,則 等于( )
A. B. 垂直,且在 軸上的截距為2的直線方程是________________。
9. 已知直線 // ,則 =_____, =_____。
10. 垂直于直線 軸上的截距是________。
11. 若點(3,5)關(guān)于直線 平行;
(2)過點P(1,-1)且與直線 軸上求點C,使AC⊥CB。
14. 已知點A(-2,1)、B(4,3),求經(jīng)過兩直線 的交點和線段AB的中點的直線 的方程。
15. △ABC中,BC邊上的高所在直線的方程為 ,若頂點B的坐標為(1,2),求頂點A和C的坐標。
【答案】
1~7:B C A A D B C
8. ,由于直線 過點P(2,-1),從而有 ,解得:
(2)由題意,設(shè)直線 的方程為
13. 由題意,設(shè)點C的坐標為 因為AC⊥CB,所以應(yīng)有
解得: 或 所以所求點C為(1,0)或(2,0)
14. 由已知,得:線段AB的中點為(1,2)
由 ,解得: ,
所以兩直線 的交點為 ,即 ,可得A(-1,0),
又因為B點關(guān)于∠A的平分線的對稱點B’在AC上,
所以B’的坐標是(1,-2),從而AC所在直線的方程為 。
由直線BC垂直于直線 ,
聯(lián)立 ,可得C(5,-6)
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