解析几何初步
解析几何初步
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解析几何初步解析几何是数学中的一个分支,它研究平面和空间中的点、直线、平面和其集合之间的关系。
本文将初步介绍解析几何的基本概念和方法,并以几个具体的例子来加深理解。
一、坐标系和距离公式在解析几何中,我们通常使用坐标系来描述点的位置,最常用的坐标系是笛卡尔坐标系。
笛卡尔坐标系由两条相互垂直的坐标轴组成,分别是横轴(x轴)和纵轴(y轴),它们的交点被称为原点O。
假设A为坐标系中的一个点,它的坐标表示为(x,y)。
我们可以使用距离公式来计算两个点之间的距离。
设A(x₁,y₁)和B(x₂,y₂)为坐标系中的两个点,它们之间的距离d可以用以下公式计算:d = √((x₂-x₁)² + (y₂-y₁)²)二、直线和斜率在解析几何中,直线是通过两个点或者一个点和斜率确定的。
其中,斜率表示直线的倾斜程度,通常用k表示。
设直线L通过两个点A(x₁,y₁)和B(x₂,y₂),我们可以使用以下公式计算直线的斜率:k = (y₂-y₁) / (x₂-x₁)如果两个点的坐标分别为(x₁,y₁)和(x₂,y₂),且它们满足x₁≠x₂,那么直线L的斜率为k。
特别地,如果直线垂直于x轴,则斜率不存在;如果直线平行于x轴,则斜率为0。
三、曲线和方程曲线在解析几何中是指由一组点构成的集合,例如圆、椭圆、抛物线等。
我们可以使用方程来描述曲线。
例如,圆的方程为(x-a)² + (y-b)²= r²,其中(a,b)为圆心位置的坐标,r为半径。
对于其他曲线,我们也可以使用方程进行描述。
例如,椭圆的方程为(x/a)² + (y/b)² = 1,其中a为椭圆在x轴上的半长轴长度,b为椭圆在y轴上的半短轴长度。
四、平移和旋转在解析几何中,平移和旋转是两个重要的变换操作。
平移是指将图形沿着某个方向移动一定的距离,而保持其形状和大小不变。
旋转是指围绕某个中心点将图形按照一定的角度进行旋转。
高中数学 第二章 平面解析几何初步 2.1 平面直角坐标
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2.1 平面直角坐标ຫໍສະໝຸດ 中的基本公式课程目标1.理解实数与数轴上的点的对应关 系,理解实数与位移的对应关系. 2.掌握数轴上两点间的距离公式,理 解数轴上的向量加法的坐标运算. 3.探索并掌握平面直角坐标系中两 点的距离公式和中点公式. 4.通过对两点的距离求解过程的探 索,进一步体会“坐标法”的基本思 想,学会构造直角三角形解决问题的 基本思路.
思考 4 点 P(x,y)关于点 G(x0,y0)的对称点的坐标是什么?
提示:点 P(x,y)关于点 G(x0,y0)的对称点的坐标为(2x0-x,2y0-y).
思考 5 教材中的“?”
如果数轴上的单位长取作 1 cm,你能在数轴上标出数 0.001,0.000 1 和 2对应的点吗?你能说明在数轴上确实存在这些点吗?
若 AB∥x 轴或与 x 轴重合,则|AB|=|x2-x1|;若 AB∥y 轴或与 y 轴重合,则 |AB|=|y2-y1|.
思考 3 算术平方根 ������2 + ������2的几何意义是什么?
提示: ������2 + ������2表示点(x,y)到原点的距离.
3.中点公式 (1)直线上的中点坐标公式. 已知数轴上两点 A(x1),B(x2),则线段 AB 的中点 M 的坐标为������1+2������2. (2)平面内的中点坐标公式. 设平面内两点 A(x1,y1),B(x2,y2)的中点 M(x,y),则 x=������1+2������2,y=������1+2 ������2.
2.平面直角坐标系中的基本公式 平面直角坐标系中两点 A(x1,y1),B(x2,y2)的距离公
式:d(A,B)= (������2-������1)2 + (������2-������1)2.
解析几何初步——初中数学知识点总结
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解析几何初步——初中数学知识点总结2023年了,相信很多人都已经回忆起了自己初中时学习的知识,其中一门让很多人头疼的就是解析几何。
那么,今天就来为大家总结一下初中阶段解析几何的基础知识。
一、点、直线、平面解析几何中的点、直线、平面与我们日常生活中所接触的概念是一样的,只不过在解析几何中有着更为具体和严谨的定义。
1. 点:点是一个没有大小和形状的数学对象,可以用坐标表示。
例如,二维坐标系中的一个点可以表示为 (x, y),三维坐标系中的一个点可以表示为 (x, y, z)。
2. 直线:直线是一个没有宽度和厚度的笔直的数学对象,由无数个无限小的点所组成。
直线可以用斜截式方程、点斜式方程、两点式方程和截距式方程等方式表示。
3. 平面:平面是一个没有厚度的二维空间,由无数个无限小的直线所组成。
平面可以用点法式方程、一般式方程和三点式方程等方式表示。
二、向量向量是解析几何中重要的概念,可以用来表示空间中的有向线段,其大小和方向与几何对象有关。
向量的表示方式有很多种,其中比较常见的是用坐标表示。
例如,一个二维向量可以表示为 (x, y),一个三维向量可以表示为 (x, y, z)。
相同长度、方向和作用点的向量称为等向量。
向量加减法遵循平行四边形法则,并且向量与常数的乘法也是一个重要的操作。
三、直线的方程在解析几何中,我们常用的直线方程有斜截式方程、点斜式方程、两点式方程和截距式方程。
1. 斜截式方程:y = kx + b,其中 k 是斜率,b 是 y 截距。
2. 点斜式方程:y - y1 = k(x - x1),其中 (x1, y1) 是直线上的已知点,k 是该直线的斜率。
3. 两点式方程:(y - y1) / (y2 - y1) = (x - x1) / (x2 -x1),其中 (x1, y1) 和 (x2, y2) 是直线上的已知点。
4. 截距式方程:x / a + y / b = 1,其中 a 和 b 分别是直线在 x 轴和 y 轴上的截距。
《解析几何初步》教材分析
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教材分析:平面解析几何初步解析几何是17世纪数学发展的重大成果之一,其本质是用代数方法研究几何图形的性质,即建立直角坐标系,通过点与坐标、曲线与方程之间的对应关系,将几何问题转化为代数问题,充分体现了数形结合的数学思想。
1.本章教学目标通过本章的学习,学生初步学会在平面直角坐标系中建立直线和圆的代数方程,体会与感悟运用代数方法研究直线和圆几何性质的思想,了解空间直角坐标系。
体会数形结合的思想,初步形成用代数方法解决几何问题的能力。
1.理解直线的斜率和倾斜角的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式;2.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式以及直线方程的几种形式转化(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系;3.掌握利用斜率判定两条直线平行或垂直的方法;能用解方程的方法求两直线的交点坐标;4.探索并掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离;5.在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程;能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系;6.通过具体情境,感受建立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置;理解空间两点间的距离公式;7.通过平面解析几何初步的学习,使学生体会用代数方法处理几何问题的思想,感受“形”和“数”的对立和统一,渗透数学中普遍存在的动静变化、相互联系、相互转化的辩证观点,提高学生的数学素养,培养学生良好的思维品质。
2.本章设计意图本章包含了直线与方程、圆与方程、空间直角坐标系三部分内容。
本章的编写强化了解析几何研究问题的思维和方法:本章在直线和圆的方程处理上,以学生熟悉的问题(生活实例、数学问题等)为背景,按照“问题情境—数学活动—意义建构—数学理论—数学应用—反思”的顺序结构,引导学生主动参与探索,通过师生共同对问题的分析,使学生感受用坐标、方程刻画点、直线、圆等图形的一般方法,逐步体会解析几何的基本思想。
暑假作业解析几何初步(一)
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解析几何初步(一)一、选择题1. 如果直线0=++C By Ax 的倾斜角为 45,则有关系式 ( )A.B A = B.0=+B A C.1=AB D.以上均不可能 2. 直线122=-by ax 在y 轴上的截距是 ( )A. bB. 2bC. 2b -D. b ±3. 下列命题中正确的是 ( ) A .平行的两条直线的斜率一定相等 B.平行的两条直线的倾斜角一定相等 C . 垂直的两直线的斜率之积为-1 D.斜率相等的两条直线一定平行4. 圆2)3()2(22=++-y x 的圆心和半径分别是 ( )A .)3,2(-,1B .)3,2(-,3C .)3,2(-,2D .)3,2(-,2 5. 如果直线l 上的一点A 沿x 轴负方向平移3个单位,再沿y 轴正方向平移1个单位后,又回到直线l 上,则l 的斜率是 ( )A .3B .13C .-3D .-136. 已知A (1,1,1),B (-3,-3,-3),则线段AB 的长为( )A .4B .2C .D .7. 已知直线mx+ny+1=0平行于直线4x+3y+5=0,且在y 轴上的截距为13,则m ,n的值分别为 ( ) A.4和3 B. -4和3 C. -4和-3 D.4和-3 8. 已知点P (0,-1),点Q 在直线01=+-y x 上,若直线PQ 垂直于直线052=-+y x ,则点Q 的坐标是 ( ) A .(-2,1) B .(2,1) C .(2,3) D .(-2,-1)9. 两圆221:2220C x y x y +++-=,222:4210C x y x y +--+=的公切线有且仅有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条10. 平行于直线2x -y+1=0且与圆x 2+y 2=5相切的直线的方程是 ( )A .2x -y+5=0B .2x -y -5=0C .2x +y+5=0或2x +y -5=0D .2x -y+5=0或2x -y -5=0 11.圆222690x y x y +--+=关于直线250x y ++=对称的圆的方程是 ( )A .22(7)(1)1x y +++=B .22(7)(2)1x y +++=C . 22(6)(2)1x y +++=D .22(6)(2)1x y ++-=12.如果实数y x ,满足等式22(2)3x y -+=,那么y x 的最大值是 ( )A .12B .3C 2D .3二.填空题13.如图,直线12,l l 的斜率分别为k 1、k 2,则k 1、k 2的大小关系是; .14.如果直线l 与直线x+y -1=0关于y 轴对称,则直线l 的方程是 .15.已知两点A (1,-1)、B (3,3),点C (5,a )在直线AB 上,则实数a 的值是 .16.直线02=+-b y x 与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b 的取值范围是.三.解答题17.已知一条直线经过两条直线0432:1=--y x l 和0113:2=-+y x l 的交点,并且垂直于这个交点和原点的连线,求此直线方程。
高中数学 第二章 解析几何初步2.1.2.1 直线方程的点斜式
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一般式推导
01 已知直线上一点$P_1(x_1, y_1)$和斜率k,则直线 的点斜式为$y - y_1 = k(x - x_1)$。
02 将点斜式展开,得到$y = kx - kx_1 + y_1$。
02 整理后可得一般式:$kx - y + (y_1 - kx_1) = 0$ ,其中A=k,B=-1,C=$y_1 - kx_1$。
已知直线上一点和斜率,可以直接套用点斜式求 出直线方程。
02 判断两直线是否平行
若两直线斜率相等且不重合,则两直线平行。利 用点斜式可以方便地求出两直线的斜率并进行比 较。
03 解决与直线相关的问题
如求点到直线的距离、判断点是否在直线上等, 都可以通过点斜式进行求解。
03
两点式直线方程
两点式定义
直线方程形式
点斜式
已知直线上一点 $(x_1, y_1)$ 和斜率 $m$,则直线方程可 表示为 $y - y_1 = m(x - x_1)$。
斜截式
已知直线斜率 $m$ 和在 $y$ 轴上的截距 $b$,则直线方程可 表示为 $y = mx + b$。
两点式
已知直线上两点 $(x_1, y_1)$ 和 $(x_2, y_2)$,则直线 方程可表示为 $frac{y - y_1}{y_2 - y_1} = frac{x - x_1}{x_2 x_1}$。
直线方程在几何中的应用
平行与垂直判断
平行直线
两条直线的斜率相等且不重合, 则这两条直线平行。
垂直直线
两条直线的斜率互为相反数的倒 数,则这两条直线垂直。
距离计算
点到直线距离
利用点到直线距离公式,可以求出点 到直线的垂直距离。
高中数学 第二章 平面解析几何初步 2.2.4 点到直线的距离课件 bb高一数学课件
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求点到直线的距离 求点 P(1,2)到下列直线的距离: (1)l1:y=x-3;(2)l2:y=-1;(3)y 轴.
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【解】 (1)将直线方程化为一般式为 x-y-3=0, 由点到直线的距离公式,得 d1= |112-+2(--31|)2=2 2. (2)法一:直线方程化为一般式为 y+1=0, 由点到直线的距离公式,得 d2= |20+2+11| 2=3.
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4.当点 P(x1,y1)在直线 Ax+By+C=0 上时,还适合点到直 线的距离公式吗?
解:适合.点 P 在直线 Ax+By+C=0 上,则距离 d=0,且 有 Ax1+By1+C=0, 所以 d=|Ax1+A2B+y1B+2 C|=0.
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两平行线间距离的求法 (1)求两平行线间的距离可以转化为求点到直线的距离,也可 以应用公式. (2)应用两平行线间的距离公式 d= |CA2-2+CB1|2时,两直线方程必 须是一般形式,而且 x,y 的系数对应相等.
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2.求过点 P(1,2)且与原点距离最大的直线方程. 解:由题意知与 OP 垂直的直线到原点 O 的距离最大, 因为 kOP=2, 所以所求直线方程为 y-2=-12(x-1), 即 x+2y-5=0.
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1.点到直线距离公式的推导用到了解析几何中的常用方法 “设而不求”,希望在今后学习中注意这种方法在解题中的 应用.公式只与直线方程中的系数有关,因而它适合任意直 线,在具体应用过程中,应将直线方程化为一般式,再套用 公式.
第2章 平面解析几何初步
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第2章 平面解析几何初步2.1 直线与方程如图2—1—2(1),已知两点1122(,),(,)P x y Q x y ,如果12x x ≠,那么直线PQ 的斜率(slope)为211221()y y k x x x x -=≠-.例 1 如图2—1—3,直线123,,l l l 都经过点(3,2),P 又123,,l l l 分别经过点123(2,1),(4,2),(3,2)Q Q Q ----,试计算直线123,,l l l 的斜率.例2 经过点(3,2)画直线,使直线的斜率分别为: (1)34;(2)45-.在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线,把x 轴所在的直线绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转过的最小正角称为这条直线的倾斜角(inclination),并规定: 与x 轴平行或重合的直线的倾斜角为0︒由定义可知,直线的倾斜角α的取值范围是0180α︒≤<︒.当直线的斜率为正时,直线的倾斜角为锐角(图2—1—5(1)),此时,tan .y BNk x ANα∆===∆当直线的斜率为负时,直线的倾斜角为钝角(图2—1—5(2)),此时,tan tan(180).y BNk x ANθα∆===-=-︒-∆-练习1.分别求经过下列两点的直线的斜率: (1)(2,3),(4,5);(2)(-2,3),(2,1);(3)(―3,―1),(2,―1);(3)(―1,3),2.根据下列条件,分析画出经过点P ,且斜率为k 的直线: (1)(1,2),3P k =; (2)3(2,4),4P k =-; (3)(1,3),0P k -=;(3)(2,0),P -斜率不存在.3.设过点A 的直线的斜率为k ,试分别根据上列条件写出直线上另一点B 的坐标(答案不惟一):(1)4,(1,2);k A =(2)2,(2,3);k A =--- (3)3,(2,4);2k A =--(4)4,(3,2).3k A =- 4.分别判断下列三点是否在同一直线上: (1)(0,2)(2,5),(3,7); (2)(―1,4),(2,1),(―2,5).若直线l 经过点(1,3)A -,斜率为2-,点P 在直线l 上运动,那么点P 的坐标(,)x y 满足什么条件(图2—1—6)?一般地,设直线l 经过点111(,)P x y ,斜率为k ,直线l 上任意一点P 的坐标是(,)x y . 当点(,)P x y (不同于点1P )在直线l 上运动时,1PP的斜率恒等于k ,即 11y y k x x -=-, 故11()y y k x x -=-.可以验证:直线l 上的每个点(包括点1P )的坐标都是这个方程的解;反过来,以这个方程的解为坐标的点都在直线l 上.这个方程就是过点1P ,斜率为k 的直线l 的方程.方程11()y y k x x -=-叫做直线的点斜式方程.当直线l 与x 轴垂直时,斜率不存在,其方程不能用点斜式表示.但因为l 上每一点的横坐标都等于1x ,所以它的方程是1x x =例1 已知一直线经过点(2,3)P -,斜率为2,求这条直线的方程.例2 已知直线l 的斜率为k ,与y 轴的交点是(0,)P b ,求直线l 的方程. 练习1.根据下列条件,分别写出直线的方程: (1)经过点(4,2)-,斜率为3;(2)经过点(3,1),斜率为12; (3)斜率为2-,在y 轴上的截距为2-;(4,与x 轴交点的横坐标为7-. 2.直线(1)(0)y k x k =+>的图象可能是( ).3.若一直线经过点(1,2)P ,且斜率与直线23y x =-+的斜率相等,则该直线的方程是 .4.任一条直线都可以用点斜式方程表示吗?斜截式方程可以改写成点斜式方程吗? 思考(1)方程121121y y y y x x x x --=--的左、右两边各具有怎样的几何意义?它表示什么图表? (2)方程121121y y y y x x x x --=--和方程112121y y x x y y x x --=--表示同一图形吗? 例1 已知直线l 经过两点(,0),(0,)A a B b ,其中0ab ≠,求直线l 的方程(图2—1—8).例2 已知三角形的顶点是(5,0),(3,3),(0,2)A B C --(图2—1—9),试求这个三角形三边所在直线的方程.1.分别写出经过下列两点的直线的方程: (1)(1,3),(-1,2);(2)(0,3),(-2,0).2.已知两点(3,2),(8,12)A B . (1)求出直线AB 的方程;(2)若点(2,)C a -在直线AB 上,求实数a 的值.3.求过点(3,4)M -,且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程.4.回答下列问题:(1)任一条直线都有x 轴上的截距和y 轴上的截距吗?(2)如果两条直线有相同的斜率,但在x 轴上的截距不同,那么它们在y 轴上的截距可能相同吗?(3)如果两条直线在y 轴上的截距相同,但是斜率不同,那么它们在x 轴上的截距可能相同吗?(4)任一条直线都可以用截距式方程表示吗? 思考平面内任意一条直线是否都可以用形如0Ax By C ++=(,A B 不全为0)的方程来表示?例1 求直线:35150l x y +-=的斜率以及它在x 轴、y 轴上的截距,并作图.例2 设直线l 的方程为260x my m +-+=,根据下列条件分别确定m 的值: (1)直线l 在x 轴上的截距是3-; (2)直线l 的斜率是1.1.如果直线326x y +=的斜率为k ,在y 轴上的截距为b ,那么有( ).A.3,32k b =-=B.2,33k b =-=- C.3,32k b =-=-D.2,23k b =-= 2.直线52100x y --=在x 轴上的截距为a ,在y 轴上的截距为b ,则( ). A.2,5a b ==B.2,5a b ==-C.2,5a b =-=D.2,5a b =-=-3.设直线l 的方程为0Ax By C ++=(,A B 不同时为0),根据下列条件,求出,,A B C 应满足的条件:(1)直线l 过原点;(2)直线l 垂直于x 轴; (3)直线l 垂直于y 轴;(3)直线l 与两条坐标轴都相交.4.写出下列图中各条直线的方程,并化为一般式:习题2.1(1)1.根据下列条件,分别写出直线的方程:(1)过点(3,2)-,斜率为3; (2)过点(3,0)-,且与x 轴垂直; (3)斜率为4-,且在y 轴上的截距为7;(4)经过点(1,8),(4,2)--.2.写出过点(3,1)P ,且分别满足下列条件的直线l 的方程; (1)直线l 垂直于x 轴; (2)直线l 垂直于y 轴; (3)直线l 过原点.3.分别求下列直线与两坐标轴围成的三角形的面积: (1)2360x y --=;(2)5320x y ++=.4.一根弹簧挂4kg 的物体时,长20cm.在弹性限度内,所挂物体的质量每增加1kg ,弹簧伸长1.5cm.试写出弹簧的长度l (cm )和所挂物体质量m (kg )之间的关系.5.一根铁棒在40℃时长12.506m ,在80℃时长12.512m.已知长度l (m )和温度t (℃)之间的关系可以用直线方程来表示,试求出这个方程,并根据这个方程求出这根铁棒在100℃时的长度.6.已知菱形的两条对角线长分别为8和6,以菱形的中心为坐标原点,较长对角线所在的直线为x 轴,建立直角坐标系,求出菱形各边所在直线的方程.7.直线l 经过点(3,1)-,且与两条坐标轴围成一个等腰直角三角形,求直线l 的方程. 8.设直线l 的方程为2(3)260(3)x k y k k +--+=≠,根据下列条件分别确定k 的值; (1)直线l 的斜率为-1;(2)直线l 在x 轴、y 轴上截距之和等于0.9.设直线l 的方程为3(2)y k x -=+,当k 取任意实数时,这样的直线具有什么共同的特点?10.已知两条直线1110a x b y ++=和2210a x b y ++=都过点(1,2)A ,求过两点111222(,),(,)P a b P a b 的直线的方程.11.“坡度”常用来刻画道路的倾斜程度,这个词与直线的斜率有何关系?坡度为4%的道路很陡吗?调查一些山路或桥面的坡度,并与同学交流.例1 求证:顺次连结7(2,3),5,,(2,3),(4,4)2A B C D ⎛⎫--- ⎪⎝⎭四点所得的四边形是梯形(图2—1—12).例2 求过点(2,3)A -,且与直线250x y +-=平行的直线的方程. 思考如果两条直线12,l l 中的一条斜率不存在,那么这两条直线什么时候互相垂直?逆命题成立吗?例3 (1)已知四点(5,3),(10,6),(3,4),(6,11)A B C D --,求证:AB CD ⊥; (2)已知直线1l 的斜率134k =,直线2l 经过点,且12l l ⊥,求实数a 的值.例4 如图2—1—14,已知三角形的顶点为(2,4),(1,2),(2,3)A B C --,求BC 边长的高AD 所在直线的方程.例5 在路边安装路灯,路宽23m ,灯杆长2.5m ,且与灯柱成120°角.路灯采用锥形灯罩轴线与灯杆垂直.当灯柱高h 为多少米时,灯罩轴线正好通过道路路面的中线?(精确到0.01m ) 习题1.分别判断下列直线AB 与CD 是否平行: (1)(3,1),(1,1)A B --;(3,5),(5,1)C D -;(2)(2,4),(4)A B --; (0,1),(4,1).C D 2.已知17(4,2),(1,1),(5,5),(,)32A B C D ----,求证:四边形ABCD 是梯形. 3.以(1,1),(2,1),(1,4)A B C --为顶点的三角形是( ). A.锐有三角形B.直角三角形C.钝角三角形4.求过点(2,3)A ,且分别适合下列条件的直线的方程:(1)平行于直线2530x y +-=; (2)垂直于直线20x y --=.例1 分别判断下列直线1l 与2l 是否相交,若相交,求出它们的交点: (1)1:27,l x y -=2:3270;l x y +-= (2)1:2640,l x y -+= 2:41280;l x y -+=(3)1:4240,l x y ++= 2:2 3.l y x =-+例2 直线l 经过原点,且经过另两条直线2380,10x y x y ++=--=的交点,求直线l 的方程.例3 某商品的市场需求量1y (万件)、市场供应量2y (万件)与市场价格x (元/件)分别近似地满足下列关系:1270,220y x y x =-+=-.当12y y =时的市场价格称为市场平衡价格,此时的需求量称为平衡需求量. (1)求平衡价格和平衡需求量;(2)若要使平衡需求量增加4万件,政府对每件商品应给予多少元补贴?思考已知直线1:10l x y ++=和2:240l x y -+=,那么方程1(24)0x y x y λ+++-+=(λ为任意实数)表示的直线有什么特点? 习题1.与直线230x y --=相交的直线的方程是( ). A.4260x y --= B.2y x = C.25y x =+D.23y x =-+2.若三角直线2380,10x y x y ++=--=和102x ky k +++=相交于一点,则k 的值等于( )A .-2B.12-C.2D.123.已知直线l 经过两条直线2330x y --=和20x y ++=的交点,且与直线310x y +-=平行,求直线l 的方程.4.在例3中,求当每件商品征税3元时新的平衡价格. 习题2.1(2)1.分别求满足下列条件的直线的方程:(1)经过点(3,2)A ,且与直线420x y +-=平行; (2)经过点(3,0)B ,且与直线250x y +-=垂直;(3)经过点(2,3)C -,且平行于过两点(1,2)M 和(1,5)M --的直线. 2.三角形三个项点是(4,0),(6,7),(0,3)A B C ,求AB 边上高所在直线的方程. 3.根据下列条件,求直线的方程:(1)斜率为-2,且过两条直线340x y -+=和40x y +-=的交点;(2)过两条直线230x y -+=和290x y +-=的交点和原点;(3)过两条直线22100x y -+=和3420x y +-=的交点,且垂直于直线3240x y -+=;(4)过两条直线280x y +-=和210x y -+=的交点,且平行于直线4370x y --=.4.三条直线280ax y ++=,4310x y +=和210x y -=相交于一点,求a 的值.5.已知(1,3),(3,2),(6,1),(2,4)A B C D ---,求证:四边形ABCD 为平行四边形.6.已知两条直线210ax ay ++=和(1)(1)10a x a y --+-=互相垂直,求垂足的坐标.7.已知两条直线12:(3)453,:2(5)8l m x y m l x m y ++=-++=,当m 为何值时,1l 与2l :(1)相交?(2)平行?(3)垂直? 8.已知三条直线10,280x y x y ++=-+=和350ax y +-=共有三个不同的交点,求实数a 满足的条件.9.试证明:如果两条直线斜率的乘积等于-1,那么它们互相垂直.10.(1)已知直线:0l Ax By C ++=,且直线1//l l ,求证:直线1l 的方程总可以写出110()Ax By C C C ++=≠;(2)已知直线:0l Ax By C ++=,且直线2l l ⊥,求证:直线2l 的方程总可以写成20Bx Ay C -+=.11.直线1l 和2l 的方程分别是1110A x B y C ++=和2220A x B y C ++=,其中11,A B 不全为220,,A B 也不全为0.试探求:(1)当12//l l 时,直线方程中的系数应满足什么关系?(2)当12l l ⊥时,直线方程中的系数应满足什么关系?例1 (1)求(1,3),(2,5)A B -两点间的距离;(2)已知(0,10),(,5)A B a -两点间的距离是17,求实数a 的值.例2 已知ABC ∆的顶点坐标为(1,5),(2,1),(4,7)A B C ---,求BC 边上的中线AM 的长和AM 所在直线的方程.例3 已知ABC ∆是直角三角形,斜边BC 的中点为M ,建立适当的直角坐标系,证明:12AM BC =.习题1.求线段AB 的长及其中点的坐标:(1)(8,10),(4,4)A B -; (2)((A B .2.已知ABC ∆的顶点坐标为(3,2),(1,0),(2A B C ,求AB 边上的中心CM 的长.3.已知两点(1,4),(3,2)P A -,求点A 关于点P 的对称点B 的坐标.思考你还能通过其他途径求点P 到直线l 的距离吗?例1 求点(1,2)P -到下列直线的距离:(1)2100x y +-=;(2)32x =.例2 求两条平行直线340x y +-=与2690x y +-=之间的距离.例3 建立适当的直角坐标系,证明:等腰三角形底边上任意一点到两腰的距离之和等于一腰上的高.习题1.求下列点P 到直线l 的距离:(1)(3,2),:34250P l x y -+-=;(2)(2,1),:350P l y -+=.2.求下列两条平行直线之间的距离:(1)51220512150x y x y --=-+=与;(2)364502x y y x -+==与. 3.直线l 经过原点,且点(5,0)M 到直线l 的距离等于3,求直线l 的方程.习题2.1(3)1.求,A B 两点之间的距离:(1)(2,0),(2,3);A B ---(2)(0,3),(3,3)A B ---;(3)(3,5),(3,3)A B -.2.已知点(1,2)P -,分别求点P 关于原点、x 轴和y 轴的对称点的坐标.3.设点A 在x 轴上,点B 在y 轴上,线段AB 的中点M 的坐标是(2,1)-,求线段AB 的长度.4.已知,A B 两点都在直线1y x =-上,且,A B ,A B 之间的距离.5.已知两点(2,3),(1,4)A B -,点(,)P x y 到点,A B 的距离相等,求实数,x y 满足的条件.6.已知点(,)P x y 在直线40x y +-=上,O 是原点,求OP 的最小值.7.求点P 到直线l 的距离:(1)(2,1),:230P l x +=;(2)(3,4),:34300P l x y --+=.8.直线l 到两条平行直线220x y -+=和240x y -+=的距离相等,求直线l 的方程.9.直线l 在y 轴上截距为10,且原点到直线l 的距离是8,求直线l 的方程.10.点P 在直线350x y +-=上,且点P 到直线10x y --=求点P 的坐标.11.已知(7,8),(10,4),(2,4)A B C -,求ABC ∆的面积. 12.已知直线l 经过点(2,3)-,且原点到直线l 的距离是2,求直线l 的方程.13.在ABC ∆中,点,E F 分别为,AB AC 的中点,建立适当的直角坐标系,证明://EF BC ,且12EF BC =. 14.过点(3,0)P 作直线l ,使它被两条相交直线220x y --=和30x y ++=所截得的线段恰好被P 点平分,求直线l 的方程.15.已知光线通过点(2,3)A -,经x 轴反射,其反射光线通过点(5,7)B ,求入射光线和反射光线所在直线的方程.16.已知光线通过点(2,3)A ,经直线10x y ++=反射,其反射光线通过点(1,1)B ,求入射光线和反射光线所在直线的方程.17.在直线20x y +=上求一点P ,使它到原点的距离与到直线230x y +-=的距离相等.18.已知直线:33l y x =+,求:(1)直线l 关于点(3,2)M 对称的直线的方程;(2)直线20x y --=关于l 对称的直线的方程.19.证明平行四边形四边的平方和等于两条对角线的平方和.20.求证:两点(,)A a b ,(,)B b a 关于直线y x =对称.21.已知(1,3)M -,(6,2)N ,点P 在x 轴上,且使PM PN +取最上值,求点P 的坐标.22.某人上午8时从山下大本营出发登山,下午4时到达山顶.次日上午8时从山顶沿原路返回,下午4时回到山下大本营.如果该人以同样的速度匀速上山、下山,那么两天中他可能在同一时刻经过途中同一地点吗?如果他在上山、下山过程中不是匀速行进,他还可能在同一时刻经过途中同一地点吗?2.2 圆与方程例1 求圆心(2,3)C -,且经过坐标原点的圆的方程.例2 已知隧道的截面是半径为4m 的半圆,车辆只能在道路中心线一侧行驶,一辆宽为2.7m ,高为3m 的货车能不能驶入这个隧道?思考假设货车的最大宽度为a m ,那么货车要驶入该隧道,限高为多少?例3 已知ABC ∆顶点的坐标为(4,3),(5,2),(1,0)A B C ,求ABC ∆外接圆的方程. 思考 本题还有其他解法吗例4 某圆拱梁的示意图如图2—2—4所示.该圆拱的跨度AB 是36m ,拱高OP 是6m ,在建造时,每隔3m 需要一个支柱支撑,求支柱22A P 的长(精确到0.01m ).习题1.写出下列各圆的方程:(1)圆心在原点,半径为6;(2)经过点(6,3)P ,圆心为(2,2)C -.2.求以点(1,5)C --为圆心,并且和y 轴相切的圆的方程.3.已知点(4,5),(5,1)A B ---,求以线段AB 为直径的圆的方程.4.下列方程各表示什么图形?若表示圆,则求其圆心和半径:(1)2240x y x +-=;(2)224250x y x y +--+=.5.求经过点(4,1),(6,3),(3,0)A B C -的圆的方程.6.如果方程22220(40)x y Dx Ey F D E F ++++=+->所表示的曲线关于直线y x =对称,那么必有( ).A.D E =B.D F =C.E F =D.D E F ==习题2.2(1)1.求满足下列条件的圆的方程:(1)过点(2,2)P -,圆心是(3,0);C(2)与两坐标轴都相切,且圆心在直线2350x y -+=上;(3)经过点(3,5)A 和(3,7)B -,且圆心在x 轴上.2.已知圆内接正方形相对的两个顶点的坐标分别是(5,6),(3,4)A C -,求这个圆的方程.3.已知半径为5的圆过点(3,4)P -,且圆心在直线210x y -+=上,求这个圆的方程.4.求经过三点(1,5),(5,5),(6,2)A B C --的圆的方程.5.已知圆222420x y x by b ++++=与x 轴相切,求b 的值.6.求过两点(0,4),(4,6)A B ,且圆心在直线220x y --=上的圆的标准方程.7.已知点(1,1)P 在圆22()()4x a y a -++=的内部,求实数a 的取值范围.8.画出方程1x -=. 9.求圆222210x y x y ++-+=关于直线30x y -+=对称的圆的方程.10.已知点(,)M x y 与两个定点(0,0),(3,0)O A 的距离之比为12,那么点M 的坐标应满足什么关系?画出满足条件的点M 所形成的曲线.11.河道上有一座圆拱桥,在正常水位时,拱圈最高点距水面为9m ,拱圈内水面宽22m.一条船在水面以上部分高6.5m ,船顶部宽4m ,故通行无阻.近日水位暴涨了2.7m ,为此,必须加得船载,降低船身,才能通过桥洞.试问:船身应该降低多少?例1 求直线430x y +=和圆22100x y +=的公共点坐标,并判断它们的位置关系.例2 自点(1,4)A -作圆22(2)(3)1x y -+-=的切线l ,求切线l 的方程.例3 求直线0x +=被圆224x y +=截得的弦长.习题1.判断下列各组中直线l 与圆C 的位置关系:(1):10l x y +-=,22:4C x y +=; (2):4380,l x y --=22:(1)1;C x y ++= (3):40l x y +-=, 22:20C x y x ++=.2.若直线1ax by +=与圆221x y +=相交,则点(,)P a b 与圆的位置关系是( )A.在圆上B.在圆外C.在圆内D.不能确定3.(1)求过圆224x y +=上一点的圆的切线方程;(2)求过原点且与圆22(1)(2)1x y -+-=相切的直线的方程.4.求直线230x y +-=被圆22(2)(1)4x y -++=截得的弦长.5.从圆22(1)(1)1x y -+-=外一点(2,3)P 向圆引切线,求切线长.例1 判断下列两圆的位置关系:(1)22(2)(2)1x y ++-=与22(2)(5)16x y -+-=;(2)22670x y x ++-=与226270x y y ++-=.例2 求过点(0,6)A 且与圆22:10100C x y x y +++=切于原点的圆的方程.习题1.判断下列两个圆的位置关系:(1)22(3)(2)1x y -++=与22(7)(1)36x y -+-=;(2)2222320x y x y +-+=与22330x y x y +--=.2.已知圆22x y m +=与圆2268110x y x y ++--=相交,求实数m 的取值范围.习题2.2(2)1.过点(3,4)P --作直线l ,当l 的斜率为何值时,(1)直线l 将圆22(1)(2)4x y -++=平分?(2)直线l 与圆22(1)(2)4x y -++=相切?(3)直线l 与圆22(1)(2)4x y -++=相交,且所截得的弦长为2?2.已知过点(1,1)A --的直线l 与圆222660x y x y +-++=相交,求直线l 斜率的取值范围.3.,且与直线23100x y +-=切于点(2,2)P 的圆的方程.4.已知以(4,3)C -为圆心的圆与圆221x y +=相切,求圆C 的方程.5.求圆心在y 轴上,且与直线1:43120l x y -+=,直线2:34120l x y --=都相切的圆的方程.6.已知一个圆经过直线:240l x y ++=与圆22:2410C x y x y ++-+=的两个交点,并且有最小面积,求此圆的方程.7.已知圆C 的方程是222x y r +=,求证:经过圆C 上一点00(,)M x y 的切线方程200x x y y r +=.8.已知圆222:C x y r +=,直线2:l ax by r +=.(1)当点(,)P a b 在圆C 上时,直线l 与圆C 具有怎样的位置关系?(2)当点(,)P a b 在圆C 外时,直线l 具有什么特点?2.3 空间直角坐标系例1 在空间直角坐标系中,作出点(5,4,6)P .例2 如图2—3—4,在长方体ABCD A B C D ''''-中,12,8, 5.AB AD AA '===以这个长方体的顶点A 为坐标原点,射线AB ,AD ,AA '分别为x 轴、y 轴和x 轴的正半轴,建立空间直角坐标系,求长方体各个顶点的坐标.思考在空间直角坐标系中,x 轴上的点、xOy 平面内的点的坐标分别具有什么特点?例3 (1)在空间直角坐标系O xyz -中,画出不共线的3个点,,P Q R ,使得这3个点的坐标都满足3z =,并画出图形;(2)写出由这三个点确定的平面内的点的坐标应满足的条件.习题1.在空间直角坐标系中,画出下列各点:(0,0,3),(1,2,3),(2,0,4),(1,2,2).A B C D --2.在长方体ABCD A B C D ''''-中,6,4,7AB AD AA '===.以这个长方体的顶点B 为坐标原点,射线,,AB BC BB '分别为x 轴、y 轴和z 轴的正半轴,建立空间直角坐标系,求长方体各个顶点的坐标.3.写出空间直角坐标系yOz 平面内的点的坐标应满足的条件.例1 求空间两点12(3,2,5),(6,01)P P --间的距离12PP .例2 平面上到坐标原点的距离为1的点的轨迹是单位圆,其方程为221x y +=.在空间中,到坐标原点的距离为1的点的轨迹是什么?试写出它的方程.思考 连结平面上两点111222(,),(,)P x y P x y 的线段12PP 的中点M 的坐标为1212,22x x y y ++⎛⎫ ⎪⎝⎭,那么,已知空间中两点11112222(,,),(,,)P x y z P x y z ,线段12PP 的中点M 的坐标是什么呢?练习1.运用两点间距离公式求图2—3—4中线段,OC B C ''的长度.2.一个长方体的8个顶点的坐标为(0,0,0),(0,1,0)(3,0,0),(3,1,0),(3,1,9),(3,0,9),(0,0,0),(0,1,9).(1)在空间直角坐标系中画出这个长方体;(2)求这个长方体的体积.3.已知正四棱锥P ABCD -的底面边长为13,试建立适当的空间直角坐标系,写出各顶点的坐标.4.已知(2,5,6),A -在y 轴上求一点P ,使7PA =.5.已知空间三点(1,0,1),(2,4,3),(5,8,5)A B C -,求证:,,A B C 在同一条直线上.6.(1)求点(4,3,7)P -关于xOy 平面的对称点的坐标;(2)求点(2,1,4)P 关于坐标原点的对称点的坐标;(3)求点(3,2,4)P -关于点(0,1,3)A -的对称点的坐标.7.在你的教室或房间里建立适当的空间直角坐标系,以此确定电灯、门锁或开关的位置,写出相应的坐标.复习题1.已知直线350ax y +-=经过点(2,1)A ,求实数a 的值.2.已知过两点(,3),(5,)A a B a --的直线的斜率为1,求a 的值及这两点间的距离.3.如果0,0AC BC <>,那么直线0Ax By C ++=不通过( ).A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限4.已知直线10mx ny +-=经过第一、三、四象限,求实数,m n 满足的条件.5.已知直线l 过点(5,4)P --,且与两坐标轴围成的三角形的面积为5个平方单位,求直线l 的方程.6.直线过点(5,6)P ,它在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍,求此直线的方程.7.已知直线22x ay a +=+与直线1ax y a +=+平行,求实数a 的值.9.已知点A 与点(1,1)P -的距离为5,且到y 轴的距离等于4,求A 点的坐标.10.已知两条平行直线2360x y +-=和230x y a ++=之间的距离等于2,求实数a 的值.11.求圆224440x y x y +-++=被直线50x y --=所截得的弦的长度.12.求与点(32,10),(42,0),(0,)A B C 的距离都相等的点的坐标.13.求与圆22:(5)3C x y ++=相切,且在x 轴、y 轴上的截距相等的直线的方程.14.判断两圆222200x y x y ++--=与2225x y +=的位置关系.15.过点(1,2)P 作一直线l ,使直线l 与点(2,3)M 和点(4,5)N -的距离相等,求直线l 的方程.16.在空间直角坐标系中作出下列点,并求两点间的距离和连结两点的线段的中点坐标:(1)(2,4,1),(4,6,7);A B --- (2)(8,3,2),(4,5,2).C D --17.河北省赵县的赵州桥,是世界上历史最悠久的石拱桥,赵州桥的跨度约为37.4 m ,圆拱高约为7.2m ,试写出这个圆拱所在的圆的方程.18.已知平面内两点(4,1),(3,1)A B --,直线2y kx =+与线段AB 恒有公共点,求实数k 的取值范围.19.求证:无论k 取任何实数,直线(14)2(3)(214)0k x k y k +--+-=必经过一个定点,并求出定点的坐标.20.设集合22222{(,)|4},{(,)|(1)(1)(0)}M x y x y N x y x y r r =+≤=-+-≤>.当M N N = 时,求实数r 的取值范围.21.已知点(1,3),(5,2),M N -在x 轴上取一点P ,使得||PM PN -最大,求P 点的坐标.22.如图,在矩形ABCD 中,已知3,,AB AD E F =为AB 的两个三等分点,,AC DF 交于点G ,建立适当的直角坐标系,证明:EG DF ⊥.23.已知ABC ∆的一条内角平分线CD 的方程为210x y +-=,两个顶点为(1,2),(1,1)A B --,求第三个顶点C 的坐标.24.若直角y x b =+与曲线x =b 的取值范围.25.在直角坐标系中,已知射线:0(0),30(0)OA x y x OB y x -=≥+=≥,过点(1,0)P 作直线分别交射线,OA OB 于点,.A B(1)当AB 中点为P 时,求直线AB 的方程;(2)当AB 中点在直线12y x =上时,求直线AB 的方程. 26.已知点P 在xOy 平面内,点A 的坐标为(0,0,4),5PA =,那么,满足此条件的点P 组成什么曲线?27.已知圆222440x y x y +-+-=,是否存在斜率为1的直线l ,使以l 被圆C 截得的弦AB 为直径的圆过原点?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由.28.把函数()y f x =在x a =和x b =之间的一段图象近似地看做直线,且设a c b <<,试用(),()f a f b 来估计()f c .。
解析几何初步第1课时--直线的倾斜角与斜率
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第二章 解析几何初步§1 直线与直线的方程第1课时 直线的倾斜角与斜率【预习导航】1.在直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线l ,把x 轴(正方向)按逆时针绕着交点旋转到和直线l 重合所成的角,叫做直线l 的______,当直线l 与x 轴平行时,直线的倾斜角为______,倾斜角α的取值范围为______.2.若12x x ≠,则11(,)A x y ,22(,)B x y 两点所在直线的斜率k =______.【基础自测】1.若一条直线的倾斜角为30︒,则这条直线的斜率为( )(A)12 (B)32(C)33 (D)32.若一条直线经过(2,1)A ,(1,0)B 两点,则这条直线的倾斜角为( )(A)45︒ (B)60︒ (C)120︒ (D)135︒ 3.若经过(4,21)A m +,(2,3)B -两点的直线的斜率为1,则m =( )(A)3- (B)1- (C)0 (D)2 4.以下说法正确的是( )(A)直线的倾斜角增大时,其斜率增大 (B)直线的倾斜角增大时,其斜率减小 (C)斜率为正的直线不可能经过第四象限(D)过第一、二、三象限的直线斜率为正【典例剖析】题型1: 倾斜角与斜率的概念例1 在下列四个命题中,正确的有____个. (1)在坐标平面内的任何一条直线都有倾斜角和斜率;(2)直线倾斜角的取值范围为[0,180]︒︒; (3)若直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan k α=;(4)若直线向上的方向与y 轴正方向所成角为α,则直线的倾斜角为90α︒-或90α︒+. [思路分析]根据倾斜角与斜率的定义对各个命题逐一进行判断即可.[解]由于当直线的倾斜角为90︒时,其斜率不存在,故(1),(3)均不对;由倾斜角的定义可知直线倾斜角的范围为[0,180)︒︒,故(2)不对;对于(4),当=0α︒时,直线的倾斜角为90︒,符合题意;当直线向上的部分在y 轴左侧时,直线的倾斜角为90α︒+,当直线向上的部分在y 轴左侧时,直线的倾斜角为90α︒-,符合题意;当=90α︒时,直线的倾斜角为0︒,符合题意;故(4)正确. 综上可知,正确的命题个数为1. [规律技巧]掌握直线的倾斜角与斜率的概念是解决此类问题的关键.斜率不存在的情况更需要关注.[变式训练]下列叙述中不正确的是( )A.若直线的斜率存在,则必有倾斜角与之对应B.每一条直线都有且只有一个倾斜角C.与坐标轴垂直的直线的倾斜角为0︒或90︒D.若直线的倾斜角为α,则这条直线的斜率为tan α;题型2: 直线的斜率公式及其应用例2 求证:点(11)A -,,(27)B --,,(03)C -,共线.[思路分析]本题要证明三点共线,而三点共线的方法也比较多,在此,我们利用斜率来进行证明.[解]由直线AB 的斜率为(7)(1)2(2)1AB k ---==--.同理,直线AC 的斜率为(3)(1)201AC k ---==-.故AB AC k k =.即,直线AB ,AC 的倾斜角相等,且都经过点A ,故直线AB ,AC 重合,即结论成立.[规律技巧]对于三点共线的问题,可以通过直线斜率来处理,但需要注意直线斜率不存在的情况.[变式训练]若(2,4)(3),(1,)A B m C m --,,三点共线,求实数m 的值.题型3: 直线的倾斜角与斜率关系的应用 例3 设点(,)P m n 在函数82y x =-的图像上,且23m ≤≤,求nm的最大值和最小值. [思路分析]由消元可将原问题转化为函数求解;由n n m m -=-可看成点(,)P m n 与坐标原点连线的斜率来求解.在此,我们用后者. [解]在函数82y x =-的图像上2m =的点为(2,4)A ,3m =的点为(3,2)B , 又由于00n n m m -=-,故nm表示线段AB 上的点(,)P m n 与坐标原点连线的斜率,而40220OA k -==-,202303OB k -==-, 故n m 的最大值为2,最小值为23. [规律技巧]本题将代数式的几何意义进行了挖掘,是数形结合法的典型应用,值得大家学习和借鉴.另外需要注意的是,本题中的nm在临界状态OA k 与OB k 之间,而有的题目可能在临界状态之外,需要注意体会. [变式训练]设点(,)P m n 在函数5y x =-的图像上,且23m -≤≤,求nm的取值范围.【知能迁移】例4 已知过坐标原点O 的直线123,,l l l 还分别经过点(3,4),(4,3),(1,)A B C k -,且OC 平分AOB ∠,求实数k 的值.[思路分析]由斜率的定义知k 就是3l 的斜率,再结合OC 平分AOB ∠即可求解.[解]∵点(3,4),(4,3)A B -到坐标原点O 的距离均为5,即OA OB =,∴由OC 平分AOB ∠可知直线3l 与线段AB 的交点D 是AB 中点. ∴点D 坐标为3443(,)22+-,即71(,)22D . 又由斜率定义知k 值等于直线3l 的斜率,也就是直线OD 的斜率,故10127702k -==-. [规律技巧]本题给出了平分两条直线所成角的直线斜率的求法.本题中对平面几何知识的应用值得关注.[变式训练]已知过坐标原点O 的直线12,l l 分别经过点(1,2),(1,3)A B -,点C 在AB 上,且OC 平分AOB ∠,求直线OC 的斜率.【课时作业】一、选择题1.过点(3,2),(2,3)A B--,的直线的倾斜角为( )(A)45︒ (B)60︒ (C)135︒ (D)120︒2.若过点(2,2),(,8)A mB m-的直线的斜率为1,则m的值为( )(A)1- (B)2- (C)1 (D)23.若过(2,1),(1,)A B m两点的直线的倾斜角为锐角,则m的取值范围为( )(A)1m<- (B)1m<(C)1m>- (D)1m>4.下列各组中,三点共线的是( )(A)(1,4),(1,2),(3,5)A B C-(B)(2,5),(7,6),(5,3)A B C---(C)1(1,0),(0,),(7,2)3A B C-(D)(0,0),(2,4),(1,3)A B C-二、填空题5.若直线的倾斜角为0︒,则该直线的斜率为________;若直线的斜率不存在,则该直线的倾斜角为________.6.若(4,2),(5,)A B m所在直线与(1,2),(3,4)C D所在直线的斜率相等,则m的值为______.7.已知直线,PM PN的斜率分别为7 2,4 -,若点,M N的坐标分别为(5,3),(3,2)-,则点P的坐标为______. 8.若将直线沿x轴负方向平移三个单位,再沿y轴正方向平移一个单位后,又回到了原来的位置,则原直线的斜率为______.三、解答题9.已知直线l过点(2,3),(2,1)A m B-,根据以下条件求实数m的值.(1)直线l的倾斜角为90︒;(2)直线l的倾斜角为135︒;(3)点(3,)C m也在直线l上.10.已知O为坐标原点,且点(,)P m n在函数241033y x x=--(12)x-≤≤的图像上,求直线OP倾斜角α的取值范围.第二章 解析几何初步§1 直线与直线的方程第1课时 直线的倾斜角与斜率【预习导航】1.在直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线l ,把x 轴(正方向)按逆时针绕着交点旋转到和直线l 重合所成的角,叫做直线l 的______,当直线l 与x 轴平行时,直线的倾斜角为______,倾斜角α的取值范围为______.2.若12x x ≠,则11(,)A x y ,22(,)B x y 两点所在直线的斜率k =______.参考答案: 1.倾斜角,0︒,0180α︒≤<︒2.2121y yk x x -=-【基础自测】1.若一条直线的倾斜角为30︒,则这条直线的斜率为( )(A)12 (B)32(C)33 (D)32.若一条直线经过(2,1)A ,(1,0)B 两点,则这条直线的倾斜角为( )(A)45︒ (B)60︒ (C)120︒ (D)135︒ 3.若经过(4,21)A m +,(2,3)B -两点的直线的斜率为1,则m =( )(A)3- (B)1- (C)0 (D)2 4.以下说法正确的是( )(A)直线的倾斜角增大时,其斜率增大 (B)直线的倾斜角增大时,其斜率减小 (C)斜率为正的直线不可能经过第四象限 (D)过第一、二、三象限的直线斜率为正 参考答案: 1.C 2.A 3.B 4.D【典例剖析】题型1: 倾斜角与斜率的概念例1 在下列四个命题中,正确的有____个. (1)在坐标平面内的任何一条直线都有倾斜角和斜率;(2)直线倾斜角的取值范围为[0,180]︒︒; (3)若直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan k α=;(4)若直线向上的方向与y 轴正方向所成角为α,则直线的倾斜角为90α︒-或90α︒+. [思路分析]根据倾斜角与斜率的定义对各个命题逐一进行判断即可.[解]由于当直线的倾斜角为90︒时,其斜率不存在,故(1),(3)均不对;由倾斜角的定义可知直线倾斜角的范围为[0,180)︒︒,故(2)不对;对于(4),当=0α︒时,直线的倾斜角为90︒,符合题意;当直线向上的部分在y 轴左侧时,直线的倾斜角为90α︒+,当直线向上的部分在y 轴左侧时,直线的倾斜角为90α︒-,符合题意;当=90α︒时,直线的倾斜角为0︒,符合题意;故(4)正确.综上可知,正确的命题个数为1. [规律技巧]掌握直线的倾斜角与斜率的概念是解决此类问题的关键.[变式训练]下列叙述中不正确的是( )A.若直线的斜率存在,则必有倾斜角与之对应B.每一条直线都有且只有一个倾斜角C.与坐标轴垂直的直线的倾斜角为0︒或90︒D.若直线的倾斜角为α,则这条直线的斜率为tan α;解:当直线的倾斜角=90α︒时,tan α没有意义,从而可知D 选项不正确,答案为D. 题型2: 直线的斜率公式及其应用例2 求证:点(11)A -,,(27)B --,,(03)C -,共线.[思路分析]证明三点共线的方法也比较多,在此,我们利用斜率来进行证明. [解]由直线AB 的斜率为(7)(1)2(2)1AB k ---==--.同理,直线AC 的斜率为(3)(1)201ACk ---==-.故AB AC k k =.即,直线AB ,AC 的倾斜角相等,且都经过点A ,故直线AB ,AC 重合,即结论成立.[规律技巧]对于三点共线的问题,可以通过直线斜率来处理,但需要注意直线斜率不存在的情况.[变式训练]若(2,4)(3),(1,)A B m C m --,,三点共线,求实数m 的值.解:∵点(2,4)(3),(1,)A B m C m --,,共线, ∴AB AC k k =,即443(2)1(2)m m ---=----.解得1m =.题型3: 直线的倾斜角与斜率关系的应用 例3 设点(,)P m n 在函数82y x =-的图像上,且23m ≤≤,求nm的最大值和最小值. [思路分析]由消元可将原问题转化为函数求解;由n n m m -=-可看成点(,)P m n 与坐标原点连线的斜率来求解.在此,我们用后者. [解]在函数82y x =-的图像上2m =的点为(2,4)A ,3m =的点为(3,2)B , 又由于00n n m m -=-,故nm表示线段AB 上的点(,)P m n 与坐标原点连线的斜率,而40220OA k -==-,202303OB k -==-, 故n m 的最大值为2,最小值为23. [规律技巧]本题将代数式的几何意义进行了挖掘,是数形结合法的典型应用,值得大家学习和借鉴.另外需要注意的是,本题中的nm在临界状态OA k 与OB k 之间,而有的题目可能在临界状态之外,需要注意体会.[变式训练]设点(,)P m n 在函数5y x =-的图像上,且23m -≤≤,求nm的取值范围. 解:在函数5y x =-的图像上2m =-的点为(2,7)A -,3m =的点为(3,2)B ,又由于00n n m m -=-,故nm表示线段AB 上的点(,)P m n 与坐标原点连线的斜率,而707202OA k -==---,202303OB k -==-, 故72n m ≤-或23n m ≥. 【知能迁移】例4 已知过坐标原点O 的直线123,,l l l 还分别过点(3,4),(4,3),(1,A B C k -,且OC 平分AOB ∠,求实数k 的值.[思路分析]由斜率的定义知k 就是3l 的斜率,再结合OC 平分AOB ∠即可求解. [解]∵点(3,4),(4,3)A B -到坐标原点O 的距离均为5,即OA OB =,∴由OC 平分AOB ∠可知直线3l 与线段AB 的交点D 是AB 中点.∴点D 坐标为3443(,)22+-,即71(,)22D .又由斜率定义知k 值等于直线3l 的斜率,也就是直线OD 的斜率,故10127702k -==-. [规律技巧]本题给出了平分两条直线所成角的直线斜率的求法.本题中对平面几何知识的应用值得关注.[变式训练]已知过坐标原点O 的直线12,l l 分别过点(1,2),(1,3)A B -,点C 在AB 上,且OC 平分AOB ∠,求直线OC 的斜率.解:设直线OC 的斜率为k ,则点C 的坐标为(1,)k ,由OC 平分AOB ∠可得:::O A O B AC BC =,即222212:1(3)(2):((3))k k ++-=---. 解得752k =-.【课时作业】 一、选择题1.过点(3,2),(2,3)A B --,的直线的倾斜角为( )(A)45︒ (B)60︒ (C)135︒ (D)120︒ 答案:A. 因3212(3)AB k -==---.2.若过点(2,2),(,8)A m B m -的直线的斜率为1,则m 的值为( )(A)1- (B)2- (C)1 (D)2 答案:D. 由821(2)AB mk m -==--得2m =.3.若过(2,1),(1,)A B m 两点的直线的倾斜角为锐角,则m 的取值范围为( ) (A)1m <- (B)1m < (C)1m >- (D)1m > 答案:B. 由1012AB m k -=>-可得1m <.4.下列各组中,三点共线的是( )(A)(1,4),(1,2),(3,5)A B C-(B)(2,5),(7,6),(5,3)A B C---(C)1(1,0),(0,),(7,2)3A B C-(D)(0,0),(2,4),(1,3)A B C-答案:C.由斜率公式计算可得答案.二、填空题5.若直线的倾斜角为0︒,则该直线的斜率为________;若直线的斜率不存在,则该直线的倾斜角为________.答案:0,不存在.6.若点(4,2),(5,)A B m所在直线的斜率与点(1,2),(3,4)C D所在直线的斜率相等,则实数m的值为______.答案:3. 由2425431ABmk--==--得3m=.7.已知直线,PM PN的斜率分别为7 2,4 -,若点,M N的坐标分别为(5,3),(3,2)-,则点P的坐标为______.答案:(1,5)-. 设点P的坐标为(,)x y,则由题意可得325yx-=-,且2734yx-=-+,于是可解得1,5x y==-.8.若将直线沿x轴负方向平移三个单位,再沿y轴正方向平移一个单位后,又回到了原来的位置,则原直线的斜率为______. 答案:13-. 设(,)P m n是原直线上任意一点,则平移两次后的点(3,1)Q m n-+也在原直线上,由此求得PQ的斜率即可.1133PQn nkm m+-==---.三、解答题9.已知直线l过点(2,3),(2,1)A m B-,根据以下条件求实数m的值.(1)直线l的倾斜角为90︒;(2)直线l的倾斜角为135︒;(3)点(3,)C m也在直线l上.解:(1)因22m=,故1m=.(2)因3(1)tan135122m--=︒=--,故1m=-.(3)因3(1)(1)2232mm----=--,故3m=±. 10.已知O为坐标原点,且点(,)P m n在函数241033y x x=--(12)x-≤≤的图像上,求直线OP倾斜角α的取值范围.解:由题意可知函数的图像是下图中的曲xy2-1BAPO线段AB,其中点,A B分别为(1,1)A--和(2,2)B -.从而可求得:10110OA k --==--,20120OB k -==---, 于是直线OP 的斜率k 满足:1k ≤-或1k ≥.又由于tan k α=,且0απ≤<,故可得:tan 1α≤-或tan 1α≥-,且0απ≤<.解得:324ππα<≤或42ππα≤<. 另外,直线OP 的倾斜角能取到2π. 综上可知,直线OP 倾斜角α的取值范围为344ππα≤≤.。
11、1 平面解析几何初步
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11、平面解析几何初步11.1直线与方程【知识网络】1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素。
2.理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式。
3.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、斜截式、两点式、截距式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系。
【典型例题】[例1](1)直线3y + 3 x +2=0的倾斜角是()A .30°B .60°C .120°D .150°(2)设直线的斜率k=2,P 1(3,5),P 2(x 2,7),P (-1,y 3)是直线上的三点,则x 2,y 3依次是 ( )A .-3,4B .2,-3C .4,-3D .4,3 (3)直线l 1与l 2关于x 轴对称,l 1的斜率是-7 ,则l 2的斜率是 ( )A .7 B.-7 C.7D .-7 (4)直线l 经过两点(1,-2),(-3,4),则该直线的方程是.(5)从直线l 上的一点A 到另一点B 的纵坐标增量是3,横坐标增量是-2,则该直线的斜率是.[例2]一条直线经过点M (2,1),且在两坐标轴上的截距和是6,求该直线的方程。
[例3]已知直线方程为ax -y +2a +1=0(1) 若x ∈(-1,1)时,y >0恒成立,求a 的取值X 围;(2) 若a ∈(-16 ,1)时,y >0恒成立,求x 的取值X围;[例4]设动点P ,P’的坐标分别为(x ,y ),(x ’,y’),它们满足⎩⎨⎧x' =3x +2y +1,y' =x +4y -3.若P ,P’在同一直线上运动,问:这样的直线是否存在?若存在,求出方程;若不存在,说明理由.【课内练习】1. 过点A (x ,4)和点B (-2,x )的直线的倾斜角等于45°,则x 的值为( )A .1B .-1C .22D .-2 2.直线ax+by+c=0同时通过第一、第二、第四象限,则a 、b 、c 应满足( )A .abc>0B .ac<0且bc<0C .b=0且ab<0D .a=0且bc<03.下列四个命题中的真命题是 ( )A .经过点P (x 0,y 0)的直线一定可以用方程y -y 0=k (x -x 0)表示B .经过任意两个不同点P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)的直线都可以用方程 (y -y 1)(x 2-x 1)= (x -x 1)(y 2-y 1)表示C .不经过原点的直线都可以用方程 x a + yb=1表示D .经过点A (0,b )的直线都可以用方程y =kx +b 表示 4.已知直线l 1:ax-y-b=0,l 2:bx-y+a=0,当a 、b 满足一定的条件时,它们的图形可以是( )5.将直线l 1:x-y+3–2=0绕着它一面的一点(2,3)沿逆时针方向旋转15º,得直线l 2,则l 2的方程为.6.倾斜角α= 120°的直线l 与两坐标轴围成的三角形面积S 不大于3,则直线l 在y 轴上的截距的取值X 围为 .7.经过点A (3,2)且在两轴上截距相等的直线方程是.8.某一次函数图象沿x 轴正方向平移2个长度单位后,经过点P (-1,3),再沿y 轴负方向平移1个长度单位后,又与原图象重合,求该一次函数解析式.9.设a ,b 是参数, c 是常数,且a 、b 、c ≠0,1a + 1b = 1c ,证明:直线 x a + yb = 1 必过一定点,求此定点的坐标.10.过点P (4,3)作直线l ,它与两坐标轴相交且与两坐标轴围成的三角形面积为3个平方单位,求直线l 的方程。
解析几何的初步认识
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解析几何的初步认识解析几何是数学中一个非常重要的分支,它的应用范围非常广泛。
解析几何是基于代数的几何分支,主要研究欧几里得几何中与代数运算有关的一些问题。
本文将介绍解析几何的基本概念、方法和应用,以帮助初学者更好地理解和掌握这门学科。
一、解析几何的基本概念和方法1. 点和坐标在解析几何中,将平面上的点与一个坐标系中的点一一对应。
一个点在坐标系中的位置用一个有序数对(x,y)来表示。
其中,x表示该点与纵坐标轴的距离,y表示该点与横坐标轴的距离。
这个有序数对(x,y)叫做点的坐标。
2. 直线和方程在解析几何中,将平面上的直线与一个方程一一对应。
直线的方程可以表示为y=kx+b的形式,其中k为直线的斜率,b为直线在y轴上的截距。
在解析几何中,通过已知点和斜率、截距等信息可以唯一确定一条直线。
3. 图形的方程除了直线的方程以外,解析几何中还有其他图形的方程。
例如圆的方程可以表示为(x-a)²+(y-b)²=r²的形式,其中(a,b)表示圆心的坐标,r表示圆的半径。
4. 向量和坐标表示在解析几何中,向量可以表示为有向线段的长度和方向的组合。
这可以通过向量的坐标来表示。
一个向量的坐标表示为(x,y)或者[ x,y ],代表向量的纵坐标和横坐标。
二、解析几何的应用1. 计算几何解析几何为计算几何提供了一个强大的工具。
例如,可以使用解析几何来求两条直线的交点、距离等问题。
同时,解析几何中的向量可以用于描述物理中的速度、力、加速度等量。
2. 几何证明解析几何使得几何证明更加便捷。
例如,通过解析几何可以证明三角形的中垂线、垂线等定理。
3. 运动学与动力学解析几何可以应用于运动学和动力学中,例如考虑质点在空间中的运动轨迹,以及通过速度和加速度等信息来描述质点的运动状态。
这些应用既有理论意义,也有实际应用价值。
三、总结通过本文的介绍,我们初步认识了解析几何的基本概念、方法和应用。
无论是在理论、技术、经济等领域,解析几何都有广泛的应用,这也让解析几何成为数学中非常重要的分支之一。
高中数学知识点:平面解析几何初步知识点总结
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高中数学知识点:平面解析几何初步知识点总结高中数学知识点:平面解析几何初步知识点总结
平面解析几何初步:
①直线与方程是解析几何的基础,是高考重点考查的内容,单独考查多以选择题、填空题出现;间接考查则以直线与圆、椭圆、双曲线、抛物线等知识综合为主,多为中、高难度试题,往往作为把关题出现在高考题目中。
直接考查主要考查直线的倾斜角、
直线方程,两直线的位置关系,点到直线的距离,对称问题等,间接考查一定会出现
在高考试卷中,主要考查直线与圆锥曲线的综合问题。
②圆的问题主要涉及圆的方程、直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系以及圆
的集合性质的讨论,难度中等或偏易,多以选择题、填空题的形式出现,其中热点为
圆的切线问题。
③空间直角坐标系是平面直角坐标系在空间的推广,在解决空间问题中具有重要
的作业,空间向量的坐标运算就是在空间直角坐标系下实现的。
空间直角坐标系也是
解答立体几何问题的重要工具,一般是与空间向量在坐标运算结合起来运用,也不排
除出现考查基础知识的选择题和填空题。
《解析几何初步》新课标解读
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课标解读:解析几何初步解析几何是17世纪数学发展的重大成果之一,其本质是用代数方法研究图形的几何性质,体现了数形结合的重要数学思想。
在解析几何初步中,学生将在平面直角坐标系中建立直线和圆的代数方程,运用代数方法研究它们的几何性质及其相互的位置关系,并了解空间直角坐标系。
体会数形结合的思想,初步形成用代数方法解决几何问题的能力。
1.课程标准要求(1)直线与方程①在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素。
②理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式。
③能根据斜率判定两条直线平行或垂直。
④根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系。
⑤能用解方程组的方法求两直线的交点坐标。
⑥探索并掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离。
(2)圆与方程①回顾确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程。
②能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系。
③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题。
(3)在平面解析几何初步的学习过程中,体会用代数方法处理几何问题的思想。
(4)空间直角坐标系①通过具体情境,感受建立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置。
②通过表示特殊长方体(所有棱分别与坐标轴平行)顶点的坐标,探索并得出空间两点间的距离公式。
《标准》中对“解析几何初步”的要求只是阶段性要求,在选修1、2中,还将进一步学习圆锥曲线与方程的内容,因此,对本部分内容的教学要把握好度,特别是对解析几何思想的理解不能一步到位。
2.知识内容的整体定位《标准》中对“平面解析结合初步”这部分内容的整体定位如下:解析几何用代数方法研究图形的几何性质,体现了数形结合的重要数学思想。
在本模块中,学生将在平面直角坐标系中建立直线和圆的代数方程,运用代数的方法研究他们的几何性质及其位置关系,并了解空间直角坐标系。
浅谈高中数学解析几何初步的意义
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浅谈高中数学解析几何初步的意义【摘要】:随着技术的创新,各个学科都有了新的进展,我们在学习中,一定能够感受到技术的发展,会带动着学科的进步。
可以结合所学的学科知识,它能够帮助我们更好的去解决一些生活上问题,比如说数学内容和思想,所以我们要不断的更新自己的学识本章,接下来本文分析从解析几何的角度去分析其在生活中的重要意义。
【关键词】:高中数学解析几何初步意义一、为什么要学习解析几何初步从历史的角度来看,16世纪以后,由于技术的创新,很多学科,比如说力学天文学院航海等方面都提出了对几何学有更多的需求,例如德国天文学家开普勒发现行星绕着太阳沿着椭圆轨道运行的中描绘了初步的几何模型,还有意大利的物理科学家伽利略发现了投掷物,它的运动轨迹也是可以由几何图形构成的,这两者他们都涉及到了圆锥曲线的知识点,如果想要研究并找出这些曲线的来源或者是原理,只是通过之前的简单几何是没办法完成的,所以我们需要学会创新,必须要通过解析几何来联系起来,那么什么是解析几何呢?解析几何,就是通过以画图的形式建立坐标系,把几何类的问题换成代数类的问题,用代数的方法进步研究几何问题,同时也可以提供一些方面的几何背景和解题思路。
直线和圆是作为解析几何的最基础的内容,在高中学习过程中,也是将直线的斜率,直线的位置关系,圆的方程直线与圆的位置关系,视为高考的主要考点,在学习过程中,我们也会学到与圆锥曲线结合,进行一个综合性的考察,而圆锥曲线也是作为高考必考热点考点的主要内容,主要是考察的是集中的定义标准方程的求法,通过圆锥曲线的方程来确定解析几何的性质,比如说包括离心率,焦点范围等,都可以通过画图来求出来,那圆锥曲线他的位置关系跟直线的关系,其中考察的一些特殊的知识点,比如说定点、定值最值及范围问题,也是为常考内容,主要以选择题和填空题的形式进行考察,在限定的时间内,以最快的速度构建出思路,并运用数学的方式进行解答,可以很好的锻炼他们的思维能力。
第08章平面解析几何初步
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第八章 平面解析几何初步第一单元 直线的方程【考纲要求】1.本单元中的直线方程的考纲要求为C ,直线的倾斜角、斜率,两直线的位置关系,点到直线的距离的考纲要求为B ;2.理解直线的倾斜角与斜率的联系;3.掌握直线方程的各种形式并灵活运用;4.掌握两条直线平行或垂直判定方法;5.能用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标;6.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离. 【知识回顾】1.倾斜角:一条直线l 向上的方向与____________所成的最小正角,叫做直线的倾斜角,范围为_________;2.斜率:当直线的倾斜角α不是090时,则称其正切值为该直线的斜率,即=k ______;当直线的倾斜角等于090时,直线的斜率_______.3.过两点))(,(),,(21222111x x y x P y x P ≠的直线的斜率公式: =k . 若,21x x =则直线21P P 的斜率不存在,此时直线的倾斜角为090.4.直线方程的五种形式:斜截式: 点斜式: 截距式: 两点式: 一般式: 5.平行、垂直的充要条件:已知直线1l :11y k x b =+和直线2l :22y k x b =+,则12//l l ⇔______________________ 12l l ⊥⇔_______________________. 6.点到直线的距离公式,平行直线间的距离公式:已知点),(00y x 到直线0Ax By C ++=的距离公式: .7.平行直线1l :10Ax By C ++=和直线2l :20Ax By C ++=,则12,l l 之间距离公式:__________=d .【方法回顾】例1.已知一条直线的倾斜角[]︒︒∈120,60α,求该直线斜率的变化范围例2.已知直线l 过点()2,1P ,且在两坐标轴上的截距互为相反数,求直线l 的方程. 直线l 的方程为x y 2=或1+=x y例3.求与直线l :06125=+-y x 行,且到l 的距离为2的直线的方程. 直线方程为032125=+-y x 或020125=--y x .52 . 直线的斜率与直线的方程【基础训练】1.直线032=--y x 的横、纵截距分别为 和 . 2.直线x y 2=关于x 轴对称的直线方程为 .3.将直线034=+-y x 绕着其与x 轴的交点逆时针旋转090所得直线方程为 . 4.设,2παπ<<则直线m x y +=αcos 的倾斜角的取值范围是 .5.已知方程05)3()2(=+-++y m x m 所表示的直线恒过定点,则定点坐标为_______. 6.已知),0,3(),3,2(B A -直线l 过)0,0(O 且与线段AB 相交,则直线l 的斜率的取值范围是 . 【例题分析】例1. 求证:)8,2(),2,0(),5,1(C B A 三点共线.例2.已知△ABC 的三个顶点是)0,6(),3,0(),4,3(--C B A ,求它的三条边所在的直线方程.例3.一条直线经过点),2,3(P 并且分别满足下列条件,求直线方程.(1)倾斜角是直线034=+-y x 的倾斜角的2倍; (2)在两条坐标轴上的截距相等的直线方程;(3)与y x ,轴的正半轴交于B A ,两点,且△OAB 的面积最小(O 为坐标原点).例4.已知直线l :0355=+--a y ax(1)求证:不论a 为何值,直线l 总经过第一象限; (2)为使直线不经过第二象限,求a 的取值范围.【拓展提升】例5.已知直线01243:=-+y x l 与y x ,轴的正半轴分别交于B A ,两点,直线g 和OA AB ,分别交于D C ,,且平分△OAB 面积,求CD 的最小值.53 .两条直线的平行关系与垂直关系 【基础训练】1.已知过点),2(m A -和)4,(m B 的直线与直线012=-+y x 平行,则m 的值为_____. 2.已知)2,1(A )1,3(B ,则线段AB 的垂直平分线的方程是_______________.3.平行四边形ABCD 中,已知)3,2(A ,)3,5(B ,)6,6(C ,则点D 的坐标为________. 4.设c b a ,,分别是△ABC 中C B A ∠∠∠,,所对的边长,则直线A sin ·0=++c ay x 与B bx sin -·0sin =+C y 的位置关系是 .5.已知)3,1(-A ,)1,3(B ,C 在坐标轴上,︒=∠90ACB ,则满足条件的点C 有____个. 6.若曲线x a y =与a x y +=有两个公共点,则的取值范围是_______________.【例题分析】例1.两条直线1:(3)453l m x y m ++=-,2:2(5)8l x m y ++=.当m 为何值时,两直线平行?垂直?相交?例2.已知一直线经过点P ),2,1(并且与点A )3,2(和B )5,0(-的距离相等,求直线的方程.例3.已知直线l 的方程为01243=-+y x ,按下列条件分别求直线l '的方程: (1)l '与l 平行且过点);3,1(-(2)l '与l 垂直且l '与坐标轴围成的三角形面积为4.例4. 已知三角形ABC 的顶点)1,2(B ,)3,6(-C ,其垂心为)2,3(-H ,求顶点A 的坐标.【拓展提升】例5.使三条直线0432,0,044=--=+=-+my x y mx y x 不能围成三角形的实数m 的值做多有几个?并求出m 的值.54.两直线的交点、点到直线的距离【基础训练】1.点P 在直线042=-+y x 上,O 为原点,则OP 的最小值为_________. 2.直线l 过原点,且点)1,2(到l 的距离为2,则l 的方程为 ___________. 3.直线43:-=x y l 关于点)1,2(-P 对称的直线方程为_______________.4.三条直线:013,012=-+=+-y x y x 和032=-+y ax 有且仅有两个不同的交点,则=a ___________.5.若直线m 被两平行线12:10:30l x y l x y -+=-+=与所截得的线段的长为22,则m 的倾斜角可以是①15 ②30 ③45 ④60 ⑤75其中正确答案的序号是 ______ .(写出所有正确答案的序号)6.两直线04=-+y ax 与02=--y x 相交于第一象限,则实数a 的取值范围是 . 【例题分析】例1 .已知△ABC 的顶点坐标为)0,1(),1,3(),3,1(-C B A ,求△ABC 的面积.例2.ABC ∆的顶点)8,2(A ,AB 边上的中线CD 所在的直线方程为02474=-+y x ,B ∠的平分线BE 所在的直线方程为042=+-y x ,求C B ,的坐标.例3.已知)2,0(∈a ,直线1l :0422=+--a y ax 和2l :022222=---+y a y a x 与坐标轴围成一个四边形,要使此四边形的面积最小,求a 的值.例4. 已知点)5,3(M ,在直线022:=+-y x l 和y 轴上各找一点P 和Q ,使MPQ ∆的周长最小.【拓展提升】例5.已知直线:30l x y -+=一光线从点(1,2)A 处射向x 轴上一点B 又从B 点反射到l 上一点C ,最后又从C 点反射回A 点.(1)试判断由此得到的ABC ∆是有限个还是无限个?(2)依你的判断,认为是无限个时求出所有这样ABC ∆的面积中的最小值;认为是有限个时求出这样的线段BC 的方程.第二单元 圆的方程【考纲要求】1.本单元中的圆的方程的考纲要求为C ,直线与圆,圆与圆的位置关系的考纲要求为B ;2.掌握圆的方程的两种形式,并能进行两种形式的互化;3.熟悉确定圆的要素,在给定的条件之下求圆的方程;4.掌握一般二元二次方程表示圆的条件;5.能根据给定的直线、圆的方程,判定直线与圆、圆与圆的位置关系; 6.能利用解析几何的手段解决有关直线与圆的问题. 【知识回顾】1.以),(b a C 为圆心,r 为半径的圆的标准方程为 ; 2.圆的一般式方程022=++++F Ey Dx y x 化为标准方程为 _____; 方程表示圆的条件为 ;3.圆C :()()222r b y a x =-+-与直线l :0=++C By Ax ,圆心C 到直线l 的距离为d = 。
平面解析几何初步
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平面几何初步课程要求1.直线及方程(1)在平面直角坐标系中,结合具体图形,确定直线位置的几何要素.(2)理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式.(3)能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.(4)掌握确定直线位置的几何要素,掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),了解斜截式及一次函数的关系.(5)能用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标.(6)掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.2.圆及方程(1)掌握确定圆的几何要素,掌握圆的标准方程及一般方程.(2)能根据给定直线、圆的方程判断直线及圆的位置关系;能根据给定两个圆的方程判断两圆的位置关系.(3)能用直线和圆的方程解决一些简单的问题.(4)初步了解用代数方法处理几何问题的思想.3.空间直角坐标系(1)了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标表示点的位置.(2)会推导空间两点间的距离公式.考情分析平面解析几何是高中数学的一个基本知识点,我们学习它是为了后面学习空间几何和圆锥曲线打基础。
但平面几何作为一个考点,还是会在选择题或填空题中出现一道,而且难度适中。
为了拿到这5分,并且为后面的解答题做准备,我们需要牢牢掌握这部分基础知识。
知识梳理1一、直线及方程1.直线的倾斜角和斜率:倾斜角:x轴正向及直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。
特别地,当直线及x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。
因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180直线的斜率:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。
直线的斜率常用k 表示。
斜率反映直线及轴的倾斜程度斜率的公式:给定两点()()y x p y x P ,,222111,,x x 21≠,则直线P P 21的斜率平行及垂直:两条直线l l 21,,他们的斜率分别为k k 2,12.直线的方程点斜式:直线l 过点()y x p 000,,且斜率为k,那么直线方程为: 斜截式:直线l 斜率为k ,且及y 轴交点为(0,b ), 那么直线方程为: y=kx+b两点式:直线l 过点(),y x p 111,()y x p 222,,其中x x 21≠,y y 21≠,那么直线方程为xx x yy y x y 121121--=--直线的一般方程:0=++C By Ax ,(A ,B 不同是为0) 3.两点间的距离 4.点到直线的距离点()y x p 000,到直线l :0=++C By Ax 的距离为:B2200+++=A y x CB A d5. 两条平行线间的距离已知两条平行线0:,0:C 2211=++=++By Ax By Ax l C l ,则l l 21与的距离为BA C C d 2221+-=二、圆及方程1.圆的定义(1)在平面内,到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆. (2)确定一个圆的要素是圆心和半径. 2.圆的方程(1)圆的标准方程: 222()()x a y b r -+-=,其中圆心为A(a,b),半径为r ;(2)圆的一般方程:220x y Dx Ey F ++++=()2240D E F +->注:上述方程配方得:22224224D E D E F x y +-⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3.求圆的方程的一般步骤为:(1) 根据题意选择标准方程或者一般方程; (2) 根据条件列出关于,,a b r 或者,,D E F 的方程组; (3)解出,,a b r 或者,,D E F 代入标准方程或者一般方程.4.点00(,)M x y 及圆222()()x a y b r -+-=的关系: (1)若2200()()x a y b -+->2r 则点M 在圆外;(2)若22200()()x a y b r -+-=,则点M 在圆上; (3)若2200()()x a y b -+-<2r ,则点M 在圆内.5.直线l :0Ax By C ++=及圆 222()()x a y b r -+-=的位置关系: (1)若圆心A 到直线l的距离d r =>,则直线及圆相离;(2)若圆心A 到直线l的距离d r =<,则直线及圆相交; (3)若圆心A 到直线l的距离d r ==,则直线及圆相切; 6.圆及圆的位置关系:设两圆的连心线长为l ,则判别圆及圆的位置关系的依据有以 下几点:(1)当21r r l +>时,圆1C 及圆2C 相离; (2)当21r r l +=时,圆1C 及圆2C 外切;(3)当<-||21r r 21r r l +<时,圆1C 及圆2C 相交;注:当圆()()2221111:C x a y b r -+-=及圆()()2222222:C x a y b r -+-=相交及A 、B 两点时,上述方程相减即得直线AB 方程. 题型分类1.求直线的方程:例. 如图所示,已知两条直线l 1:x -3y +12=0,l 2:3x +y -4=0,过定点P (-1,2作一条直线l ,分别及直线l 1、l 2 交于M 、N 两点,若点P 恰好是MN 的中点,求直线l 的方程。
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解析几何初步复习提纲一、直线方程1、 倾斜角:当直线l 与x 轴相交时,x 轴的正方向与直线l 向上的方向所成的角,叫直线l 的倾斜角;当直线l 与x 轴平行或重合时,倾斜角等于00 。
倾斜角的取值范围是____[)π,0________。
2、 直线的斜率 (1).定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切值叫这条直线的斜率k ,即k =tan α(α≠90°);倾斜角为90°的直线没有斜率;(2).斜率公式:经过两点111(,)P x y 、222(,)P x y 的直线的斜率为()212121x x x x y y k ≠--=; (3).应用:证明三点共线: AB BC k k =。
注:①当 90=α或12x x =时,直线l 垂直于x 轴,它的斜率不存在.②每一条直线都存在惟一的倾斜角,除与x 轴垂直的直线不存在斜率外,其余每一条直线都有惟一的斜率,并且当直线的斜率一定时,其倾斜角也对应确定.注:1、直线Ax+By+C=0(B ≠0)的斜率k=___。
2、几种特殊的直线方程平行与x 轴的直线___ _; x 轴___________ y b ;0y平行与y 轴的直线___ __;y 轴_______ _____ x a ;0x经过原点(不包括坐标轴)的直线________________ ykx4.设直线方程的一些常用技巧:1.知直线纵截距b ,常设其方程为y kx b =+;2.知直线过点00(,)x y ,当斜率k 存在时,常设其方程为00()y k x x y =-+,当斜率k 不存在时,则其方程为0x x =; 3.与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为10Ax By C ++=; 4.与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为10Bx Ay C -+=.5、过直线l 1、l 2交点的直线系方程:(A 1x +B 1y +C 1)+λ( A 2x +B 2y +C 2)=0 (λ∊R )注:该线系不含l 2.注:求直线方程的基本思想和方法是恰当选择方程的形式,利用待定系数法求解。
5、三种距离:(1)A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB|=________________________。
(2)A (x 0,y 0),直线 l :Ax+By+C=0,则A 到直线l 的距离d=_________________。
(3)两平行线l 1: Ax+By+C 1=0,l 2:Ax+By+C 2=0,则l 1与l 2 之间的距离d=__________________。
七、点关于特殊直线的对称 1)点(00,y x )关于x 轴对称的点为(00,y x -);2)点(00,y x )关于y 轴对称的点为(00,y x -);3)点(00,y x )关于原点对称的点为(00,y x --); 4)点(00,y x )关于x y =对称的点为(00,x y );5)点(00,y x )关于x y -=对称的点为(00,x y --)。
(一)中心对称 (中点坐标公式的应用)1.点点对称:点(00,y x )关于(b a ,)对称的点为(002,2y b x a --);2.线点对称: (转化为点点对称) 在待求直线上任取一点(y x ,),它关于点(b a ,)对称点(y b x a --2,2)在已知直线上,代入已知直线化简即得所求直线方程。
(二) 轴对称1.点线对称:由轴对称定义知,对称轴即为两对称点连线的“垂直平分线”.利用“垂直”“平分”这两个条件建立方程组,就可求出对顶点的坐标.一般情形如下:设点P (x 0,y 0)关于直线y =kx +b 的对称点为P ′(x ′,y ′),则有 0x x y y -'-'·k =-1, 2y y +'=k ·20x x +'+b ,特殊地,点P (x 0,y 0)关于直线x =a 的对称点为P ′(2a -x 0,y 0);点P (x 0,y 0)关于直线y =b 的对称点为P ′(x 0,2b -y 0).2.线线对称(转化为点线对称) 设a 关于l 对称直线为b(1)若a 与l 平行,则b 与l 也平行,且b a ,到l 的距离相等,利用平行线间距离公式求得。
(2)若a 与l 相交,先求出l a ,交点P ,再在上任取一点Q (异于交点),利用点线对称求出对称点Q',则Q'在b 上,可求出x ′、y ′.由P 、Q'求出b 的方程。
二、直线与圆1.圆的定义:平面内与一定点距离等于定长的点的轨迹称为圆2. 圆的标准方程 :222)()(r b y a x =-+- 圆心为),(b a C ,半径为r , 若圆心在坐标原点上,这时0==b a ,则圆的方程就是222r y x =+注:特殊圆的方程:①与x 轴相切的圆方程222)()(b b y a x =±+- )],(),(,[b a b a b r -=或圆心②与y 轴相切的圆方程222)()(a b y a x =-+± )],(),(,[b a b a a r -=或圆心 ③与x 轴y 轴都相切的圆方程222)()(a a y a x =±+± )],(,[a a a r ±±=圆心3.圆的一般方程:只有当0422>-+F E D 时,022=++++F Ey Dx y x ①表示的曲线才是圆,把形如①的方程称为圆的一般方程当0422>-+F E D 时,①表示以(-2D ,-2E)为圆心,F E D 42122-+为半径的圆; 4.()()1122A ,,,x y B x y 为直径端点的圆方程()()()()12120x x x x y y y y --+--= 5.圆的参数方程:(1)圆心为原点半径为r 的圆的参数方程⎩⎨⎧==θθsin cos r y r x θ为参数(2)圆心为),(b a 原点半径为r 的圆的参数方程 ⎩⎨⎧+=+=θθsin cos r b y r a xθ为参数6.点与圆的位置关系:给定点),(00y x M 及圆222)()(:r b y a x C =-+-.①M 在圆C 内22020)()(r b y a x <-+-⇔②M 在圆C 上22020)()(r b y a x =-+-⇔③M 在圆C 外22020)()(r b y a x >-+-⇔7.直线与圆的位置关系:直线:0l Ax By C ++=和圆()()222C :x a y b r-+-=()0r >有相交、相离、相切。
可从代数和几何两个方面来判断:(1)几何方法(比较圆心到直线的距离与半径的大小):设圆心到直线的距离为d ,则d r <⇔相交;d r >⇔相离;d r =⇔相切。
(2)代数方法(判断直线与圆方程联立所得方程组的解的情况):0∆>⇔相交;0∆<⇔相离;0∆=⇔相切;8.圆与圆的位置关系(用两圆的圆心距与半径之间的关系判断):已知两圆的圆心分别为12O O ,,半径分别为12,r r ,则(1)当1212|O O r r |>+时,两圆外离;(2)当1212|O O r r |=+时,两圆外切; (3)当121212<|O O r r r r -|<+时,两圆相交;(4)当1212|O O |r r |=|-时,两圆内切; (5)当12120|O O |r r ≤|<|-时,两圆内含。
9、圆的切线方程和切线长 (一)切线方程①若点(x 0 ,y 0)在圆上,利用半径与切线的垂直关系求解特别地,过圆222r y x =+上一点),(00y x P 的切线方程为200r y y x x =+.②若点(x 0 ,y 0)不在圆上,圆心为(a,b)则,联立求出⇒k 切线方程. 提醒:若求出一条,那么的考虑(斜率不存在的情况)注意:从圆外一点引圆的切线一定有两条,可先设切线方程,再根据相切的条件,运用几何方法(抓住圆心到直线的距离等于半径)来求; (二)切线长1、过圆222()()x a y b R -+-=)外一点00(,)P x y2、过圆022=++++F Ey Dx y x 外一点00(,)P x y 所引圆的切线的长为 10、弦长问题 Rt △ 2221()2r d a =+ 11、,圆系方程 (1)相交圆系:1、圆与圆相交过圆C 1:x 2+y 2+D 1x +E 1y +F 1= 0和C 2:x 2+y 2+D 2x +E 2y +F 2= 0的交点的圆系方程为x 2+y 2+D 1x +E 1y +F 1+λ(x 2+y 2+D 2x +E 2y +F 2) = 0,注:公共弦方程:设圆C1∶011122=++++F y E x D y x 和圆C2∶022222=++++F y E x D y x .若两圆相交,则其公共弦方程为0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D .特别的,如果两圆相切,则为公切线方程2、直线与圆相交过圆C :x 2+y 2+Dx +Ey +F = 0与直线l :Ax +By +C = 0交点的圆系方程为x 2+y 2+Dx +Ey +F +λ( Ax +By +C) = 0 (λ∈R).(2)同心圆系12、三角形的有关知识点(注意与直线问题的联系)垂心———三角形垂心是三角形三边中线的交点 三、线性规划1、确定二元一次不等式00AxBy C 表示的区域的步骤若下:①在平面平面直角坐标系中作出直线0AxByC②在该直线的一侧,任取一点00P x y ,;当0C ≠,常把原点作为特殊点; ③将00P x y ,代人Ax ByC 求值: 00Ax By C④如000Ax By C ,则包含点P 的区域为不等式0Ax By C 所表示的平面区域;不包含点P 的区域为不等式0AxBy C 所表示的平面区域。
2、。
解线性规划问题的方法①画出可行域(注意边界的虚实线)②对目标函数(),0z ax by b =+≠变形:得到直线:l a z y x b b =-+,画出直线0:a l y x b=-③将直线0l 在可行域中进行平移,平移至可行域的各个边界点 ④根据直线l 的纵截距zb,以及b 的正负,求出z 的最值 练习题: 一、直线的方程1、求函数11363)(2424+--+--=x x x x x x f 的最大值。
2、直线l 的倾斜角]43,2()2,4[ππππα⋃∈,则斜率∈k ),1[]1,(+∞⋃--∞3、已知)3,3(),2,6(),1,3(--N M P ,直线l 过点P 且与线段MN 相交 (1)求直线l 的倾斜角的取值范围;(2)求直线l 的斜率的取值范围. (答案(1)]65,4[ππ (2)),1()33,(+∞⋃--∞)4、已知θ∈[0,π],则θθsin 2cos 3-+=y 的取值范围是__________5、直线的倾斜角为α,满足ααcos 3sin 2=,并且在y 轴上的截距为1,求此直线方程(答案 0223=+-y x )6、若0,0<>b k 时,则直线b kx y +=必不通过( B )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限7、直线l 经过P (2,3),且在两坐标轴上的截距相等,则该直线方程为 05=-+y x 或023=-y x 8、已知直线l 在y 轴上的截距为-4,且它与两坐标轴围成的三角形面积为8,求此直线方程. (答案:04=++y x 或04=--y x )9、已知直线l 过点P (-2,1),倾斜角与直线32-=x y 的倾斜角互补,则直线l 的方程是( C ) A .)2(21+=-x y B .)2(211+=-x y C .)2(21+-=-x y D .)2(211+-=-x y 10、R m ∈,直线012)1(=++--m y x m 过定点( D )A .)21,1( B .)0,2(- C .)3,2( D .)3,2(- 11、已知三点,2A a ,5,1B ,C4,2a 在同一直线上,a 的值为 . 2a或72a若三点(2,2),(,0),(0,)(0)A B a C b ab ≠共线,则11a b +的值等于1212、(1)直线(2)(21)(34)0m x m y m +----=,不管m 怎样变化恒过点______(答:(1,2)--); (2)直线120x ky k -+-=,不管k 怎样变化恒过点______二、两直线的位置关系13、求经过点)1,2(-M ,且与点)0,3(),2,1(B A -距离相等的直线方程 (答案:02=+y x 或1=y )14、直线l 与直线0743=-+y x 平行,并和两坐标轴围成的三角形面积为24,则l 的方程为( C ) A .02443=++y x B .02443=-+y x C .02443=±+y x D . 以上都不对 15、平行于直线0753:=+-y x l ,并且在两坐标轴上的截距之和为4的直线方程是 03053=--y x16、已知三角形ABC 的顶点A )7,5(、B )2,4(--、C )2,8(-,则过重心且平行于BC 边的直线方程为 1=y 17、已知两点)4,0(),0,2(B A -,则线段AB 的垂直平分线的方程是( C )A .02=+y xB .042=+-y xC .032=-+x yD .052=+-y x 18、求过点)10,0(A 且与坐标原点的距离等于5的直线的方程(答案:010=+-y x 或010=-+y x )19、直线322:01:21=+=-+y x l y x l 与的距离是( A )A .22B .2C .22 D .4220、若点),(y x 在直线012=-+y x 上运动,则y x 42+ 的最小值是21、点)1,3(-P 关于点)2,2(-M 的对称点坐标是 (1,-3) 22、点)3,2(P 关于直线042:=--y x l 对称点(答案)59,522() 23、直线43-=x y 关于点)1,1(M 对称的直线方程 (答案x y 3=)24、求直线032=+-y x 关于直线0=+y x 对称的直线方程 (答案0107=-+y x )25、设直线1:60l x my ++=和2:(2)320l m x y m -++=,当m =_______时1l ∥2l ;当m =________时1l ⊥2l ;当m _________时1l 与2l 相交;当m =_________时1l 与2l 重合(答:-1;12;3) 26、已知两条直线1l :x +m 2y +6=0, 2l :(m -2)x +3my +2m =0,当m 为何值时, 1l 与2l(1) 相交;(2)平行;(3)重合? 分析:利用垂直、平行的充要条件解决.解:当m=0时,1l :x +6=0,2l :x =0,∴1l ∥2l , 当m=2时,1l :x +4y +6=0,2l :3y +2=0 ∴1l 与2l 相交;当m ≠0且m ≠2时,由m m m 3212=-得m =-1或m =3,由mm 2621=-得m =3故(1)当m ≠-1且m ≠3且m ≠0时1l 与2l 相交。