徐萍
例 過點P(2,1)的直線z與直線y=x+2,直線y=-x+2分別交于A,B兩點,若點P為AB的中點,求直線l的方程,
已知什么?點(2,1),點P是AB的中點,這是關(guān)鍵詞,
怎么運用“P是AB的中點”?利用中點公式:(xA+XB)/2=XP
怎么求出A,B的坐標呢?它們是直線與直線的交點.可以聯(lián)立直線,構(gòu)建方程組,但是直線l的方程不知道,
已知一個點,選擇點斜式表示直線方程,就需要設(shè)直線l的斜率為k,當然設(shè)斜率為k之前,必須先說明斜率不存在時的情況,
斜率不存在時直線l為x=2,A(2,4),B(2,0),不滿足P為AB的中點,則設(shè)直線l的斜率為k,即y=k(x-2)+1,可聯(lián)立方程組求出XA=(2k+1)/(k-1),xB=(2k+1)/(k+1).
因為P(2,1)為AB中點,則(2k+1)/(k-1)+(2k+1)/(k+1)=2 x 2,從而可求出斜率k.
當條件中已知一個點,大家選擇點斜式表示直線方程,那就要根據(jù)條件列出方程求斜率,
再思考下,還有其他做法嗎?確定直線,除了一個點加斜率,還可以找兩個點.可以設(shè)點A,B的坐標,列出兩個方程.設(shè)直線l與直線y=x+2的交點A為(x1x1+2),與直線y=-x+2的交點B為(x2,x2 -x2),則
(x1+x2)/2=2.
(x1+2)+(2-x2)/2=1.
當然也可以只設(shè)一個未知數(shù),用A表示出B,再利用B在直線上,列出一個方程,設(shè)直線l與直線y=x+2的交點A為(x0,x0+2),則直線l與直線y=-x+2的交點B為(4-x0,-x0),又交點B在直線y=-x+2上,則-x0=-(4-x0)+2,得x0=1,點A坐標知道了,直線方程就可迎刃而解,
對于例題,所求直線的幾何性質(zhì)對解題沒有明顯直觀的幫助作用,只能選擇代數(shù)辦法,而根據(jù)條件選擇直線方程形式的時候,顯然應(yīng)選擇點斜式,這種解法其實就是將題目中的條件按序翻譯成代數(shù)語言,直至問題解決!
變式1
把條件中的“P是AB的中點”改為“AP =2 PB”,怎么求直線方程呢?
這時A,B,P三點坐標間有什么關(guān)系呢?推導(dǎo)出3xP-xa-2xB =0,3yp-yA-2yB =0,由此求出A,B坐標,解方程;或者設(shè)A坐標,解出B的坐標,代人,都可以!大家可以自己算出結(jié)果,
變式2 過點P(- 1,2)的直線l與z軸,y軸分別交于A,B兩點,若點P為AB的中點,求直線l的方程.
這道變式題的關(guān)鍵是刻畫中點.可以設(shè)截距(也就是設(shè)點),也可以設(shè)斜率確定方程求出截距,再列出方程!當然還可以直接求出截距!這道題目選擇兩點式、截距式、斜截式、點斜式都成!
變式3 過點P(-4,0)的直線l與圓C:(x-1)2+y2=5相交于A,B兩點,若點A恰好是線段PB的中點,則直線l的方程為
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這道題目已知直線上的一個點,要求的是直線方程,這時需要思考的是,是設(shè)斜率呢,還是設(shè)點?我們可以稍微權(quán)衡下,哪種做法比較簡單,能迅速地解決問題,
如果設(shè)斜率,那么先考慮直線斜率不存在時,看是否符合題意;再當直線斜率存在時,設(shè)為k,直線方程為y=k(x+4).
怎么刻畫點A是PB的中點呢?利用中點公式可以得到點A,P,B三點之間坐標的關(guān)系,記作(*)式,
點A的坐標怎么求?聯(lián)列直線和圓的方程,得到關(guān)于x的一元二次方程,求出方程的根,代人( *),構(gòu)建關(guān)于k的方程,
當然了,選擇這樣的思路,還可以設(shè)A為(x1,y1),B為(x2,y2),借助于韋達定理與(*)式,去求出k的值,
不著急動筆做,再想想其他思路,
如果設(shè)點,比如設(shè)A為(x1,y1),兩個未知量,需要兩個方程,一個方程是A滿足圓的方程;還有一個就是利用點A是PB的中點,用x1與Y1表示出B點的坐標,代人圓的方程,構(gòu)建第二個方程,解方程組,求出A的坐標,從而得到直線方程,
有了思路,問問自己,這兩種做法中,你會選擇哪一個呢?理由呢?當然,這道題還可以借助圓的幾何特征來做,過圓心做直線的垂線,構(gòu)建兩個直角三角形,利用勾股定理,求出圓心到直線的距離,再由直線方程y-k(x+4),求出斜率k.說到底,還是設(shè)斜率,只不過利用幾何特征得到關(guān)于k的方程!
直線中,當只給定一個點時,要去求直線方程時,可以設(shè)直線的斜率,也可以設(shè)直線上的一個點,根據(jù)條件,列出方程(組).一般來說,不管哪個思路都是可行的,大家需要做的,就是去選擇最適合的方法!