高中数学必修2 直线两条相交平行与重合(学案)

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高中数学人教版必修二(浙江专版)学案直线的交点坐标与距离公式含答案

高中数学人教版必修二(浙江专版)学案直线的交点坐标与距离公式含答案

∴所求直线方程为 2x+3y+8=0.
题点四:线关于线对称
4.求直线 m:3x-2y-6=0 关于直线 l:2x-3y+1=0 的对称直线 m′的方程.
解:在直线 m 上取一点,如 M(2,0),
则 M(2,0)关于直线 l 的对称点 M′必在直线 m′上.
设对称点为 M′(a,b),则
Error!
4 两点间距离公式
[典例] (1)已知点 A(-3,4),B(2, 3),在 x 轴上找一点 P,使|PA|=|PB|,并求|PA|
的值;
(2)已知 M(x,-4)与点 N(2,3)间的距离为 7 2,求 x 的值.
[解] (1)设点 P 的坐标为(x,0),则有
|PA|= x+32+0-42= x2+6x+25,
A.(-2,1)
B.(-2,5)
C.(2,-5)
D.(4,-3)
解析:选 B 设对称点坐标为(a,b),
Error!解得Error!即 Q(-2,5).
题点三:线关于点对称
3.与直线 2x+3y-6=0 关于点(1,-1)对称的直线方程是( )
-5-
A.3x-2y+2=0
B.2x+3y+7=0
即 x2-4x-45=0,
解得 x1=9 或 x2=-5.
故所求 x 的值为 9 或-5.
若已知两点的坐标 P1(x1,y1),P2(x2,y2),求两点间的距离,可直接应用两点间的距离 公式|P1P2|= x2-x12+y2-y12.若已知两点间的距离,求点的坐标,可设未知数,逆
-3-
用两点间的距离公式列出方程,从而解决问题.
[小试身手] 1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)过 P1(0,a),P2(0,b)的两点间的距离为 a-b( ) (2)不论 m 取何值,x-y+1=0 与 x-2my+3=0 必相交( ) 答案:(1)× (2)× 2.已知点 A(-2,-1),B(a,3),且|AB|=5,则 a 的值为( ) A.1 B.-5 C.1 或-5 D.-1 或 5 解析:选 C ∵|AB|= a+22+3+12=5, ∴a=-5 或 a=1. 3.两直线 2x+3y-k=0 和 x-ky+12=0 的交点在 y 轴上,那么 k 的值为________.

新教材北师大版高中数学必修第二册第二章平面向量及其应用 学案(知识点考点汇总及配套习题)

新教材北师大版高中数学必修第二册第二章平面向量及其应用 学案(知识点考点汇总及配套习题)

第二章平面向量及其应用1从位移、速度、力到向量........................................................................................ - 1 - 2从位移的合成到向量的加减法................................................................................ - 8 - 3从速度的倍数到向量的数乘.................................................................................. - 23 - 4平面向量基本定理及坐标表示.............................................................................. - 35 - 5从力的做功到向量的数量积.................................................................................. - 52 - 6平面向量的应用...................................................................................................... - 67 -1从位移、速度、力到向量学习任务核心素养1.理解向量的有关概念及向量的几何表示.(重点) 2.掌握共线向量、相等向量的概念.(难点)3.正确区分向量平行与直线平行.(易混点)通过向量的有关概念的学习,培养数学抽象素养.(1)起重机吊装物体时,物体既受到竖直向下的重力作用,同时又受到竖直向上的起重机拉力的作用.(2)民航每天都有从北京飞往上海、广州、重庆、哈尔滨等地的航班.民航客机飞行一次,位移变化一次,由于飞行的距离和方向各不相同,因此,它们是不同的位移.阅读教材,结合上述情境回答下列问题:问题1:上述情境涉及哪些物理量?其特点是什么? 问题2:在物理中,位移与路程是同一个概念吗?为什么? 问题3:平行向量一定是相等向量吗? 知识点1 向量的概念数学中,我们把既有大小又有方向的量统称为向量,而把那些只有大小没有方向的量称为数量(如年龄、身高、体积等).两个数量可以比较大小,那么两个向量能比较大小吗? [提示] 数量之间可以比较大小,而两个向量不能比较大小. 知识点2 向量的表示方法(1)具有方向和长度的线段,叫作有向线段.以A 为起点,B 为终点的有向线段,记作AB →,线段AB 的长度也叫作有向线段AB →的长度,记作⎪⎪⎪⎪AB →.(2)向量可以用有向线段来表示.有向线段的长度表示向量的大小,即长度(也称模),记作|a |.箭头所指的方向表示向量的方向.知识点3 零向量与单位向量(1)长度为0的向量称为零向量,记作0或0→; (2)模等于1个单位长度的向量,叫作单位向量.1.把平行于某一条直线的所有向量归结到共同的起点,则终点构成的图形是________;若这些向量是单位向量,则终点构成的图形是________.[答案] 一条直线 两个点 知识点4 向量的基本关系(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量,叫作相等向量,记作a =b . (2)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫共线向量;a 平行于b ,记作a ∥b ;规定零向量与任一向量共线.(3)相反向量:长度相等且方向相反的向量,叫作相反向量,a 的相反向量记作-a ;规定零向量的相反向量是零向量.2.下列说法错误的是( ) A .若a =0,则||a =0 B .零向量是没有方向的C .零向量与任意向量平行D .零向量与任意向量垂直B [零向量的长度为0,方向是任意的,它与任何向量都平行、垂直,所以B 是错误的.]知识点5 向量的夹角(1)定义:已知两个非零向量a 和b ,在平面内选一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ(0°≤θ≤180°)叫作向量a 与b 的夹角;(2)夹角的大小与向量共线、垂直的关系:θ=0°⇔a 与b 同向;θ=180°⇔a 与b 反向;θ=90°⇔a ⊥b ,规定:零向量与任一向量垂直.3.等边△ABC 中,AB→与AC →的夹角是________,AB →与BC →的夹角是________.[答案] 60° 120°类型1 向量的有关概念【例1】 判断下列命题是否正确,并说明理由. (1)a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b ;(2)若AB→=DC →,则A 、B 、C 、D 四点是平行四边形的四个顶点; (3)在平行四边形ABCD 中,一定有AB →=DC →;(4)若向量a 与任一向量b 平行,则a =0.[解] (1)当a ∥b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,故|a |=|b |且a ∥b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件,故(1)不正确.(2)AB→=DC →,A 、B 、C 、D 四点可能在同一条直线上,故(2)不正确. (3)在平行四边形ABCD 中,|AB →|=|DC →|,AB →与DC →平行且方向相同,故AB →=DC →,(3)正确.(4)零向量的方向是任意的,与任一向量平行,(4)正确.1.向量共线即表示共线向量的有向线段在同一条直线上或平行.2.熟知向量的基本概念,弄清基本概念之间的区别与联系是解决向量概念辨析题的基础.[跟进训练]1.已知O 是△ABC 的外心,则AO →,BO →,CO →是( ) A .相等向量 B .平行向量 C .模相等的向量 D .起点相同的向量C [⎪⎪⎪⎪AO →=⎪⎪⎪⎪BO →=⎪⎪⎪⎪CO →=r .] 类型2 向量的表示【例2】 (教材北师版P 75例1改编)一辆消防车从A 地去B 地执行任务,先从A 地向北偏东30°方向行驶2千米到D 地,然后从D 地沿北偏东60°方向行驶6千米到达C 地,从C 地又向南偏西30°方向行驶了2千米才到达B 地.(1)在如图所示的坐标系中画出AD →,DC →,CB →,AB →; (2)求B 地相对于A 地的位置向量.[解] (1)向量AD →,DC →,CB →,AB →,如图所示. (2)由题意知AD →=BC →, ∴AD 与BC 平行且相等, ∴四边形ABCD 为平行四边形, ∴AB →=DC →,∴B 地相对于A 地的位置向量为“北偏东60°,6千米”.准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后根据向量的大小确定向量的终点.用有向线段来表示向量是向量的几何表示,必须确定起点、长度和终点,三者缺一不可.[跟进训练]2.在如图的方格纸中,画出下列向量.(每个小正方形的边长为1).(1)|OA →|=4,点A 在点O 正北方向;(2)|OB →|=22,点B 在点O 东偏南45°方向;(3)画一个以C 为起点的向量c ,使|c |=2,并说出c 的终点的轨迹是什么? [解] (1)(2)(3)的图象如图所示.(3)c 的终点轨迹是以C 为圆心,半径为2的圆. 类型3 共线向量与夹角【例3】 (教材北师版P 76例2改编)如图,设O 是正六边形ABCDEF 的中心,(1)分别写出图中所示与OA →,OB →,OC →相等的向量; (2)分别求出AB →与OB →,AB →与FE →的夹角的大小.[解] (1)OA →=CB →=DO →;OB →=DC →=EO →;OC →=AB →=ED →=FO →. (2)AB →与OB →的夹角的大小为60°,AB →与FE →的夹角的大小为60°.1.例3中与OA →模相等的向量有多少? [解] 由图知与OA →的模相等的向量有23个. 2.例3中向量OA →的相反向量有哪些?[解] 与向量OA →长度相等方向相反的向量有OD →,BC →,FE →,AO →. 3.例3中与向量OA →共线的向量有哪些?[解] 与向量OA →共线的向量有EF →,BC →,OD →,FE →,CB →,DO →,AO →,DA →,AD →. 4.求出例3中AB →与OA →的夹角的大小 [解] AB →与OA →的夹角的大小为120°.判断一组向量是否相等,关键是看这组向量是否方向相同,长度相等,与起点和终点的位置无关.对于共线向量,则只要判断它们是否同向或反向即可.[跟进训练]3.如图所示,以1×2方格纸中的格点(各线段的交点)为起点和终点的向量中. (1)写出与AF →、AE →相等的向量; (2)写出与AD →模相等的向量; (3)求AE →与CD →夹角的度数. [解] (1)AF →=BE →=CD →,AE →=BD →. (2)DA →,CF →,FC →.(3)因为CD →=AF →,所以AE →与CD →夹角为∠EAF =45°.当堂达标1.下列结论正确的个数是( )①温度含零上和零下温度,所以温度是向量; ②向量a 与b 不共线,则a 与b 都是非零向量; ③若|a |>|b |,则a >b .A .0B .1C .2D .3B [①温度没有方向,所以不是向量,故①错;③向量不可以比较大小,故③错;②若a ,b 中有一个为零向量,则a 与b 必共线,故a 与b 不共线,则应均为非零向量,故②对.]2.(多选题)下列说法错误的是( ) A .若|a |=|b |,则a =±bB .零向量的长度是0C .长度相等的向量称为相等向量D .共线向量是在同一条直线上的向量ACD [对A ,当|a |=|b |时,由于a ,b 方向不一定相同,a =±b 未必成立,所以A 错误;对B ,零向量的长度是0,正确;对C ,长度相等的向量方向不一定相同,故C 错误;对D ,共线向量不一定在同一条直线上,故D 错误.故选ACD.]3.在四边形ABCD 中,AB →=DC →,且|AD →|=|AB →|,则这个四边形是( ) A .正方形 B .矩形 C .等腰梯形 D .菱形 D [由AB →=DC →可知AB ∥DC ,且|AB →|=|DC →|, 所以四边形ABCD 为平行四边形. 又|AD →|=|AB →|,所以平行四边形ABCD 为菱形.故选D.]4.设O 是正方形ABCD 的中心,则OA →,BO →,AC →,BD →中,模相等的向量是________.[答案] OA →与BO →,AC →与BD →5.如图所示的菱形ABCD 中,对角线AC ,BD 相交于点O ,∠DAB =60°,则DA →与CA →的夹角为________;DA →与BC →的夹角为________.30° 180° [由图知,DA →与CA →的夹角与∠DAO 是对顶角,又因∠DAB =60°,根据菱形的几何性质,知∠DAO =30°,故DA →与CA →的夹角为30°,DA →与BC →为相反向量,故DA →与BC →的夹角为180°.]回顾本节内容,自我完成以下问题:1.向量与有向线段有怎样的联系与区别?[提示]用有向线段来表示向量,显示了图形的直观性,应该注意的是有向线段还是向量的表示,并不是说向量就是有向线段.有向线段的起点、终点是确定的,而向量仅由大小和方向确定,与起点位置无关.2.向量的“平行”与平面几何中的“平行”含义是否相同?[提示]共线向量也就是平行向量,其要求是几个非零向量的方向相同或相反,当然向量所在的直线可以平行,也可以重合,其中“平行”的含义不同于平面几何中“平行”的含义.2从位移的合成到向量的加减法2.1向量的加法学习任务核心素养1.掌握向量加法的定义,会用向量加法的三角形法则和向量加法的平行四边形法则作两个向量的和向量.(重点) 2.掌握向量加法的交换律和结合律,并会用它们进行向量计算.(难点)1.通过向量加法的概念及向量加法法则的学习,培养数学抽象素养.2.通过向量加法法则的应用,培养数学运算素养.有两条拖轮牵引一艘轮船,它们的牵引力F1,F2的大小分别是|F1|=3 000 N,|F2|=2 000 N,牵引绳之间的夹角为θ=60°(如图),如果只用一条牵引力为F3的拖轮来牵引,也能产生跟原来相同的效果.阅读教材,结合上述情境回答下列问题: 问题1:上述体现了向量的什么运算? 问题2:向量加法运算常用什么法则? 问题3:向量的加法运算结果还是向量吗? 知识点 向量求和法则及运算律 类别 图示几何意义向量求和的法则三角形法则已知不共线向量a ,b ,在平面内任取一点A ,作AB →=a ,BC →=b ,再作向量AC →,则向量AC →叫作a 与b 的和,记作a +b ,即a +b =AB →+BC →=AC →平行四边形法则已知不共线向量a ,b ,作AB →=a ,AD →=b ,再作平行AD →的BC →=b ,连接DC ,则四边形ABCD 为平行四边形,向量AC →叫作向量a 与b 的和,表示为AC →=a +b向量加法的运算律 交换律 a +b =b +a结合律(a +b )+c =a +(b +c )1.根据图中的平行四边形ABCD ,验证向量加法是否满足交换律.(注:AB →=a ,AD →=b )[提示] ∵AC →=AB →+BC →,∴AC →=a +b . ∵AC →=AD →+DC →,∴AC →=b +a .∴a +b =b +a .2.根据图中的四边形ABCD ,验证向量加法是否满足结合律.(注:AB →=a ,BC →=b ,CD →=c )[提示] ∵AD →=AC →+CD →=(AB →+BC →)+CD →,∴AD →=(a +b )+c , 又∵AD →=AB →+BD →=AB →+(BC →+CD →), ∴AD →=a +(b +c ), ∴(a +b )+c =a +(b +c ).思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)0+a =a +0=a ;( ) (2)AB →+BC →=AC →;( ) (3)AB →+BA →=0;( )(4)在平行四边形ABCD 中,BA →+BC →=BD →;( ) (5)|AB →|+|BC →|=|AC →|.( )[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×类型1 向量加法法则的应用【例1】 (教材北师版P 81例1改编)(1)如图①,用向量加法的三角形法则作出a +b ;(2)如图②,用向量加法的平行四边形法则作出a +b .[解] (1)在平面内任取一点O ,作OA →=a ,AB →=b ,再作向量OB →,则OB →=a +b .(2)在平面内任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,再作平行OB →的AC →=b ,连接BC ,则四边形OACB 为平行四边形,OC →=a +b .用三角形法则求和向量,关键是抓住“首尾相连”,和向量是第一个向量的起点指向第二个向量的终点,平行四边形法则注意“共起点”.且两种方法中,第一个向量的起点可任意选取,可在某一个向量上,也可在其它位置.两向量共线时,三角形法则仍适用,平行四边形法则不适用.[跟进训练]1.已知向量a ,b ,c ,如图,求作a +b +c .[解] 在平面内任取一点O ,作OA →=a ,AB →=b ,BC →=c ,如图,则由向量加法的三角形法则,得OB →=a +b ,OC →=a +b +c .类型2 向量加法及其运算律 【例2】 化简下列各式: (1)BC →+AB →; (2)DB →+CD →+BC →;(3)AB →+DF →+CD →+BC →+F A →.所给各式均为向量和的形式,因此可利用三角形法则和向量加法的运算律求解.[解] (1)BC →+AB →=AB →+BC →=AC →.(2)DB →+CD →+BC →=(DB →+BC →)+CD →=DC →+CD →=0或DB →+CD →+BC →=(DB →+CD →)+BC →=(CD →+DB →)+BC →=CB →+BC →=0.(3)AB →+DF →+CD →+BC →+F A →=AB →+BC →+CD →+DF →+F A →=AC →+CD →+DF →+F A →=AD →+DF →+F A →=AF →+F A →=0.向量运算中化简的两种方法(1)代数法:借助向量加法的交换律和结合律,将向量转化为“首尾相接”,向量的和即为第一个向量的起点指向最后一个向量终点的向量.(2)几何法:通过作图,根据“三角形法则”或“平行四边形法则”化简.[跟进训练]2.如图,在平行四边形ABCD 中(1)AB →+AD →=________; (2)AC →+CD →+DO →=________; (3)AB →+AD →+CD →=________; (4)AC →+BA →+DA →=________.(1)AC → (2)AO → (3)AD → (4)0 [(1)由平行四边形法则知,AB →+AD →=AC →.(2)AC →+CD →+DO →=AD →+DO →=AO →. (3)AB →+AD →+CD →=AC →+CD →=AD →.(4)∵BA →=CD →,∴AC →+BA →+DA →=AC →+CD →+DA →=AD →+DA →=0.] 类型3 向量加法的实际应用【例3】 (教材北师版P 81例2改编)在静水中船的速度为20 m/min ,水流的速度为10 m/min ,如果船从岸边出发沿垂直于水流的航线到达对岸,求船行进的方向.速度是向量,因此需要作出船的速度与水流速度的示意图,把实际问题转化为三角形中求角度问题.[解] 作出图形,如图.船速v 船与岸的方向成α角,由图可知v 水+v 船=v 实际,结合已知条件,四边形ABCD 为平行四边形, 在Rt △ACD 中,|CD →|=|AB →|=v 水=10 m/min , |AD →|=|v 船|=20 m/min , ∴cos α=|CD →||AD →|=1020=12,∴α=60°,从而船与水流方向成120°的角. 故船行进的方向是与水流的方向成120°的角的方向.1.若例3条件不变,则经过3小时,该船的实际航程是多少? [解] 由题意可知|AC →|=32|AD →|=32×20=103(m/min)=335(km/h), 则经过3小时,该船的实际航程是3×335=935(km).2.若例3的条件不变,改为若船沿垂直于水流的方向航行,求船实际行进的方向的正切值(相当于河岸的夹角).[解] 如图所示,|AD →|=|BC →|=|v 船|=20 m/min , |AB →|=|v 水|=10 m/min ,则tan ∠BAC =2,即为所求.应用向量解决平面几何问题的基本步骤(1)表示:用向量表示有关量,将所要解答的问题转化为向量问题.(2)运算:应用向量加法的平行四边形法则和三角形法则,将有关向量进行运算,解答向量问题.(3)还原:根据向量的运算结果,结合向量共线、相等等概念回答原问题.[跟进训练]3.作用在同一物体上的两个力F 1=60 N ,F 2=60 N ,当它们的夹角为120°时,这两个力的合力大小为( )A .30 NB .60 NC .90 ND .120 N [答案] B当堂达标1.已知四边形ABCD 是菱形,则下列等式中成立的是( ) A .AB →+BC →=CA →B .AB →+AC →=BC → C .AC →+BA →=AD →D .AC →+AD →=DC →C [由加法的平行四边形法则可知AB →+AD →=AC →,即(-BA →)+AD →=AC →,所以AC →+BA →=AD →.]2.(多选题)如图,D 、E 、F 分别是△ABC 的边AB 、BC 、CA 的中点,则下列等式中正确的是( )A .FD →+DA →+DE →=0B .AD →+BE →+CF →=0C .FD →+DE →+AD →=AB →D .AD →+EC →+FD →=BD →ABC [FD →+DA →+DE →=F A →+DE →=0, AD →+BE →+CF →=AD →+DF →+F A →=0, FD →+DE →+AD →=FE →+AD →=AD →+DB →=AB →, AD →+EC →+FD →=AD →+0=AD →=DB →≠BD →.故选ABC.]3.已知在矩形ABCD 中,AB =2,BC =3,则AB →+BC →+AC →的模等于________. 213 [|AB →+BC →+AC →|=|2AC →|=2|AC →|=213.] 4.根据图填空,其中a =DC →,b =CO →,c =OB →,d =BA →.(1)a +b +c =________; (2)b +d +c =________.(1)DB → (2)CA → [(1)a +b +c =DC →+CO →+OB →=DB →. (2)b +d +c =CO →+BA →+OB →=CA →.]5.若a 表示“向东走8 km ”,b 表示“向北走8 km ”,则: (1)|a +b |=________;(2)向量a +b 的方向是________.(1)82 (2)北偏东45°(或东北方向) [(1)如图所示,作OA →=a ,AB →=b ,则a +b =OA →+AB →=OB →,所以|a +b |=|OB →|=82+82=8 2. (2)因为∠AOB =45°, 所以a +b 的方向是东北方向.]回顾本节内容,自我完成以下问题:1.如何灵活选择三角形法则或平行四边形法则求向量的和?[提示](1)三角形法则和平行四边形法则都是求向量和的基本方法,两个法则是统一的,当两个向量首尾相连时常选用三角形法则,当两个向量共起点时,常选用平行四边形法则.(2)向量的加法满足交换律,因此在进行多个向量的加法运算时,可以按照任意的次序和任意的组合去进行.2.利用三角形法则求向量的加法时应注意什么问题?[提示]在使用向量加法的三角形法则时要特别注意“首尾相接”.和向量的特征是从第一个向量的起点指向第二个向量的终点.向量相加的结果是向量,如果结果是零向量,一定要写成0,而不应写成0.2.2向量的减法学习任务核心素养1.掌握向量减法的定义,理解相反向量的意义.(重点)2.掌握向量减法的运算及几何意义,能作出两个向量的差向量.(难点)1.通过向量减法的概念及减法法则的学习,培养数学抽象素养.2.通过向量减法法则的应用,培养数学运算素养.小明的父亲在台北工作,他经常乘飞机从台北到香港开会,再从香港到上海洽谈业务.若台北到香港的位移用向量a表示,香港到上海的位移用向量b表示,台北到上海的位移用向量c表示.阅读教材,综合上述情境回答下列问题: 问题1:上述问题中,b 能用a ,c 表示吗?问题2:方向相同且模相等的两个向量称为什么向量?方向相反且模相等的两个向量称为什么向量?问题3:零向量的相反向量是什么? 问题4:向量减法是向量加法的逆运算吗? 知识点1 相反向量定义把与向量a 长度相等、方向相反的向量,叫作向量a 的相反向量,记作-a规定:零向量的相反向量仍是零向量. 性质(1)-(-0)=0;(2)a +(-a )=(-a )+a =0;(3)若a +b =0,则a =-b ,b =-a .知识点2 向量减法 (1)定义向量a 减向量b 等于向量a 加上向量b 的相反向量,即a -b =a +(-b ),求两个向量差的运算,叫作向量的减法.(2)几何意义如图,设OA →=a ,OB →=b ,则BA →=a -b ,即a -b 表示为从向量b 的终点指向向量a 的终点的向量.向量的减法可以转化为向量的加法来运算吗?[提示] 因为向量的减法是向量的加法的逆运算,所以向量的减法可以转化为向量的加法来运算.1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)BA →=OA →-OB →; ( ) (2)相反向量是共线向量; ( ) (3)a -b 的相反向量是b -a ; ( ) (4)|a -b |≤|a +b |≤|a |+|b |.( )[答案] (1)√ (2)√ (3)√ (4)√2.OP →-QP →+PS →+SP →=( ) A .QP → B .OQ → C .SP → D .SQ → [答案] B类型1 向量减法的几何作图【例1】 (教材北师版P 84例4改编)如图,已知向量a ,b ,c 不共线,求作向量a +b -c .[解] 如图所示,在平面内任取一点O ,作OA →=a ,AB →=b ,则OB →=a +b ,再作OC →=c ,则CB →=a +b -c .若本例条件不变,则a -b -c 如何作?[解] 如图,在平面内任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则BA →=a -b .再作CA →=c ,则BC →=a -b -c .利用向量减法进行几何作图的方法(1)已知向量a ,b ,如图①所示,作OA →=a ,OB →=b ,则BA →=a -b .,(2)利用相反向量作图,通过向量求和的平行四边形法则作出a -b .如图②所示,作OA →=a ,OB →=b ,AC →=-b ,则OC →=a +(-b ),即BA →=a -b .[跟进训练]1.如图所示,O 为△ABC 内一点,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,求作:(1)向量b +c -a ; (2)向量a -b -c .[解] (1)以OB →,OC →为邻边作▱OBDC ,如图,连接OD ,AD ,则OD →=OB →+OC →=b +c ,AD →=OD →-OA →=b +c -a .(2)由a -b -c =a -(b +c ),如图,作▱OBEC ,连接OE ,则OE →=OB →+OC →=b +c ,连接AE ,则EA →=a -(b +c )=a -b -c .类型2 向量减法的运算 【例2】 化简下列式子: (1)NQ →-PQ →-NM →-MP →; (2)(AB →-CD →)-(AC →-BD →).[解] (1)原式=NP →+MN →-MP →=NP →+PN →=NP →-NP →=0.(2)原式=AB →-CD →-AC →+BD →=(AB →-AC →)+(DC →-DB →)=CB →+BC →=0.化简向量的和差的方法(1)如果式子中含有括号,括号里面能运算的直接运算,不能运算的去掉括号. (2)可以利用相反向量把差统一成和,再利用三角形法则进行化简.(3)化简向量的差时注意共起点,由减数向量的终点指向被减数向量的终点. 提醒:利用图形中的相等向量代入、转化是向量化简的重要技巧.[跟进训练]2.化简:(1)(BA →-BC →)-(ED →-EC →); (2)(AC →+BO →+OA →)-(DC →-DO →-OB →).[解] (1)(BA →-BC →)-(ED →-EC →)=CA →-CD →=DA →. (2)(AC →+BO →+OA →)-(DC →-DO →-OB →)=AC →+BA →-DC →+(DO →+OB →)=AC →+BA →-DC →+DB → =BC →-DC →+DB →=BC →+CD →+DB →=BC →+CB →=0. 类型3 向量加减法的综合应用【例3】 (1)已知|a |=1,|b |=2,|a +b |=5,则|a -b |=________. (2)(教材北师版P 85例6改编)已知O 为平行四边形ABCD 内一点,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,试用a ,b ,c 表示OD →.(1)5 [(1)设AB →=a ,AD →=b ,AC →=a +b ,则四边形ABCD 是平行四边形. 又∵(5)2=12+22,∴平行四边形ABCD 为矩形, ∴|a -b |=⎪⎪⎪⎪DB →=|AC →|= 5.] (2)[解]如图所示:OD →=OA →+AD →=a +BC →=a +(OC →-OB →)=a +c -b .用已知向量表示未知向量的方法用图形中的已知向量表示所求向量,应结合已知和所求,联想相关的法则和几何图形的有关定理,将所求向量反复分解,直到全部可以用已知向量表示即可.[跟进训练]3.设平面内四边形ABCD 及任一点O ,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,OD →=d ,若a +c =b +d 且|a -b |=|a -d |.试判断四边形ABCD 的形状.[解] 由a +c =b +d 得a -b =d -c ,即OA →-OB →=OD →-OC →, ∴BA →=CD →,于是AB 与CD 平行且相等, ∴四边形ABCD 为平行四边形.又|a -b |=|a -d |,从而|OA →-OB →|=|OA →-OD →|, ∴|BA →|=|DA →|,∴四边形ABCD 为菱形.当堂达标1.在△ABC 中,AB →=a ,AC →=b ,则BC →=( ) A .a +b B .a -b C .b -aD .-a -bC [BC →=AC →-AB →=b -a .]2.如图,在四边形ABCD 中,设AB →=a ,AD →=b ,BC →=c ,则DC →等于( )A .a -b +cB .b -(a +c )C .a +b +cD .b -a +c [答案] A3.(多选题)下列四个式子中可以化简为AB →的是( ) A .AC →+CD →-BD → B .AC →-CB → C .OA →+OB →D .OB →-OA →.AD [因为AC →+CD →-BD →=AD →-BD →=AD →+DB →=AB →,所以A 正确;因为OB →-OA →=AB →,所以D 正确,故选AD.]4.设正方形ABCD 的边长为2,则|AB →-CB →+AD →-CD →|=________. 42 [如图,原式=|(AB →+AD →)-(CB →+CD →)|=|AC →-CA →|=|AC →+AC →|=2|AC →|, ∵正方形边长为2, ∴2|AC →|=4 2.]5.已知非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则a 与b 的位置关系为________.(填“平行”或“垂直”)垂直 [如图所示,设OA →=a ,OB →=b ,以OA 、OB 为邻边作平行四边形, 则|a +b |=|OC →|, |a -b |=|BA →|, 又|a +b |=|a -b |, 则|OC →|=|BA →|,即平行四边形OACB 的对角线相等, ∴平行四边形OACB 是矩形, ∴a ⊥b .]回顾本节内容,自我完成以下问题: 1.向量减法的实质是什么?[提示]向量减法是向量加法的逆运算.即减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.2.在用三角形法则作向量减法时,应注意什么问题?[提示]在用三角形法则作向量减法时,要注意“差向量连接两向量的终点,箭头指向被减向量”.解题时要结合图形,准确判断,区分a-b与b-a.3从速度的倍数到向量的数乘3.1向量的数乘运算学习任务核心素养1.掌握向量数乘的运算及其运算律.(重点)2.理解数乘向量的几何意义.(重点)1.通过向量数乘概念的学习,培养数学抽象素养;2.通过向量数乘的运算及其运算律的应用,培养数学运算素养.夏季的雷雨天,我们往往先看到闪电,后听到雷声,这说明声速与光速的大小不同,光速是声速的88万倍.阅读教材,结合上述情境回答下列问题:问题1:若设光速为v1,声速为v2,将向量类比于数,则v1与v2有何关系?问题2:实数与向量相乘结果是实数还是向量?(1)实数λ与向量a的乘积是一个向量,记作λa.(2)|λa|=|λ||a|.(3)方向:λa 的方向⎩⎨⎧当λ>0时,与a 的方向相同;当λ<0时,与a 的方向相反;当λ=0时,0a =0.(4)几何意义:当λ>0时,表示向量a 的有向线段在原方向伸长或缩短为原来的|λ|倍;当λ<0时,表示向量a 的有向线段在反方向伸长或缩短为原来的|λ|倍.若a ∥b ,b ∥c ,那么一定有a ∥c 吗?[提示] 不一定,若b =0,此时必有a ∥b ,b ∥c 成立,但a 与c 不一定共线.1.已知|a |=2,|b |=3,若两向量方向相同,则向量a 与向量b 的关系为b=________a .32 [由于|a |=2,|b |=3,则|b |=32|a |,又两向量同向,故b =32a .] 知识点2 数乘运算的运算律 设λ,μ为实数,a ,b 为向量,则 (1)(λ+μ)a =λ a +μ a ; (2)λ(μa )=(λμ)a ; (3)λ(a +b )=λa +λb .向量的线性运算:向量的加法、减法和数乘的综合运算,通常称为向量的线性运算(或线性组合).2.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)若λa =0则λ=0.( ) (2)对于非零向量a ,向量-2a 与向量a 方向相反. ( ) (3)当a 是非零向量,-1||a a 是与向量a 反向的单位向量.( )[答案] (1)× (2)√ (3)√类型1 向量数乘运算的定义【例1】 已知a 、b 为非零向量,试判断下列各命题的真假,并说明理由. (1)2a 的方向与a 的方向相同; (2)|-2a |=32|3a |;(3)1||a a 是单位向量; (4)a +b 与-a -b 是一对相反向量. [解] (1)真命题.∵2>0, ∴2a 的方向与a 的方向相同. (2)假命题.|-2a |=||-2|a |=2|a |=23|3a |. (3)真命题.⎪⎪⎪⎪⎪⎪1||a a =⎪⎪⎪⎪⎪⎪1||a ||a =1||a ||a =1.(4)真命题.∵a +b 与-a -b 是一对相反向量,且-(a +b )=-a -b , ∴a +b 与-a -b 是一对相反向量.对数乘向量的三点说明(1)向量数乘运算的几何意义是把a 沿着a 的方向或a 的反方向扩大或缩小. (2)当λ=0或a =0时,λa =0.反之,也成立, (3)数乘向量的运算不满足消去律.[跟进训练]1.已知λ∈R ,a ≠0,则在下列各命题中,正确的命题有( ) ①当λ>0时,λa 与a 的方向一定相同; ②当λ<0时,λa 与a 的方向一定相反; ③当λa 与a 的方向相同时,λ>0; ④当λa 与a 的方向相反时,λ<0.A .1个B .2个C .3个D .4个D [由λ与向量a 的乘积λa 的方向规定,易知①②③④正确.] 类型2 向量的线性运算【例2】 (教材北师版P 88例1改编)计算下列各式: (1)2(a +b )-3(a -b ); (2)3(a -2b +c )-(2a +b -3c ); (3)12⎣⎢⎡⎦⎥⎤(3a +2b )-⎝ ⎛⎭⎪⎫a +12b -2⎝ ⎛⎭⎪⎫12a +38b .[解] (1)原式=2a -3a +2b +3b =-a +5b ; (2)原式=3a -6b +3c -2a -b +3c =a -7b +6c ; (3)原式=12⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +32b -a -34b =a +34b -a -34b =0.1.向量的数乘运算类似于代数多项式的运算,主要是“合并同类项”,但这里的“同类项”指向量,实数看作是向量的系数.2.对于线性运算,把握运算顺序为:正用分配律去括号→逆用分配律合并.[跟进训练]2.(1)化简23⎣⎢⎡⎦⎥⎤(4a -3b )+13b -14(6a -7b );(2)设向量a =3i +2j ,b =2i -j ,求⎝ ⎛⎭⎪⎫13a -b -⎝ ⎛⎭⎪⎫a -23b +(2b -a ). [解] (1)原式=23⎣⎢⎡⎦⎥⎤4a -3b +13b -32a +74b=23⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫4-32a +⎝ ⎛⎭⎪⎫-3+13+74b =23⎝ ⎛⎭⎪⎫52a -1112b =53a -1118b ;(2)原式=13a -b -a +23b +2b -a =⎝ ⎛⎭⎪⎫13-1-1a +⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+23+2b =-53a +53b=-53(3i +2j )+53(2i -j ) =⎝ ⎛⎭⎪⎫-5+103i +⎝ ⎛⎭⎪⎫-103-53j =-53i -5j .类型3 向量线性运算的应用【例3】 已知任意四边形ABCD 中,E 、F 分别是AD 、BC 的中点.求证:EF →=12(AB →+DC →).1.若D 是△ABC 的边BC 的中点,如何用AB →,AC →表示AD →? [提示] 由三角形法则知, AD →=AB →+BD →, AD →=AC →+CD →,两式相加得2AD →=⎝⎛⎭⎫AB →+BD →+⎝⎛⎭⎫AC →+CD →=⎝⎛⎭⎫AB →+AC →+⎝⎛⎭⎫BD →+CD →=AB →+AC →,所以AD →=12⎝⎛⎭⎫AB →+AC →.2.在△ABC 中,若AD →=12⎝⎛⎭⎫AB →+AC →,则D 是否是△ABC 的边BC 的中点? [提示] 设D ′是边BC 的中点,则AD ′→=12⎝⎛⎭⎫AB →+AC →,又AD →=12⎝⎛⎭⎫AB →+AC →, 则AD ′→=AD →, 所以D 与D ′重合, 所以D 是边BC 的中点.[证明] 取以点A 为起点的向量,应用三角形法则求证,如图. ∵E 为AD 的中点, ∴AE →=12AD →.∵F 是BC 的中点,∴AF →=12(AB →+AC →). 又∵AC →=AD →+DC →,∴AF →=12(AB →+AD →+DC →)=12(AB →+DC →)+12AD →. ∴EF →=AF →-AE →=12(AB →+DC →)+12AD →-12AD →=12(AB →+DC →).用已知向量表示其他向量的两种方法(1)直接法(2)方程法当直接表示比较困难时,可以首先利用三角形法则和平行四边形法则建立关于所求向量和已知向量的等量关系,然后解关于所求向量的方程.[跟进训练]3.在△ABC 中,D 、E 分别是AB 、AC 的中点.求证:DE →=12BC →. [证明] ∵D 为AB 的中点, ∴AD →=12AB →.∵E 是AC 的中点,∴AE →=12AC →.∴DE →=AE →-AD →=12AC →-12AB →=12⎝⎛⎭⎫AC →-AB →=12BC →.当堂达标1.(多选题)已知m ,n 是实数,a ,b 是向量,则下列命题中正确的为( ) A .m (a -b )=m a -m b B .(m -n )a =m a -n a C .若m a =m b ,则a =bD .若m a =n a ,则m =n .AB [A 和B 属于数乘运算对向量与实数的分配律,正确;C 中,若m =0,则不能推出a =b ,错误;D 中,若a =0,则m ,n 没有关系,错误.]2. 在△ABC 中,如果AD ,BE 分别为BC ,AC 上的中线,且AD →=a ,BE →=b ,那么BC →等于( )A .23a +43bB .23a -23bC .23a -43bD .-23a +43bA [由题意,得BC →=BE →+EC →=b +12AC →=b +12(AD →+DC →)=b +12a +14BC →,即BC →=b +12a +14BC →,解得BC →=23a +43b .]3.设D ,E ,F 分别为△ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB →+FC →等于( ) A .BC → B .12AD → C .AD →D .12BC →C [EB →+FC →=EC →+CB →+FB →+BC →=EC →+FB →=12(AC →+AB →)=12·2AD →=AD →.] 4.若2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -13a -12(c +b -3x )+b =0,其中a 、b 、c 为已知向量,则未知向量x =________.421a -17b +17c [据向量的加法、减法整理、运算可得x =421a -17b +17c .] 5.如图所示,已知AP →=43AB →,用OA →,OB →表示OP →.则OP →=________.-13OA →+43OB → [OP →=OA →+AP →=OA →+43AB →=OA →+43(OB →-OA →)=-13OA →+43OB →.]回顾本节内容,自我完成以下问题: 1.数乘向量的运算中应注意什么问题?[提示] 实数λ与向量a 可作数乘,但实数λ不能与向量a 进行加、减运算,如λ+a ,λ-a 都是无意义的.还必须明确λa 是一个向量,λ的符号与λa 的方向相关,|λ|的大小与λa 的模有关.2.利用数乘运算的几何意义时应注意什么问题?[提示] 利用数乘运算的几何意义可以得到两个向量共线的判定定理及性质定理,一定要注意,向量的共线(平行)与直线共线(或平行)的区别;常用向量共线解决平面几何中的“平行”或“点共线”问题.。

学案1:2.2.3 第1课时 两条直线的相交、平行与重合~2.2.3 第2课时 两条直线的垂直

学案1:2.2.3 第1课时 两条直线的相交、平行与重合~2.2.3 第2课时 两条直线的垂直

2.2.3第1课时两条直线的相交、平行与重合~2.2.3第2课时两条直线的垂直学习目标核心素养1.掌握两条直线相交的判定方法,会求两条相交直线的交点坐标.(重点)2.掌握两条直线平行与垂直的判定方法,注意利用直线方程的系数和利用斜率判定直线平行与垂直的差别.(重点)3.灵活选取恰当的方法判定两条直线的位置关系.(难点)1.通过学习两直线位置关系的方法,培养逻辑推理的数学核心素养.2.借助两直线方程的学习,培养数学运算的核心素养.【情境导学】情景引入过山车是一种富有刺激性的娱乐游戏,那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷.实际上,过山车运动包含了许多数学、物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理.过山车的铁轨是两条平行、起伏的轨道,你能感受到过山车中的平行吗?那么两条直线的平行用什么来刻画呢?新知初探1.两条直线相交、平行与重合的条件(1)几何方法判断若两直线的斜率均存在,我们可以利用斜率和在y轴上的截距判断两直线的位置关系,其方法如下:设l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,①l1与l2相交⇔;②l1∥l2⇔;③l1与l2重合⇔.(2)向量方法判断设直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,因为v 1=(A 1,B 1)是直线l 1的一个法向量,v 2=(A 2,B 2)是直线l 2的一个法向量. ①l 1与l 2相交(即只有一个交点)的充要条件是v 1与v 2不共线,即 . ②l 1与l 2平行或重合的充要条件是v 1与v 2共线,即 ; l 1与l 2重合的充要条件是,存在实数λ使得⎩⎪⎨⎪⎧A 1=λA 2,B 1=λB 2,C 1=λC 2.思考:直线Ax +By +C 1=0与直线Ax +By +C 2=0,平行的充要条件是什么?重合呢?2.两条直线垂直对应关系l 1与l 2的斜率都存在,分别为k 1,k 2,则l 1⊥l 2⇔l 1与l 2中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则l 1与l 2的位置关系是图示初试身手1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若两条直线斜率相等,则这两条直线平行. ( )(2)若l 1∥l 2,则k 1=k 2.( )(3)若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.( ) (4)若两直线斜率都不存在,则两直线平行. ( )2.已知A (2,0),B (3,3),直线l ∥AB ,则直线l 的斜率为( ) A .-3 B .3 C .-13 D .133.直线l 1与l 2的斜率是一元二次方程2 019x 2-2 020x -2 019=0的两根,则l 1与l 2的位置关系为 .4.若直线l :x +ay +2=0平行于直线2x -y +3=0,则a = .5.经过点P (-2,-1),Q (3,a )的直线与倾斜角为45°的直线垂直,则a = .【合作探究】【例1】已知两直线l1:x+my+6=0;l2:(m-2)x+3y+2m=0,当m为何值时,直线l1与l2:(1)相交;(2)平行;(3)重合.[思路探究]可尝试根据两直线相交、平行、重合的等价条件,列出方程求参数的值.[规律方法]根据两直线的位置关系确定参数取值时,因为斜率是否存在不清楚,若使用斜率判定,两直线位置关系需分类讨论,但使用直线方程一般式的系数来判定两直线的位置关系不必讨论.因此使用直线方程一般式系数来判定两直线位置关系更简便易行.[跟进训练]1.l1:9x-y+a+2=0;l2:ax+(a-2)y+1=0.求当a为何值时,直线l1与l2:(1)相交;(2)平行;(3)重合.【例2】(1)l1经过点A(3,2),B(3,-1),l2经过点M(1,1),N(2,1),判断l1与l2是否垂直;(2)已知直线l1经过点A(3,a),B(a-2,3),直线l2经过点C(2,3),D(-1,a-2),若l1⊥l2,求a的值.[思路探究](1)若斜率存在,求出斜率,利用垂直的条件判断;若一条直线的斜率不存在,再看另一条的斜率是否为0,若为0,则垂直;(2)当两直线的斜率都存在时,由斜率之积等于-1求解;若一条直线的斜率不存在,由另一条直线的斜率为0求解.[规律方法]利用斜率公式来判定两直线垂直的方法(1)一看:就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在;再看另一条直线的两点的纵坐标是否相等,若相等,则垂直,若不相等,则进行第二步. (2)二代:就是将点的坐标代入斜率公式.(3)求值:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.提醒:若已知点的坐标含有参数,利用两直线的垂直关系求参数值时,要注意讨论斜率不存在的情况. [跟进训练]2.分别判断下列两直线是否垂直.(1)直线l 1的斜率为-10,直线l 2经过点A (10,2),B (20,3). (2)直线l 1经过A (3,4),B (3,7),直线l 2经过点P (-2,4),Q (2,4). (3)直线l 1的斜率为13,直线l 2与直线2x +3y +1=0平行.类型三直线平行与垂直的综合应用[探究问题]1.已知△ABC的三个顶点坐标A(5,-1),B(1,1),C(2,3),你能判断△ABC的形状吗?2.若已知直角三角形ABC的顶点A(5,-1),B(1,1),C(2,m),你能求出m的值吗?【例3】如图所示,在平面直角坐标系中,四边形OPQR的顶点坐标按逆时针顺序依次为O(0,0),P(1,t),Q(1-2t,2+t),R(-2t,2),其中t>0.试判断四边形OPQR的形状.[思路探究]利用直线方程的系数关系,或两直线间的斜率关系,判断两直线的位置关系.[母题探究]1.将本例中的四个点,改为“A(-4,3),B(2,5),C(6,3),D(-3,0),顺次连接A,B,C,D四点,试判断四边形ABCD的形状.”2.将本例改为“已知矩形OPQR中按逆时针顺序依次为O(0,0),P(1,t),Q(1-2t,2+t),试求顶点R的坐标.”[规律方法]1.利用两条直线平行或垂直判定几何图形的形状的步骤2.判定几何图形形状的注意点(1)在顶点确定的前提下,判定几何图形的形状时,要先画图,猜测其形状,以明确证明的目标.(2)证明两直线平行时,仅仅有k1=k2是不够的,还要注意排除两直线重合的情况.(3)判断四边形形状,要依据四边形的特点,并且不会产生其他的情况.【课堂小结】1.本节课的重点是理解两条直线平行或垂直的判定条件,会利用斜率判断两条直线平行或垂直,难点是利用斜率判断两条直线平行或垂直.2.本节课要重点掌握的规律方法(1)判断两条直线平行的步骤.(2)利用斜率公式判断两条直线垂直的方法.(3)判断图形形状的方法步骤.3.本节课的易错点是利用斜率判断含字母参数的两直线平行或垂直时,对字母分类讨论.【学以致用】1.直线x+ay-7=0与直线(a+1)x+2y-14=0平行,则a的值是() A.1B.-2C.1或-2D.-1或22.如图,直线l1的倾斜角α1=30°,直线l1⊥l2,则l2的斜率为()A.-33B.33C.- 3 D.33.已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与直线2x+y-1=0平行,则m的值为() A.-8 B.0C.2 D.104.已知直线l的倾斜角为45°,直线l2的斜率为k=m2-3,若l1∥l2,则m的值为.5.当m为何值时,过两点A(1,1),B(2m2+1,m-2)的直线:(1)倾斜角为135°;(2)与过两点(3,2),(0,-7)的直线垂直;(3)与过两点(2,-3),(-4,9)的直线平行.【参考答案】【情境导学】新知初探1.两条直线相交、平行与重合的条件 (1)①k 1≠k 2 ②k 1=k 2且b 1≠b 2 ③k 1=k 2且b 1=b 2 (2)①A 1B 2≠A 2B 1 ②A 1B 2=A 2B 1思考:直线Ax +By +C 1=0与直线Ax +By +C 2=0,平行的充要条件是什么?重合呢?2.两条直线垂直 k 1·k 2=-1l 1⊥l 2初试身手1.[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×[提示] (1)、(4)中两直线有可能重合,故(1)(4)错误;(2)可能出现两直线斜率不存在情况,故(2)错误;(3)正确. 2.B [因为k =k AB =3-03-2=3,所以l 的斜率为3.] 3.垂直 [由题意知一元二次方程2 019x 2-2 020x -2 019=0的两根x 1·x 2=-1, ∴直线l 1、l 2的斜率之积k 1k 2=-1,∴直线l 1⊥l 2.]4.-12 [因为直线l :x +ay +2=0平行于直线2x -y +3=0,所以1×(-1)-2a =0,解得a =-12.]5.-6 [由题意知a -(-1)3-(-2)=-1,所以a =-6.]【合作探究】【例1】[解] ∵直线l 1:x +my +6=0,直线l 2:(m -2)x +3y +2m =0,∴A 1=1,B 1=m ,C 1=6,A 2=m -2,B 2=3,C 2=2m . (1)若l 1与l 2相交,则A 1B 2-A 2B 1≠0,即1×3-m (m -2)≠0, 即m 2-2m -3≠0,即(m -3)(m +1)≠0,即m ≠3,且m ≠-1. 故当m ≠3,且m ≠-1时,直线l 1与l 2相交.(2)若l 1∥l 2,则有⎩⎪⎨⎪⎧A 1B 2-A 2B 1=0,B 1C 2-B 2C 1≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧ 3-m (m -2)=0,2m 2-18≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-2m -3=0,m 2≠9,即⎩⎪⎨⎪⎧m =3或m =-1,m ≠3且m ≠-3, ∴m =-1.故当m =-1时,直线l 1与l 2平行.(3)若l 1与l 2重合,则有⎩⎪⎨⎪⎧ A 1B 2-A 2B 1=0,B 1C 2-B 2C 1=0,即⎩⎪⎨⎪⎧3-m (m -2)=0,2m 2-18=0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧m =3或m =-1,m =3或m =-3,∴m =3. 故当m =3时,直线l 1与l 2重合. [跟进训练]1.[解] 由题意:A 1=9,B 1=-1,C 1=a +2,A 2=a ,B 2=a -2,C 2=1, (1)若l 1与l 2相交,则A 1B 2-A 2B 1≠0, 即9(a -2)-a ×(-1)≠0,∴a ≠95.故当a ≠95时,直线l 1与l 2相交.(2)若l 1∥l 2,则有⎩⎪⎨⎪⎧A 1B 2-A 2B 1=0,B 1C 2-B 2C 1≠0,即⎩⎪⎨⎪⎧9(a -2)-a ×(-1)=0,-1-(a 2-4)≠0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a =95,a ≠± 3.∴当a =95时,l 1与l 2平行.(3)若l 1与l 2重合,则有⎩⎪⎨⎪⎧A 1B 2-A 2B 1=0,B 1C 2-B 2C 1=0,由(2)知⎩⎪⎨⎪⎧a =95,a =±3,不成立,∴直线l 1与l 2不重合.综上所述:当a ≠95时,两直线相交,当a =95时,两直线平行,不论a 为何值两直线不会重合.【例2】[解] (1)直线l 1的斜率不存在,直线l 2的斜率为0,所以l 1⊥l 2. (2)由题意,知l 2的斜率k 2一定存在,l 1的斜率可能不存在. 当l 1的斜率不存在时,3=a -2,即a =5,此时k 2=0, 则l 1⊥l 2,满足题意. 当l 1的斜率k 1存在时,a ≠5,由斜率公式,得k 1=3-a a -2-3=3-a a -5,k 2=a -2-3-1-2=a -5-3.由l 1⊥l 2,知k 1k 2=-1,即3-a a -5×⎝ ⎛⎭⎪⎫a -5-3=-1,解得a =0. 综上所述,a 的值为0或5. [跟进训练]2.[解] (1)直线l 1的斜率为k 1=-10,直线l 2的斜率为k 2=3-220-10=110,k 1·k 2=-10×110=-1.所以直线l 1与l 2垂直.(2)直线l 1的斜率不存在,故l 1与x 轴垂直,直线l 2的斜率为0,故直线l 2与x 轴平行,所以l 1与l 2垂直.(3)直线l 1的斜率为k 1=13,直线l 2的斜率为k 2=-23,k 1·k 2=-29≠-1,所以直线l 1与l 2不垂直.[探究问题]1.[提示] 如图,AB 边所在的直线的斜率k AB =-12,BC 边所在直线的斜率k BC =2.由k AB ·k BC =-1,得AB ⊥BC ,即∠ABC =90°.∴△ABC 是以点B 为直角顶点的直角三角形.2.[提示] 若∠A 为直角,则AC ⊥AB ,所以k AC ·k AB =-1,即m +12-5·1+11-5=-1,得m =-7; 若∠B 为直角,则AB ⊥BC ,所以k AB ·k BC =-1,即1+11-5·m -12-1=-1,得m =3; 若∠C 为直角,则AC ⊥BC ,所以k AC ·k BC =-1,即m +12-5·m -12-1=-1,得m =±2. 综上可知,m =-7或m =3或m =±2.【例3】[解] 由斜率公式得k OP =t -01-0=t , k QR =2-(2+t )-2t -(1-2t )=-t -1=t ,k OR =2-0-2t -0=-1t ,k PQ =2+t -t 1-2t -1=2-2t=-1t . 所以k OP =k QR ,k OR =k PQ ,从而OP ∥QR ,OR ∥PQ .所以四边形OPQR 为平行四边形.又k OP ·k OR =-1,所以OP ⊥OR ,故四边形OPQR 为矩形.[母题探究]1.[解] 由题意A ,B ,C ,D 四点在平面直角坐标系内的位置如图,由斜率公式可得k AB =5-32-(-4)=13,k CD =0-3-3-6=13, k AD =0-3-3-(-4)=-3,k BC =3-56-2=-12.所以k AB =k CD ,由图可知AB 与CD 不重合,所以AB ∥CD ,由k AD ≠k BC ,所以AD 与BC 不平行.又因为k AB ·k AD =13×(-3)=-1, 所以AB ⊥AD ,故四边形ABCD 为直角梯形.2.[解] 因为OPQR 为矩形,所以OQ 的中点也是PR 的中点,设R (x ,y ),则由中点坐标公式知⎩⎨⎧ 0+1-2t 2=1+x 2,0+2+t 2=t +y 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2t ,y =2.所以R 点的坐标是(-2t,2). 【学以致用】1.B [由已知,得a (a +1)-2=0,解得a =-2或a =1.当a =1时,两直线重合,∴a =-2.]2.C [∵k 1=tan 30°=33,又l 1⊥l 2,∴k 1·k 2=-1,∴k 2=-3.] 3.A [由已知,得4-m m +2=-2,∴m =-8.] 4.±2 [由题意知m 2-3=tan 45°,解得m =±2.]5.[解] (1)由k AB =m -32m 2=tan 135°=-1, 解得m =-32或m =1. (2)由k AB =m -32m 2,且-7-20-3=3. 则m -32m 2=-13,解得m =32或m =-3. (3)令m -32m 2=9+3-4-2=-2,解得m =34或m =-1.。

高中数学必修2——立体几何平行和垂直(学案)

高中数学必修2——立体几何平行和垂直(学案)

立体几何平行和垂直知识讲解知识点1 点、线、面一、平面的基本性质二、空间直线的位置关系1.位置关系的分类⎩⎨⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点;平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线:不同在任何一个平面内,没有公共点.2.平行公理平行于同一条直线的两条直线互相平行.3.等角定理空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.4.异面直线所成的角(或夹角)(1)定义:设ba,是两条异面直线,经过空间中任一点O作直线bbaa//',//',把'a与'b所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角.I,,Pl P l且且三、直线与平面的位置关系llAα//l知识点2 线线垂直判断线线垂直的方法:所成的角是直角,两直线垂直;垂直于平行线中的一条,必垂直于另一条。

三垂线定理:在平面内的一条直线,如果它和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直。

三垂线定理的逆定理:在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线垂直,那么它也和这条斜线的射影垂直。

推理模式:,,PO O PA A a AO a a AP αααα⊥∈⎫⎪=⇒⊥⎬⎪⊂⊥⎭注意:⑴三垂线指AO PO PA ,,都垂直α内的直线a 其实质是:斜线和平面内一条直线垂直的判定和性质定理⑵要考虑a 的位置,并注意两定理交替使用。

知识点3 线面垂直定义:如果一条直线l 和一个平面α相交,并且和平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线l 和平面α互相垂直其中直线l 叫做平面α的垂线,平面α叫做直线l 的垂面,直线与平面的交点叫做垂足。

直线l 与平面α垂直记作:α⊥l 。

直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面。

直线和平面垂直的性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。

知识点4 面面垂直两个平面垂直的定义:相交成直二面角的两个平面叫做互相垂直的平面。

高中数学必修二两条直线的交点坐标公开课教案课件教案课件

高中数学必修二两条直线的交点坐标公开课教案课件教案课件

3.3.1 两条直线的交点坐标【教学目标】1.掌握两直线方程联立方程组解的情况与两直线不同位置的对立关系,并且会通过直线方程系数判定解的情况,2.当两条直线相交时,会求交点坐标.3.学生通过一般形式的直线方程解的讨论,加深对解析法的理解,培养转化能力.【重点难点】教学重点:根据直线的方程判断两直线的位置关系和已知两相交直线求交点. 教学难点:对方程组系数的分类讨论与两直线位置关系对应情况的理解.【教学过程】导入新课问题1.作出直角坐标系中两条直线,移动其中一条直线,让学生观察这两条直线的位置关系.课堂设问:由直线方程的概念,我们知道直线上的一点与二元一次方程的解的关系,那如果两直线相交于一点,这一点与这两条直线的方程有何关系?你能求出它们的交点坐标吗?说说你的看法.问题2.你认为该怎样由直线的方程求出它们的交点坐标?这节课我们就来研究这个问题.新知探究 提出问题①已知两直线l 1:A 1x+B 1y+C 1=0,l 2:A 2x+B 2y+C 2=0,如何判断这两条直线的关系? ②如果两条直线相交,怎样求交点坐标?交点坐标与二元一次方程组有什关系? ③解下列方程组(由学生完成):(ⅰ)⎩⎨⎧=++=-+022,0243y x y x ; (ⅱ)⎪⎩⎪⎨⎧+==+-2131,0362x y y x ; (ⅲ)⎪⎩⎪⎨⎧+==-2131,062x y y x .如何根据两直线的方程系数之间的关系来判定两直线的位置关系?④当λ变化时,方程3x+4y-2+λ(2x+y+2)=0表示什么图形,图形有什么特点?求出图形的交点坐标.几何元素及关系代数表示 点A A(a ,b) 直线l l :Ax+By+C=0点A 在直线上 直线l 1与l 2的交点A关系.设两条直线的方程是l 1:A 1x+B 1y+C 1=0,l 2:A 2x+B 2y+C 2=0,如果这两条直线相交,由于交点同时在这两条直线上,交点的坐标一定是这两个方程的唯一公共解,那么以这个解为坐标的点必是直线l 1和l 2的交点,因此,两条直线是否有交点,就要看这两条直线方程所组成的方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=++0,0222111C y B x A C y B x A 是否有唯一解.(ⅰ)若二元一次方程组有唯一解,则l 1与l 2相交;(ⅱ)若二元一次方程组无解,则l 1与l 2平行;(ⅲ)若二元一次方程组有无数解,则l 1与l 2重合.即直线l 1、l 2联立得方程组⎪⎩⎪⎨⎧⇔⎪⎩⎪⎨⎧.,,212121平行重合相交无解无穷多解唯一解转化、l l 、l l 、l l(代数问题) (几何问题)③引导学生观察三组方程对应系数比的特点:(ⅰ)23≠14;(ⅱ)21316312=--=;(ⅲ)16312--=≠211.一般地,对于直线l 1:A 1x+B 1y+C 1=0,l 2:A 2x+B 2y+C 2=0(A 1B 1C 1≠0,A 2B 2C 2≠0),有方程组⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⇔≠=⇔⇔==⇔⇔≠⇔⎪⎩⎪⎨⎧=++=++.,,002121212121212121212121222111平行无解重合无穷多解相交唯一解l l C CB B A A l lC C B B A A l l B B A A C y B x A C y B x A . 注意:(a)此关系不要求学生作详细的推导,因为过程比较繁杂,重在应用.(b )如果A 1,A 2,B 1,B 2,C 1,C 2中有等于零的情况,方程比较简单,两条直线的位置关系很容易确定.④(a)可以用信息技术,当λ取不同值时,通过各种图形,经过观察,让学生从直观上得出结论,同时发现这些直线的共同特点是经过同一点.(b)找出或猜想这个点的坐标,代入方程,得出结论.(c)结论:方程表示经过这两条直线l 1与l 2的交点的直线的集合. 应用示例例1 求下列两直线的交点坐标,l 1:3x+4y-2=0,l 2:2x+y+2=0.解:解方程组⎩⎨⎧=++=-+,022,023y x y x 得x=-2,y=2,所以l 1与l 2的交点坐标为M(-2,2).变式训练求经过原点且经过以下两条直线的交点的直线方程.l 1:x-2y+2=0,l 2:2x-y-2=0.解:解方程组x-2y+2=0,2x-y-2=0, 得x=2,y=2,所以l 1与l 2的交点是(2,2).设经过原点的直线方程为y=kx,把点(2,2)的坐标代入以上方程,得k=1,所以所求直线方程为y=x.点评:此题为求直线交点与求直线方程的综合运用,求解直线方程也可应用两点式. 例2 判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标. (1)l 1:x-y=0,l 2:3x+3y-10=0. (2)l 1:3x-y+4=0,l 2:6x-2y-1=0. (3)l 1:3x+4y-5=0,l 2:6x+8y-10=0. 活动:教师让学生自己动手解方程组,看解题是否规范,条理是否清楚,表达是否简洁,然后再进行讲评.解:(1)解方程组⎩⎨⎧=-+=-,01033,0y x y x 得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.35,35y x所以l 1与l 2相交,交点是(35,35). (2)解方程组⎩⎨⎧=--=+-)2(,0126)1(,043y x y x①×2-②得9=0,矛盾,方程组无解,所以两直线无公共点,l 1∥l 2. (3)解方程组⎩⎨⎧=-+=-+)2(,01086)1(,0543y x y x①×2得6x+8y-10=0.因此,①和②可以化成同一个方程,即①和②表示同一条直线,l 1与l 2重合.变式训练判定下列各对直线的位置关系,若相交,则求交点.(1)l 1:7x+2y-1=0,l 2:14x+4y-2=0.(2)l 1:(3-2)x+y=7,l 2:x+(3+2)y-6=0.(3)l 1:3x+5y-1=0,l 2:4x+3y=5.答案:(1)重合,(2)平行,(3)相交,交点坐标为(2,-1).例3 求经过两直线2x-3y-3=0和x+y+2=0的交点且与直线3x+y-1=0平行的直线方程. 思路解析:根据本题的条件,一种思路是先求出交点坐标,再设所求直线的点斜式方程求出所要求的直线方程;另一种思路是利用直线系(平行系或过定点系)直接设出方程,根据条件求未知量,得出所求直线的方程.解:(方法一)由方程组⎩⎨⎧=++=0,2y x 0,3-3y -2x 得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=.57,53y x∵直线l 和直线3x+y-1=0平行, ∴直线l 的斜率k=-3. ∴根据点斜式有y-(57-)=-3[x-(53-)],即所求直线方程为15x+5y+16=0.(方法二)∵直线l 过两直线2x-3y-3=0和x+y+2=0的交点, ∴设直线l 的方程为2x-3y-3+λ(x+y+2)=0, 即(λ+2)x+(λ-3)y+2λ-3=0. ∵直线l 与直线3x+y-1=0平行, ∴1321332--≠-=+λλλ.解得λ=211. 从而所求直线方程为15x+5y+16=0.点评:考查熟练求解直线方程,注意应用直线系快速简洁解决问题。

高中数学 2.2 直线的方程 2.2.3.1 两条直线相交、平行与重合的条件教案 新人教B版必修2

高中数学 2.2 直线的方程 2.2.3.1 两条直线相交、平行与重合的条件教案 新人教B版必修2

2.2.3.1 两条直线相交、平行与重合的条件示范教案整体设计教学分析教材利用方程组解的个数来讨论两条直线相交、平行与重合的条件.值得注意的是在教学中,调动学生的积极性,让学生自己归纳出两条直线相交、平行和重合的条件.三维目标1.掌握两条直线相交、平行与重合的条件,提高学生归纳、类比的能力.2.能够判断两直线的位置关系,提高学生分析问题、解决问题的能力.重点难点教学重点:两条直线的位置关系、平行条件的应用.教学难点:归纳两直线平行、相交与重合的条件.课时安排1课时教学过程导入新课设计 1.在平面直角坐标系中,两条直线的位置关系是平行、相交、重合.当两条直线无交点时,它们平行;当两条直线有唯一交点时,它们相交;当两条直线有无数个交点时,它们重合.本节利用直线方程来讨论两条直线的位置关系,教师引出课题.设计 2.在立体几何中,两条直线的位置关系是平行、相交、异面,在本章所讨论的两条直线的位置关系是平行、相交、重合.那么如何利用方程来讨论两直线的位置关系呢?教师引出课题.推进新课新知探究提出问题 点0,y 0是直线l :Ax +By +C =0上的一点,则x 0与y 0满足什么条件? 已知两条直线的方程为l 1:A 2x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0.试判断直线l 1与l 2的交点个数,并确定它们位置关系.归纳两条直线相交、平行与重合的条件.讨论结果:(1)Ax 0+By 0+C =0.(2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ A 1x +B 1y +C 1=0A 2x +B 2y +C 2=0, ①②①×B 2-②×B 1,得(A 1B 2-A 2B 1)x +B 2C 1-B 1C 2=0.当A 1B 2-A 2B 1≠0时,得x =B 1C 2-C 1B 2A 1B 2-A 2B 1; 因此,当A 1B 2-A 2B 1≠0时,方程组有唯一一组解.此时直线l 1与l 2相交,且有唯一交点,交点坐标是方程组的解.当A 1B 2-A 2B 1=0,而B 1C 2-C 1B 2≠0或A 2C 1-A 1C 2≠0时,方程组无解.两直线无交点,此时l 1∥l 2.当A 1B 2-A 2B 1=0,而B 1C 2-C 1B 2=0或A 2C 1-A 1C 2=0时,方程组有无数组,即此时,两直线l 1与l 2有无数个交点,即l 1与l 2重合.(3)l 1与l 2相交⇔A 1B 2-A 2B 1≠0或A 1A 2≠B 1B 2(A 2B 2≠0). l 1与l 2平行⇔⎩⎪⎨⎪⎧ A 1B 2-A 2B 1=0,而B 1C 2-C 1B 2≠0或A 2C 1-A 1C 2≠0;或A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 22B 2C 2 l 1与l 2重合⇔⎩⎪⎨⎪⎧ A 1=λA 2,B 1=λB 2,C 1=λC 2λ;或A 1A 2=B 1B 2=C 1C 22B 2C 2提出问题(1)两直线平行,它们的倾斜角和在y 轴上的截距相等吗?当两直线的倾斜角相等,在y 轴上的截距不相等时,这两条直线有什么位置关系?已知直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,怎样用k 1,k 2,b 1,b 2判定它们平行?怎样用k 1,k 2,b 1,b 2,判定它们重合?讨论结果:(1)画图分析,得它们的倾斜角相等,在y 轴上的截距不相等.如下图所示;(2)平行;(3)l 1∥l 2 ⇔k 1=k 2且b 1≠b 2;(4)l 1与l 2重合⇔k 1=k 2,且b 1=b 2.应用示例思路1例1已知直线l 1:Ax +By +C 1=0,l 2:Ax +By +C 2=0,求证:当C 1≠C 2时,l 1与l 2平行.证明:因为AB -BA =0,所以l 1与l 2平行或重合.又因为BC 2-BC 1=B(C 2-C 1):当B≠0时,已知C 1≠C 2,所以BC 2-BC 1≠0,因此两直线平行;当B =0时,由直线方程的定义,知A≠0,于是两条直线的方程变为x =-C 1A ,x =-C 2A,这是两条与x 轴垂直的直线,所以它们平行或重合.又由于C 1≠C 2,所以它们是平行的直线.点评:与直线Ax +By +C =0平行的直线方程可设为Ax +By +D =0(C≠D).变式训练1.过点A(1,2),且平行于直线2x -3y +5=0的直线方程是______.解析:设所求直线方程为2x -3y +m =0(m≠5),则2×1-3×2+m =0,解得m =4,即所求直线方程为2x -3y +4=0.答案:2x -3y +4=02.求与直线2x +3y +5=0平行,且在两坐标轴上截距之和是56的直线l 的方程.解:设直线l 的方程为2x +3y +m =0(m≠5).当x =0时,y =-m 3;当y =0时,x =-m 2. 则-m 3-m 2=56,解得m =-1. 即直线l 的方程为2x +3y -1=0.3.求通过下列各点且与已知直线平行的直线方程:(1)(-1,2),y =12x +1; (2)(1,-4),2x +3y +5=0.解:(1)因为所求直线与已知直线平行,所以可设所求直线为y =12x +b. 由于所求直线过点(-1,2),代入方程,得b =52.因此所求方程为y =12x +52,即x -2y +5=0.(2)设所求的直线方程为2x +3y +D =0.由于所求直线过点(1,-4),代入方程, 得D =10.因此,所求直线方程为2x +3y +10=0.思路2例2判断下列各对直线是否平行,并说明理由.(1)l 1:y =3x +2,l 2:y =3x +5;(2)l 1:y =2x +1,l 2:y =3x ;(3)l 1:x =5,l 2:x =8.解:(1)设两直线的斜率分别是k 1,k 2,在y 轴上截距分别是b 1,b 2,则k 1=3,b 1=2,k 2=3,b 2=5.因为k 1=k 2,b 1≠b 2,所以l 1∥l 2.(2)设两直线的斜率分别是k 1,k 2,在y 轴上截距分别是b 1,b 2,则k 1=2,k 2=3,b 1=1,b 2=0.因为k 1≠k 2,所以l 1与l 2不平行.(3)由方程可知l 1⊥x 轴,l 2⊥x 轴,且两直线在x 轴上截距不相等,所以l 1∥l 2.点评:判断两直线是否平行时,要对直线的斜率讨论,特别是当斜率都不存在时,即直线x =a 与直线x =b(a≠b)平行.变式训练1.直线l 1过A(m,1),B(-1,m),直线l 2过点P(1,2),Q(-5,0),且l 1∥l 2,则m =______.解析:k 1=1-m m +1,k 2=2-01+5=13,由于l 1∥l 2,则1-m m +1=13,解得m =12. 答案:122.已知直线l 1:x +y -1=0,直线l 2:kx -2y +3=0,且l 1∥l 2,则k =______. 答案:-2例3已知两直线l 1:x +my +6=0,l 2:(m -2)x +3y +2m =0,当m 为何值时,直线l 1与l 2(1)平行;(2)重合;(3)相交?解:对于平行及重合的判断,可以通过斜率与截距来分析.而对于l 1与l 2相交的情况,只能通过解方程组来寻求规律,当m =0时,l 1:x +6=0,l 2:2x -3y =0,此时l 1与l 2相交.当m≠0时,l 1:y =-1m x -6m ,l 2:y =-m -23x -32m. (1)若l 1∥l 2,则⎩⎪⎨⎪⎧ -1m =-m -23-6m ≠-32m ,解得m =-1.(2)若l 1与l 2重合,则m -21=3m =2m 6,解得m =3. 故m =-1时l 1∥l 2;m =3时l 1与l 2重合.(3)由l 1的方程得x =-my -6,代入l 2的方程得(m -2)(-my -6)+3y +2m =0,即(m2-2m -3)y =12-4m ,显然,m 2-2m -3=0时无解,只有当m 2-2m -3≠0,即m≠-1且m≠3时,方程才有解,且是唯一解,故只有当m≠-1且m≠3时两直线相交.点评:本题主要考查两直线相交、平行与重合的条件,要正确解决本题需要有足够的耐心和具有分类讨论的能力.变式训练设三条直线l 1:x +y -1=0,l 2:kx -2y +3=0,l 3:x -(k +1)y -5=0.若这三条直线交于一点,求k 的值.解:解由l 1、l 2的方程组成的方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -1=0,kx -2y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-12+k ,y =3+k 2+k ,所以l 1与l 2的交点是P(-12+k ,3+k 2+k). 又因为l 1、l 2、l 3交于一点,即P 点坐标满足直线l 3的方程,-12+k -(k +1)3+k 2+k-5=0.解得k =-7或-2(舍去).所以k =-7.知能训练1.已知直线l 1:ax +3y +1=0,l 2:x +(a -2)y +a =0,它们的倾斜角及斜率依次分别为α1,α2,k 1,k 2则(1)a =__________时,α1=150°;(2)a =__________时,l 2⊥x 轴;(3)a =__________时,l 1∥l 2;(4)a =__________时,l 1、l 2重合.答案:(1) 3 (2)2 (3)3 (4)-12.求下列两条直线的交点:l 1:x +2y +1=0,l 2:-x +2y +2=0.解:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y +1=0,-x +2y +2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =12,y =-34.所以这两条直线的交点是M(12,-34). 3.已知平行四边形ABCD 的四个顶点分别为A(0,0),B(2,-1),C(4,2),D(2,3),试判断四边形ABCD 的形状,并给出证明.分析:先作图猜想,然后给出证明.由斜率相等得两组直线分别平行,四边形ABCD 是平行四边形.证明:AB 边所在直线的斜率k AB =-12, CD 边所在直线的斜率k CD =-12, BC 边所在直线的斜率k BC =32, DA 边所在直线的斜率k DA =32. 因为k AB =k CD ,k BC =k DA ,所以AB∥CD,BC∥DA.因此,四边形ABCD 是平行四边形.4.判定下列各对直线的位置关系,若相交,则求出交点.(1)l 1:7x +2y -1=0,l 2:14x +4y -2=0.(2)l 1:(3-2)x +y =7,l 2:x +(3+2)y -6=0.(3)l 1:3x +5y -1=0,l 2:4x +3y =5.答案:(1)重合;(2)平行;(3)相交,交点坐标为(2,-1).5.求过点A(0,-4)且与直线2x +3y +5=0平行的直线方程.解法一:∵直线2x +3y +5=0的斜率为-23,∴所求直线斜率为-23. 又直线过点A(0,-4),由直线方程的点斜式易得所求直线方程为2x +3y +12=0.解法二:设与直线2x +3y +5=0平行的直线l 的方程为2x +3y +m =0,∵l 经过点A(0,-4),∴2×0+3×(-4)+m =0,解之,得m =12.∴所求直线方程为2x +3y +12=0.拓展提升请你探究一下三条直线l 1:x +ay +1=0,l 2:x +y +a =0,l 3:ax +y +1=0构成三角形的条件是什么?方法一:任两条直线都相交,则a 1≠1a ,a 1≠11,故a≠±1.又三条直线不交于同一点,故其中两条直线⎩⎪⎨⎪⎧ x +ay +1=0x +y +a =0的交点(-1-a,1)不在直线ax +y +1=0上,即a(-1-a)+1+1≠0,a 2+a -2≠0,(a +2)(a -1)≠0,∴a≠-2,a≠1.综合上述结果,以上三条直线构成三角形的条件是a≠±1,a≠-2.方法二:因为三条直线能构成三角形,所以三条直线两两相交且不共点,即任意两条直线都不平行,且三线不共点.可以把不能构成三角形的情况排除掉.若三条直线交于同一点,则其中两条直线⎩⎪⎨⎪⎧ x +ay +1=0x +y +a =0的交点(-1-a,1)在直线ax+y +1=0上,∴a(-a -1)+1+1=0,∴a=1或a =-2.若l 1∥l 2,则有-1a =-1,a =1;若l 2∥l 3,则有-1=-a ,a =1;若l 1∥l 3,则有-1a=-a ,a =±1.所以若三条直线构成三角形,则需a≠±1,a≠-2.课堂小结本节课学习了:1.两条直线平行、相交与重合的条件;2.求两直线交点坐标,解决有关平行问题.作业本节练习B 1,2题.设计感想本节课从知识内容来说并不是很难,但从解析几何的特点看,就需要培养学生如何利用直线方程来讨论其特点,得到直线交点,以及交点个数对应于直线在平面内的相对位置关系.在教学过程中应该围绕两直线一般方程的系数的变化来揭示两直线方程联立解的情况,从而判定两直线位置特点,其实质是直线方程Ax +By +C =0中A 、B 、C 就表示了直线的本质属性.还要注重研究方法的探讨,为将学习圆锥曲线时,对于曲线交点的研究打下基础.备课资料著名数学家陈省身(公元1911年~2004年12月3日)在数学领域,沃尔夫奖与菲尔兹奖是公认的能与诺贝尔奖相媲美的数学大奖.菲尔兹奖主要奖励在现代数学中做出突出贡献的年轻数学家,而沃尔夫奖主要奖励在数学上做出开创性工作、具有世界声誉的数学家.到1990年为止,世界上仅有24位数学家获得过沃尔夫奖,而陈省身教授就是其中之一.他由于在整体微分几何上的杰出工作获得1984年度沃尔夫奖,成为唯一获此殊荣的华人数学家.陈省身先生1911年生,浙江嘉兴人.1930年毕业于南开大学数学系,受教于姜立夫教授.1934年获清华大学硕士学位.同年入德国汉堡大学随布拉施克教授研究几何,仅用了1年零3个月便在1936年获博士学位后,以“法国巴黎索邦中国基金会博士后研究员”身份到巴黎大学从事研究工作,师从国际数学大师E·嘉当.1937~1943年,任清华大学和西南联合大学教授.1943~1946年在美国普林斯顿高级研究所任研究员.在微分几何中高斯-波内公式的研究和拓扑学方面取得重要进展.1946~1948年筹建中央数学研究所并任代理所长.1949~1960年,任美国芝加哥大学教授,1960~1979年任加州大学伯克利分校教授,1981~1984年任美国国家数学研究所首任所长,后任名誉所长.他是美国科学院院士,法国、意大利、俄罗斯等国家科学院外籍院士.他对整体微分几何的深远贡献,影响了整个数学界,被公认为“20世纪伟大的几何学家”,先后获美国国家科学奖章、以色列沃尔夫奖、中国国际科技合作奖及首届邵逸夫数学科学奖等多项荣誉.陈省身对祖国心怀赤诚,1972年后多次回到祖国访问讲学,慨言“为祖国工作,是我崇高的荣誉”.2000年定居南开大学,被天津市人民政府授予永久居留权.他盛赞新中国欣欣向荣,瞩望祖国早日统一,诚挚地向党和国家领导人就发展科学事业、培养和引进人才等建言献策,受到高度重视.1984年应聘出任南开数学研究所所长,创办立足国内、面向世界培养中国高级数学人才基地.努力推进中国科学家与美国及其他各国的学术交流,促成国际数学家大会在北京召开,并被推选为大会名誉主席.他殚精竭虑地为把中国建成数学大国、科技强国贡献力量,多次受到邓小平、江泽民等党和国家领导人接见,高度称赞他对中国数学科学发展所作的杰出贡献.除了在数学上做出的巨大成就,陈省身教授还培养了一大批世界级的科学家,其中包括诺贝尔物理学奖获得者杨振宁,菲尔兹奖获得者丘成桐,中国国家自然科学奖一等奖获得者吴文俊等.。

高中数学 322(直线的两点式方程)导学案 新人教A版必修2 学案

高中数学 322(直线的两点式方程)导学案 新人教A版必修2 学案

3.2.2《直线的两点式方程》导学案【学习目标】知识与技能:(1)掌握直线方程的两点的形式特点及适用范围;(2)了解直线方程截距式的形式特点及适用范围。

过程与方法:让学生在应用旧知识的探究过程中获得到新的结论,并通过新旧知识的比较、分析、应用获得新知识的特点。

情感态度与价值观:(1)认识事物之间的普遍联系与相互转化;(2)培养学生用联系的观点看问题。

【重点难点】1、 重点:直线方程两点式。

2、难点:两点式推导过程的理解。

【学法指导】注意逐字逐句仔细审题,认真思考阅读教材、独立规范作答。

牢记直线方程的表达形式及解题方法规律。

平行班完成学案AB 类问题. 【知识链接】:过点),(000y x P ,斜率是k 的直线l 上的点,其坐标都满足方程)(00x x k y y -=-它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式。

斜截式方程:b kx y += 理解“截距”与“距离”两个概念的区别.【学习过程】A 问题1、利用点斜式解答如下问题:(1)已知直线l 经过两点)5,3(),2,1(21P P ,求直线l 的方程. (2)已知两点),(),,(222211y x P x x P 其中),(2121y y x x ≠≠,求通过这两点的直线方程。

由于这个直线方程由两点确定,所以我们把它叫直线的两点式方程.B 问题2、若点),(),,(222211y x P x x P 中有21x x =,或21y y =,此时这两点的直线方程是什么?例1已知直线l 与x 轴的交点为A )0,(a ,与y 轴的交点为B ),0(b ,其中0,0≠≠b a ,求直线l 的方程。

B 例2 已知三角形的三个顶点A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),求BC 边所在直线的方程,以及该边上中线所在直线的方程。

【基础达标】A .1求过下列两点的直线的两点式方程;(1)A(2,1),B(0,-3); (2)A(0,5),B(5,0)A2.根据下列条件求直线的方程,并画出图形:(1)在x 轴上的截距是2,在y 轴上的截距是3;(2)在x 轴上的截距是-5,在y 轴上的截距是6.B .B3.根据下列条件,求直线的方程:(1)过点(0,5),且在两坐标轴上的截距之和为2(2)过点(5,0),且在两坐标轴上的截距之差为24一条直线经过点(-2,2),并且与两坐标轴围成的三角形的面积是1,求此直线的方程。

高二数学学案 必修2 直线与直线的平行

高二数学学案  必修2    直线与直线的平行

高二数学学案 必修2 直线与直线的平行 班级 姓名 我的学习目标1.能掌握用斜率判定两条直线平行的方法,并会根据直线方程判断两条直线是否平行;2.通过分类讨论、数形结合等数学思想的应用,逐渐了解思维的严谨性和辨证性.新授课:能否用斜率刻画两条直线的位置关系?两条直线(斜率都存在):1l :11,y k x b =+2l :22,y k x b =+判定直线1l 与2l 平行的前提是:①12l l 、是不重合的两条直线;②如果1l 、2l 斜率都存在,则直线平行能得到斜率相等,反之,斜率相等也能得到直线平行; 如果1l 、2l 斜率都不存在,那么两直线都垂直于x 轴,故它们 平行 .例1:已知直线方程1l :,0742=+-y x 2l :052=+-y x ,证明:1l //2l .分析:在两条直线斜率都存在的情况下,若要证明两直线平行,即证斜率相等.【证明】把1l 和2l 的方程写成斜截式1l :4721+=x y ,1l :2521+=x y , ∵21k k =,21b b ≠,∴1l //2l .点评:(1)判定两直线平行的条件是直线的斜率和截矩,因此,要把方程化为斜截式;(2)判定两直线平行,首先判断斜率相等,若两直线斜率相等,则两直线可能平行也可能重合,还需再进一步判断截距不相等;如果两条直线斜率不存在,两条直线为12,x a x a ==,只需12a a ≠即可.(3)判定两直线重合,首先判断两条直线斜率相等,再判定截距相等.如果两条直线斜率都不存在,两直线12,x a x a ==,只需12a a =即可.例2: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.分析:判断一个四边形是梯形,不仅要判断一组对边平行,还要判断另一组对边不平行.【证明】∵7(3)12526AB k ---==--, 431426CD k -==---, ∴AB CD k k =,从而//AB CD . 又∵73()132256BC k --==--,3472(4)6DA k --==---,∴BC DA k k ≠, 从而直线BC 与DA 不平行,∴四边形ABCD 是梯形.点评:在判断哪组对边平行时,不妨先在坐标系中将各点画出,结合图形作判断,再进行证明.例3:(1)两直线02=+-k y x 和0124=+-y x 的位置关系是 平行或重合.(2)若直线1l :013=++y ax 与2l :01)1(2=+++y a x 互相平行,则a 的值为3a =-. 分析:(1)若两直线斜率不等,必定相交;若两直线斜率相等,则平行或重合;(2)在两直线斜率存在的前提下,若两直线平行,则斜率相等,可以此来求直线方程中的字母系数.【解】(2)①当1a ≠-时,122,31l l a k k a =-=-+ 21//l l ,∴12l l k k =,∴(1)60a a +-=,即062=-+a a ,解得3-=a 或2=a ,当时3-=a 两方程化为0133=++-y x 与0122=+-y x 显然平行,当时,2=a 两方程化为0132=++y x 与0132=++y x 两直线重合,∴2=a 不符合,②当1a =-时,两直线不平行,∴3a =-.点评: 1.已知两直线的方程,判断它们位置关系的方法;2.已知两直线的位置关系,求字母系数值的方法(注意:要对直线斜率不存在的情况进行讨论). 例4:求过点(2,3)A -,且与直线250x y +-=平行的直线方程.分析:抓住题目中的有效信息,直线平行则斜率相等,然后结合点(2,3)A -,利用点斜式便能求出直线方程.【解】已知直线的斜率2k =-,∵两直线平行,∴所求直线的斜率也为2k =-,所以,所求直线的方程为:32(2)y x +=--,即210x y +-=.另解:设与直线250x y +-=平行的直线l 的方程为:20x y m ++=, l 过点(2,3)A -,∴22(3)10m ⨯+-⨯+=,解之得1m =-,所以,所求直线的方程为210x y +-=.点评:(1)一般地与直线0=++C By Ax 平行的直线方程可设为0=++m By Ax ,其中m 待定;(2)把上题改为求与直线250x y +-=平行,且在两坐标轴上的截距之和为32的直线l 的方程.(210x y +-=)后记:高二数学学案 必修2 直线与直线的平行 班级 姓名 我的学习目标1.能掌握用斜率判定两条直线平行的方法,并会根据直线方程判断两条直线是否平行;2.通过分类讨论、数形结合等数学思想的应用,逐渐了解思维的严谨性和辨证性.新授课:能否用斜率刻画两条直线的位置关系?例1:已知直线方程1l :,0742=+-y x 2l :052=+-y x ,证明:1l //2l .例2: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.例3:(1)两直线02=+-k y x 和0124=+-y x 的位置关系是 .(2)若直线1l :013=++y ax 与2l :01)1(2=+++y a x 互相平行,则a 的值为 .例4:求过点(2,3)A -,且与直线250x y +-=平行的直线方程.高二数学作业 必修2 直线与直线的平行 班级 姓名1. 有下列命题:①若12//l l ,则斜率相等;②若斜率相等,则12//l l ;③若12//l l ,则倾斜角相等; ④若倾斜角相等,则12//l l .其中,正确的命题有 个.2.直线220ax y ++=与直线320x y --=平行,则a =3.直线1:30l x ay ++=和直线2:l (2)a x -+30y a +=互相平行,则a 的值为4. 直线Ax +4y -1=0与直线3x -y -C =0重合的条件是5. 下列说法中正确的有①若两条直线斜率相等,则两直线平行.②若l 1∥l 2,则k 1=k 2.③若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.④若两条直线的斜率都不存在,则两直线平行.6. 根据条件,判断直线1l 与2l 是否平行:(1)1l 的方程21y x =+,2l 经过点(1,3)A ,(4,9)B :(2)1l 的斜率为12,2l 在x 轴、y 轴的截距分别是1,2: 7.两直线20()x y k k R -+=∈和51070x y -+=的位置关系是 .8. 当直线:(2)50l m x y n +-+-=与x 轴平行且与x 轴相距为5时, m = , n = .9. 设集合A ={(x ,y )|y -3x -1=2,x ,y ∈R },B ={(x ,y )|4x +ay -16=0,x ,y ∈R },若A ∩B =∅,则a 的值为10. 过l 1:3x -5y -10=0和l 2:x +y +1=0的交点,且平行于l 3:x +2y -5=0的直线方程为____________________________.11. P 1(x 1,y 1)是直线l :f (x ,y )=0上一点,P 2(x 2,y 2)是直线l 外一点,则方程f (x ,y )+f (x 1,y 1)+f (x 2,y 2)=0所表示的直线与l 的关系是12.直线x +2ay -1=0与(a -1)x +ay +1=0平行,则a 的值为13. 判断四边形ABCD 的形状,其中(1,1)A -,(2,3),(1,0),(2,2)B C D --.14.已知直线1:40l mx ny ++=和2:(1)0l m x y n -++=,1l 经过(1,1)--且12//l l ,求实数,m n 的值.15.求经过点(2,1)M -且与点(1,2),(3,0)A B -距离相等,又不与直线AB 相交的直线方程.16.求与直线3410x y ++=平行且在两坐标轴上截距之和为73的直线l 的方程.17.已知直线l 的方程为8610x y -+=,求与直线l 平行并且与两条坐标轴围成的三角形的面积为8的直线方程.。

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两条直线的位置关系
——两条直线相交、平行与重合的条件
时间:12月24日
学习目标:
1.掌握两直线相交、平行、重合的等价条件;
2.会根据直线的方程判断两条直线的位置关系;
3.进一步体会归纳猜想、类比转化、分类讨论、数形结合等数学思想。

一、直线(斜截式方程)相交、平行与重合的条件
自学完成下列学习内容,时间5分钟:
1.在平面直角坐标系内作出直线221+=x y l :,
42:2+=x y l ,x y l -=:3的图象。

探究:
(1)直线1l 与2l 的位置关系为: ;
(2)从图象变换的角度理解:42:2+=x y l 的图象是由221+=x y l :的图象向
平行移动 个单位得到的。

因此,1l 与2l 为 直线;
(3)直线1l 与3l 的位置关系为: ;
思考:1.如果两条直线的斜率不相等,则两条直线相交,是否正确?
2.如果两条直线的斜率相等,则两条直线平行,是否正确?
归纳小结:
已知直线111b x k y l +=:,222b x k y l +=:
思考:与直线22+=x y l :平行的直线的方程可设为: ; 推广:与直线b kx y l +=:平行的直线的方程可设为: ; 应用:求过点(-1,2),且与直线12
1+=
x y 平行的直线的方程。

二、直线(一般式方程)相交、平行与重合的条件
自学课本81页——82页,完成下列内容,时间10分钟:
自学指导:(1)弄清楚两条直线相交的条件;
(2)弄清楚两条直线平行或者重合的条件;
(3)弄清楚两条直线平行的条件;
(4)弄清楚两条直线重合的条件;
检测题:
1. 课本84页,练习A :2
2. 直线02=-+k y x 与0124=+-y x 的位置关系是: ;
3. 已知直线l 的方程为34120x y +-=,则与l 平行,且过点(—1,3)的直线方程是 ___ ___;
归纳小结:
已知两直线的方程01111=++C y B x A l :,02222=++C y B x A l :
思考:如果222,,C B A 全不为0,上述结论如何等价转化?(提示:参考课本82页表格) 归纳小结:
思考:与直线0543=-+y x 平行的直线的方程可以设为: ; 推广:与直线0=++C By Ax l :平行的直线的方程可以设为: ; 应用:求过点(1,-4),且与直线0532=++y x 平行的直线的方程。

课堂小结:
(1)两条直线111b x k y l +=:,222b x k y l +=:相交、平行与重合的充要条件.
(2)两条直线01111=++C y B x A l :,02222=++C y B x A l :相交、平行与重合的充要条件.
当堂训练:
1.课本84页,练习B : 1;
2. 课本84页,练习A :3
3. 课本84页,练习B :3
4. 求与直线0143=++y x 平行,且在两坐标轴上的截距之和为
37的直线的方程.
*5.设直线1l :x+my+6=0和2l :(m -2)x+3y+2m=0.
(1)当m 时, 1l 与2l 相交;
(2)当m= 时, 1l ∥2l ;(3)当m= 时, 1l 与2l 重合。

学后反思(写出你学习中的疑惑):。

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