示范教案
整体设计
教学分析
教材利用斜率公式推导出了直线的点斜式方程,利用直线的点斜式方程推导出了直线的斜截式方程,让学生讨论得出直线的两点式方程,在练习B中给出了直线的截距式方程.
值得注意的是本节所讨论直线方程的四种形式中,点斜式方程是基础是一个“母方程”,其他方程都可以看成是点斜式方程的“子方程”.因此在教学中要突出点斜式方程的教学,其他三种方程形式可以让学生自己完成推导.
三维目标 1.掌握直线的点斜式方程和斜截式方程;了解直线的斜截式方程是点斜式方程的特例,培养普遍联系的辩证思维能力.
2.理解直线的两点式方程和截距式方程,并能探讨直线方程不同形式的适用范围,提高学生思维的严密性.
3.会求直线方程,提高学生分析问题和解决问题的能力. 重点难点
教学重点:直线方程的四种形式及应用. 教学难点:求直线方程. 课时安排 1课时
教学过程 导入新课
设计1.我们知道两点确定一条直线,除此之外,在平面直角坐标系中,一个定点和斜率也能确定一条直线,那么怎样求由一点和斜率确定的直线方程呢?教师引出课题.
设计2.上一节我们已经学习了直线方程的概念,其中直线y=kx+b就是我们本节所要进一步学习的内容,教师引出课题.
推进新课 新知探究 提出问题
(1)如左下图所示,已知直线l过P0(x0,y0),且斜率为k,求直线l的方程.
(2)已知直线l过点P(0,b),且斜率为k(如右上图),求直线l的方程.
(3)已知两点A(x1,y1),B(x2,y2),且x1≠x2,y1≠y2,求直线AB的方程.
(4)已知直线l在x轴上的截距是a,在y轴上的截距是b,且a≠0,b≠0.求证直线l的xy
方程可写为+=1.(这种形式的直线方程,叫做直线的截距式方程)
ab
讨论结果:
(1)设点P(x,y)为直线l上不同于P0(x0,y0)的任意一点,则直线l的斜率k可由P和P0
y-y0
两点的坐标表示为k=.即y-y0=k(x-x0).①
x-x0
方程①就是点P(x,y)在直线l上的条件.在l上的点的坐标都满足这个方程,坐标满足方程①的点也一定在直线l上.
方程①是由直线上一点P0(x0,y0)和斜率k所确定的直线方程,我们把这个方程叫做直线的点斜式方程.
特别地,当k=0时,直线方程变为y=y0.这时,直线平行于x轴或与x轴重合. (2)直线l的点斜式方程为y-b=k(x-0).整理,得y=kx+b.
这个方程叫做直线的斜截式方程.其中k为斜率,b叫做直线y=kx+b在y轴上的截距,简称为直线的截距.
这种形式的方程,当k不等于0时,就是我们熟知的一次函数的解析式.
y2-y1
(3)设P(x,y)是直线AB上任一点,则kAB=,所以直线AB的点斜式方程为y-
x2-x1
y2-y1y-y1x-x1y1=(x-x1),整理得=(x≠x2,y1≠y2),这种形式的方程叫做直线的两点
x2-x1y2-y1x2-x11式方程.
y-0x-axy(4)直线l过点(a,0),(0,b),则直线l的两点式方程为=,整理得+=1.这种
abb-00-a形式的直线方程,叫做直线的截距式方程.
应用示例
思路1
例1求下列直线的方程:
(1)直线l1:过点(2,1),k=-1;
(2)直线l2:过点(-2,1)和点(3,-3). 解:(1)直线l1过点(2,1),斜率k=-1.
由直线的点斜式方程,得y-1=-1(x-2),整理,得l1的方程为x+y-3=0. (2)我们先求出直线的斜率,再由点斜式写出直线方程. 直线l2的斜率k=
-3-14
=-,又因为过点(-2,1),由直线的点斜式方程,得y-1
53-?-2?
4
=-[x-(-2)],整理,得l2的方程4x+5y+3=0.
5
y-1x+2
另解:直线l2的两点式方程为=,整理,得4x+5y+3=0.
-3-13+2
点评:为了统一答案的形式,如没有特别要求,直线方程都化为ax+by+c=0的形式. 变式训练
分别求出通过点P(3,4)且满足下列条件的直线方程,并画出图形: (1)斜率k=2;(2)与x轴平行;(3)与x轴垂直.
解:(1)这条直线经过点P(3,4),斜率k=2,点斜式方程为y-4=2(x-3), 可化为2x-y-2=0.如图(1)所示.
(2)由于直线经过点P(3,4)且与x轴平行,即斜率k=0,所以直线方程为y=4. 如图(2)所示.
(3)由于直线经过点P(3,4)且与x轴垂直,所以直线方程为x=3. 如图(3)所示.
图(1)
图(2)
图(3)
例2已知三角形三个顶点分别是A(-3,0),B(2,-2),C(0,1),求这个三角形三边各自所在直线的方程.
y-0-2-0
解:如下图,因为直线AB过A(-3,0),B(2,-2)两点,由两点式,得=,
x-?-3?2-?-3?整理,得2x+5y+6=0,
这就是直线AB的方程;
y-01-0
直线AC过A(-3,0),C(0,1)两点,由两点式,得=,整理,得x-3y
x-?-3?0-?-3?+3=0,
这就是直线AC的方程;
1-?-2?3
直线BC的斜率是k==-,过点C(0,1),
20-23
由点斜式,得y-1=-(x-0),
2整理得3x+2y-2=0, 这就是直线BC的方程.
1
例3求过点(0,1),斜率为-的直线的方程.
2
1
解:直线过点(0,1),表明直线在y轴上的截距为1,又直线斜率为-,由直线的斜截21
式方程,得y=-x+1.
2
即x+2y-2=0. 变式训练
1.直线l:y=4x-2在y轴上的截距是______,斜率k=______. 答案:-2 4
2.已知直线l:y=kx+b经过第二、三、四象限,试判断k和b的符号. 解:如下图所示
因为直线l与x轴的正方向的夹角是钝角,与y轴交点位于y轴的负半轴上,所以k<0,b<0.
思路2
例4过两点(-1,1)和(3,9)的直线l在x轴上的截距是______,在y轴上的截距是______.
解析:直线l的两点式方程是
x+1y-13
=,当x=0时,y=3;当y=0时,x=-.即直
23+19-1
3
线l在x轴上的截距等于-,在y轴上的截距等于3.
2
3
答案:- 3
2
点评:已知直线的截距式方程,可以直接观察得出在两坐标轴上的截距;已知直线的非截距式方程时,令x=0,解得y的值即是在y轴上的截距,令y=0,解得x的值即是在x轴上的截距.
变式训练
已知直线过点P(-2,3),且与两坐标轴围成的三角形面积为4,求直线的方程. 解:因为直线与x轴不垂直,所以可设直线的方程为y-3=k(x+2). 令x=0,得y=2k+3; 3
令y=0,得x=--2.
k
13
∴由题意,得|(2k+3)(--2)|=4.
2k3
若(2k+3)(--2)=-8,无解;
k3
若(2k+3)(--2)=8,
k
19
解得k=-,k=-. 22
19
∴所求直线的方程为y-3=-(x+2)和y-3=-(x+2),即x+2y-4=0和 9x+2y
22+12=0.
例5 设△ABC的顶点A(1,3),边AB、AC上的中线所在直线的方程分别为x-2y+1=0,y=1,求△ABC中AB、AC各边所在直线的方程.
分析:为了搞清△ABC中各有关元素的位置状况,我们首先根据已知条件,画出图形,帮助思考问题.
解:如下图,设AC的中点为F,则AC边上的中线BF为y=1.
AB边的中点为E,则AB边上中线CE为x-2y+1=0.
设C点坐标为(m,n).在A、C、F三点中A点已知,C点未知,F虽然为未知但其在中线BF上,满足y=1这一条件.
1
=F点横坐标,?m+2
这样用中点公式?n+3
?2=F点纵坐标1.
解出n=-1.
又C点在中线CE上,应当满足CE的方程,则m-2n+1=0. ∴m=-3.
∴C点为(-3,-1).
用同样的思路去求B点.设B点为(a,b),显然b=1. 又B点、A点、E点中,E为中点,B点为(a,1),
1+a3+11+a1+a
E点坐标为(,),即(,2).E点在CE上,应当满足CE的方程-4+1
2222=0,解出a=5.∴B点为(5,1).
由两点式,即可得到AB,AC所在直线的方程.lAC:x-y+2=0.lAB:x+2y-7=0. 点评:此题思路较为复杂,应从中领悟到两点: (1)中点公式要灵活应用;
(2)如果一个点在直线上,则这点的坐标满足这条直线的方程,这一观念必须牢牢地树立起来.
变式训练 已知点M(1,0),N(-1,0),点P为直线2x-y-1=0上的动点,则|PM|2+|PN|2的最小值为多少?
解:∵P点在直线2x-y-1=0上, ∴设P(x0,2x0-1).
2
∴|PM|2+|PN|2=(2x0-1)2+(x0-1)2+(2x0-1)2+(x0+1)2=2(2x0-1)2+2x20+2=10x0-