2-2-3-2两条直线的位置关系【人教B版必修2】
推荐学习K12高中数学2.2直线的方程2.2.3两条直线的位置关系课堂探究新人教B版必修2
2.2.3 两条直线的位置关系课堂探究探究一判断两条直线的位置关系1.(1)判断两条直线平行,需要判断其斜率相等(斜率存在时),即k1=k2.两条直线斜率相等,则两条直线可能平行也可能重合,还需要再进一步判断截距不相等,即b1≠b2.如果两条直线的斜率不存在,两条直线的方程为x=a1,x=a2,只需a1≠a2即可;(2)判断两条直线平行,也可用系数比.2.判断两条直线垂直:(1)如果斜率都存在,只判断k1k2=-1,如果一条直线的斜率不存在,则另一条直线的斜率必等于零,从斜率的角度判断,应注意上面的两种情况;(2)利用A1A2+B1B2=0判断.【典型例题1】判断下列各组直线的位置关系,若相交,求出交点的坐标.(1)l1:4x+3y-2=0与l2:x+2y+2=0;(2)l1:x+2y-12=0与l2:2x+4y-1=0;(3)l1:x-3y=0与l2:y=13x+1.思路分析:判断两直线位置关系的解法有三种:一是根据方程组的解的个数判定;二是根据方程的系数间的关系判定;三是化成斜截式方程判定.解法一:(1)解方程组4320,220,x yx y+-=⎧⎨++=⎩ ① ②①×2-②×3得5x-10=0,所以x=2.将x=2代入①得y=-2,所以两直线相交,交点坐标为(2,-2).(2)解方程组120,22410,x yx y⎧+-=⎪⎨⎪+-=⎩ ① ②①×2-②得0=0,即此方程组有无数多个解,所以两直线重合.(3)解方程组30,110,3x yx-=⎧⎪⎨+=⎪⎩ ① ②由①得x=3y,代入②得y=y+1,即0=1不成立,所以方程组无解,所以两直线平行.解法二:(1)由于A1=4,B1=3,C1=-2,A2=1,B2=2,C2=2,所以D1=A1B2-A2B1=4×2-1×3=5≠0,所以两直线相交.解方程组4320,220x yx y+-=⎧⎨++=⎩得2,2,xy=⎧⎨=-⎩所以两直线的交点为(2,-2).(2)由于A1=1,B1=2,C1=-12,A2=2,B2=4,C2=-1,所以D1=A1B2-A2B1=1×4-2×2=0,D2=A1C2-A2C1=1×(-1)-2×12⎛⎫- ⎪⎝⎭=-1+1=0,所以两直线重合.(3)由于A1=1,B1=-3,C1=0,A2=13,B2=-1,C2=1,所以D1=A1B2-A2B1=1×(-1)-13×(-3)=-1+1=0,D2=A1C2-A2C1=1×1-13×0=1-0=1≠0,所以两直线平行.解法三:(1)l1:y=-43x+23,l2:y=-12x-1.因为k1≠k2,所以两直线相交.(2)l1:y=-12x+14,l2:y=-12x+14.因为k1=k2且b1=b2,所以两直线重合.(3)l1:y=13x,l2:y=13x+1.因为k1=k2且b1≠b2,所以两直线平行.点评根据方程组解的个数判断两直线位置关系,当x,y的系数是未知数时不好用;利用方程的系数间的关系判定难记忆;化成斜截式易操作.探究二利用两条直线的位置关系确定参数利用两直线的位置关系求字母参数取值时,提倡直接根据两直线平行、相交或垂直的系数整式条件列方程或不等关系,这样不易丢解或增解;若用比例式求解,一定要对特殊情况单独讨论.【典型例题2】 (1)直线l1:(m+2)x+(m2-3m)y+4=0,l2:2x+4(m-3)y-1=0,如果l1∥l2,求m的值;(2)直线l1:ax+(1-a)y=3与l2:(a-1)x+(2a+3)y=2互相垂直,求a的值.思路分析:既可以用直线一般式方程形式判断,也可以用斜率的关系求解,但需考虑斜率不存在的情况.(1)解法一:当l1,l2的斜率都存在时,由l1∥l2,得22m+=4m,解得m=-4;当l1,l2的斜率不存在时,l1与l2的方程分别为x=-45,x=12,显然l1∥l2,m=3.故m =-4或m =3即为所求.解法二:若l 1∥l 2,则有22(2)4(3)(3)20,(3)(1)44(3)0,m m m m m m m ⎧+⨯---⨯=⎪⎨-⨯--⨯-≠⎪⎩解得m =-4. 当m =3时,直线l 1与l 2的方程分别为x =-45,x =12,显然l 1∥l 2,综上所述m =-4或m =3. (2)解法一:当a =1时,l 1为x =3,l 2为y =25,故l 1⊥l 2; 当a =-32时,l 1的方程为-32x +52y =3,l 2的方程为-52x =2,显然l 1,l 2不垂直; 当a≠1,且a≠-32时,由k 1·k 2=-1,得1a a -×123a a -+=-1,解得a =-3. 综上所述,当a =1或a =-3时,l 1⊥l 2.解法二:利用A 1A 2+B 1B 2=0,即a(a -1)+(1-a)(2a +3)=0,解得a =1或a =-3. 探究三 求与已知直线平行或垂直的直线方程1.求与直线y =kx +b 平行的直线的方程时,根据两直线平行的条件可设为y =kx +m(m≠b),然后通过待定系数法,求参数m 的值.2.求与直线Ax +By +C =0平行的直线方程时,可设方程为Ax +By +m =0(m≠C),代入已知条件求出m 即可.3.求与直线y =kx +b(k≠0)垂直的直线方程时,根据两直线垂直的条件可设为y =-1kx +m(k≠0),然后通过待定系数法,求参数m 的值. 4.求与直线Ax +By +C =0(A ,B 不同时为零)垂直的直线时,可巧设为Bx -Ay +m =0(A ,B 不同时为零),然后用待定系数法,求出m.【典型例题3】 已知点A(2,2)和直线l :3x +4y -20=0.求:(1)过点A 和直线l 平行的直线方程;(2)过点A 和直线l 垂直的直线方程.思路分析:本题可根据两条直线平行与垂直时斜率间的关系,求出所求直线的斜率后用点斜式求解,也可利用直线系方程来求解.(1)解法一:利用直线方程的点斜式求解.由l :3x +4y -20=0,得直线l 的斜率k l =-34. 设过点A 且平行于l 的直线为l 1,则直线l 1的斜率k l 1=k l =-34,所以l 1的方程为y -2=-34(x -2),即3x +4y -14=0. 解法二:利用直线系方程求解.设过点A 且平行于直线l 的直线l 1的方程为3x +4y +m =0(m≠-20).由点A(2,2)在直线l 1上,得3×2+4×2+m =0,解得m =-14.故直线l 1的方程为3x +4y -14=0.(2)解法一:设过点A 与l 垂直的直线为l 2,直线l 的斜率为k l ,直线l 2的斜率为2k l . 因为k l 2k l =-1,所以k l 2=43, 故直线l 2的方程为y -2=43(x -2), 即4x -3y -2=0.解法二:设过点A 且垂直于直线l 的直线l 2的方程为4x -3y +m =0.因为l 2经过点A(2,2),所以4×2-3×2+m =0,解得m =-2.故l 2的方程为4x -3y -2=0.探究四 对称问题关于对称问题,主要有中心对称和轴对称两种:(1)对于点关于点的对称,只需运用中点坐标公式即可;(2)对于直线关于点的对称,根据所求直线与已知直线平行可先设出方程,然后利用已知直线上任取一点的对称点一定在所求直线上即可求出方程.结论为l 关于点P(x 0,y 0)对称的直线方程是A(2x 0-x)+B(2y 0-y)+C =0.对于点关于直线的对称,一般按下列步骤处理.若两点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)关于直线l :Ax +By +C =0对称,则线段P 1P 2的中点在对称轴l 上,而且连接P 1,P 2的直线垂直于对称轴l . 由方程组11212120,22x x y y A C y y Bx x A⎧++⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎨-⎪=⎪-⎩2B可得到点P 1关于l 对称的点P 2的坐标(x 2,y 2)(其中A≠0,x 1≠x 2).【典型例题4】 (1)求点A(3,2)关于点B(-3,4)的对称点C 的坐标;(2)求直线3x -y -4=0关于点P(2,-1)对称的直线l 的方程;(3)求点A(2,2)关于直线2x -4y +9=0的对称点B 的坐标.思路分析:(1)利用中点坐标公式列方程求解;(2)根据所求直线上任意一点关于点P(2,-1)的对称点的坐标均满足已知直线方程来求解;(3)利用中点坐标公式及垂直关系联合列式求解.解:(1)设C(x ,y),由中点坐标公式得33,224,2x y +⎧=-⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩解得9,6.x y =-⎧⎨=⎩ 故所求的对称点的坐标为C(-9,6).(2)取直线l 上任一点(x ,y),则它关于点P(2,-1)的对称点(4-x ,-2-y)在直线3x -y -4=0上.所以3(4-x)-(-2-y)-4=0.所以3x -y -10=0.所以所求直线l 的方程为3x -y -10=0.(3)设B(a ,b)是A(2,2)关于直线2x -4y +9=0的对称点,根据直线AB 与已知直线垂直,且线段AB 的中点在已知直线2x -4y +9=0上,则有121,22222490,22b a a b -⎧⋅=-⎪⎪-⎨++⎪⋅-⋅+=⎪⎩解得1,4.a b =⎧⎨=⎩ 所以所求的对称点的坐标为B(1,4).探究五 易错辨析易错点:忽视了两条直线垂直的特殊情况而致误【典型例题5】 求经过点A(2,1)且与直线2x +ay -10=0垂直的直线l 的方程. 错解:因为所求直线与2x +ay -10=0垂直,所以根据l 1⊥l 2⇔k 1k 2=-1,得所求直线的斜率为2a , 所以根据点斜式得l :y -1=2a (x -2), 整理得ax -2y -2a +2=0.错因分析:漏掉了当a =0时这一特殊情况的讨论,其实斜率为0的直线与斜率不存在的直线也是相互垂直的,但却不能用k 1k 2=-1来求.正解:①当a =0时,已知直线化为x =5,此时直线斜率不存在,则所求直线l 的斜率为0,因为直线l 过点A(2,1),所以直线l 的方程为y -1=0(x -2),即y =1.②当a≠0时,已知直线2x +ay -10=0的斜率为-2a,因为直线l 与已知直线垂直,设直线l 的斜率为k ,所以k·2a ⎛⎫- ⎪⎝⎭=-1,所以k =2a . 因为直线l 过点A(2,1),所以所求直线l 的方程为y -1=2a (x -2),即ax -2y -2a +2=0.所求直线l 的方程为y =1或ax -2y -2a +2=0.又y =1是ax -2y -2a +2=0的一个特例,故所求直线l 的方程为ax -2y -2a +2=0.。
人教B版数学必修二目录
必修二
第一章立体几何初步
1.1 空间几何体
1.1.1 构成空间几何体的基本元素
1.1.2 棱柱、棱锥、棱台的结构特征1.1.3 圆柱、圆锥、圆台和球
1.1.4 投影与直观图
1.1.5 三视图
1.1.6 棱柱、棱锥、棱台和球的表面积1.1.7 柱、锥、台和球的体积
实习作业
1.2 点、线、面之间的位置关系
1.2.1 平面的基本性质与推论
1.2.2 空间中的平行关系
1.2.3 空间中的垂直关系
本章小结
阅读与欣赏
散发着数学芳香的碑文
第二章平面解析几何初步
2.1 平面直角坐标系中的基本公式2.1.1 数轴上的基本公式
2.1.2 平面直角坐标系中的基本公式2.2 直线的方程
2.2.1 直线方程的概念与直线的斜率2.2.2 直线方程的几种形式
2.2.3 两条直线的位置关系
2.2.4 点到直线的距离
2.3 圆的方程
2.3.1 圆的标准方程
2.3.2 圆的一般方程
2.3.3 直线与圆的位置关系
2.3.4 圆与圆的位置关系
2.4 空间直角坐标系
2.4.1 空间直角坐标系
2.4.2 空间两点的距离公式
本章小结
阅读与欣赏
笛卡尔。
高中数学人教新课标B版必修2--《2.2.3两条直线的位置关系》课件2
H
E
2 2 3D
A
23
G
F C
B
(2) ∵BF∥AE
∴∠FBG(或其补角)为所求,
Rt△BFG中,求得∠FBG = 60 o
巩固提例高:1.空间四边形 ABCD 中, AD BC 2 , E, F 分别是 AB,CD 的中点, EF 3 , 求异面直线 AD, BC 所成的角。
2
2
在 EGF 中,cos EGF EG2 FG2 EF 2 1 ,∴ EGF 120 ,
2EG FG
2
∵两异面直线所成角的范围是:00,900
∴异面直线 AD, BC 所成的角为60
作角
证角
算角
答角
小结:
1. 异面直线的定义 不同在 任何 一个平面内的两条直线叫做异面直线.
相交直线
2. 空间两直线的位置关系
平行直线 异面直线
3. 异面直线的画法 辅助平面衬托法
4. 异面直线所成的角 平移,转化为相交直线所成的角 5. 公理4: 在空间平行于同一条直线的两条直线互相平行.
6. 等角定理:空间中,如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相
等或互补.
7. 计算异面直线所成的角
补充练习
450 。
D
(3)
直线
AB, BC,CD, DA, AB,
BC,CD, DA 与直线AAA
都垂直.
C' B'
C B
课堂反馈
1.如图,已知长方体ABCD-EFGH中, AB =2 3 , AD = 2 3 , AE = 2
高二上学期数学人教B版选择性必修第一册2.2.3两条直线的位置关系(2)课件(共21张PPT)
高二上学 期数学 人教B版 选择性 必修第 一册2. 2.3两 条直线 的位置 关系(2 )课件 (共21 张PPT)
例题2.分别求下列直线的方程: (2)过点(1,2)且与直线 2x+y 10 0 垂直的直线 l2 ; 解:(2)依题意可设 l2 的方程为 x 2 y C 0 由于 l2 过点(1,2),因此 1 2 2 C 0 解得 C 3. 因此直线 l2 的方程为 x 2 y 3 0 .
解:(1)将
l2
的方程化为斜截式为
y 1x1 22
,l2
的斜率为
1 2
,又因为
l1
的斜率为2,而且
1 2
2=1
1,
从而 l1 与 l2不垂直.
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谢谢
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设直线 l1 : A1x B1 y C1 0,l2 : A2 x B2 y C2 0 当 B1 B2 0 时,
则两条直线垂直的充要条件是 A1A2 B1B2 0 当 B1 B2 =0 时,两条直线垂直时上式仍然成立. 因此两条直线垂直的充要条件是 A1A2 B1B2 0
人教版B版高中数学必修2:两条直线的位置关系_课件1
4.在知识交汇点处命题是解析几何的显著特征.与 平面向量、三角函数、不等式、数列、导数、立体几何 等知识结合,考查综合分析与解决问题的能力.如结合 三角函数考查夹角、距离,结合二次函数考查最值,结 合向量考查平行、垂直、面积,直线与圆锥曲线的位置 关系与向量结合求参数的取值范围等,与导数结合考查 直线与圆锥曲线位置关系将成为新的热点,有时也与简 易逻辑知识结合命题.
数学总复习
7.两直线的位置关系 对于直线 l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2.
l1∥l2⇔ k1=k2 且 b1≠b2
l1⊥l2⇔k1·k2=-1 . 对于直线 l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2 =0.
l1∥l2⇔A1B2=A2B1 且 A2C1≠A1C2(或 B1C2≠B2C1). l1⊥l2⇔A1A2+B1B2= 0 .
命题会紧紧围绕数形结合思想、方程思想、分类讨 论思想、运动变化的观点展开.
●备考指南 1.直线与圆的方程部分 概念多、基本公式多,直线的方程、圆的方程又具 有多种形式,高考命题又以考查基本概念的理解与掌握 为主,故复习时首先要深刻理解直线与圆的基本概念, 清楚直线与圆的方程各自特点、应用范围,熟练地掌握 待定系数法.还应与其它知识尤其是向量结合起来,要 充分利用图形的几何性质和方程的消元技巧,以减少计 算量.深刻领会并熟练运用数形结合的思想方法.
数学总复习
二、分类讨论思想 在直线的方程中,涉及分类讨论的常见原因有:确 定直线所经过的象限;讨论直线的斜率是否存在;直线 是否经过坐标原点等.
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三、对称思想 在许多解析几何问题中,常常涉及中心对称和轴对 称的性质,许多问题,抓住了其对称性质,问题可迎刃 而解.
数学总复习
新教材高中数学第2章平面解析几何两条直线的位置关系第2课时两条直线的垂直课件新人教B版选择性必修
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若两条直线垂直,则它们的斜率的乘积一定等于-1.( × ) (2)若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合,则这两条直线都与 x 轴垂直.( √ ) (3)两条直线的斜率分别为 k1,k2,若 k1·k2≠-1,则两条直线一定不垂 直.( √ )
2.做一做
第二章 平面解析几何
2.2 直线及其方程 2.2.3 两条直线的位置关系 第2课时 两条直线的垂直
(教师独具内容) 课程标准:1.能根据斜率判定两条直线垂直.2.理解并掌握两条直线垂直 的条件.3.能利用两条直线垂直进行实际应用. 学法指导:从法向量和倾斜角两个角度结合图形探求两直线垂直的条 件. 教学重点:两条直线垂直的条件. 教学难点:利用两条直线垂直的条件解决对称问题及其他实际问题.
1.对两直线垂直与斜率的关系要注意的几点 (1)l1⊥l2⇔k1k2=-1 成立的前提条件:①两条直线的斜率都存在;② k1≠0 且 k2≠0. (2)两条直线中,一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于 零,则这两条直线垂直. (3)判定两条直线垂直的一般结论:l1⊥l2⇔k1k2=-1 或一条直线的斜率 不存在,同时另一条直线的斜率等于零.
2.常用对称的特例 (1)A(a,b)关于 x 轴的对称点为 A′(a,-b); (2)B(a,b)关于 y 轴的对称点为 B′(-a,b); (3)C(a,b)关于直线 y=x 的对称点为 C′(b,a); (4)D(a,b)关于直线 y=-x 的对称点为 D′(-b,-a); (5)P(a,b)关于直线 x=m 的对称点为 P′(2m-a,b); (6)Q(a,b)关于直线 y=n 的对称点为 Q′(a,2n-b).
所以直线 l 的方程为 4x+3y-6=0.
高中数学课件-2.1.3两条直线的位置关系课件( 北师大版必修2 )
4.已知经过两点(3,2)和(m,n)的直线l. (1)若l与x轴平行,则m,n的取值情况是__________; (2)若l与x轴垂直,则m,n的取值情况是__________.
【解析】(1)∵l与x轴平行,由图①可知m∈R且m≠3,n=2. (2)∵l与x轴垂直,由图②可知m=3,n∈R且n≠2.
【例2】如图,在平行四边形OABC中, 点A(3,0),点C(1,3). (1)求AB所在直线的方程; (2)过点C作CD⊥AB于点D, 求CD所在直线的方程. 【审题指导】已知四边形OABC是平行四边形,可以利用 平行四边形的有关性质求AB的斜率,利用两条直线垂直的 条件求CD的斜率,进而求相应直线的方程.
解得h≈14.92(m).
故灯柱高h约为14.92 m.
【典例】(12分)已知A(0,3)、B(-1,0)、C(3,0),求D点 的坐标,使四边形ABCD为直角梯形(A、B、C、D按逆时针方 向排列). 【审题指导】解答本题可先对直角梯形中哪个角为直角进 行讨论,然后借助于平行、垂直的关系列方程组求D点的坐 标.
【例3】已知直线l1:ax+3y+1=0,l2:x+(a-2)y+a=0,求满足下 列条件的a的值:
(1)l1∥l2;
(2)l1⊥l2.
【审题指导】直线l1和l2的方程均以一般式的形式给出,要
判断l1∥l2及l1⊥l2时,参数a的取值,求解思路有二:一是把
方程均化成斜截式利用斜率及在y轴上截距的关系求解;二
答案:(1)m∈R且m≠3,n=2 (2)m=3,n∈R且n≠2
5.已知P(2,1),直线l:x-y+4=0. (1)求过点P与直线l平行的直线方程; (2)求过点P与直线l垂直的直线方程. 【解析】(1)设过点P与直线l平行的直线方程为x-y+m=0. 由题意可知2-1+m=0,解得m=-1. 所以过点P与直线l平行的直线方程为x-y-1=0. (2)设过点P与直线l垂直的直线方程为x+y+n=0. 由题意可知2+1+n=0,解得n=-3. 所以过点P与直线l垂直的直线方程为x+y-3=0.
高中数学人教B必修二学案:第二单元 2.2.3 第1课时 两条直线相交、平行与重合的条件含答案
2.2.3 两条直线的位置关系第1课时 两条直线相交、平行与重合的条件学习目标 1.能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.2.能根据斜截式方程和一般式方程判定两条直线是否平行或重合.3.能应用两直线平行与重合求参数或直线方程.知识点 两条直线相交、平行与重合的条件思考1 直线l 1:2x +3y -6=0与直线l 2:3x +2y +6=0的位置关系是怎样的?思考2 直线l 3:2x +3y -2=0与直线l 4:4x +6y +3=0的位置关系是怎样的?梳理 两条直线相交、平行与重合的判定方法 (1)代数法两条直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的位置关系,可以用方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0的解进行判断(如表所示):(2)几何法设直线l 1:y =k 1x +b 1;l 2:y =k 2x +b 2,则: ①l 1与l 2相交⇔____________; ②l 1∥l 2⇔________________; ③l 1与l 2重合⇔____________.类型一 两条直线位置关系的判定例1 判断下列各组中两条直线的位置关系. (1)l 1:y =3x +4,l 2:2x -6y +1=0; (2)l 1:2x -6y +4=0,l 2:y =x 3+23;(3)l 1:(2-1)x +y =3,l 2:x +(2+1)y =2; (4)l 1:x =5,l 2:x =6.反思与感悟 两条直线位置关系的判定方法 设两条直线的方程分别为l 1:A 1x +B 1y +C 1=0, l 2:A 2x +B 2y +C 2=0.(1)若A 1B 2-A 2B 1≠0或A 1A 2≠B 1B 2(A 2、B 2≠0),则两直线相交.(2)若A 1A 2+B 1B 2=0,则两直线相互垂直.(3)若A 1B 2-A 2B 1=0且A 1C 2-A 2C 1≠0或(B 1C 2-B 2C 1≠0)或A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2(A 2B 2C 2≠0),则两直线平行.跟踪训练1 已知两直线l 1:x +my +6=0,l 2:(m -2)x +3y +2m =0,当m 为何值时,直线l 1与l 2:(1)相交?(2)平行?(3)重合?类型二 两条直线平行的应用例2 (1)求过点A (1,-4)且与直线2x +3y +5=0平行的直线方程; (2)求过点P (3,2)且与经过点A (0,1),B (-2,-1)的直线平行的直线方程.反思与感悟 (1)求与直线y =kx +b 平行的直线的方程时,根据两直线平行的条件可巧设为y =kx +m (m ≠b ),然后通过待定系数法,求参数m 的值.(2)求与直线Ax +By +C =0平行的直线方程时,可设方程为Ax +By +m =0(m ≠C ),代入已知条件求出m 即可.其中对于斜率为零及不存在的情形要单独讨论.跟踪训练2 若直线l 与直线2x +3y +5=0平行,且在两坐标轴上的截距之和为56,求直线l的方程.类型三 两条直线的交点问题例3 求经过原点,且经过直线2x +3y +8=0和x -y -1=0的交点的直线l 的方程.反思与感悟 利用过交点的直线系方程避免了解方程组的过程,减少了运算量,因此我们必须熟练掌握这一方法,并能灵活运用它解决求过两直线交点的直线方程的问题.跟踪训练3 三条直线x +y +1=0,2x -y +8=0,ax +3y -5=0只有两个不同的交点,则a =________.1.直线Ax +4y -1=0与直线3x -y -C =0重合的条件是( ) A .A =12,C ≠0 B .A =-12,C =14C .A =-12,C ≠-14D .A =-12,C =-142.直线2x -y +k =0和直线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3.已知过点A (-2,m )和B (m,4)的直线与直线2x +y -1=0平行,则m 的值为( ) A .-8 B .0 C .2D .104.过点(-1,-3)且与直线2x +y -1=0平行的直线方程为________________________. 5.已知▱ABCD 的三个顶点的坐标分别是A (0,1),B (1,0),C (4,3),求顶点D 的坐标.两条直线相交、平行与重合的条件(1)两条直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的位置关系,可以用方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0的解的个数进行判断,也可用直线方程的系数进行判断,方法如下:答案精析问题导学 知识点思考1 由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +3y -6=0,3x +2y +6=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-6,y =6.∴l 1与l 2相交.思考2 24=36≠-23,∴l 3∥l 4.梳理 (1)平行 A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2(A 2B 2C 2≠0) 相交 A 1A 2≠B 1B 2 重合 A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2(2)①k 1≠k 2 ②k 1=k 2且b 1≠b 2 ③k 1=k 2且b 1=b 2 题型探究例1 解 (1)A 1=3,B 1=-1,C 1=4; A 2=2,B 2=-6,C 2=1. 因为A 1A 2≠B 1B 2,所以l 1与l 2相交.(2)A 1=2,B 1=-6,C 1=4; 把l 2化为x -3y +2=0, 所以A 2=1,B 2=-3,C 2=2. 因为A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2,所以l 1与l 2重合.(3)A 1=2-1,B 1=1,C 1=-3; A 2=1,B 2=2+1,C 2=-2. 因为A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2,所以l 1与l 2平行.(4)A 1=1,B 1=0,C 1=-5; A 2=1,B 2=0,C 2=-6, 因为A 1B 2-A 2B 1=0,而A 2C 1-A 1C 2≠0,所以l 1与l 2平行. 跟踪训练1 解 因为直线l 1:x +my +6=0, 直线l 2:(m -2)x +3y +2m =0, 所以A 1=1,B 1=m ,C 1=6, A 2=m -2,B 2=3,C 2=2m .(1)若l 1与 l 2相交,则A 1B 2-A 2B 1≠0, 即1×3-m (m -2)≠0, 即m 2-2m -3≠0, 所以(m -3)(m +1)≠0, 解得m ≠3且m ≠-1.故当m ≠3且m ≠-1时,直线l 1与l 2相交.(2)若l 1∥l 2,则有⎩⎪⎨⎪⎧A 1B 2-A 2B 1=0,B 1C 2-B 2C 1≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧3-m (m -2)=0,2m 2-18≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-2m -3=0,m 2≠9,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =3或m =-1,m ≠3且m ≠-3,所以m =-1.故当m =-1时,直线l 1与l 2平行.(3)若l 1与l 2重合,则有⎩⎪⎨⎪⎧A 1B 2-A 2B 1=0,B 1C 2-B 2C 1=0,即⎩⎪⎨⎪⎧3-m (m -2)=0,2m 2-18=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =3或m =-1,m =3或m =-3.所以m =3.故当m =3时,直线l 1与l 2重合.例2 解 (1)方法一 已知直线的斜率为-23,∵所求直线与已知直线平行,∴所求直线方程的斜率为-23.由点斜式,得所求直线的方程为y +4=-23(x -1),即2x +3y +10=0.方法二 设与直线2x +3y +5=0平行的直线l 的方程为2x +3y +λ=0(λ≠5). ∵l 经过点A (1,-4),∴2×1+3×(-4)+λ=0,解得λ=10, ∴所求直线方程为2x +3y +10=0.(2)经过点A (0,1),B (-2,-1)的直线的斜率为k =1-(-1)0-(-2)=1.∵所求直线经过点P (3,2), ∴所求直线方程为y -2=x -3 即x -y -1=0.跟踪训练2 解 设直线l 的方程为 2x +3y +C =0, 令x =0,得y =-C3,令y =0,得x =-C2.由题意,得-C 3-C 2=56,解得C =-1.所以直线的方程为2x +3y -1=0.例3 解 方法一 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y +8=0,x -y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-2,∴直线2x +3y +8=0和x -y -1=0的交点坐标为(-1,-2). 又直线l 经过原点, ∴直线l 的方程为y -0-2-0=x -0-1-0,即2x -y =0. 方法二 设所求直线方程为2x +3y +8+λ(x -y -1)=0, ∵直线过原点(0,0), ∴8-λ=0,∴λ=8,∴直线方程为2x +3y +8+8x -8y -8=0, 即2x -y =0. 跟踪训练3 3或-6解析 当直线ax +3y -5=0与x +y +1=0平行时,a =3. 当直线ax +3y -5=0与2x -y +8=0平行时, a 2=3-1≠-58,得a =-6, ∴a =3或a =-6. 当堂训练 1.D 2.C 3.A 4.2x +y +5=0解析 设所求直线方程为2x +y +C =0, 将点(-1,-3)代入方程, 2×(-1)-3+C =0,得C =5. ∴直线方程为2x +y +5=0.5.解 设D (m ,n ),由题意,得AB ∥DC ,AD ∥BC , 则有k AB =k DC ,k AD =k BC .所以⎩⎪⎨⎪⎧0-11-0=3-n4-m,n -1m -0=3-04-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =3,n =4.所以点D 的坐标为(3,4).。
人教版高数必修二第9讲:两条直线的位置关系(教师版)
两条直线的位置关系一、两直线平行、相交与重合的条件1.已知两直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(A 2i +B 2i ≠0,i =1,2). (1)l 1与l 2相交的条件:A 1B 2-A 2B 1≠0或.(A 2B 2≠0)(2)l 1与l 2平行的条件:A 1B 2-A 2B 1=0而B 1C 2-B 2C 1≠0或A 2C 1-A 1C 2≠0; 或(A 2B 2C 2≠0(3)l 1与l 2重合的条件:A 1= A 2, B 1= B 2, C 1= C 2 ( ) 或.(A 2B 2C 2≠0)2.已知两直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2. (1)l 1∥l 2的条件:k 1=k 2且b 1≠b 2.(2)l 1与l 2重合的条件:k 1=k 2且b 1=b 2. (3)l 1与l 2相交的条件:k 1≠k . 二、两直线垂直的条件1.两直线垂直的条件 (1)l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(A 2i +B 2i ≠0), l 1⊥l 2⇔A 1A 2+B 1B 2=0.(2)l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2, l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1. 类型一 两条直线平行例1:判断下列各组中两条直线的位置关系.(1)l 1:y =3x +4,l 2:2x -6y +1=0;(2)l 1:2x -6y +4=0,l 2:y =x 3+23;(3)l 1:(2-1)x +y =3,l 2:x +(2+1)y =2; (4)l 1:x =5,l 2:x =6.解析:有两条直线的位置关系判定公式判定直线的关系.答案:(1)A 1=3,B 1=-1,C 1=4;A 2=2,B 2=-6,C 2=1.∵A 1A 2≠B 1B 2,∴l 1与l 2相交.(2)A 1=2,B 1=-6,C 1=4;把l 2化为x -3y +2=0,∴A 2=1,B 2=-3,C 2=2. ∵A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2,∴l 1与l 2重合. (3)A 1=2-1,B 1=1,C 1=-3;A 2=1,B 2=2+1,C 2=-2.∵A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2,∴l 1与l 2平行.(4)l 1与l 2平行.练习1:判定下列每组中所给两直线l 1与l 2的位置关系.(1)l 1:x +2y -3=0,l 2:2x +4y +1=0.(2)l 1:y =-3x +1,l 2:y =13x +2.(3)l 1:2x -3y +1=0,l 2:4x -6y +2=0. 答案:(1)平行 (2)相交 (3)重合 练习2:下列命题:①若直线1l 与2l 的斜率相等,则12//l l ;②若直线12//l l ,则两直线的斜率相等;③若直线12,l l 的斜率均不存在,则12//l l ;④若两直线的斜率不相等,则两直线不平行;⑤如果直线12//l l ,且1l 的斜率不存在,那么2l 的斜率也不存在.其中正确命题的序号为 ___ .答案:④⑤例2、已知直线l 1:x +my +6=0,l 2:(m -2)x +3y +2m =0,当m 为何值时,直线l 1与l 2 (1)相交;(2)平行;(3)重合.解析:充分利用条件,但要考虑直线垂直于x 轴或平行于x 轴的情况. 答案: 当m =0时,则l 1:x +6=0,l 2:2x -3y =0,∴l 1与l 2相交;当m =2时,则l 1:x +2y +6=0,l 2:3y +4=0, ∴l 1与l 2相交;当m ≠0,m ≠2时,A 1A 2=1m -2,B 1B 2=m 3,C 1C 2=62m.当A 1A 2=B 1B 2时,1m -2=m3,解得m =-1,或m =3.当A 1A 2=C 1C 2时 ,1m -2=62m,解得m =3. 综上所述,(1)当m ≠-1,且m ≠3时,⎝ ⎛⎭⎪⎫A 1A 2≠B 1B 2方程组有惟一解,l 1与l 2相交; (2)当m =-1时,⎝ ⎛⎭⎪⎫A 1A 2=B 1B 1,A 1A 2≠C 1C 2方程组无解,l 1与l 2平行; (3)当m =3时,⎝ ⎛⎭⎪⎫A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2方程组有无数组解,l 1与l 2重合. 练习1:(2014·辽宁大连市第三中学高一期末测试)已知直线l 1:ax +2y +6=0与l 2:x +(a -1)y +a 2-1=0平行,则实数a 的取值是( )A .-1或2B .0或1C .-1D .2答案:∵l 1∥l 2,∴a (a -1)-2=0, ∴a =-1或2.当a =2时,l 1与l 2重合,∴a =-1.练习2:已知两直线l 1:ax +3y -3=0,l 2:4x +(a +4)y +2=0,若l 1∥l 2,求a 的值. 答案:当a =-4时,l 1:4x -3y +3=0与l 2:4x +2=0不平行,∴a ≠-4.∵l 1∥l 2,∴-a 3=-4a +4,∴a 2+4a -12=0,∴a =2或a =-6.当a =-6时,l 1:-6x +3y -3=0,即2x -y +1=0,l 24x -2y +2=0,即2x -y +1=0, 此时l 1与l 2重合,∴a ≠-6.当a =2时,l 1:2x +3y -3=0,l 2:4x +6y +2=0,即2x +3y +1=0,∴l 1∥l 2. 综上可知,a =2.例3:试求三条直线ax +y +1=0,x +ay +1=0,x +y +a =0构成三角形的条件. 解析:三条直线构成三角形,则任两条直线都相交,且不能相交于一点. 答案:解法一:任两条直线都相交,则a 1≠1a ,a 1≠11,故a ≠±1. 且三条直线不共点,故⎩⎪⎨⎪⎧x +ay +1=0x +y +a =0的交点(-1-a,1)不在ax +y +1=0上,即a (-1-a )+1+1≠0,a 2+a -2≠0,(a +2)(a -1)≠0,∴a ≠-2且a ≠1,综合上述结果,此三条直线构成三角形的条件是a ≠±1,a ≠-2.解法二:∵三条直线能构成三角形,∴三条直线两两相交且不共点,即任意两条直线都不平行,且三线不共点,若l 1、l 2、l 3交于一点,则l 1:x +y +a =0与l 2:x +ay +1=0的交点P (-a -1,1)在l 3:ax +y +1=0上, ∴a ·(-a -1)+1+1=0,∴a =1或a =-2.若l 1∥l 2,则有1a =1,a =1.若l 1∥l 3,则有1a =1,a =1. 若l 2∥l 3,则有1a=a ,a =±1.∴l 1、l 2、l 3构成三角形时,a ≠±1,a ≠-2.练习1:三条直线l 1:x +y =2,l 2:x -y =0,l 3:x +ay -3=0能构成三角形,求实数a 的取值范围.答案:∵kl 1=-1,kl 2=1,∴当a =±1时,l 3与l 1、l 2中一条平行,此时三条直线不能构成三角形.又l 1与l 2交点为(1,1),若点(1,1)在l 3上,则a =2,综上可知:a ≠2,且a ≠±1时,三条线可构成三角形.练习2:直线l 经过2320x y -+=和3420x y --=的交点,且与两坐标轴围成等腰直角三角形,求直线l 的方程.答案:由23203420x y x y -+=⎧⎨--=⎩ 得410x y =⎧⎨=⎩∴交点坐标是()14,10∵直线l 与两坐标轴围成等腰直角三角形 ∴其斜率为1± ∴所求直线的方程为:()1014y x -=±- 即40x y --=或240x y +-=类型二 两条直线垂直例4:当a 为何值时,直线l 1:(a +2)x +(1-a )y -1=0与直线l 2:(a -1)x +(2a +3)y +2=0互相垂直?解析:在利用k 1·k 2=-1判定垂直关系时,一定要注意直线的斜率是否有可能不存在这一情况.答案:解法一:①当1-a =0,即a =1时,直线l 1:3x -1=0与直线l 2:5y +2=0显然垂直;②当2a +3=0,即a =-32时,直线l 1:x +5y -2=0与直线l 2:5x -4=0不垂直;③若1-a ≠0且2a +3≠0,则直线l 1、l 2的斜率k 1、k 2存在,k 1=-a +21-a ,k 2=-a -12a +3.当l 1⊥l 2时,k 1·k 2=-1,即⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +21-a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a -12a +3=-1,∴a =-1. 综上可知,当a =1或a =-1时,直线l 1⊥l 2.解法二:∵直线l 1⊥l 2,∴(a +2)(a -1)+(1-a )(2a +3)=0,解得a =±1. 故当a =1或a =-1时,直线l 1⊥l 2.练习1:判断下列各组中两条直线l 1与l 2是否垂直. (1)l 1:2x -y =0,l 2:x -2y =0;(2)l 1:2x -4y -7=0,l 2:2x +y -5=0; (3)l 1:2x -7=0,l 2:6y -5=0. 答案:(1)不垂直.∵k 1=2,k 2=12,∴k 1k 2=1,故l 1与l 2不垂直. (2)垂直.k 1=12,k 2=-2,∴k 1k 2=-1,故l 1⊥l 2.(3)l 1:x =72,l 2:y =56,故l 1⊥l 2.练习2:如图,直线l 1的倾斜角α1=30°,直线l 1⊥l 2,则l 2的斜率为( )A .-33B.33C .- 3D. 3 答案:C例5:若直线(a +2)x +(1-a )y =a 2(a >0)与直线(a -1)x +(2a +3)y +2=0互相垂直,则a 等于( )A .1B .-1C .±1D .2解析:由题意得,(a +2)(a -1)+(1-a )(2a +3)=0,即a 2=1, 又∵a >0,∴a =1. 答案:A练习1:若直线l 1:(2a +5)x +(a -2)y +4=0与直线l 2:(2-a )x +(a +3)y -1=0互相垂直,则( )A .a =2B .a =-2C .a =2或a =-2D .a =2,0,-2 答案:C练习2:已知直线2ax +y -1=0与直线(a -1)x +ay +1=0垂直,则实数a 的值等于( )A.12B.32C .0或12D .0或32答案:C1.过点(1,0)且与直线x -2y -2=0平行的直线方程是( )A .x -2y -1=0B .x -2y +1=0C .2x +y -2=0D .x +2y -1=0 答案:A 2.经过两条直线2x +y -4=0和x -y +1=0的交点,且与直线2x +3y -1=0平行的直线方程是( )A .2x +3y -7=0B .3x -2y +1=0C .2x +3y -8=0D .2x -3y +2=0 答案:C3.直线l 1:2x +(m +1)y +4=0与直线l 2:mx +3y -2=0平行,则m 的值为( )A .2B .-3C .2或-3D .-2或-3 答案:C4.直线x +y =0和直线x -ay =0垂直,则a 的值为( )A .0B .1C .-1D .2 答案:B5.过点P (-1,3)且垂直于直线x -2y +3=0的直线方程为( )A .2x +y -5=0B .2x +y -1=0C .x +2y -5=0D .x -2y +7=0 答案:B6. 以A (-2,1)、B (4,3)为端点的线段的垂直平分线的方程是( )A .3x -y +5=0B .3x -y -5=0C .3x +y -5=0D .3x +y +5=0 答案:C7. l 1过点A (m,1)、B (-3,4),l 2过点C (0,2)、D (1,1),且l 1∥l 2,则m =________. 答案:08.求过直线x -y -2=0和4x -2y -5=0的交点且与直线2x +3y +5=0垂直的直线方程.答案:由⎩⎪⎨⎪⎧x -y -2=04x -2y -5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =12y =-32.∴过点(12,-32)且与直线2x +3y +5=0垂直的直线方程为y +32=32(x -12),即6x -4y -9=0._________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________基础巩固1.若直线y =kx +2k +1与直线y =-12x +2的交点在第一象限,则实数k 的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫-16,12B.⎝⎛⎭⎫-12,12C.⎝⎛⎭⎫0,12D.⎝⎛⎭⎫-∞,-16∪⎝⎛⎭⎫12,+∞ 答案:A2.对于直线ax +y -a =0(a ≠0),以下说法正确的是( )A .恒过定点,且斜率与纵截距相等B .恒过定点,且横截距恒为定值C .恒过定点,且与x 轴平行D .恒过定点,且与x 轴垂直 答案:B3.和直线3x +4y -7=0垂直,并且在x 轴上的截距是-2的直线方程是________________. 答案:4x -3y +8=0 4.下列命题:①若两条直线平行,则其斜率必相等;②若两条直线垂直,则其斜率的乘积必是1-;③过点()1,1-且斜率为2的直线方程是121y x -=+;④同垂直于x 轴的两条直线都和y 轴平行或重合.其中真命题的由 .答案:④5.已知三角形三顶点A (4,0)、B (8,10)、C (0,6),求:(1)AC 边上的高所在的直线方程; (2)过A 点且平行于BC 的直线方程.答案:(1)k AC =6-00-4=-32,∴AC 边上的高所在的直线的斜率k =23,其方程为y -10=23(x -8),即2x -3y +14=0.(2)k BC =6-100-8=12,∴过A 点且平行于BC 的直线方程为y =12(x -4),即x -2y -4=0.能力提升6.设P 1(x 1,y 1)是直线l :f (x ,y )=0上一点,P 2(x 2,y 2)是不在直线l 上的点,则方程f (x ,y )+f (x 1,y 1)+f (x 2,y 2)=0所表示的直线与l 的关系是( )A .平行B .重合C .相交D .位置关系不确定 答案:A7. 设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫(x ,y )|y -3x -1=2,x 、y ∈R ,B ={(x ,y )|4x +ay -16=0,x ,y ∈R },若A ∩B =∅,则a 的值为( )A .4B .-2C .4或-2D .-4或2答案:C8. 已知直线3ax -y =1与直线⎝⎛⎭⎫a -23x +y +1=0互相垂直,则a 的值是( ) A .-1或13B .1或13C .-13或-1D .-13或1答案:D 由(2m +1)x -(m -2)y +5(m +2)=0,得m (2x -y +5)+(x +2y +10)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +5=0x +2y +10=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-4y =-3.故无论m 取何值,直线(2m +1)x -(m -2)y +5(m +2)=0都过定点(-4,-3).9. 无论m 取何值,直线(2m +1)x -(m -2)y +5(m +2)=0都过定点________.答案:(-4,-3)10. 已知直线ax +2y -1=0与直线2x -5y +C =0垂直相交于点(1,m ),则a =________,C =________,m =________.答案:∵直线ax +2y -1=0与直线2x -5y +C =0垂直,∴-a 2·25=-1,∴a =5.又∵点(1,m )在直线5x +2y -1=0上,∴m =-2.又∵点(1,-2)在直线2x -5y +C =0上, ∴C =-12.11. 平行四边形的两邻边的方程是x +y +1=0和3x -y +4=0,对角线的交点是O ′(3,3),求另外两边的方程.答案:建立如图所示的直角坐标系,根据⎩⎪⎨⎪⎧x +y +1=03x -y +4=0,得顶点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-54,14.因为O ′是对角线AC 的中点,且O ′为(3,3),所以顶点C 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫294,234.由x +y +1=0知,k AB =-1,所以k CD =-1,由点斜式得y -234=-⎝⎛⎭⎪⎫x -294,即x +y -13=0.因为k AD =3,所以k BC =3,由点斜式得y -234=3⎝⎛⎭⎪⎫x -294,即3x -y -16=0,∴另外两边的方程分别为x +y -13=0,3x -y -16=0.12.已知△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0,AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0.求:(1)顶点C 的坐标; (2)直线BC 的方程.答案:(1)设点C 的坐标为(m ,n ),∵k BH =12,∴k AC =-2,∴n -1m -5=-2. 又点C (m ,n )在直线2x -y -5=0上, ∴2m -n -5=0.由⎩⎪⎨⎪⎧2m -n -5=0n -1m -5=-2,得⎩⎪⎨⎪⎧m =4n =3.∴点C 的坐标为(4,3).(2)设点B 的坐标为(a ,b ),则a -2b -5=0,AB 的中点M 的坐标为(a +52,1+b2),∴2×a +52-1+b2-5=0,即2a -b -1=0.由⎩⎪⎨⎪⎧a -2b -5=02a -b -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1b =-3.∴点B 的坐标为(-1,-3), ∴直线BC 的方程为y -3-3-3=x -4-1-4,即6x -5y -9=0.。
人教B版高中数学选择性必修第一册精品课件 第2章 平面解析几何 2.2.3 两条直线的位置关系
(2)l1:2x-y+4=0,l2:4x+2y-3=0;
1
(3)l1:y=3x-2,l2:y=- 3 x.
解:(1)∵3×25=5×15,3×(-1)≠15×(-3),
∴l1∥l2.
(2)∵2×2≠(-1)×4,2×4+(-1)×2≠0,
l1与l2相交⇔A1B2≠A2B1;
l1与l2平行⇔A1B2=A2B1,B1C2≠B2C1或A1C2≠A2C1;
l1与l2重合⇔A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2(λ∈R).
4.(1)若l1:y=2x+5,l2:y=2x-3,则l1与l2
(2)若l1:x+2y-3=0,l2:-2x+4y+6=0,则l1与l2
3
= 3-2,
3 1
故交点的坐标为 ,- .
5 5
判断两条直线的位置关系时,若易求直线的斜率k和截距b,则可通过k,b判
断.若已知直线方程的一般式,则可通过系数判断.
【变式训练1】 判断下列各对直线的位置关系,若相交,求出交点的坐标.
(1)l1:y=-3x+4,l2:y=3x-4;
(2)l1:x-4y+3=0,l2:2x-8y-1=0;
第二章
2.2.3 两条直线的位置关系
内
容
索
引
01
自主预习 新知导学
02
合作探究 释疑解惑
03
随堂练习
课标定位 素养阐释
1.能根据斜率判定两条直线的位置关系.
2.能根据两条直线的平行或垂直求直线的方程.
3.重点提升数学运算和逻辑推理素养.
《两条直线的位置关系》第2课时示范公开课PPT教学课件【七年级数学下册北师大版】
A
B
C
D
垂直的表示方法:
通常用符号“⊥”表示两条直线互相垂直.如图,直线AB与直线CD垂直.
记作:
AB⊥CD
读作:AB垂直于CD , 垂足为O.
【注意】“⊥”是“垂直”的记号,而“┐”是图形中“垂直”(直角)的标记.
直线l与直线m互相垂直,记作:l⊥m ,垂足为O.
∵AB⊥CD∴∠1=90 °
直角(90°)
线 垂直
直角(90°)
线 垂直
∵∠1=90°(已知)∴AB⊥CD(垂直的定义)
垂直的性质、定义判定的应用格式:
问题1:你能借助三角尺在一张白纸上画出两条互相垂 直的直线吗?
问题2:如果只有直尺,你能在方格纸上画出两条互相 垂直的直线吗?
问题3:你能用折纸的方法折出互相垂直的直线吗?试试看!
1.折叠长方形纸片的一个角;
2.沿①中的折痕对折,使它与①中的折痕互相重合;
3.展开长方形纸片,则两次折叠所形成的折痕互相垂直.
①
②
③
如图 ,已知直线 l ,用三角尺或量角器画直线 l 的垂线,你能画出多少条?
这样画l的垂线可以画无数条.
l
O
C
B
直线外一点与直线上各点所连的所有线段中垂线段最短.
问题:体育课上老师是怎样测量跳远成绩的?你能说说其中的道理吗?
线段PO的长度即为所求.
根据:直线外一点与直线上各点所连的所有线段中垂线段最短.
如图,直线BC与MN相交于点O,AO⊥BC,∠BOE=∠NOE,若∠EON=20°,求∠AOM和∠NOC的度数.
B
对顶角相等.
余角和补角的性质:
同角或等角的余角相等,同角或等角的补角相等.
高中人教数学B版必修2:第二章第21课时 2.2.3 两条直线的位置关系——垂直
解析:∵kl=1,l⊥l′,∴kl′=-1,l′的倾斜角为135°.
9.已知△ABC的三个顶点的坐标分别为A(-1,0),B(0,2),C(a,0),若AB⊥BC,则a=________.
答案:4
解析:因为kAB= =2,所以直线BC的斜率存在,且kBC= =- .由2· =-1,得a=4.
∴AC边的垂直平分线所在直线的斜率为2.
又AC边的中点为(2,1),
∴AC边的垂直平分线所在直线的方程为y-1=2(x-2),
即2x-y-3=0.
能力提升
12.(5分)(1)求点P(2,3)关于直线l:2x-y-4=0的对称点P′的坐标;
(2)求l1:x+7y-6=0关于直线l:x+y-2=0的对称直线l2的方程.
(1)求AB边上的高所在直线的方程;
(2)求AC边的垂直平分线所在直线的方程.
解:(1)∵A(4,0),B(6,6),C(0,2),
∴kAB= =3,∴AB边上的高所在直线的斜率为- .
又AB边上的高所在的直线过点C,
∴AB边上的高所在直线的方程为y-2=- (x-0),
即x+3y-6=0.
(2)∵直线AC的斜率kAC= =- ,
C.y= x-1D.y=- x-1
答案:D
解析:因为直线l:y=3x+1的斜率为3,所以与直线l:y=3x+1垂直的直线的斜率为- ,经观察只有选项D中的直线的斜率为- ,故选D.
2.已知直线l上两点A,B的坐标分别为(3,5),(a,2),且直线l与直线3x+4y-5=0垂直,则a的值为()
A.- B.
又两直线垂直,则k1·k2=-1,即- · =-1,无解,故不存在实数a使方程成立.
综合①②,可得a=0.
人教B版数学高一必修2教案两条直线的位置关系1.两条直线相交、平行与重合的条件
示范教案整体设计教学分析教材利用方程组解的个数来讨论两条直线相交、平行与重合的条件.值得注意的是在教学中,调动学生的积极性,让学生自己归纳出两条直线相交、平行和重合的条件.三维目标1.掌握两条直线相交、平行与重合的条件,提高学生归纳、类比的能力.2.能够判断两直线的位置关系,提高学生分析问题、解决问题的能力.重点难点教学重点:两条直线的位置关系、平行条件的应用.教学难点:归纳两直线平行、相交与重合的条件.课时安排1课时教学过程导入新课设计1.在平面直角坐标系中,两条直线的位置关系是平行、相交、重合.当两条直线无交点时,它们平行;当两条直线有唯一交点时,它们相交;当两条直线有无数个交点时,它们重合.本节利用直线方程来讨论两条直线的位置关系,教师引出课题.设计2.在立体几何中,两条直线的位置关系是平行、相交、异面,在本章所讨论的两条直线的位置关系是平行、相交、重合.那么如何利用方程来讨论两直线的位置关系呢?教师引出课题.推进新课新知探究提出问题(1)点P (x 0,y 0)是直线l :Ax +By +C =0上的一点,则x 0与y 0满足什么条件?(2)已知两条直线的方程为l 1:A 2x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0.试判断直线l 1与l 2的交点个数,并确定它们位置关系.(3)归纳两条直线相交、平行与重合的条件.讨论结果:(1)Ax 0+By 0+C =0.(2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ A 1x +B 1y +C 1=0A 2x +B 2y +C 2=0,①② ①×B 2-②×B 1,得(A 1B 2-A 2B 1)x +B 2C 1-B 1C 2=0.当A 1B 2-A 2B 1≠0时,得x =B 1C 2-C 1B 2A 1B 2-A 2B 1; 因此,当A 1B 2-A 2B 1≠0时,方程组有唯一一组解.此时直线l 1与l 2相交,且有唯一交点,交点坐标是方程组的解.当A 1B 2-A 2B 1=0,而B 1C 2-C 1B 2≠0或A 2C 1-A 1C 2≠0时,方程组无解.两直线无交点,此时l 1∥l 2.当A 1B 2-A 2B 1=0,而B 1C 2-C 1B 2=0或A 2C 1-A 1C 2=0时,方程组有无数组,即此时,两直线l 1与l 2有无数个交点,即l 1与l 2重合.(3)l 1与l 2相交⇔A 1B 2-A 2B 1≠0或A 1A 2≠B 1B 2(A 2B 2≠0). l 1与l 2平行⇔⎩⎪⎨⎪⎧ A 1B 2-A 2B 1=0,而B 1C 2-C 1B 2≠0或A 2C 1-A 1C 2≠0;或A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2(A 2B 2C 2≠0). l 1与l 2重合⇔⎩⎪⎨⎪⎧A 1=λA 2,B 1=λB 2,C 1=λC 2(λ≠0);或A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2(A 2B 2C 2≠0). 提出问题(1)两直线平行,它们的倾斜角和在y 轴上的截距相等吗?(2)当两直线的倾斜角相等,在y 轴上的截距不相等时,这两条直线有什么位置关系?(3)已知直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,怎样用k 1,k 2,b 1,b 2判定它们平行?(4)怎样用k 1,k 2,b 1,b 2,判定它们重合?讨论结果:(1)画图分析,得它们的倾斜角相等,在y 轴上的截距不相等.如下图所示;(2)平行;(3)l 1∥l 2 ⇔k 1=k 2且b 1≠b 2;(4)l 1与l 2重合⇔k 1=k 2,且b 1=b 2.应用示例思路1例1已知直线l 1:Ax +By +C 1=0,l 2:Ax +By +C 2=0,求证:当C 1≠C 2时,l 1与l 2平行.证明:因为AB -BA =0,所以l 1与l 2平行或重合.又因为BC 2-BC 1=B(C 2-C 1):当B ≠0时,已知C 1≠C 2,所以BC 2-BC 1≠0,因此两直线平行;当B =0时,由直线方程的定义,知A ≠0,于是两条直线的方程变为x =-C 1A ,x =-C 2A,这是两条与x 轴垂直的直线,所以它们平行或重合.又由于C 1≠C 2,所以它们是平行的直线.点评:与直线Ax +By +C =0平行的直线方程可设为Ax +By +D =0(C ≠D).变式训练1.过点A(1,2),且平行于直线2x -3y +5=0的直线方程是______.解析:设所求直线方程为2x -3y +m =0(m ≠5),则2×1-3×2+m =0,解得m =4,即所求直线方程为2x -3y +4=0.答案:2x -3y +4=02.求与直线2x +3y +5=0平行,且在两坐标轴上截距之和是56的直线l 的方程.解:设直线l 的方程为2x +3y +m =0(m ≠5).当x =0时,y =-m 3;当y =0时,x =-m 2. 则-m 3-m 2=56,解得m =-1. 即直线l 的方程为2x +3y -1=0.3.求通过下列各点且与已知直线平行的直线方程:(1)(-1,2),y =12x +1; (2)(1,-4),2x +3y +5=0.解:(1)因为所求直线与已知直线平行,所以可设所求直线为y =12x +b. 由于所求直线过点(-1,2),代入方程,得b =52.因此所求方程为y =12x +52,即x -2y +5=0.(2)设所求的直线方程为2x +3y +D =0.由于所求直线过点(1,-4),代入方程,得D =10.因此,所求直线方程为2x +3y +10=0.思路2例2判断下列各对直线是否平行,并说明理由.(1)l 1:y =3x +2,l 2:y =3x +5;(2)l 1:y =2x +1,l 2:y =3x ;(3)l 1:x =5,l 2:x =8.解:(1)设两直线的斜率分别是k 1,k 2,在y 轴上截距分别是b 1,b 2,则k 1=3,b 1=2,k 2=3,b 2=5.因为k 1=k 2,b 1≠b 2,所以l 1∥l 2.(2)设两直线的斜率分别是k 1,k 2,在y 轴上截距分别是b 1,b 2,则k 1=2,k 2=3,b 1=1,b 2=0.因为k 1≠k 2,所以l 1与l 2不平行.(3)由方程可知l 1⊥x 轴,l 2⊥x 轴,且两直线在x 轴上截距不相等,所以l 1∥l 2.点评:判断两直线是否平行时,要对直线的斜率讨论,特别是当斜率都不存在时,即直线x =a 与直线x =b(a ≠b)平行.变式训练1.直线l 1过A(m,1),B(-1,m),直线l 2过点P(1,2),Q(-5,0),且l 1∥l 2,则m =______.解析:k 1=1-m m +1,k 2=2-01+5=13,由于l 1∥l 2,则1-m m +1=13,解得m =12. 答案:122.已知直线l 1:x +y -1=0,直线l 2:kx -2y +3=0,且l 1∥l 2,则k =______.答案:-2例3已知两直线l 1:x +my +6=0,l 2:(m -2)x +3y +2m =0,当m 为何值时,直线l 1与l 2(1)平行;(2)重合;(3)相交?解:对于平行及重合的判断,可以通过斜率与截距来分析.而对于l 1与l 2相交的情况,只能通过解方程组来寻求规律,当m =0时,l 1:x +6=0,l 2:2x -3y =0,此时l 1与l 2相交.当m ≠0时,l 1:y =-1m x -6m ,l 2:y =-m -23x -32m. (1)若l 1∥l 2,则⎩⎨⎧-1m =-m -23-6m ≠-32m ,解得m =-1.(2)若l 1与l 2重合,则m -21=3m =2m 6,解得m =3. 故m =-1时l 1∥l 2;m =3时l 1与l 2重合.(3)由l 1的方程得x =-my -6,代入l 2的方程得(m -2)(-my -6)+3y +2m =0,即(m 2-2m -3)y =12-4m ,显然,m 2-2m -3=0时无解,只有当m 2-2m -3≠0,即m ≠-1且m ≠3时,方程才有解,且是唯一解,故只有当m ≠-1且m ≠3时两直线相交.点评:本题主要考查两直线相交、平行与重合的条件,要正确解决本题需要有足够的耐心和具有分类讨论的能力.变式训练设三条直线l 1:x +y -1=0,l 2:kx -2y +3=0,l 3:x -(k +1)y -5=0.若这三条直线交于一点,求k 的值.解:解由l 1、l 2的方程组成的方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -1=0,kx -2y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-12+k ,y =3+k 2+k ,所以l 1与l 2的交点是P(-12+k ,3+k 2+k). 又因为l 1、l 2、l 3交于一点,即P 点坐标满足直线l 3的方程,-12+k -(k +1)3+k 2+k-5=0. 解得k =-7或-2(舍去).所以k =-7.知能训练1.已知直线l 1:ax +3y +1=0,l 2:x +(a -2)y +a =0,它们的倾斜角及斜率依次分别为α1,α2,k 1,k 2则(1)a =__________时,α1=150°;(2)a =__________时,l 2⊥x 轴;(3)a =__________时,l 1∥l 2;(4)a =__________时,l 1、l 2重合.答案:(1)3 (2)2 (3)3 (4)-12.求下列两条直线的交点:l 1:x +2y +1=0,l 2:-x +2y +2=0.解:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y +1=0,-x +2y +2=0,得⎩⎨⎧ x =12,y =-34.所以这两条直线的交点是M(12,-34). 3.已知平行四边形ABCD 的四个顶点分别为A(0,0),B(2,-1),C(4,2),D(2,3),试判断四边形ABCD 的形状,并给出证明.分析:先作图猜想,然后给出证明.由斜率相等得两组直线分别平行,四边形ABCD 是平行四边形.证明:AB 边所在直线的斜率k AB =-12, CD 边所在直线的斜率k CD =-12, BC 边所在直线的斜率k BC =32, DA 边所在直线的斜率k DA =32. 因为k AB =k CD ,k BC =k DA ,所以AB ∥CD ,BC ∥DA.因此,四边形ABCD 是平行四边形.4.判定下列各对直线的位置关系,若相交,则求出交点.(1)l 1:7x +2y -1=0,l 2:14x +4y -2=0.(2)l 1:(3-2)x +y =7,l 2:x +(3+2)y -6=0.(3)l 1:3x +5y -1=0,l 2:4x +3y =5.答案:(1)重合;(2)平行;(3)相交,交点坐标为(2,-1).5.求过点A(0,-4)且与直线2x +3y +5=0平行的直线方程.解法一:∵直线2x +3y +5=0的斜率为-23,∴所求直线斜率为-23. 又直线过点A(0,-4),由直线方程的点斜式易得所求直线方程为2x +3y +12=0.解法二:设与直线2x +3y +5=0平行的直线l 的方程为2x +3y +m =0,∵l 经过点A(0,-4),∴2×0+3×(-4)+m =0,解之,得m =12.∴所求直线方程为2x +3y +12=0.拓展提升请你探究一下三条直线l 1:x +ay +1=0,l 2:x +y +a =0,l 3:ax +y +1=0构成三角形的条件是什么?方法一:任两条直线都相交,则a 1≠1a ,a 1≠11,故a ≠±1.又三条直线不交于同一点,故其中两条直线⎩⎪⎨⎪⎧x +ay +1=0x +y +a =0的交点(-1-a,1)不在直线ax +y +1=0上,即a(-1-a)+1+1≠0,a 2+a -2≠0,(a +2)(a -1)≠0,∴a ≠-2,a ≠1.综合上述结果,以上三条直线构成三角形的条件是a ≠±1,a ≠-2.方法二:因为三条直线能构成三角形,所以三条直线两两相交且不共点,即任意两条直线都不平行,且三线不共点.可以把不能构成三角形的情况排除掉.若三条直线交于同一点,则其中两条直线⎩⎪⎨⎪⎧x +ay +1=0x +y +a =0的交点(-1-a,1)在直线ax +y +1=0上,∴a(-a -1)+1+1=0,∴a =1或a =-2.若l 1∥l 2,则有-1a =-1,a =1;若l 2∥l 3,则有-1=-a ,a =1;若l 1∥l 3,则有-1a=-a ,a =±1.所以若三条直线构成三角形,则需a ≠±1,a ≠-2.课堂小结本节课学习了:1.两条直线平行、相交与重合的条件;2.求两直线交点坐标,解决有关平行问题.作业本节练习B 1,2题.设计感想本节课从知识内容来说并不是很难,但从解析几何的特点看,就需要培养学生如何利用直线方程来讨论其特点,得到直线交点,以及交点个数对应于直线在平面内的相对位置关系.在教学过程中应该围绕两直线一般方程的系数的变化来揭示两直线方程联立解的情况,从而判定两直线位置特点,其实质是直线方程Ax +By +C =0中A 、B 、C 就表示了直线的本质属性.还要注重研究方法的探讨,为将学习圆锥曲线时,对于曲线交点的研究打下基础.备课资料著名数学家陈省身(公元1911年~2004年12月3日)在数学领域,沃尔夫奖与菲尔兹奖是公认的能与诺贝尔奖相媲美的数学大奖.菲尔兹奖主要奖励在现代数学中做出突出贡献的年轻数学家,而沃尔夫奖主要奖励在数学上做出开创性工作、具有世界声誉的数学家.到1990年为止,世界上仅有24位数学家获得过沃尔夫奖,而陈省身教授就是其中之一.他由于在整体微分几何上的杰出工作获得1984年度沃尔夫奖,成为唯一获此殊荣的华人数学家.陈省身先生1911年生,浙江嘉兴人.1930年毕业于南开大学数学系,受教于姜立夫教授.1934年获清华大学硕士学位.同年入德国汉堡大学随布拉施克教授研究几何,仅用了1年零3个月便在1936年获博士学位后,以“法国巴黎索邦中国基金会博士后研究员”身份到巴黎大学从事研究工作,师从国际数学大师E·嘉当.1937~1943年,任清华大学和西南联合大学教授.1943~1946年在美国普林斯顿高级研究所任研究员.在微分几何中高斯-波内公式的研究和拓扑学方面取得重要进展.1946~1948年筹建中央数学研究所并任代理所长.1949~1960年,任美国芝加哥大学教授,1960~1979年任加州大学伯克利分校教授,1981~1984年任美国国家数学研究所首任所长,后任名誉所长.他是美国科学院院士,法国、意大利、俄罗斯等国家科学院外籍院士.他对整体微分几何的深远贡献,影响了整个数学界,被公认为“20世纪伟大的几何学家”,先后获美国国家科学奖章、以色列沃尔夫奖、中国国际科技合作奖及首届邵逸夫数学科学奖等多项荣誉.陈省身对祖国心怀赤诚,1972年后多次回到祖国访问讲学,慨言“为祖国工作,是我崇高的荣誉”.2000年定居南开大学,被天津市人民政府授予永久居留权.他盛赞新中国欣欣向荣,瞩望祖国早日统一,诚挚地向党和国家领导人就发展科学事业、培养和引进人才等建言献策,受到高度重视.1984年应聘出任南开数学研究所所长,创办立足国内、面向世界培养中国高级数学人才基地.努力推进中国科学家与美国及其他各国的学术交流,促成国际数学家大会在北京召开,并被推选为大会名誉主席.他殚精竭虑地为把中国建成数学大国、科技强国贡献力量,多次受到邓小平、江泽民等党和国家领导人接见,高度称赞他对中国数学科学发展所作的杰出贡献.除了在数学上做出的巨大成就,陈省身教授还培养了一大批世界级的科学家,其中包括诺贝尔物理学奖获得者杨振宁,菲尔兹奖获得者丘成桐,中国国家自然科学奖一等奖获得者吴文俊等.。
高中数学第二章平面解析几何初步22直线的方程223两条直线的位置关系课件新人教B版必修2
∴n=-1,
∴所求直线方程为 x+2y-1=0.
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高中数学第二章平面解析几何初步22直线的方
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程223两条直线的位置关系课件新人教B版必修
【知识点拨】 (1)与定直线 Ax+By+C=0(A2+B2≠0)垂直 的直线方程为 Bx-Ay+m=0;
(2)与定直线 Ax+By+C=0(A2+B2≠0)平行的直线方程为 Ax+By+n=0(n≠C).
已知两直线 l1:x+my+3=0,l2:(m-
1)x+2my+2m=0,若 l1∥l2,则 m 为( )
A.0
B.-1 或12
C.3
D.0 或 3
解析:由 1·2m-m(m-1)=0,得 m=0 或 m=3.
当 m=3 时,l1:x+3y+3=0,l2:2x+6y+6=0,
l1 与 l2 重合,∴m≠3;
根据下列条件,分别求直线方程: (1)经过点 A(3,0)且与直线 2x+y-5=0 垂直的直线方程; (2)经过直线 x-y-1=0 与 2x+y-2=0 的交点,且平行于 直线 x+2y-3=0 的直线方程.
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程223两条直线的位置关系课件新人教B版必修
A.2
B.-2
C.12
D.-12
【解析】 由 l1⊥l2,得 m+2×(-1)=0,∴m=2.故选 A.
【答案】 A
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高中数学第二章平面解析几何初步22直线的方
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程223两条直线的位置关系课件新人教B版必修
直线 y=kx 与直线 y=2x+1 垂直,则 k
等于( )
A.-2
2-1-3两条直线的位置关系课件(北师大版必修二)(2)
(3)l1 的倾斜角为 60° 2 经过点 M(3,2 3),N(-2,-3 3); ,l
7-4 解 (1)k1= =3,k2= 1 =3. 1-0 -0 6 ∵k1=k2, ∴两直线平行. 5 0-4 3 (2)k1= =- , 5 4 3-0
7 0--8
1 0--2
λ B-3,0,故
λ A0,-4;令
S△AOB=
1 λ λ λ2 - - = =24,解得 λ=± 24. 2 4 3 24 答案 3x+4y± 24=0
题型三 利用直线的平行或垂直关系求参数 【例 3】 (12 分)已知直线 l1 经过点 A(3,a),B(a-1,2),直线 l2 经过点 C(1,2),D(-2,a+2). (1)若 l1∥l2,求 a 的值; (2)若 l1⊥l2,求 a 的值. 审题指导 由于题目中含有参数, 且涉及到直线的斜率, 在求解 时应注意对斜率存在或不存在进行分类讨论.
3 【变式 3】 已知直线 l1 的斜率 k1=4,直线 l2 经过点 A(3a,- 2),B(0,a2+1),且 l1⊥l2,求实数 a 的值.
2 3 a +1--2 解 由 l1⊥l2,可知 k1k2=-1,即 × =-1. 4 0-3a
解得 a=1 或 a=3.
方法技巧 分类讨论思想在直线位置关系中的应用 当问题所给对象不能进行统一研究时,就要对研究的对象进行 分类,然后对每一类分别研究,得出每一类结果,最后综合各 类结果得到整个问题的解答,这就是分类讨论.在本节中,主 要利用分类讨论思想来解决平行、垂直的问题中斜率是否存在 的问题.
想一想:为什么斜率相等的两条直线不一定平行呢? 提示 我们知道确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要 素是:直线上的一个定点以及它的倾斜角.斜率相等,说明它 们的倾斜角相等,而倾斜角相等的直线不一定平行,还有可能 重合,这是由于还需要确定它们是否经过一个不同的定点.通 常验证这两条直线与 y 轴的交点,即在 y 轴上的截距是否相等 即可.
高中数学《两条直线的位置关系》学案1 新人教B版必修2
空间两条直线的位置关系【复习目标】1. 掌握空间直线的位置关系,理解异面直线的定义,并能判定和证明两条直线是异面直线; 2. 会用转化的方法求异面直线所成的角,渗透“化归”的数学思想方法; 3. 初步掌握“文字语言”、“符号语言”、“图形语言”的相互转化。
【课前预习】1. 空间两条直线位置关系的分类:2. 分别与两条异面直线同时相交的两条直线不可能有什么样的位置关系? ;3. 两条直线没有交点是这两条直线为异面直线的 条件.4. 两异面直线在一平面内射影的可能图形是 (写出所有可能)。
5. “a 、b 是两条异面直线”是指:(1)a b φ⋂=,但a 不平行b ;(2)a ⊂平面α,b ⊂平面β;且ab φ=;(3)a ⊂平面α,b ⊂平面β;且αβφ=;(4)a ⊂平面α,b ⊄平面α;(5)不存在平面α,能使a ⊂平面α,且b ⊂平面α.上述结论中,正确的是( )A .(1)(4)(5)B .(1)(3)(4)C .(2)(4)D .(1)(5) 6. 设a 、b 是两条异面直线,下列命题结论正确的是 ( )A .有且仅有一条直线与a 、b 都垂直B .过a 有且仅有一个平面与b 平行C .有且仅有一个平面与a 、b 都垂直D .过空间任一点必可作一条直线与a 、b 都相交1.:空间两条直线的位置关系(1)相交直线——有且仅有一个公共点;(2)平行直线——在同一平面内,没有公共点; (3)异面直线——不同在任何一个平面内,没有公共点。
相交直线和平行直线也称为共面直线.异面直线的画法常用的有下列三种:a ba ba bβααα2. 平行直线:在平面几何中,平行于同一条直线的两条直线互相平行,这个结论在空间也是成立的。
即公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。
3.等角定理等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行,并且方向相同,那么这两个角相等.推论:如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等.4.异面直线定理:连结平面内一点与平面外一点的直线,和这个平面内不经过此点的直线是异面直线推理模式:,,,A B a B a ααα∉∈⊂∉⇒AB 与a 是异面直线 三.例题分析: 【典型例题】例2 如图,已知不共面的三条直线,,a b c 相交于点P ,A a ∈,B a ∈,C b ∈,D c ∈,求证:AD 与BC 是异面直线。
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m+2 m-2 ∴k1·2= 3m · k =-1, m+2 m-2 1 ∴ 3m =-1,∴m=2.
[辨析] 误解中忽略了m=-2时的情况.
[正解] ∵l1⊥l2, ∴(m+2)(m-2)+3m(m+2)=0, ∴(m+2)(4m-2)=0, ∴m=-2或m=1/2
一、选择题 1.点P(1,2)关于坐标原点的对称点为P′,则 P′点的坐标为 ( ) A.(1,-2) B.(-1,2) C.(-1,-2) D.(2,2) [答案] C
2.直线x+y=0和直线x-ay=0垂直,则a 的值为 ( ) A.0 B.1 C.-1 D.2 [答案] B [解析] 由题意,得1-a=0,∴a=1.
3.(2009·安徽文)直线l过点(-1,2)且与直线 2x-3y+4=0垂直,则l的方程是 ( ) A.3x+2y-1=0 B.3x+2y+7=0 C.2x-3y+5=0 D.2x-3y+8=0 [答案] A
综上可知,当 a=1 或 a=-1 时,直线 l1⊥l2. 解法二:∵直线 l1⊥l2,∴(a+2)(a-1)+(1-a)(2a+3) =0,解得 a=± 1.故当 a=1 或 a=-1 时,直线 l1⊥l2.
[点评] 在利用k1·k2=-1判定垂直关系时,一 定要注意直线的斜率是否有可能不存在这一 情况.
判断下列各组中两条直线l1与l2是否垂直. (1)l1:2x-y=0,l2:x-2y=0. (2)l1:2x-4y-7=0,l2:2x+y-5=0. (3)l1:2x-7=0,l2:6y-5=0. [解析] (1)不垂直 (2)垂直 (3)垂直
[例2] 直线l1:ax+(1-a)y=3与l2:(a-1)x +(2a+3)y=2互相垂直,求a的值. [分析] 充分利用两直线垂直的条件,但要 注意字母的讨论.
由题意,知所求直线的斜率为-4,
3 P-1,2,
又∵直线过点
3 ∴所求直线方程为 y-2=-4(x+1), 即 8x+2y+5=0.
5 . 过 点 ( - 2,3) 且 与 x 轴 垂 直 的 直 线 方 程 是 __________________. [答案] x=-2
三、解答题 6.判断下列各小题中的直线l1 与l2 是否垂 直. (1)l1 经过点A(-1,-2)、B(1,2),l2 经过点 M(-2,-1)、N(2,1); (2)l1 的 斜 率 为 - 10 , l2 经 过 点 A(10,2) 、 B(20,3); (3)l1 经过点A(3,4)、B(3,100),l2 经过点M(- 10,40)、N(10,40).
,得出.
②直线关于直线对称: 直线l1:A1x+B1y+C1=0关于l:Ax+By+C =0对称的直线l2的方程. 方法:转化为点关于直线对称,在l1上任取 两点P1和P2,求出P1、P2关于l的对称点, 再用两点式可求出l2的方程.
[例1] 当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互相垂直? [解析] 解法一:(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;
求过点P(1,2),且与直线2x+3y+1=0垂直 的直线方程. [解析] 设所求直线方程为3x-2y+m=0, 又∵直线过点P(1,2), ∴3-4+m=0,∴m=1, 故所求直线的方程为3x-2y+1=0.
[例4] 已知定点A(-1,3),B(4,2),以A、B为直径 的端点作圆与x轴有交点C,求交点+4+8(x+y-2)=0, 即3x+2y-4=0.
∵所求直线与直线2x-3y-3=0垂直, ∴设所求直线方程为3x+2y+m=0, 又∵点P(0,2)在直线上, ∴4+m=0,∴m=-4, 即所求直线方程为3x+2y-4=0. [点评] 与直线Ax+By+C=0垂直的直线系 方程可设为Bx-Ay+m=0.
(3)若 1-a≠0 且 2a+3≠0,则直线 l1、l2 的斜率 k1、k2 存在, a+2 a-1 k1=- ,k =- . 1-a 2 2a+3 当 l1⊥l2 时,k1·2=-1, k
a+2 a-1 - 即- · 2a+3=-1,∴a=-1. 1-a
[解析] 3 由题意,得直线 l 的斜率为- ,故直线 l 的方 2 3 程为 y-2=-2(x+1),即 3x+2y-1=0.
二、填空题 4. 过点
3 P-1,2且与直线
x-4y-1=0 垂直的直线方
程是__________________.
[答案] 8x+2y+5=0
[解析]
x=2a-x 1 点坐标公式得 y=2b-y1
.
②直线关于点的对称,其主要方法是:在已知 直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们 关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求 出直线方程.或者求出一个对称点,再利用 l1∥l2,由点斜式得到所求直线方程.
(2)轴对称: ①点(x1,y1)关于直线 l:Ax+By+C=0 对称的对称点 y2-y1 A - · B=-1(AB≠0) x2-x1 (x2,y2)可由 y1+y2 x1+x2 A· 2 +B· 2 +C=0
若直线l1:(2a+5)x+(a-2)y+4=0与直线l2: (2 - a)x + (a + 3)y - 1 = 0 互 相 垂 直 , 则 ( ) A.a=2 B.a=-2 C.a=2或a=-2 D.a=2,0,-2 [答案] C [解析] 由题意,得 (2a+5)(2-a)+(a-2)(a+3)=0, 解得a=±2.
解法二:A1A2+B1B2=a(a-1)+(1-a)(2a+ 3)=0. 即(a-1)(a+3)=0,∴a=1或a=-3. ∴当a=1或a=-3时,l1⊥l2. [点评] 已知两条直线垂直,求参数的值可 有两种方法:(1)将直线的斜率求出来,利 用k1·k2 =-1求,但此法需要考虑直线斜 率不存在情况.(2)若利用A1A2 +B1B2 =0 求参数的值,更简单,故常用.
[例3] 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l3:2x-3y -3=0垂直的直线方程. [分析] 本题考查经过两直线交点的直线系 的应用,以及垂直条件的利用.
[解析] 解法一:设所求直线为x-2y+4+ λ(x+y-2)=0, 即(1+λ)x+(λ-2)y+4-2λ=0. ∵此直线与2x-3y-3=0垂直,
[解析]
设点 A(x,y)是点 P 关于直线 l 的对称点,
∵A、P 的中点在直线 l 上, y+5 x+4 ∴ =3× +3,即 3x-y+13=0① 2 2 又∵AP 与直线 l 垂直, y-5 ∴ ×3=-1,即 x+3y-19=0② x-4 解①、②组成的方程组可得 x=-2,y=7, 即所求点的坐标为(-2,7).
[点评] 点与点关于直线的轴对称问题要利用 两点的中点在轴上、两点的连线与轴垂直求 解.
求直线x-2y-1=0关于直线x+y-1=0的对称 直线方程.
[解析] A(1,0).
x-2y-1=0 解法一:由 x+y-1=0
,得两直线的交点为
在 x-2y-1=0 上取点
1 B0,-2,
已知 A(2,2+2 2),B(-2,2),C(0,2-2 2),D(4,2)四个 点,顺次连接这四点.试判断四边形 ABCD 的形状.(说明 理由)
[解析] 2 2,
2+2 2-2 由题意可知 kAB = = 2-(-2)
2-2 2-2 kBC= =- 2, 0-(-2) 2+2 2-2 kAD= =- 2, 2-4 2-2 2-2 2 kCD= = , 2 0-4
∴x0=1-y,y0=1-x.
代入x0-2y0-1=0,得1-y-2(1-x)-1=0,
故所求直线方程为2x-y-2=0.
[例6] 已知直线l1:(m+2)x+3my+1=0, 直线l2:(m-2)x+(m+2)y-3=0,且 l1⊥l2,求m的值.
[误解] m+2 m-2 ∵l1⊥l2,k1=- 3m ,k2=- , m+2
重点:两直线垂直的等价条件的掌握与运
用. 难点:两直线垂直条件的运用. 1.两条有斜率的直线垂直的条件k1k2=-1, 及两条用一般式方程表示的直线垂直的条 件A1A2+B1B2=0都是等价关系,即两直线 垂直则条件成立,条件成立则两直线垂 直.
2.与直线 y=kx+b (k≠0)垂直的直线系方程为:y=- 1 kx+b1, 与直线 Ax+By+C=0 垂直的直线系方程为:Bx-Ay+ C1=0. 3.对称问题: (1)中心对称: ①若点 M(x1,y1)及 N(x,y)关于 P(a,b)对称,则由中
所以kAB=kCD,kBC=kAD, 所以AB∥CD,BC∥AD, 所以四边形ABCD是平行四边形. 又∵kAD·kCD=-1,∴AD⊥CD, ∵kBC·kCD=-1,∴BC⊥CD. 同理AB⊥BC,∴四边形ABCD为矩形.
[例5] 已知直线l:y=3x+3,求点P(4,5)关 于直线l的对称点坐标. [分析] 本题主要考查轴对称问题,关键是 利用对称的特点转化为中点、垂直问题求 解.
常见的点关于直线的对称点坐标总结如下: (1)A(a,b)关于x轴的对称点为A′ (a,-b) ; (-a,b) (2)B(a,b)关于y轴的对称点为B′ ; (3)C(a,b)关于直线y=x的对称点为C′ (b,a) ; (4)D(a,b)关于直线y=-x的对称点为D′ (-b,-a) ; (5)P(a,b)关于直线x=m的对称点为P′ (2m-a,b) ; (6)Q(a,b)关于直线y=n的对称点为Q′ (a,2n-b) .
设点 B 关于 x+y-1=0 的对称点为 C(x0,y0),则有 1 0+x0 -2+y0 + 2 -1=0 2 y --1 0 2 (-1)=-1 x0-0 ·