- 150.37 KB
- 2021-06-10 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
3.3.1 两条直线的交点坐标
3.3.2 两点间的距离
[学习目标] 1.会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标.2.会根据方程解的个数判定两条直线的位置关系.3.掌握两点间距离公式并会应用.
[知识链接]
直线的方程有点斜式、斜截式、两点式、截距式及一般式,它们的表现形式分别为y-y0=k(x-x0)、y=kx+b、=、+=1及Ax+By+C=0.
[预习导引]
1.两条直线的交点
已知两条直线l1:A1x+B1y+C1=0;l2:A2x+B2y+C2=0.若两直线的方程联立,得方程组若方程组有唯一解,则两条直线相交;若方程组无解,则两条直线平行.若方程组有无穷多个解,则两条直线重合.
2.过定点的直线系方程
已知直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0交于点P(x0,y0),则方程A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0表示过点P的直线系,不包括直线l2.
3.两点间的距离
平面上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式
|P1P2|=.
4.两点间距离的特殊情况
(1)原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=.
(2)当P1P2∥x轴(y1=y2)时,|P1P2|=|x2-x1|.
(3)当P1P2∥y轴(x1=x2)时,|P1P2|=|y2-y1|.
要点一 两直线的交点问题
例1 求经过两直线l1:3x+4y-2=0和l2:2x+y+2=0的交点且过坐标原点的直线l的方程.
解 方法一 由方程组
解得即l1与l2的交点坐标为(-2,2).
∵直线过坐标原点,
∴其斜率k==-1.
故直线方程为y=-x,即x+y=0.
方法二 ∵l2不过原点,∴可设l的方程为3x+4y-2+
λ(2x+y+2)=0(λ∈R),即(3+2λ)x+(4+λ)y+2λ-2=0.将原点坐标(0,0)代入上式,得λ=1,∴直线l的方程为5x+5y=0,即x+y=0.
规律方法 1.方法一是解方程组方法,思路自然,但计算量稍大,方法二运用了交点直线系,是待定系数法,计算简单,但要注意判断原点(0,0)不能在直线2x+y+2=0上.否则,会出现λ的取值不确定的情形.
2.过直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系有两种:①λ1(A1x+B1y+C1)+λ2(A2x+B2y+C2)=0可表示过l1、l2交点的所有直线;
②A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0不能表示直线l2.
跟踪演练1 求经过直线l1:x+3y-3=0,l2:x-y+1=0的交点且平行于直线2x+y-3=0的直线方程.
解 方法一 由得
∴直线l1与l2的交点坐标为(0,1),
再设平行于直线2x+y-3=0的直线方程为2x+y+c=0,
把(0,1)代入所求的直线方程,得c=-1,
故所求的直线方程为2x+y-1=0.
方法二 设过直线l1、l2交点的直线方程为
x+3y-3+λ(x-y+1)=0(λ∈R),
即(λ+1)x+(3-λ)y+λ-3=0,
由题意可知,=-2,解得λ=,
所以所求直线方程为x+y-=0,
即2x+y-1=0.
要点二 两点间距离公式的应用
例2 已知△ABC三顶点坐标A(-3,1)、B(3,-3)、C(1,7),试判断△ABC的形状.
解 方法一 ∵|AB|==2,
|AC|==2,
又|BC|==2,
∴|AB|2+|AC|2=|BC|2,
且|AB|=|AC|,
∴△ABC是等腰直角三角形.
方法二 ∵kAC==,kAB==-,
则kAC·kAB=-1,∴AC⊥AB.
又|AC|==2,
|AB|==2,
∴|AC|=|AB|.∴△ABC是等腰直角三角形.
规律方法 1.判断三角形的形状,要采用数形结合的方法,大致明确三角形的形状,以确定证明的方向.
2.在分析三角形的形状时,要从两方面考虑:一是要考虑角的特征,主要考察是否为直角或等角;二是要考虑三角形边的长度特征,主要考察边是否相等或是否满足勾股定理.
跟踪演练2 已知点A(3,6),在x轴上的点P与点A的距离等于10,求点P的坐标.
解 设点P的坐标为(x,0),由|PA|=10,
得=10,解得:x=11或x=-5.
所以点P的坐标为(-5,0)或(11,0).
要点三 坐标法的应用
例3 证明平行四边形四条边的平方和等于两条对角线的平方和.
证明
如图所示,以顶点A为坐标原点,AB边所在直线为x轴,建立直角坐标系,有A(0,0).
设B(a,0),D(b,c),由平行四边形的性质得点C的坐标为(a+b,c),因为|AB|2=a2,|CD|2=a2,|AD|2=b2+c2,|BC|2=b2+c2,|AC|2=(a+b)2+c2,|BD|2=(b-a)2+c2.
所以|AB|2+|CD|2+|AD|2+|BC|2=2(a2+b2+c2),
|AC|2+|BD|2=2(a2+b2+c2).
所以|AB|2+|CD|2+|AD|2+|BC|2=|AC|2+|BD|2.
规律方法 坐标法解决几何问题时,关键要结合图形的特征,建立平面直角坐标系.坐标系建立的是否合适,会直接影响问题能否方便解决.建系的原则主要有两点:
(1)让尽可能多的点落在坐标轴上,这样便于运算;
(2)如果条件中有互相垂直的两条线,要考虑将它们作为坐标轴;如果图形为中心对称图形,可考虑将中心作为原点;如果有轴对称性,可考虑将对称轴作为坐标轴.
跟踪演练3 已知:等腰梯形ABCD中,AB∥DC,对角线为AC和BD.
求证:|AC|=|BD|.
证明 如图所示,建立直角坐标系,设A(0,0),B(a,0),C(b,c),则点D的坐标是(a-b,c).
∴|AC|==,
|BD|==.
故|AC|=|BD|.
1.直线x+2y-2=0与直线2x+y-3=0的交点坐标是( )
A.(4,1) B.(1,4)
C. D.
答案 C
解析 由方程组得
即直线x+2y-2=0与直线2x+y-3=0的交点坐标是.
2.已知M(2,1),N(-1,5),则|MN|等于( )
A.5 B.
C. D.4
答案 A
解析 |MN|==5.
3.经过直线2x-y+4=0与x-y+5=0的交点,且垂直于直线x-2y=0的直线方程是( )
A.2x+y-8=0 B.2x-y-8=0
C.2x+y+8=0 D.2x-y+8=0
答案 A
解析 首先解得交点坐标为(1,6),再根据垂直关系得斜率为-2,可得方程y-6=-2(x-1),即2x+y-8=0.
4.已知两条直线l1:ax+3y-3=0,l2:4x+6y-1=0,若l1与l2相交,则实数a满足的条件是________.
答案 a≠2
解析 l1与l2相交则有:≠,∴a≠2.
5.设点A在x轴上,点B在y轴上,AB的中点是P(2,-1),则|AB|等于________.
答案 2
解析 设A(x,0),B(0,y),∵AB中点P(2,-1),
∴=2,=-1,
∴x=4,y=-2,即A(4,0),B(0,-2),
∴|AB|==2.
1.方程组有唯一解的等价条件是A1B2-A2B1≠0.亦即两条直线相交的等价条件是A1B2-A2B1≠0.直线A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R)是过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线(不含l2).
2.解析法又称为坐标法,它就是通过建立直角坐标系,用坐标代替点、用方程代替曲线、用代数的方法研究平面图形的几何性质的方法.
3.两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=
与两点的先后顺序无关,其反映了把几何问题代数化的思想.
一、基础达标
1.已知A(-1,0),B(5,6),C(3,4),则的值为( )
A. B.
C.3 D.2
答案 D
解析 由两点间的距离公式,
得|AC|==4,
|CB|==2,故==2.
2.两直线2x+3y-k=0和x-ky+12=0的交点在y轴上,那么k的值为( )
A.-24 B.6
C.±6 D.24
答案 C
解析 在2x+3y-k=0中,令x=0得y=,将代入x-ky+12=0,解得k=±6.
3.以A(5,5),B(1,4),C(4,1)为顶点的三角形是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等边三角形 D.等腰直角三角形
答案 B
解析 ∵|AB|=,|AC|=,|BC|=3,
∴三角形为等腰三角形.故选B.
4.已知直线mx+4y-2=0与2x-5y+n=0互相垂直,垂足为(1,p),则m-n+p为( )
A.24 B.20
C.0 D.-4
答案 B
解析 由垂直性质可得2m-20=0,m=10.由垂足可得解得
∴m-n+p=20.
5.已知点A(-2,-1),B(a,3),且|AB|=5,则a的值为________.
答案 1或-5
解析 由题意得=5,
解得a=1或a=-5.
6.若直线l:y=kx-与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则k的取值范围是________.
答案
解析 由得由于交点在第一象限,故x>0,y>0,解得k>.
7.在直线l:3x-y+1=0上求一点P,使点P到两点A(1,-1),B(2,0)的距离相等.
解 方法一 设P点坐标为(x,y),
由P在l上和点P到A,B的距离相等建立方程组
解得
所以P点坐标为(0,1).
方法二 设P(x,y),两点A(1,-1)、B(2,0)连线所得线段的中垂线方程为x+y-1=0.①
又3x-y+1=0,②
解由①②组成的方程组得
所以所求的点为P(0,1).
二、能力提升
8.两直线3ax-y-2=0和(2a-1)x+5ay-1=0分别过定点A,B,则|AB|的值为( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 直线3ax-y-2=0过定点A(0,-2),直线(2a-1)x+5ay-1=0,过定点B,由两点间的距离公式,得|AB|=.
9.已知P1(a1,b1)与P2(a2,b2)是直线y=kx+1(k为常数)上两个不同的点,则关于x和y的方程组的解的情况是( )
A.无论k,P1,P2如何,总是无解
B.无论k,P1,P2如何,总有唯一的解
C.存在k,P1,P2,使之恰有两解
D.存在k,P1,P2,使之有无穷多解
答案 B
解析 由题意,得直线y=kx+1一定不过原点O,P1、P2是直线y=kx+1上不同的两点,则OP1与OP2不平行,因此a1b2-a2b1≠0,所以二元一次方程组一定有唯一解.
10.若动点P的坐标为(x,1-x),x∈R,则动点P到原点的最小值是________.
答案
解析 由距离公式得==,∴最小值为=.
11.(1)求过两直线3x+y-1=0与x+2y-7=0的交点且与第一条直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线3x+2y+6=0和2x+5y-7=0的交点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
解 (1)方法一 由
得即交点为(-1,4).
∵第一条直线的斜率为-3,且两直线垂直,
∴所求直线的斜率为.
∴由点斜式得y-4=(x+1),
即x-3y+13=0.
方法二 设所求的方程为3x+y-1+λ(x+2y-7)=0,
即(3+λ)x+(1+2λ)y-(1+7λ)=0,
由题意得3(3+λ)+(1+2λ)=0,
∴λ=-2,代入所设方程得x-3y+13=0.
(2)设直线方程为3x+2y+6+λ(2x+5y-7)=0,
即(3+2λ)x+(2+5λ)y+6-7λ=0.
令x=0,得y=;令y=0,得x=.
由=,得λ=或λ=.
故直线方程为x+y+1=0或3x+4y=0.
三、探究与创新
12.求证:不论m取什么实数,直线(2m-1)x+(m+3)y-(m-11)=0都经过一定点,并求出这个定点坐标.
解 方法一 对于方程(2m-1)x+(m+3)y-(m-11)=0,令m=0,得x-3y-11=0;令m=1,得x+4y+10=0.
解方程组得两条直线的交点坐标为(2,-3).
将点(2,-3)代入直线方程,得(2m-1)×2+(m+3)×(-3)-(m-11)=0.
这表明不论m取什么实数,所给直线均经过定点(2,-3).
方法二 将已知方程(2m-1)x+(m+3)y-(m-11)=0整理为(2x+y-1)m+(-x+3y+11)=0.
由于m取值的任意性,有,
解得
所以不论m取什么实数,所给直线均经过定点(2,-3).
13.某县相邻两镇在一平面直角坐标系下的坐标为A(1,2),B(4,0),一条河所在直线方程为l:x+2y-10=0,若在河边l上建一座供水站P使之到A,B两镇的管道最省,问供水站P应建在什么地方?此时|PA|+|PB|为多少?
解
如图所示,过A作直线l的对称点A′,连接A′B交l于P,因为若P′(异于P)在直线l上,则|AP′|+|BP′|=|A′P′|+|BP′|>|A′B|.
因此,供水站只能在点P处,才能取得最小值.
设A′(a,b),则AA′的中点在l上,且AA′⊥l,
即
解得即A′(3,6).
所以直线A′B的方程为6x+y-24=0.
解方程组得
所以P点的坐标为.
故供水站应建在点P处,
此时|PA|+|PB|=|A′B|==.
相关文档
- 高中数学必修2教案:4_1_1圆的标准方2021-06-105页
- 高中数学必修2教案6_备课资料(3_3_12021-06-102页
- 高中数学必修2教案:3_2_3直线的一般2021-06-105页
- 高中数学必修2教案:第三章 3_1_2两2021-06-109页
- 高中数学必修2教案:1_1_2简单组合体2021-06-096页
- 高中数学必修2教案:第四章至第二部2021-06-0986页
- 高中数学必修2教案:柱、锥、台和球2021-06-091页
- 高中数学必修2教案:平行投影2021-06-091页
- 高中数学必修2教案:点、线、面、体2021-06-091页
- 高中数学必修2教案:立体几何全部教2021-06-0927页