文档内容
2.2.1 直线的点斜式方程
【划重点】
1.了解由斜率公式推导直线方程的点斜式的过程.
2.掌握直线的点斜式方程与斜截式方程.
3.会利用直线的点斜式与斜截式方程解决有关的问题.
【知识梳理】
知识点 直线的点斜式方程和斜截式方程
类别 点斜式 斜截式
适用范围 斜率存在
已知条件 点P(x,y)和斜率k 斜率k和在y轴上的截距b
0 0
图示
方程 y-y=k(x-x) y=kx+b
0 0
截距 直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
【例题详解】
一、求直线的点斜式方程
例1 写出下列直线的点斜式方程.
(1)经过点 ,斜率是 ;
(2)经过点 ,倾斜角是 ;
(3)经过点 ,倾斜角是 ;
(4)经过点 倾斜角是 .【答案】(1) ;(2) ;(3) ;(4)
;
【分析】根据直线的点斜式方程解题即可.
【详解】(1)因为直线经过点 ,斜率是 ,
所以直线的点斜式方程为 ;
(2)因为直线经过点 ,倾斜角是 ,所以斜率为
所以直线的点斜式方程为 ;
(3)经过点 ,倾斜角是 ,所以斜率为
所以直线的点斜式方程为 ;
(4)经过点 ,倾斜角是 ,所以斜率为
所以直线的点斜式方程为 ;
跟踪训练1 (1)经过点(- ,2),倾斜角是30°的直线的方程是( )
A.y+ (x-2) B.y+2= (x- )
C.y-2 (x+ ) D.y-2= (x+ )
【答案】C
【分析】根据k=tan30°求出直线斜率,再利用点斜式即可求解.
【详解】直线的斜率k=tan30°= ,
由直线的点斜式方程可得y-2= (x+ ),
故选:C.(2)若直线l经过点 ,且倾斜角是直线 的倾斜角的2倍,求直线l的点斜式方程.
【答案】 .
【分析】设直线 的倾斜角为 ,则所求直线的倾斜角为 ,利用正切的二倍角公式求出所求直线
的斜率,由点斜式求解直线方程即可;
【详解】解:设直线 的倾斜角为 ,则所求直线的倾斜角为 ,
因为 ,
所以 ,
又直线经过点 ,
故所求直线方程为 ;
二、直线的斜截式方程
例2 根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;
(2)倾斜角为150°,在y轴上的截距是-2;
(3)倾斜角为60°,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
【答案】(1)y=2x+5
(2)y=- x-2
(3)y= x+3或y= x-3
【分析】(1)由直线的斜截式可得直线方程;
(2)由已知求得直线的斜率,再由直线的斜截式可得直线方程.
(3)由已知求得直线的斜率和直线在y轴上的截距,再由直线的斜截式求得直线的方程.
【详解】(1)由直线方程的斜截式可知,所求直线的斜截式方程为y=2x+5.(2)由于直线的倾斜角为150°,所以斜率k=tan 150°=- ,
故所求直线的斜截式方程为y=- x-2.
(3)因为直线的倾斜角为60°,所以斜率k=tan 60°= .
因为直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,
所以直线在y轴上的截距b=3或b=-3,
故所求直线的斜截式方程为y= x+3或y= x-3.
跟踪训练2 (1)已知直线l的倾斜角 ,在y轴上的截距为 ,则此直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求直线的斜率,再根据直线的斜截式方程运算求解.
【详解】因为直线l的倾斜角 ,则直线的斜率 ,
所以直线方程为 .
故选:C.
(2)在y轴上的截距为 ,且与y轴相交成45°角的直线方程为 .
【答案】
【分析】由夹角求出直线斜率,由点斜式求得直线方程.
【详解】直线与y轴相交成45°角,则斜率 ,又截距为 ,故所求直线为 .
故答案为: .
三、点斜式方程和斜截式方程的应用
例3 (1) 求证:不论a为何值,直线y=ax-3a+2(a∈R)恒过定点;
(2)当a为何值时,直线l:y=(2a-1)x+3与直线l:y=4x-3垂直?
1 2【详解】(1)证明 将直线方程变形为y-2=a(x-3),
由直线方程的点斜式可知,直线过定点(3,2).
(2)解 由题意可知, =2a-1, =4,
∵l⊥l,∴4(2a-1)=-1,解得a=.
1 2
故当a=时,直线l:y=(2a-1)x+3与直线l:y=4x-3垂直.
1 2
跟踪训练3 已知直线 .
(1)求证:直线l恒过一个定点;
(2)当 时,直线上的点都在x轴上方,求实数k的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2)
【分析】(1)变形可得 ,根据点斜式方程可得定点;
(2)由已知得不等式 ,解不等式即可.
【详解】(1)证明:由 ,得 ,由直线的点斜式方程可知,直线恒过定点
;
(2)设 ,
因为当 时,直线上的点都在 轴上方,需满足 即 ,解得 ,
所以实数 的取值范围是
【课堂巩固】
1.直线的点斜式方程 可以表示( ).A.任何一条直线
B.不过原点的直线
C.不与y轴垂直的直线
D.不与x轴垂直的直线
【答案】D
【分析】由点斜式方程的定义可得答案.
【详解】点斜式方程适用的前提条件是斜率存在,故其可表示不与x轴垂直的直线.
故选:D.
2.方程 表示的直线可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】直接判断出直线经过点 ,对照四个选项,即可求解.
【详解】因为 ,所以 ,代入直线方程,可得 ,即 .
所以直线过点 ,故选:B.
3.已知直线 的方程是 , 的方程是 ( , ),则下列各图形中,正确的
是( )A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】有条件知,两直线的斜率均存在且不为0,写出它们的斜截式方程后再进行判断.
【详解】解: , 直线 与直线 的斜率均存在
直线 的斜截式方程为 ;直线 的斜截式方程为
对于A选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应小于0,直线 的纵截距应小于
0,故A图象不符合;
对于B选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应大于0,在 轴上的截距应小于
0,故B图象不符合;
对于C选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应大于0,在 轴上的截距应大于
0,故C图象不符合;
对于D选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应大于0,在 轴上的截距应大于
0,故D图象符合.
故选:D.
4.过点(-1,3)且平行于直线y=(x+3)的直线方程为( )
A.y+3=(x+1) B.y+3=(x-1)
C.y-3=(x+1) D.y-3=(x-1)
【答案】C
【详解】由直线y=(x+3),得所求直线的斜率为,
其方程为y-3=(x+1),故选C.5.(多选)已知直线l过点 ,且与 轴和 轴围成一个内角为 的直角三角形,则满足条件的直
线l的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】由题意,求出直线 的倾斜角可以是 或 或 或 ,从而可得直线斜率,利用点斜式可写出
直线方程,最后检验即可得答案.
【详解】解:由题意,直线 的倾斜角可以是 或 或 或 ,
所以直线 的斜率 或 或 或 ,
所以直线 的方程可以为 或 或 或 ,
由 ,整理得 ,此时直线过原点,无法与 轴和 轴围成直角三角形.
故选:ABC.
6.倾斜角为 ,且过点 的直线斜截式方程为 .
【答案】
【分析】先求直线斜率,再利用点斜式方程运算求解.
【详解】因为直线的倾斜角为 ,则直线的斜率 ,
所以直线的方程 ,即 .
故答案为: .7.直线 的斜率为 .
【答案】 或不存在
【分析】分 和 两种情况求解即可
【详解】若 ,则直线的倾斜角为 ,此时斜率不存在;
若 ,则 ,此时直线的斜率为 .
故答案为: 或不存在
8.已知直线l经过点P且倾斜角为α,求直线l的点斜式方程.
(1)P(2,3), ;
(2)P(-2,-1), ;
(3)P(-5,-1), .
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【分析】由直线倾斜角求斜率,点斜式求直线方程.
【详解】(1)直线倾斜角 ,则直线斜率 ,直线l经过点 ,直线l的点斜式方程为
.
(2)直线倾斜角 ,则直线斜率 ,直线l经过点 ,直线l的点斜式方程为
.
(3)直线倾斜角 ,直线斜率不存在,直线l经过点 ,直线l的方程为 .
9.已知在第一象限的 中, , , , ,求直线BC的点斜式方程.
【答案】【分析】结合图象求出直线斜率,代入点斜式方程求解即可.
【详解】如图:
因为 ,所以 ,
故直线BC的点斜式方程为 .
10.已知A(4,6),B(﹣3,﹣1),C(4,﹣5)三点.
(1)求经过点A且与直线BC平行的直线l的点斜式方程;
(2)求经过点A且与直线BC垂直的直线m的斜截式方程.
【答案】(1) ;(2) .
【分析】(1)由题可求直线BC的斜率,再写出直线的点斜式方程;
(2)先求出所求直线的斜率为 ,再写出直线的斜截式方程.
【详解】(1)由题得直线BC的斜率为 ,所以经过点A且与直线BC平行的直线l的点斜式方程为:
;
(2)由题得直线BC的斜率为 ,所以所求直线的斜率为 .
所以直线的方程为 ,即 ,
所以经过点A且与直线BC垂直的直线m的斜截式方程 .
【课时作业】1.方程 表示( )
A.通过点 的所有直线
B.通过点 且不垂直于y轴的所有直线
C.通过点 且不垂直于x轴的所有直线
D.通过点 且除去x轴的所有直线
【答案】C
【分析】根据直线的点斜式方程的知识确定正确答案.
【详解】 为直线的点斜式方程,只能表示斜率存在的直线,且直线过点 .
故选:C
2.已知直线 : ,直线 是直线 绕点 逆时针旋转 得到的直线,则直线 的方程是
( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由正切的和角公式与直线方程的点斜式求解即可
【详解】设直线 的倾斜角为 ,则 ,
又直线 是直线 绕点 逆时针旋转 得到的直线,
所以直线 的倾斜角为 ,
故直线 的斜率为 ,
故直线 的方程是 ,即 ,故选:D.
3.对任意实数a,直线y=ax-3a+2所经过的定点是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】把直线化为点斜式,求出所经过的定点.
【详解】 整理为: ,
所以直线经过的定点为 .
故选:B
4.在平面直角坐标系中,过点 且倾斜角为 的直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】根据题意求直线的方程,由方程判断直线不经过第一象限,也可以直接作图判断.
【详解】∵直线的倾斜角为 ,则直线的斜率
∴直线的方程: 即
直线不经过第一象限.
故选:A.
5.已知直线的方程是 ,则由点斜式知该直线经过的定点、斜率分别为( )
A.(-1,2),-1 B.(2,-1),-1 C.(-1,-2),-1D.(-2,-
1),1
【答案】C
【分析】把方程化为点斜式即可.
【详解】由 ,得 ,所以直线的斜率为-1,过定点(-1,-2).
故选:C.
6.已知 , ,则下列直线的方程不可能是 的是( )A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线斜率 与 轴上的截距 的关系判断选项即可得解.
【详解】 ,
直线的方程 在 轴上的截距不小于2,且当 时, 轴上的截距为2,
故D正确,当 时, , 故B不正确,当 时, 或 ,由图象知AC正确.
故选:B
7.在等腰三角形 中, , 、 ,点 在 轴的正半轴上,则直线 的点斜式方
程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设线段 的中点为 ,连接 ,可知 轴,求出点 的坐标,进而可求得直线 的点
斜式方程.
【详解】设线段 的中点为 ,连接 ,
,则 轴,则点 ,故点 ,所以,直线 的斜率为 ,
所以直线 的点斜式方程为 .
故选:D.
8.(多选)下列说法正确的有( )
A.若直线 经过第一、二、四象限,则 在第二象限
B.直线 过定点
C.过点 斜率为 的点斜式方程为
D.斜率为 ,在y轴截距为3的直线方程为 .
【答案】ABC
【解析】由直线 过一、二、四象限,得到斜率 ,截距 ,可判定A正确;由把直线方程化
简为 ,得到点 都满足方程,可判定B正确;由点斜式方程,可判定C正确;由斜
截式直线方程可判定D错误.
【详解】对于A中,由直线 过一、二、四象限,所以直线的斜率 ,截距 ,
故点 在第二象限,所以A正确;
对于B中,由直线方程 ,整理得 ,所以无论a取何值点 都满足方程,所以B正确;
对于C中,由点斜式方程,可知过点 斜率为 的点斜式方程为 ,所以C正确;
由斜截式直线方程得到斜率为 ,在y轴上的截距为3的直线方程为 ,
所以D错误.
故选:ABC.
【点睛】本题主要考查了直线的方程的形式,以及直线方程的应用,其中解答中熟记直线的点斜式的概念
及形式,以及直线的斜率与截距的概念是解答的关键,着重考查推理与运算能力,属于基础题.
9.(多选)已知直线 过点 ,且与直线 以及 轴围成一个底边在 轴上的等腰三角形,
则( )
A.直线 与直线 的斜率互为相反数
B.直线 与直线 的倾斜角互补
C.直线 在 轴上的截距为-1
D.这样的直线 有两条
【答案】AB
【分析】根据题意,得到 与 的倾斜角互补,斜率互为相反数,故选项A,B均正确;由直线的点斜式方
程,可得C选项错误;过定点斜率确定的直线唯一,可判定D选项错误.
【详解】因为直线 与 及 轴围成一个底边在 轴上的等腰三角形,
所以 与 的倾斜角互补,斜率互为相反数,故选项A,B均正确;
由直线 的斜率为2,知直线 的斜率为-2,可得直线 的方程为 ,令 ,可得
在 轴上的截距为 ,故选项C错误;
过 且斜率为 的直线只有一条,故选项D错误.
故选:AB10.过点 ,且与x轴y轴平行的直线分别 .
【答案】 ,
【分析】根据直线方程的求法求解.
【详解】过点 ,且x轴平行的直线方程为 ,
过点 ,且与y轴平行的直线方程为 .
故答案为: , .
11.直线 必过定点 .
【答案】
【分析】依题意将方程转化为 ,再令 ,即可求出直线过定点坐标.
【详解】解:因为 ,所以 ,令 ,解得 ,即直线恒过
定点 .
故答案为:
12.在y轴上的截距为-6,且与y轴相交成30°角的直线方程是____.
【答案】 或 .
【分析】由已知条件先计算出直线的倾斜角,进而求出直线的斜率,运用直线斜截式求出直线方程.
【详解】因为直线与y轴相交成30°角,所以直线的倾斜角为60°或120°,
所以直线的斜率为 或 ,
又因为在y轴上的截距为-6,
所以直线的斜截式方程为 或 .故答案为: 或 .
13.将直线 绕其与x轴的交点逆时针旋转 后得到直线 ,则 在y轴上的截距为
.
【答案】
【分析】根据 的方程可以求出 的倾斜角,及 与 轴的交点坐标,根据 与 倾斜角的关系确定 的倾
斜角,利用直线点斜式写出 方程即可判断直线 在y轴上的截距.
【详解】易知 的倾斜角为 ,所以 的倾斜角为 ,又由题意知 过点 ,所以 的方
程为 ,即 ,从而可知 在y轴上的截距为 .
故答案为:
14.已知 的三个顶点分别为 、 、 .求:
(1)边 所在直线 的方程;
(2)边 上的高所在直线 的方程;
(3)边 上的中线所在直线 的方程.
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【分析】(1)先用斜率公式求出 的斜率,再利用直线方程的点斜式,即可求解;
(2)利用两直线垂直得到 ,即可得到高所在直线 的斜率,利用直线方程的点斜式,即可求解.
(3)求出 边上的中点D坐标,利用 两点的坐标,即可求出直线方程;【详解】(1)因为 、 ,
故 ,边AC所在直线的方程为: ,
即 为: ,
(2)由(1)知 ,故
所以AC边上的高所在直线 的斜率为 ,
又 ,故 为: ,即 ;
(3)设AC边上的中点为D,则 ,即 ,
故AC边上的中线BD所在直线的方程 的斜率为 ,
故 为: ,即 .
15.已知直线l经过点 , ,求直线l的方程,并求直线l在y轴上的截距.
【答案】 , .
【分析】根据给定条件,求出直线 的斜率,再利用直线点斜式方程求解作答.
【详解】依题意,直线 的斜率 ,
直线 的方程为 ,即 ,当 时, ,
所以直线 的方程为 ,直线l在y轴上的截距为 .
16.已知直线l经过点 .
(1)若l在两坐标轴上截距和为零,求l的点斜式方程;
(2)设l的斜率 ,l与两坐标轴的交点分别为A、B,当 的面积最小时,求l的斜截式方程.【答案】(1) 或 ;(2)
【分析】(1)设出直线的方程,分别求出在坐标轴上的截距,进而得到 ,解方程即可求
出结果;
(2)表示出三角形的面积,结合均值不等式即可求出结果.
【详解】(1)由题意知,l的斜率存在且不为0,设斜率为k,
则l的点斜式方程为 ,则它在两坐标轴上截距分别为 和 ,
所以 ,解得 或 ,
所以l的点斜式方程为 或 .
(2)由(1)知, 、 ,
所以 的面积 ,
当且仅当 时,等号成立,所以l的斜截式方程为 .