直线方程和直线系方程

直线方程和直线系方程一 直线方程点斜式 y y 1 k x x 1 其中 l 过定点 P 1 x 1 y 1 斜率为 k 缺陷 不能表示斜率不存在的直线 斜截式 y kx b k 是斜率 b 是 y 截距 缺陷 不能表示斜率不存在的直线 两点式 cfrac y y 1 y 2 y 1 cfrac x x 1 x 2 x 直线方程

一、直线方程

  • 点斜式:\(y-y_1=k(x-x_1)\)(其中\(l\)过定点\(P_1(x_1,y_1)\),斜率为\(k\));

缺陷:不能表示斜率不存在的直线;

  • 斜截式:\(y=kx+b\)(\(k\)是斜率,\(b\)\(y\)截距);

缺陷:不能表示斜率不存在的直线;

  • 两点式:\(\cfrac{y-y_1}{y_2-y_1}=\cfrac{x-x_1}{x_2-x_1}(x_1\neq x_2,y_1\neq y_2)\)(两点是\(P_1(x_1,y_1)、P_2(x_2,y_2)\)),

缺陷:不能表示斜率不存在的和斜率为0的直线;

  • 截距式:\(\cfrac{x}{a}+\cfrac{y}{b}=1(a\neq 0,b\neq 0)\)(\(a,b\)分别是横纵截距),

缺陷:不能表示过原点的直线;

  • 一般式:\(Ax+By+C=0\)

没有上述直线方程的缺陷。

二、直线的参数方程

  • 形式一:以动点到定点的有向线段的数量为参数,

\(\left\{\begin{array}{l}{x=x_0+cos\theta\cdot t}\\{y=y_0+sin\theta\cdot t}\end{array}\right.(t为参数)\)

  • 形式二:

三、直线系方程

  • 定点直线系方程

经过定点\(P(x_0,y_0)\)的直线系方程是\(y-y_0=k(x-x_0)(k是待定系数)\)或者是\(A(x-x_0)+B(y-y_0)=0(A,B)是待定系数\)

  • 共点直线系方程

经过两条直线\(l_1:A_1x+B_1y+C_1=0,l_2:A_2x+B_2y+C_2=0\)的交点的直线系方程为\((A_1x+B_1y+C_1)+\lambda (A_2x+B_2y+C_2)=0(除l_2)\),其中\(\lambda\)是待定系数。

解释说明:共点直线系方程中为什么不包括\(l_2\)

由于共点直线系方程为\((A_1x+B_1y+C_1)+\lambda (A_2x+B_2y+C_2)=0\)

则当\(\lambda=0\)时,此时直线刻画表达的是直线\(l_1\)

\(\lambda\neq 0\)时,要使得直线刻画表达的是直线\(l_2\),则需要满足共点直线系方程中的\(A_1x+B_1y+C_1=0\),而它前边没有系数,故不可能突变为\(0\),这样整个的运算结果就不可能变为\(A_2x+B_2y+C_2=0\),故共点直线系方程中为什么不包括\(l_2\)

如果我们将共点直线系方程写为\(\lambda (A_1x+B_1y+C_1)+(A_2x+B_2y+C_2)=0\),则此时共点直线系方程中就不包含\(l_1\)

用课件做以说明。

  • 平行直线系方程

直线\(y=kx+b\)中,当\(k\)一定而\(b\)变化时,表示平行直线系方程;与直线\(Ax+By+C=0\)平行的直线系方程是\(Ax+By+\lambda=0(C\neq \lambda\),即不包含两直线重合情况,\(\lambda\) 为参数)。

  • 垂直直线系方程

与直线\(Ax+By+C=0(A\neq 0,B\neq 0)\)垂直的直线系方程是\(Bx-Ay+\lambda=0(\lambda 为参数)\)

四、圆的切线方程

已知圆\(x^2+y^2=r^2\),则可知

①过圆上的点\(P_0(x_0,y_0)\)的切线方程是\(x_0x+y_0y=r^2\)

②斜率为\(k\)的直线成为圆的的切线方程为\(y=kx\pm r\sqrt{1+k^2}\)

五、两圆相交弦方程

引例:比如给定\(\odot C_1:(x-1)^2+(y-1)^2=4\)①,\(\odot C_2:(x+1)^2+(y+1)^2=4\)②,

由①-②得到,经过两个圆的相交弦方程为\(-2x-2x-2y-2y=0\),即\(y=-x\)

由此类比得到更一般化的情形:

给定\(\odot C_1:(x-a)^2+(y-b)^2=e\)①,\(\odot C_2:(x-c)^2+(y-d)^2=f\)②,注意两圆必须相交; 由①-②得到,经过两个圆的相交弦方程为\((2c-2a)x+(2d-2b)y+a^2-c^2+b^2-d^2-e+f=0\)

六、相互关系

  • 平行的充要条件
  • 垂直的充要条件

有空待补充。

七、典例剖析

例1【2019届宝鸡市高三理科数学质检Ⅱ第3题】

若直线\(x+(1+m)y-2=0\)与直线\(mx+2y+4=0\)平行,则\(m\)的值为【】

$A.1$ $B.-2$ $C.1或-2$ $D.-\cfrac{3}{2}$

分析:由题可知,\(\cfrac{1}{m}=\cfrac{m+1}{2}\neq \cfrac{-2}{4}\)①,具体求解时我们往往只利用下式求值,

\(\cfrac{1}{m}=\cfrac{m+1}{2}\)②,解得\(m=1\)\(m=-2\),由于刚才扩大了范围,故此时需要代入①式验证,

验证得到\(m=-2\)时不符,故\(m=1\),则选\(A\)

反思:满足②式的解不见得就一定满足①式,故不要忘记验证。补充直线平行或垂直的充要条件。

八、求直线方程的方法

待补充

①直接法
②公式法
③直线系法
④向量法
⑤相关点法
⑥参数法
⑦结构分析法
⑧点差法

转载于:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/7810970.html

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编程小号
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