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直線方程與兩條直線的位置關(guān)系

2013-12-29 00:00:00粟高軍

直線方程與兩條直線的位置關(guān)系是高考考查的主要內(nèi)容. 考查直線方程的特征值(例如斜率、截距)、直線的平行與垂直的條件,以及與距離有關(guān)的問題. 在選擇題和填空題方面,大都屬于中、低檔題,考查直線的基本概念和幾何要素;而在解答題方面,直線往往與圓、圓錐曲線綜合考查,具有一定的靈活性. 同時,我們要了解直線的斜截式方程與一次函數(shù)的關(guān)系,對有關(guān)函數(shù)、不等式等代數(shù)問題能夠借助直線方程進(jìn)行解決,提高解題的綜合運(yùn)用能力,比較典型的是線性規(guī)劃問題.

(1)對于直線方程,重點(diǎn)是掌握其五種表達(dá)形式,難點(diǎn)是在具體的數(shù)學(xué)問題情境中正確選擇直線的方程形式.

(2)對于兩條直線的位置關(guān)系,重點(diǎn)是掌握平行和垂直關(guān)系,難點(diǎn)是點(diǎn)線對稱問題. 若l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,則①l1∥l2?圳k1=k2,b1≠b2;②l1⊥l2?圳k1k2=-1. 若l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,則①l1∥l2?圳A1B2-A2B1=0,A1C2-A2C1≠0;②l1⊥l2?圳A1A2+B1B2=0.

(1)分類討論思想:由于有的直線不存在斜率,所以在解答直線方程問題時,我們往往要分類討論直線斜率是否存在,避免漏解.

(2)數(shù)形結(jié)合思想:“數(shù)缺形時難直觀”,數(shù)形結(jié)合思想就是將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖形結(jié)合起來,將抽象思維與形象思維相結(jié)合,使數(shù)學(xué)問題化抽象為具體. 將二元一次方程(即直線的方程)用直線表示,可以形象直觀地看到直線的幾何特性,從而為解題指出正確的方向,尤其對于最值問題和對稱問題.

(3)設(shè)直線方程的一些常用技巧:

①若直線在y軸上的截距為b,則設(shè)其為y=kx+b.

②若直線在x軸上的截距為a,則設(shè)其為x=my+a其中m=■.

③若直線存在斜率k,則設(shè)其為y=kx+b.

④若直線過點(diǎn)P(x0,y0),則設(shè)其為y-y0=k(x-x0).

⑤若與直線Ax+By+C=0平行,則設(shè)其為Ax+By+C′=0(C≠C′).

⑥若與直線Ax+By+C=0垂直,則設(shè)其為Bx-Ay+C′=0.

⑦若與直線y=kx+b平行,則設(shè)其為y=kx+b′(b≠b′).

⑧若與直線y=kx+b(k≠0)垂直,則設(shè)其為y=-■x+b′.

(4)轉(zhuǎn)化思想:將直線幾何問題代數(shù)化,用代數(shù)的語言描述直線的幾何要素及其關(guān)系,進(jìn)而將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題;將代數(shù)問題幾何化,用直線的幾何特性理解二元一次方程,將代數(shù)問題轉(zhuǎn)化為幾何問題.

直線l1過點(diǎn)P(-1,2),且與直線l2:2x-3y+4=0垂直,則直線l1的方程是( )

A. 3x+2y-1=0 B. 3x+2y+7=0

C. 2x-3y+5=0 D. 2x-3y+8=0

思索 ①與直線Ax+By+C=0垂直的直線的方程可設(shè)為Bx-Ay+C′=0;②若直線l1和直線l2存在斜率k1,k2,則l1⊥l2?圳k1·k2=-1.

破解 (法一)因?yàn)閘1⊥l2,所以設(shè)直線l1的方程為-3x-2y+C=0(C為待定的系數(shù)). 因?yàn)橹本€l1過點(diǎn)P(-1,2),所以-3×(-1)-2×2+C=0,即C=1. 所以直線l1的方程為-3x-2y+1=0,即3x+2y-1=0,選項(xiàng)A正確.

(法二)直線l2:2x-3y+4=0的斜率k2=■,因?yàn)閘1⊥l2,所以k1·k2=-1,故k1=-■. 因?yàn)橹本€l1過點(diǎn)P(-1,2),所以直線l1的方程為y-2=-■(x+1),即3x+2y-1=0,選項(xiàng)A正確.

(2012浙江)設(shè)a∈R,則“a=1”是“直線l1:ax+2y-1=0與直線l2:x+(a+1)y+4=0平行”的( )

A. 充分不必要條件

B. 必要不充分條件?搖?搖?搖?搖?搖

C. 充分必要條件

D. 既不充分也不必要條件

思索 對于直線l1:A1x+B1y+C1=0和直線l2:A2x+B2y+C2=0,有l(wèi)1∥l2?圳A1B2-A2B1=0,A1C2-A2C1≠0.

破解 ①當(dāng)a=1時,因?yàn)閍(a+1)-2×1=0,且4a-(-1)×1=5≠0,所以l1∥l2. 所以“a=1”是“l(fā)1∥l2”的充分條件.

②當(dāng)l1∥l2時,則a(a+1)-2×1=0,4a-(-1)×1≠0, 即a=1,或a=-2. 所以“a=1”是“l(fā)1∥l2”的不必要條件.

綜合①和②,正確答案是A.

■?搖 (2012天津)已知函數(shù)y=■的圖象與函數(shù)y=kx-2的圖象恰有兩個交點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍是________.

思索 對于該題,命題者表面呈現(xiàn)給我們的是考查函數(shù)與方程,實(shí)質(zhì)上是考查直線方程和數(shù)形結(jié)合的思想. 第一步,作出函數(shù)■的圖象;第二步,認(rèn)識到函數(shù)y=kx-2的圖象就是直線,該直線的幾何特性就是斜率為k,在y軸上的截距為-2;第三步,分析k值發(fā)生變化時兩個函數(shù)圖象的交點(diǎn)個數(shù),確定有兩個交點(diǎn)時k的取值范圍.

破解 由已知可得函數(shù)■=■,從而化簡得函數(shù)y=x+1, x<-1或x>1,-x-1. -1

因?yàn)楹瘮?shù)y=kx-2的圖象是一條在y軸上的截距為-2(即過點(diǎn)P(0,-2))的直線l,要使直線l與函數(shù)y=■的圖象有兩個不同的交點(diǎn),則直線l既與線段CD(不含端點(diǎn))相交,又與射線BA相交,所以0

高考考綱明確指出:“理解直線的傾斜角和斜率的概念,掌握過兩點(diǎn)的直線斜率的計(jì)算公式;掌握確定直線位置關(guān)系的幾何要素,掌握直線方程的幾種形式(點(diǎn)斜式、兩點(diǎn)式及一般式);能根據(jù)兩條直線的斜率判定這兩條直線平行或垂直.” 所以,備考直線的方程與兩條直線的位置關(guān)系,一方面要重視抓基礎(chǔ),強(qiáng)化基本概念的理解(如傾斜角、斜率、截距),掌握直線方程的多種表述形式,理解直線平行或垂直與兩直線斜率的關(guān)系,為后繼圓和圓錐曲線的備考做實(shí)基礎(chǔ);另一方面,強(qiáng)化思想方法訓(xùn)練(如坐標(biāo)法、分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化法等),培養(yǎng)綜合能力.

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