3.3直线的交点坐标与距离公式 (1)
§3.3直线的交点坐标与距离公式(1)
例 2 .课 本 P 1 0 3 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 : l1 : x y 0 (1 ) l 2: 3 x 3 y 10 0 l1 : 3 x y 4 0 (2) l2 : 6 x 2 y 0 l1 : 3 x 4 y 5 0 (3) l2 : 6 x 8 y 10 0
答 案 : (1 )1 5 x 5 y 1 6 0
( 2 )求 经 过 两 直 线 2 x 3 y 1 0 和 x 3 y 4 0 的 交 点 , 并 垂 直 于 直 线 3 x 4 y 7 0的 直 线 方 程 .
答 案 : ( 2 )4 x 3 y 9 0
例 5 .求 证 : 不 论 m 取 什 么 实 数 , 直 线
m
1 x 2 m 3 y m 5
都 经 过 一 个 定 点 ,并 求 这 个 定 点 的 坐 标 .
练 习 4 : 作 业 本 P 45,T 10 如 图 , 射 线 O A,O B分 别 与 x轴 正 半 轴 成 45 和 3 0 的 角 , 过 点 P (1, 0 ) 作 直 线 A B 分 别 交 O A , O B 于 点 A , B ,当 A B的 中 点 C 恰 好 落 在 直 线 y 1 2
三 .直 线 系 方 程 例 3 .课 本 P 1 0 9 , 习 题 T 4 已 知 两 条 直 线 l1 : A1 x B 1 y C 1 0 与 l2 : A2 x B 2 y C 2 0 相 交 , 证 明 : 方 程 A1 x B 1 y C 1 A 2 x B 2 y C 2） （ R） （ 0 表 示 过 l1与 l 2 交 点 的 直 线 。
3.3直线的交点坐标与距离公式
.
1.求两直线交点的方法（联立方程组）
2.平面内两点P1(x1,y1), P2(x2,y2) 的距离公式是
|P 1P 2 |
( x2 x1 ) ( y2 y1 )
2
2
1.求两直线交点的方法（联立方程组）
2.平面内两点P1(x1,y1), P2(x2,y2) 的距离公式是
|P 1P 2 |
一般式通过化简 A C y= − B x + B
如何利用斜率、截距来判断两直线的位置关系？
直线方程：y = kx + b
A C y= − B x + B
两直线平行
k1 k2 b1 b2 k1 k2 b1 b2 k1 k2 k1k2 1
A1 B2 A2 B1
A1C2 A2C1
( x2 x1 ) ( y2 y1 )
2
2
3.平面内一点P(x0,y0) 到直线Ax+By+C=0的距离公式是
d
Ax0 By0 C A B
2 2
当A=0或B=0时, 公式仍然成立.
4.两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0的距离是
d
C1 C2 A B
2 2
l2 : 6 x 2 y 1 0
的交点
3 x y 4 0 6 x 2 y 1 0
∴两直线无公共点
无解
例3：求直线 的交点坐标
l1 :3x 4 y 5 0
和 l2 : 6 x 8 y 10 0
解：解方程组
3 x 4 y 5 0 6 x 8 y 10 0
因为点R ， S 在直线l上，
3.3直线的交点坐标与距离公式
对于两条直线 l1 : A1 x B1 y C1 0 和 ,
若方程组
l2 : A2 x B2 y C2 0 A1 x B1 y C1 0 A2 x B2 y C 2 0
有唯一解，有无数组解，无解，则两直线的 位置关系如何？
两直线有一个交点， 重合、平行
y l1 l3 l2
0
上式可化为：(3+2λ)x+(4+λ)y+2λ-2=0
x
发现：此方程表示经过直线3x+4y-2=0与直线2x+y+2=0交 点的直线束（直线集合）
3.共点直线系方程：
A1x+B1y+C1+λ（ A2x+B2y+C2）=0是过直线A1x+B1y+C1=0和 A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程。 回顾例2：求经过原点且经过以下两条直线的交点的直线 方程:l1：x－2y+2=0，l2：2x－y－2=0. 解：设直线方程为x-2y+2+λ(2x-y-2)=0, 因为直线过原点(0，0)，将其代入上式可得： λ=1 将λ=1 代入 x-2y+2+λ(2x-y-2)=0得： 3x-3y=0即x-y=0为所求直线方程。
小结
1.求两条直线的交点坐标 2.任意两条直线可能只有一个公共点，也可能 没有公共点（平行） 3.任意给两个直线方程，其对应的方程组得解 有三种可能可能： 1）有惟一解 2）无解 3）无数多解
4.直线族方程的应用
作业
P109 习题3.3A组：1，3，5. P110 习题3.3B组：1.
1.设直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0.两条直线l1 与l2的交点坐标就是方程组①: A1x+B1y+C1=0 解 反过来,方程组①的解就 A2x+B2y+C2=0的________ 两直线l1与l2的交点坐标 当方程组①有唯一解时,表示 是______________________. 相交 两直线l1与l2________; 当方程组①______ 无解 时,表示两直线 重合 l ∥l ;当方程组有无穷多解时,表示两直线______.
高中数学 第3章 直线与方程 3.3 直线的交点坐标与距离公式 3.3.1 两条直线的交点坐标教材梳
3.3.1 两条直线的交点坐标疱丁巧解牛知识·巧学一、两条直线的交点如果两条直线相交，则交点坐标分别适合两条直线的方程，即交点坐标是两直线方程所组成方程组的解.把两条直线的方程组成方程组，若方程组有唯一解，则两条直线相交，此解就是交点的坐标；若方程组无解，则两条直线无公共点，此时两条直线平行；若方程组有无数个解，则两条直线有无数个公共点，此时两条直线重合.要点提示直线相交的问题转化为求方程组的解的问题,且解的个数决定两条直线的位置关系.两直线的交点坐标对应的就是两直线方程所组成方程组的解.二、直线系方程具有某一共同属性的一类直线的集合称为直线系，表示直线系的方程叫做直线系方程.方程的特点是除含坐标变量x 、y 以外，还含有待定系数(也称参变量).(1)共点直线系方程：经过两直线l 1：A 1x+B 1y+C 1=0，l 2：A 2x+B 2y+C 2=0交点的直线方程为A 1x+B 1y+C 1+λ(A 2x+B 2y+C 2)=0，其中λ是待定系数.在这个方程中，无论λ取什么实数，都得不到A 2x+B 2y+C 2=0，因此它不能表示直线l 2.(2)平行直线系：与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程是Ax+By+λ=0(λ≠C)，λ是参变量.(3)垂直直线系方程：与Ax+By+C=0(A≠0，B≠0)垂直的直线系方程是Bx-Ay+λ=0.(4)特殊平行线与过定点(x 0，y 0)的直线系：当斜率k 一定而m 变动时，y=kx+m 表示斜率为k 的平行线系，y-y 0=k(x-x 0)表示过定点(x 0，y 0)的直线系(不含直线x=x 0).要点提示 如果在求直线方程的问题中,有一个已知条件,另一个条件待定时,可选用直线系方程来求解.直线系是直线和方程的理论发展,是数学符号语言中一种有用的工具,是一种很有用的解题技巧,应注意掌握和应用.问题·探究问题1 设两条直线的方程为l 1:A 1x+B 1y+C 1=0和l 2:A 2x+B 2y+C 2=0，如果这两条直线相交，你能分析它们的系数满足什么关系吗？探究:我们可以先解由两直线方程联立的方程组⎩⎨⎧=++=++).2( 0C y B x A ),1( 0C y B x A 222111 ①×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=12211121B A B A B C C B --；再由①×A 2-②×A 1，当A 1B 2-A 2B 1≠0时，可得y=12212112B A B A C A C A --.因此，当A 1B 2-A 2B 1≠0时，方程组有唯一一组解x 、y. 这时两条直线相交，交点的坐标就是(x ，y).因此这两条直线相交时，系数满足的关系为A 1B 2-A 2B 1≠0.问题2 请你探究一下三条直线l 1:ax+y+1=0,l 2:x+ay+1=0,l 3:x+y+a=0构成三角形的条件是什么？探究:三直线构成三角形，则需任意两条直线都相交，且不能相交于一点.注意不要忽略三线交于同一点的情况.所以可以从正反两个方向来思考.解法一:任两条直线都相交，则a a 11≠,111≠a ,故a≠±1.又有三条直线不交于同一点， 故其中两条直线⎩⎨⎧=++=++0a y x 0,1ay x 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，三条直线构成三角形的条件是a≠±1,a≠-2.解法二: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⎩⎨⎧=++=++0a y x 0,1ay x 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11-=-a ,a=1；若l 1∥l 3，则有11-=-a,a=1；若l 2∥l 3，则有a a-=-1,a=±1. 所以若三条直线构成三角形，则需a≠±1,a≠-2.典题·热题例1 分别判断下列直线是否相交，若相交，求出它们的交点.(1)l 1：2x-y=7和l 2：3x+2y-7=0;(2)l 1：2x-6y+4=0和l 2：4x-12y+8=0;(3)l 1：4x+2y+4=0和l 2：y=-2x+3.思路解析：判定两直线的位置关系，可以转化为讨论方程组解的情况.若两直线方程组成的方程组有且仅有一组解时，说明两直线相交；若方程组无解，说明两直线平行；若方程组有无数多组解，则说明两直线重合.解：(1)方程组⎩⎨⎧=+=07-2y 3x 0,7-y -2x 的解为⎩⎨⎧==-1,y 3,x 因此直线l 1和l 2相交，交点坐标为(3，-1).(2)方程组⎩⎨⎧=+=+0812y -4x 0,46y -2x 有无数组解，这表明直线l 1和l 2重合. (3)方程组⎩⎨⎧=+=++03-y 2x 0,42y 4x 无解，这表明直线l 1和l 2没有公共点，故l 1∥l 2.深化升华 根据两直线方程判断两直线的位置关系时，当已知形式是直线的斜截式方程时，利用斜率以及纵截距来判定两直线是否相交、平行或重合更方便.当已知直线的一般式方程时，若系数中含有字母，因为直线斜率是否存在不清楚，若再使用斜率判定，则要进行分类讨论，但用一般式的系数关系来判断则不用讨论，显得较为简单易行.例2 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？思路解析：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.解：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=m x m 61--，l 2：y=m x m 3232---. (1)若l 1∥l 2，则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-≠--=-,326,321m m m m 解得m=-1(m=3舍去). (2)若l 1与l 2重合，则62312m m m ==-， 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(m 2-2m-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.深化升华 具体的两条直线的位置关系的判断方法：实际上，对于两条直线平行，可以将两直线的方程分别化为斜截式，通过斜率相等，纵截距不相等来判断；对于两条直线重合的情况，实际上是两条直线的方程完全相同，只是化简的程度不同，此时，可通过对应项的系数的比值相等来判断.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.拓展延伸 直线系是指具有某一共同特征的直线的集合.表示直线系的方程叫做直线系方程.除了本题的共点直线系外，还有过定点的直线系、平行直线系和垂直直线系等.对于求与已知直线有着一定联系的直线的方程时，可以通过特定的直线系方程利用待定系数法来求解.注意要根据题中条件灵活地选择方程进行求解.变式：求与直线2x+3y+1=0垂直，且过点P(1，-1)的直线l 的方程.思路解析：本题可以先求得直线的斜率，应用直线的点斜式方程求得.也可以由垂直直线系方程设出直线的方程求待定的系数.解：设与直线2x+3y+1=0垂直的直线l 方程为3x-2y+c=0.因为点P(1，-1)在直线l 上，所以3×1-2×(-1)+c=0，解之,得c=-5.所以所求直线方程为3x-2y-5=0.例4 求证：不论m 取什么实数，直线(2m-1)x+(m+3)y-(m-11)=0都经过一个定点，并求出这个定点的坐标.思路解析：题目所给的直线方程的系数含有字母m ，给m 任何一个实数值，就可以得到一条确定的直线，因此所给的方程是以m 为参数的直线系方程.要证明这个直线系中的直线都过一定点，就是证明它是一个共点的直线系，我们可以给出m 的两个特殊值，得到直线系中的两条直线，它们的交点即是直线系中任何直线都过的定点.另一个思路是：由于方程对任意的m 都成立，那么就以m 为未知数，整理为关于m 的一元一次方程，再由一元一次方程有无数个解的条件求得定点的坐标.解：解法一：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⎩⎨⎧=++=0,104y x 0,11-3y -x 得两条直线的交点为(2，-3).将点(2，-3)代入已知直线方程左边，得(2m-1)×2+(m+3)×(-3)-(m-11)=4m-2-3m-9-m+11=0.这表明不论m 为什么实数，所给直线均经过定点(2，-3).解法二：将已知方程以m 为未知数，整理为(2x+y-1)m+(-x+3y+11)=0.由于m 的取值的任意性，有⎩⎨⎧=++=+0.113y x -0,1-y 2x 解得⎩⎨⎧==-3.y 2,x所以所给直线不论m 取什么实数，均经过定点(2，-3).深化升华 含参直线过定点问题的解题思路有二：一是曲线过定点，即与参数无关，则参数的同次幂的系数为0，从而求出定点；二是分别令参数为两个特殊值，得方程组，求出点的坐标，代入原方程满足，则此点为所求定点.。
高中数学必修2《第3章：直线与方程(3.3直线的交点坐标与距离公式1)》教师版
3.3直线的交点坐标与距离公式3．3.1 & 3.3.2 两直线的交点坐标、两点间的距离第一课时两直线的交点坐标、两点间的距离(新授课)[导入新知]1．两直线的交点坐标2．两直线的位置关系[化解疑难]两直线相交的条件(1)将两直线方程联立解方程组，依据解的个数判断两直线是否相交．当方程组只有一解时，两直线相交．(2)设l1：A1x＋B1y＋C1＝0，l2：A2x＋B2y＋C2＝0，则l1与l2相交的条件是A1B2－A2B1≠0或A1A2≠B1B2(A2，B2≠0)．(3)设两条直线l1：y＝k1x＋b1，l2：y＝k2x＋b2，则l1与l2相交⇔k1≠k2.[导入新知]两点间的距离公式(1)公式：点P1(x1，y1)，P2(x2，y2)间的距离公式|P1P2|＝(x1－x2)2＋(y1－y2)2.(2)文字叙述：平面内两点的距离等于这两点的横坐标之差与纵坐标之差的平方和的算术平方根．[化解疑难]两点间距离公式的理解(1)此公式与两点的先后顺序无关，也就是说公式也可写成|P1P2|＝(x2－x1)2＋(y2－y1)2.(2)当直线P1P2平行于x轴时，|P1P2|＝|x2－x1|.当直线P1P2平行于y轴时，|P1P2|＝|y2－y1|.当点P1、P2中有一个是原点时，|P1P2|＝x2＋y2.[例1] 判断下列各组直线的位置关系．如果相交，求出交点的坐标： (1)l 1：5x ＋4y －2＝0，l 2：2x ＋y ＋2＝0； (2)l 1：2x －6y ＋3＝0，l 2：y ＝13x ＋12；(3)l 1：2x －6y ＝0，l 2：y ＝13x ＋12.[解] (1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧5x ＋4y －2＝0，2x ＋y ＋2＝0，得⎩⎨⎧x ＝－103，y ＝143.所以l 1与l 2相交，且交点坐标为⎝⎛⎭⎫－103，143. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x －6y ＋3＝0，①y ＝13x ＋12，②②×6整理得2x －6y ＋3＝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． (3)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x －6y ＝0，①y ＝13x ＋12，②②×6－①得3＝0，矛盾．方程组无解，所以两直线无公共点，l 1∥l 2. [类题通法]判断两直线的位置关系，关键是看两直线的方程组成的方程组的解的情况．(1)解方程组的重要思想就是消元，先消去一个变量，代入另外一个方程能解出另一个变量的值．(2)解题过程中注意对其中参数进行分类讨论． (3)最后把方程组解的情况还原为直线的位置关系． [活学活用]1．判断下列各对直线的位置关系．若相交，求出交点坐标：(1)l 1：2x ＋y ＋3＝0，l 2：x －2y －1＝0； (2)l 1：x ＋y ＋2＝0，l 2：2x ＋2y ＋3＝0.解：(1)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ＋y ＋3＝0，x －2y －1＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝－1，所以直线l 1与l 2相交，交点坐标为(－1，－1)．(2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＋2＝0，①2x ＋2y ＋3＝0，②①×2－②，得1＝0，矛盾，方程组无解．所以直线l 1与l 2无公共点，即l 1∥l 2.[例2] 求证：不论m 为何实数，直线(m －1)x ＋(2m －1)y ＝m －5都过某一定点． [证明] 法一：取m ＝1时，直线方程为y ＝－4；取m ＝12时，直线方程为x ＝9.两直线的交点为P (9，－4)，将点P 的坐标代入原方程左边＝(m －1)×9＋(2m －1)×(－4)＝m －5.故不论m 取何实数，点P (9，－4)总在直线(m －1)x ＋(2m －1)y ＝m －5上， 即直线恒过点P (9，－4)．法二：原方程化为(x ＋2y －1)m ＋(－x －y ＋5)＝0. 若对任意m 都成立，则有⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋2y －1＝0，x ＋y －5＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝9，y ＝－4.所以不论m 为何实数，所给直线都过定点P (9，－4)． [类题通法]解含有参数的直线恒过定点的问题(1)方法一：任给直线中的参数赋两个不同的值，得到两条不同的直线，然后验证这两条直线的交点就是题目中含参数直线所过的定点，从而问题得解．(2)方法二：含有一个参数的二元一次方程若能整理为A 1x ＋B 1y ＋C 1＋λ(A 2x ＋B 2y ＋C 2)＝0，其中λ是参数，这就说明了它表示的直线必过定点，其定点可由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0解得．若整理成y －y 0＝k (x －x 0)的形式，则表示的所有直线必过定点(x 0，y 0)．[活学活用]2．求经过两直线l 1：3x ＋4y －2＝0和l 2：2x ＋y ＋2＝0的交点且过坐标原点的直线l 的方程．解：法一：由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x ＋4y －2＝0，2x ＋y ＋2＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－2，y ＝2，即l 1与l 2的交点坐标为(－2,2)．∵直线过坐标原点，所以其斜率k ＝2－2＝－1，直线方程为y ＝－x ，一般式为x ＋y ＝0.法二：∵l 2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，解得λ＝1， ∴l 的方程为5x ＋5y ＝0，即x ＋y ＝0.[例3] 已知点A (1,1)，B (5,3)，C (0,3)，求证：△ABC 为直角三角形． [证明] 法一：∵|AB |＝(5－1)2＋(3－1)2＝25， |AC |＝(0－1)2＋(3－1)2＝5， 又|BC |＝(5－0)2＋(3－3)2＝5， ∴|AB |2＋|AC |2＝|BC |2， ∴△ABC 为直角三角形． 法二：∵k AB ＝3－15－1＝12，k AC ＝3－10－1＝－2，∴k AB ·k AC ＝－1，∴AB ⊥AC ，∴△ABC 是以A 为直角顶点的直角三角形．[类题通法]1．计算两点间距离的方法(1)对于任意两点P1(x1，y1)和P2(x2，y2)，则|P1P2|＝(x2－x1)2＋(y2－y1)2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况，可直接利用距离公式的特殊情况求解．2．解答本题还要注意构成三角形的条件．[活学活用]3．已知点A(－1,2)，B(2，7)，在x轴上求一点P，使|P A|＝|PB|，并求|P A|的值．解：设所求点P(x,0)，于是由|P A|＝|PB|得(x＋1)2＋(0－2)2＝(x－2)2＋(0－7)2，即x2＋2x＋5＝x2－4x＋11，解得x＝1.所以，所求P点坐标为(1,0)，|P A|＝(1＋1)2＋(0－2)2＝2 2.8.两条直线相交求参数中的误区[典例] 若三条直线l 1：ax ＋y ＋1＝0，l 2：x ＋ay ＋1＝0 ，l 3：x ＋y ＋a ＝0能构成三角形，则a 应满足的条件是( )A ．a ＝1或a ＝－2B ．a ≠±1C ．a ≠1且a ≠－2D ．a ≠±1且a ≠－2[解析] 为使三条直线能构成三角形，需三条直线两两相交且不共点．(1)若三条直线交于一点，由⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋ay ＋1＝0，x ＋y ＋a ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－a －1，y ＝1，将l 2，l 3的交点(－a －1,1)代入l 1的方程解得a ＝1或a ＝－2①；(2)若l 1∥l 2，则由a ×a －1×1＝0，得a ＝±1②， 当a ＝1时，l 1与l 2重合；(3)若l 2∥l 3，则由1×1－a ×1＝0，得a ＝1，当a ＝1时，l 2与l 3重合； (4)若l 1∥l 3，则由a ×1－1×1＝0，得a ＝1，当a ＝1时，l 1与l 3重合． 综上，当a ＝1时，三条直线重合；当a ＝－1时，l 1∥l 2；当a ＝－2时，三条直线交于一点， 所以要使三条直线能构成三角形，需a ≠±1且a ≠－2. [答案] D [易错防范]①处，解题过程中，由a ＝1或a ＝－2得a ≠1且a ≠－2，此种错误只考虑了三条直线相交于一点不能构成三角形，而忽视了任意两条平行或重合的直线也不能构成三角形．②处，若得到a ≠±1，只考虑了直线的斜率不相等的条件，而忽视了三条直线相交于一点也不能构成三角形．解答此类问题由条件不易直接求参数，可考虑从反面入手，同时考虑问题要全面，不要漏掉某些情形．[成功破障](2013·银川高一检测)直线y ＝2x ＋10，y ＝x ＋1，y ＝ax －2交于一点，则a 的值为( ) A.12 B ．－12C.23D ．－23解析：选C 由⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝2x ＋10，y ＝x ＋1，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－9，y ＝－8，即直线y ＝2x ＋10与y ＝x ＋1相交于点(－9，－8)，代入y ＝ax －2，解得a ＝23.[随堂即时演练]1．直线3x ＋2y ＋6＝0和2x ＋5y －7＝0的交点的坐标为( ) A ．(－4，－3) B ．(4,3) C ．(－4,3)D ．(3,4)解析：选C 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x ＋2y ＋6＝0，2x ＋5y －7＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－4，y ＝3.2．已知点A (－2，－1)，B (a,3)，且|AB |＝5，则a 的值为( ) A ．1 B ．－5 C ．1或－5D ．1－或5解析：选C ∵|AB |＝(a ＋2)2＋(3＋1)2＝5， ∴a ＝－5或a ＝1.3．设Q (1,3)，在x 轴上有一点P ，且|PQ |＝5，则点P 的坐标是________．解析：由题意设P (a,0)，则|PQ |＝(a －1)2＋(0－3)2＝5，解得a －1＝±4，即a ＝5或－3.故点P 的坐标是(5,0)或(－3,0)．答案：(5,0)或(－3,0)4．若p ，q 满足p －2q ＝1，直线px ＋3y ＋q ＝0必过一个定点，该定点坐标为________． 解析：因为p ＝2q ＋1代入整理：(2x ＋1)q ＋3y ＋x ＝0对q 为一切实数恒成立，即2x ＋1＝0，且3y ＋x ＝0，所以x ＝－12，y ＝16.答案：⎝⎛⎭⎫－12，16 5．(2012·山东德州高一检测)分别求经过两条直线2x ＋y －3＝0和x －y ＝0的交点，且符合下列条件的直线方程．(1)平行于直线l 1：4x －2y －7＝0； (2)垂直于直线l 2：3x －2y ＋4＝0.解：解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y －3＝0，x －y ＝0，得交点P (1,1)．(1)若直线与l 1平行， ∵k 1＝2， ∴斜率k ＝2，∴所求直线方程为y －1＝2(x －1) 即：2x －y －1＝0. (2)若直线与l 2垂直， ∵k 2＝32，∴斜率k ＝－1k 2＝－23，∴y －1＝－23(x －1)即：2x ＋3y －5＝0.3．3.3 & 3.3.4 点到直线的距离 两条平行线间的距离[导入新知]点到直线的距离与两条平行线间的距离[化解疑难]1．点到直线的距离公式需注意的问题(1)直线方程应为一般式，若给出其他形式，应先化成一般式再用公式．例如，求P 0(x 0，y 0)到直线y ＝kx ＋b 的距离，应先把直线方程化为kx －y ＋b ＝0，得d ＝|kx 0－y 0＋b |k 2＋1.2．点到几种特殊直线的距离 (1)点P 0(x 0，y 0)到x 轴的距离d ＝|y 0|； (2)点P (x 0，y 0)到y 轴的距离d ＝|x 0|；(3)点P (x 0，y 0)到与x 轴平行的直线y ＝b (b ≠0)的距离d ＝|y 0－b |； (4)点P (x 0，y 0)到与y 轴平行的直线x ＝a (a ≠0)的距离d ＝|x 0－a |. 3．对平行线间的距离公式的理解(1)利用公式求平行线间的距离时，两直线方程必须是一般式，且x ，y 的系数对应相等． (2)当两直线都与x 轴(或y 轴)垂直时，可利用数形结合来解决 ①两直线都与x 轴垂直时，l 1：x ＝x 1，l 2：x ＝x 2，则d ＝|x 2－x 1|； ②两直线都与y 轴垂直时，l 1：y ＝y 1，l 2：y ＝y 2，则d ＝|y 2－y 1|.[例1] 求点P (3，－2)到下列直线的距离： (1)y ＝34x ＋14；(2)y ＝6；(3)x ＝4.[解] (1)直线y ＝34x ＋14化为一般式为3x －4y ＋1＝0，由点到直线的距离公式可得d ＝|3×3－4×(－2)＋1|32＋(－4)2＝185. (2)因为直线y ＝6与y 轴垂直，所以点P 到它的距离d ＝|－2－6|＝8. (3)因为直线x ＝4与x 轴垂直，所以点P 到它的距离d ＝|3－4|＝1. [类题通法]应用点到直线的距离公式应注意的三个问题(1)直线方程应为一般式，若给出其他形式应化为一般式． (2)点P 在直线l 上时，点到直线的距离为0，公式仍然适用．(3)直线方程Ax ＋By ＋C ＝0中，A ＝0或B ＝0公式也成立，但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直)，故也可用数形结合求解．[活学活用]1．已知点A (a,2)(a ＞0)到直线l ：x －y ＋3＝0的距离为1，则a ＝( ) A.2 B ．2－ 2 C.2－1D.2＋1解析：选C 由点到直线的距离公式知 d ＝|a －2＋3|2＝|a ＋1|2＝1，得a ＝－1±2.又∵a ＞0，∴a ＝2－1.2．点P (2,4)到直线l ：3x ＋4y －7＝0的距离是________． 解析：点P 到直线l 的距离d ＝|3×2＋4×4－7|32＋42＝155＝3.答案：3[例2] 求与直线l ：5x －12y ＋6＝0平行且到l 的距离为2的直线方程． [解] 法一：设所求直线的方程为5x －12y ＋C ＝0. 在直线5x －12y ＋6＝0上取一点P 0(0，12)，则点P 0到直线5x －12y ＋C ＝0的距离为|－12×12＋C |52＋(－12)2＝|C －6|13，由题意，得|C －6|13＝2，所以C ＝32，或C ＝－20.故所求直线的方程为5x －12y ＋32＝0，或5x －12y －20＝0. 法二：设所求直线的方程为5x －12y ＋C ＝0， 由两平行直线间的距离公式得2＝|C －6|52＋(－12)2，解得C ＝32，或C ＝－20.故所求直线的方程为5x －12y ＋32＝0，或5x －12y －20＝0. [类题通法]求两平行线间的距离，一般是直接利用两平行线间的距离公式，当直线l 1：y ＝kx ＋b 1，l 2：y ＝kx ＋b 2，且b 1≠b 2时，d ＝|b 1－b 2|k 2＋1；当直线l 1：Ax ＋By ＋C 1＝0，l 2：Ax ＋By ＋C 2＝0且C 1≠C 2时，d ＝|C 1－C 2|A 2＋B 2.但必须注意两直线方程中x ，y 的系数对应相等． [活学活用]3．(2012·岳阳高一检测)两直线3x ＋y －3＝0和6x ＋my －1＝0平行，则它们之间的距离为________．解析：因为两直线平行，所以m ＝2.法一：在直线3x ＋y －3＝0上取点(0,3)，代入点到直线的距离公式，得d ＝|6×0＋2×3－1|62＋22＝104. 法二：将6x ＋2y －1＝0化为3x ＋y －12＝0，由两条平行线间的距离公式得d ＝⎪⎪⎪⎪－3＋1232＋12＝104. 答案：104[例3] 求经过点P (1,2)，且使A (2,3)，B (0，－5)到它的距离相等的直线l 的方程． [解] 法一：当直线斜率不存在时，即x ＝1，显然符合题意．当直线斜率存在时，设所求直线的斜率为k ，则直线方程为y －2＝k (x －1)．由条件得|2k －3－k ＋2|k 2＋1＝|5－k ＋2|k 2＋1，解得k ＝4，故所求直线方程为x ＝1或4x －y －2＝0.法二：由平面几何知识知l ∥AB 或l 过线段AB 的中点． ∵直线AB 的斜率k AB ＝4，若l ∥AB ，则l 的方程为4x －y －2＝0.若l 过AB 的中点(1，－1)，则直线方程为x ＝1， 故所求直线方程为x ＝1或4x －y －2＝0. [类题通法]解这类题目常用的方法是待定系数法，即根据题意设出方程，然后由题意列方程求参数．也可以综合应用直线的有关知识，充分发挥几何图形的直观性，判断直线l 的特征，然后由已知条件写出l 的方程．[活学活用]4．求经过两直线l 1：x －3y －4＝0与l 2：4x ＋3y －6＝0的交点，且和点A (－3,1)的距离为5的直线l 的方程．解：由⎩⎪⎨⎪⎧x －3y －4＝0，4x ＋3y －6＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝－23，即直线l 过点B ⎝⎛⎭⎫2，－23. ①当l 与x 轴垂直时，方程为x ＝2，点A (－3,1)到l 的距离d ＝|－3－2|＝5，满足题意． ②当l 与x 轴不垂直时，设斜率为k ， 则l 的方程为y ＋23＝k (x －2)，即kx －y －2k －23＝0，由点A 到l 的距离为5，得⎪⎪⎪⎪－3k －1－2k －23k 2＋(－1)2＝5，解得k ＝43，所以l 的方程为43x －y －83－23＝0，即4x －3y －10＝0.综上，所求直线方程为x ＝2或4x －3y －10＝0.9.漏掉直线斜率不存在的情况[典例] 直线l 1过点A (0,1)，l 2过点B (5,0)，如果l 1∥l 2，且l 1与l 2的距离为5，求l 1，l 2的方程．[解] (1)若直线l 1，l 2的斜率存在①，设直线的斜率为k ，由斜截式得l 1的方程y ＝kx ＋1，即kx －y ＋1＝0.由点斜式可得l 2的方程为y ＝k (x －5)，即kx －y －5k ＝0.因为直线l 1过点A (0,1)，则点A 到直线l 2的距离d ＝|－1－5k |(－1)2＋k 2＝5，∴25k 2＋10k ＋1＝25k 2＋25，∴k ＝125，∴l 1的方程为12x －5y ＋5＝0，l 2的方程为12x －5y －60＝0.(2)若l 1，l 2的斜率不存在①，则l 1的方程为x ＝0，l 2的方程为x ＝5，它们之间的距离为5，同样满足条件．综上所述，满足条件的直线方程有两组：l 1：12x －5y ＋5＝0，l 2：12x －5y －60＝0；或l 1：x ＝0，l 2：x ＝5.[易错防范]1．①处容易漏掉l 1，l 2的斜率都不存在的情形而导致错误．2．用待定系数法求直线方程时，一定要对斜率是否存在的情况进行讨论． [成功破障]经过点A (1,2)且到原点的距离等于1的直线方程为________．解析：当过点A 的直线垂直于x 轴时，原点到此直线的距离等于1，所以满足题设条件，其方程为x －1＝0.当过点A 的直线不垂直于x 轴时，设其方程为y －2＝k (x －1)，即kx －y －k ＋2＝0.由|－k ＋2|k 2＋1＝1得k ＝34，故其方程为3x －4y ＋5＝0.故所求的直线方程为x －1＝0，或3x －4y ＋5＝0. 答案：x ＝1或3x －4y ＋5＝0[随堂即时演练]1．原点到直线x ＋2y －5＝0的距离为( ) A ．1 B. 3 C ．2D. 5解析：选D d ＝|－5|5＝ 5.2．已知直线l 1：x ＋y ＋1＝0，l 2：x ＋y －1＝0，则l 1，l 2之间的距离为( ) A ．1 B. 2 C. 3D ．2 解析：选B 在l 1上取一点(1，－2)，则点到直线l 2的距离为|1－2－1|12＋12＝ 2.3．直线4x －3y ＋5＝0与直线8x －6y ＋5＝0的距离为________．解析：直线8x －6y ＋5＝0化简为4x －3y ＋52＝0，则由两平行线间的距离公式得⎪⎪⎪⎪5－5242＋32＝12. 答案：124．若点(2，k )到直线5x －12y ＋6＝0的距离是4，则k 的值是________．解析：∵|5×2－12k ＋6|52＋122＝4，∴|16－12k |＝52，∴k ＝－3，或k ＝173.答案：－3或1735．已知△ABC 三个顶点坐标A (－1,3)，B (－3,0)，C (1,2)，求△ABC 的面积S . 解：由直线方程的两点式得直线BC 的方程为 y 2－0＝x ＋31＋3， 即x －2y ＋3＝0.由两点间距离公式得 |BC |＝(－3－1)2＋(0－2)2＝25，点A 到BC 的距离为d ，即为BC 边上的高， d ＝|－1－2×3＋3|12＋(－2)2＝455， 所以S ＝12|BC |·d ＝12×25×455＝4，即△ABC 的面积为4.[课时达标检测]一、选择题1．点(1，－1)到直线x －y ＋1＝0的距离是( ) A ．3 2 B.22C ．3D.322解析：选D 点(1，－1)到直线x －y ＋1＝0的距离 d ＝|1－1×(－1)＋1|12＋(－1)2＝322.2．两平行线分别经过点A (3,0)，B (0,4)，它们之间的距离d 满足的条件是( ) A ．0＜d ≤3 B ．0＜d ≤5 C ．0＜d ＜4D ．3≤d ≤5解析：选B 当两平行线与AB 垂直时，两平行线间的距离最大为|AB |＝5，所以0＜d ≤5. 3．与直线2x ＋y ＋1＝0的距离等于55的直线方程为( ) A ．2x ＋y ＝0 B ．2x ＋y －2＝0C ．2x ＋y ＝0或2x ＋y －2＝0D ．2x ＋y ＝0或2x ＋y ＋2＝0解析：选D 根据题意可设所求直线方程为2x ＋y ＋c ＝0.因为两直线间的距离等于55，所以d ＝|c －1|22＋12＝55，解得c ＝0，或c ＝2.所以所求直线方程为2x ＋y ＝0，或2x ＋y ＋2＝0. 4．直线l 过点A (3,4)且与点B (－3,2)的距离最远，那么l 的方程为( ) A ．3x －y －13＝0 B ．3x －y ＋13＝0 C ．3x ＋y －13＝0D ．3x ＋y ＋13＝0解析：选C 由已知可知，l 是过A 且与AB 垂直的直线， ∵k AB ＝2－4－3－3＝13，∴k l ＝－3， 由点斜式得，y －4＝－3(x －3)，即3x ＋y －13＝0.5．若动点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)分别在直线l 1：x ＋y －7＝0和l 2：x ＋y －5＝0上移动，则AB 的中点M 到原点距离的最小值是( )A ．3 2B ．2 3C ．3 3D ．4 2解析：选A 由题意，结合图形可知点M 必然在直线x ＋y －6＝0上，故M 到原点的最小距离为|－6|2＝3 2.二、填空题6．直线l 到直线x －2y ＋4＝0的距离和原点到直线l 的距离相等，则直线l 的方程是________________．解析：由题意设所求l 的方程为x －2y ＋C ＝0， 则|C －4|12＋22＝|C |12＋22，解得C ＝2，故直线l 的方程为x －2y ＋2＝0. 答案：x －2y ＋2＝07．直线l 在x 轴上的截距为1，又有两点A (－2，－1)，B (4,5)到l 的距离相等，则l 的方程为________________．解析：显然l ⊥x 轴时符合要求，此时l 的方程为x ＝1； 设l 的斜率为k ，则l 的方程为y ＝k (x －1)，即 kx －y －k ＝0.∵点A ，B 到l 的距离相等， ∴|－2k ＋1－k |k 2＋1＝|4k －5－k |k 2＋1.∴|1－3k |＝|3k －5|，∴k ＝1，∴l 的方程为x －y －1＝0. 综上，l 的方程为x ＝1，或x －y －1＝0. 答案：x ＝1或x －y －1＝08．已知直线l 与直线l 1：2x －y ＋3＝0和l 2：2x －y －1＝0的距离相等，则l 的方程是____________________．解析：法一：由题意可设l 的方程为2x －y ＋c ＝0， 于是有|c －3|22＋(－1)2＝|c －(－1)|22＋(－1)2，即|c －3|＝|c ＋1|，解得c ＝1， 则直线l 的方程为2x －y ＋1＝0.法二：由题意知l 必介于l 1与l 2中间，故设l 的方程为2x －y ＋c ＝0， 则c ＝3＋(－1)2＝1.则直线l 的方程为2x －y ＋1＝0. 答案：2x －y ＋1＝0 三、解答题9．已知直线l 经过点P (－2,5)，且斜率为－34.(1)求直线l 的方程；(2)若直线m 与l 平行，且点P 到直线m 的距离为3，求直线m 的方程． 解：(1)由直线方程的点斜式，得y －5＝－34(x ＋2)，整理得所求直线方程为 3x ＋4y －14＝0.(2)由直线m 与直线l 平行，可设直线m 的方程为 3x ＋4y ＋C ＝0， 由点到直线的距离公式得 |3×(－2)＋4×5＋C |32＋42＝3，即|14＋C |5＝3，解得C ＝1或C ＝－29， 故所求直线方程为3x ＋4y ＋1＝0或3x ＋4y －29＝0.10．已知正方形ABCD 一边CD 所在直线的方程为x ＋3y －13＝0，对角线AC ，BD 的交点为P (1,5)，求正方形ABCD 其他三边所在直线的方程．解：(1)点P (1,5)到l CD 的距离为d ，则d ＝310. ∵l AB ∥l CD ，∴可设l AB ：x ＋3y ＋m ＝0. 点P (1,5)到l AB 的距离也等于d ， 则|m ＋16|10＝310， 又∵m ≠－13，∴m ＝－19，即l AB ：x ＋3y －19＝0. ∵l AD ⊥l CD ，∴可设l AD ：3x －y ＋n ＝0，则P (1,5)到l AD 的距离等于P (1,5)到l BC 的距离，且都等于d ＝310， |n －2|10＝310，n ＝5，或n ＝－1， 则l AD ：3x －y ＋5＝0，l BC ：3x －y －1＝0.所以，正方形ABCD 其他三边所在直线方程为x ＋3y －19＝0,3x －y ＋5＝0,3x －y －1＝0.直线与方程一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分)1．(2013·嘉兴高一检测)点A (2，－3)关于点B (－1,0)的对称点A ′的坐标是( ) A ．(－4,3) B ．(5，－6) C ．(3，－3)D.⎝⎛⎭⎫12，－32 解析：选A 设A ′(x ′，y ′)，由题意得⎩⎨⎧2＋x ′2＝－1，－3＋y ′2＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝－4，y ′＝3. 2．已知直线l 的方程为y ＝－x ＋1，则直线l 的倾斜角为( ) A ．30° B ．45° C ．60°D ．135°解析：选D 由题意知k ＝－1，故倾斜角为135°.3．(2012·潍坊高一期末检测)点(1,1)到直线x ＋y －1＝0的距离为( ) A ．1B ．2C.22D. 2解析：选C 由点到直线的距离公式d ＝|1＋1－1|12＋12＝22.4．若直线l 与直线y ＝1，x ＝7分别交于P 、Q ，且线段PQ 的中点坐标为(1，－1)，则直线l 的斜率为( )A.13 B ．－13C ．3D ．－3解析：选B 设P (a,1)，Q (7，b )，则有⎩⎪⎨⎪⎧a ＋7＝2，b ＋1＝－2.∴⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－5，b ＝－3，故直线l 的斜率为－3－17＋5＝－13.a ＝－5.5．过点(－1,3)且平行于直线x －2y ＋3＝0的直线方程为( ) A ．x －2y ＋7＝0 B ．2x ＋y －1＝0 C ．x －2y －5＝0D ．2x ＋y －5＝0解析：选A ∵直线x －2y ＋3＝0的斜率为12，∴所求直线的方程为y －3＝12(x ＋1)，即x －2y ＋7＝0.6．若直线mx ＋ny ＋3＝0在y 轴上的截距为－3，且它的倾斜角是直线3x －y ＝33的倾斜角的2倍，则( )A ．m ＝－3，n ＝1B ．m ＝－3，n ＝－3C ．m ＝3，n ＝－3D ．m ＝3，n ＝1解析：选D 依题意得－3n ＝－3，－mn ＝tan 120°＝－3，得m ＝3，n ＝1.7．和直线3x －4y ＋5＝0关于x 轴对称的直线方程为( ) A ．3x ＋4y ＋5＝0 B ．3x ＋4y －5＝0 C ．－3x ＋4y －5＝0D ．－3x ＋4y ＋5＝0解析：选A 设所求直线上的任一点为(x ，y )，则此点关于x 轴对称的点的坐标为(x ，－y )，因为点(x ，－y )在直线3x －4y ＋5＝0上，所以3x ＋4y ＋5＝0.8．若三点A (3,1)，B (－2，b )，C (8,11)在同一直线上，则实数b 等于( ) A ．2 B ．3 C ．9D ．－9解析：选D 由题意知k AB ＝k BC即b －1－2－3＝11－b8＋2，解得b ＝－9. 9．将一张坐标纸折叠一次，使点(10,0)与(－6,8)重合，则与点(－4,2)重合的点是( ) A ．(4，－2) B ．(4，－3) C.⎝⎛⎭⎫3，32 D ．(3，－1)解析：选A 由已知知以(10,0)和(－6,8)为端点的线段的垂直平分线的方程为y ＝2x ，则(－4,2)关于直线y ＝2x 的对称点即为所求点．设所求点为(x 0，y 0)，则⎩⎪⎨⎪⎧y 0－2x 0＋4＝－12，y 0＋22＝2·x 0－42，解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝4，y 0＝－2. 10．设点A (2，－3)，B (－3，－2)，直线l 过P (1,1)且与线段AB 相交，则l 的斜率k 的取值范围是( )A ．k ≥34，或k ≤－4B ．－4≤k ≤34C ．－34≤k ≤4D ．以上都不对解析：选A 由题意知k AP ＝－3－12－1＝－4， k BP ＝－2－1－3－1＝34.由斜率的特点并结合图形可知k ≥34，或k ≤－4.二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分)11．已知点A (2,1)，B (－2,3)，C (0,1)，则△ABC 中，BC 边上的中线长为________． 解析：BC 中点为⎝⎛⎭⎫－2＋02，3＋12即(－1,2)，所以BC 边上中线长为(2＋1)2＋(1－2)2＝10.答案：1012．经过点A (1,1)且在x 轴上的截距等于在y 轴上的截距的直线方程是________． 解析：当直线过原点时，满足要求，此时直线方程为x －y ＝0；当直线不过原点时，设直线方程为x a ＋ya ＝1，由于点(1,1)在直线上，所以a ＝2，此时直线方程为x ＋y －2＝0.答案：x －y ＝0或x ＋y －2＝013．过点A (2,1)的所有直线中，距离原点最远的直线方程为____________．解析：如右图，只有当直线l 与OA 垂直时，原点到l 的距离最大，此时k OA ＝12，则k l ＝－2，所以方程为y －1＝－2(x －2)，即2x ＋y －5＝0.答案：2x ＋y －5＝014．已知点A (4，－3)与B (2，－1)关于直线l 对称，在l 上有一点P ，使点P 到直线4x ＋3y －2＝0的距离等于2，则点P 的坐标是____________．解析：由题意知线段AB 的中点C (3，－2)，k AB ＝－1，故直线l 的方程为y ＋2＝x －3，即y ＝x －5.设P (x ，x －5)，则2＝|4x ＋3x －17|42＋32，解得x ＝1或x ＝277.即点P 的坐标是(1，－4)或⎝⎛⎭⎫277，－87. 答案：(1，－4)或⎝⎛⎭⎫277，－87 三、解答题(共4小题，共50分，解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 15．(本小题满分12分)(2012·绍兴高二检测)已知直线l 的倾斜角为135°，且经过点P (1,1)． (1)求直线l 的方程；(2)求点A (3,4)关于直线l 的对称点A ′的坐标．解：(1)∵k ＝tan 135°＝－1，∴l ：y －1＝－(x －1)，即x ＋y －2＝0. (2)设A ′(a ，b )， 则⎩⎪⎨⎪⎧b －4a －3×(－1)＝－1，a ＋32＋b ＋42－2＝0，解得a ＝－2，b ＝－1，∴A ′的坐标为(－2，－1)．16．(本小题满分12分)已知两条直线l 1：x ＋m 2y ＋6＝0，l 2：(m －2)x ＋3my ＋2m ＝0 ，当m 为何值时，l 1与l 2(1)相交；(2)平行；(3)重合？解：当m ＝0时，l 1：x ＋6＝0，l 2：x ＝0，∴l 1∥l 2.当m ＝2时，l 1：x ＋4y ＋6＝0，l 2：3y ＋2＝0，∴l 1与l 2相交．当m ≠0且m ≠2时，由1m －2＝m 23m 得m ＝－1或m ＝3，由1m －2＝62m ，得m ＝3.故(1)当m ≠－1且m ≠3且m ≠0时，l 1与l 2相交． (2)当m ＝－1或m ＝0时，l 1∥l 2. (3)当m ＝3时，l 1与l 2重合．17．(本小题满分12分)如图，已知点A (2,3)，B (4,1)，△ABC 是以AB 为底边的等腰三角形，点C 在直线l ：x －2y ＋2＝0上．(1)求AB 边上的高CE 所在直线的方程； (2)求△ABC 的面积．解：(1)由题意可知，E 为AB 的中点， ∴E (3,2)，且k CE ＝－1k AB＝1，∴CE 所在直线方程为：y －2＝x －3，即x －y －1＝0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x －2y ＋2＝0，x －y －1＝0，得C (4,3)，∴|AC |＝|BC |＝2，AC ⊥BC ，∴S △ABC ＝12|AC |·|BC |＝2.18．(本小题满分14分)如图所示，在△ABC 中，BC 边上的高所在直线l 的方程为x －2y ＋1＝0，∠A 的平分线所在直线的方程为y ＝0，若点B 的坐标为(1,2)，求点A 和点C 的坐标．解：由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x －2y ＋1＝0，y ＝0解得顶点A (－1,0)．又AB 的斜率为k AB ＝1，且x 轴是∠A 的平分线，故直线AC 的斜率为－1，AC 所在直线的方程为y ＝－(x ＋1)．已知BC 边上的高所在直线的方程为x －2y ＋1＝0，故BC 的斜率为－2，BC 所在直线的方程为y －2＝－2(x －1)．解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝－(x ＋1)，y －2＝－2(x －1).得顶点C 的坐标为(5，－6)．所以点A 的坐标为(－1,0)，点C 的坐标为(5，－6)．。
§3.3直线的交点坐标与距离公式
§3.3直线的交点坐标与距离公式一、教学目标1．知识与技能（1）两直线交点坐标，判断两直线位置的方法；（2）掌握直角坐标系两点间距离，用坐标法证明简单的几何问题； （3）理解点到直线距离公式的推导，熟练掌握点到直线的距离公式． 2．过程与方法（1）学习两直线交点坐标的求法，以及判断两直线位置的方法； （2）通过两点间距离公式的推导，能更充分体会数形结合的优越性； （3）会用点到直线距离公式求解两平行线距离． 3．情感态度与价值观（1）体会事物之间的内在联系，能用代数方法解决几何问题； （2）认识事物之间在一定条件下的转化，用联系的观点看问题．二、教学重点与难点1．教学重点：根据方程组解的个数判定两条直线的位置关系，三个距离公式． 2．教学难点：解方程组，点到直线的距离公式的证明与应用．三、教学过程㈠ 知识回顾1．直线方程的一般式：220(0)Ax By C A B ++=+≠结构特征： ①等号左侧自左向右一般按照x ，y ，常数的先后顺序排列；②x 的系数一般不为分数、小数和负数．转化为斜截式：(0)A C y x B B B =--≠；转化为截距式：1(0)x yABC C C A B+=≠--．2．已知直线1111:0l A x B y C ++=，2222:0l A x B y C ++=12211212211221//()A B A B l l B C B C AC A C =⎧⇔⎨≠≠⎩或；1l 与2l 相交1221A B A B ⇔≠；1212120l l A A B B ⊥⇔+=．练习：书P109 A 组 2 ㈡ 新课讲解12探究（书P103）：当λ变化时，方程342(22)0x y x y λ+-+++=表示何图形，图形 有何特点？（通过几何画板动画演示，发现方程表示的图形是一类过定点的直线，如何求该定点？）方法一（合并同类项，令λ的系数为0）：解方程组：3420220x y x y +-=⎧⎨++=⎩，得22x y =-⎧⎨=⎩，∴直线恒过定点(2,2)-方法二（选两条特殊直线求交点）：方程可化为：(32)(4)220x y λλλ+++-+=当320λ+=即32λ=-时，得2y =；当40λ+=即4λ=-时，得2x =-两直线的交点为(2,2)-，带入原方程得(32)(2)(4)2220λλλ+⋅-++⋅-+=恒成立 ∴直线恒过定点(2,2)-拓展：过直线1111:0l A x B y C ++=与22221221:0()l A x B y C A B A B ++=≠交点的直线系方程：111222()0(A x B y C A x B y C λλ+++++=为参数）（直线系方程二） 探究：该直线是否包含过1l 与2l 交点的所有直线？ 分析：当0λ=时，为直线1l 方程；方程可化为：121212(+)()0A A x B B y C C λλλ++++=，若要表示直线2l 方程，则122111122222122+===A A A A B C B B BA B C C C Cλλλ⎧⎪+⇒==⎨⎪+⎩∴不包括直线2l3．两点间的距离例：如图，已知111222(,),(,)P x y P x y ，求|12||PP =问：当直线12P P 垂直于,x y 两点111222(,),(,)P x y P x y 间的距离公式：12||PP =例3．（解法二，强调思路不计算）线段AB直线AB的斜率23k =，∴线段AB的垂直平分线斜率k '= ∴线段AB的垂直平分线的方程是1)2y x =- ∵P x ∈轴，∴令0y =，得1x =，∴所求点P (1,0)，∴PA ==（规范求已知线段垂直平分线的步骤）例4．用代数的方法解决几何问题的基本步骤归纳如下：（让学生归纳） 第一步：建立直角坐标系，用坐标表示有关的量； 第二步：进行有关代数运算；第三步：把代数结果“翻译”成几何关系．思考：书P89 例6还可以通过什么方法判断三角形形状？ 练习：书P106 练习 4．点到直线的距离例：已知00(,)P x y 与直线:0(0)l Ax By C AB ++=≠，求点P 到直线l 的距离d ．（画出图形，分析任务，让学生探究求0||P Q 的过程，再对比两个方案，让学生更好体会解析几何的求准、求快、求简．）方案一：过点P 作直线l 的垂线，垂足为Q ，则线段PQ 的长就是点P 到直线l 的距离d .解：∵PQ l ⊥，∴直线PQ 的斜率为B A， ∴直线PQ 的方程为00()By y x x A-=-，即000Bx Ay Ay Bx -+-= 联立方程组0000Bx Ay Ay Bx Ax By C -+-=⎧⎨++=⎩，解得：2002220022B x ABy AC x A B A y ABx BCy A B ⎧--=⎪⎪+⎨--⎪=⎪⎩+，即()Q ……∴222220000002222||()()B x ABy AC A y ABx BC PQ x y A B A B----=---++ 222200002222()()A x ABy AC B y ABx BC A B A B------=-++ 2222222200000022222()()()()A A x By C B A x By C A x By C A B A B +++++++==++∴||d PQ ==总结：化点线距为点点距，化未知为已知.（此方法虽思路自然，但运算较繁） 方案二：等面积法——见书P107问：当0A =或0B =时，这个公式仍成立吗？点00(,)P x y 到直线:0l Ax By C ++=的距离d =说明：①直线方程应为一般式；②对所有点和直线都成立，但若直线垂直于坐标轴，用数形结合求解． 练习：书P108 练习 5．两平行线间的距离 变式：已知平行直线11:0l Ax By C ++=与2212:0()l Ax By C C C ++=≠，求1l 与2l 的距离．分析：平行线间的距离处处相等，故可转化为一条直线上的一点(如何取点，降低计算难度)到另一条直线的距离；法二：任取001(,)P x y l ∈，则0010Ax By C ++=，∴001Ax By C +=-∵12//l l ，∴直线1l 与2l 的距离d 即点P 到2l 的距离 ∴d ===说明：两直线的一般式方程中A 与B 必须相同，若不相同需先化为相同． 练习：书P109 练习 ㈢ 课堂小结1．通过解析法判定两直线的位置关系；2．两点间的距离公式、点到直线的距离公式、平行线间的距离公式． ㈣ 课后作业1．书P109-110 A 组 1，3，5， B 组 1 | A 组 8，B 组 4，5，7，9； 2．预习4.1． ㈤ 课后反思。
【高中数学】《3.3 直线的交点坐标与距离公式(1)》测试题
【高中数学】《3.3 直线的交点坐标与距离公式（1）》测试题【高中数学】《3.3直线的交点坐标与距离公式（1）》测试题一、多项选择题1.(2021天津理改编)已知点a()到直线的距离为，则点a的坐标为().a、（0，-2）B.（2,4）C.（0，-2）或（2,4）d.（1,1）考查目的：考查点到直线的距离公式，以及分类讨论思想.回答：C解析：直线可化为，依题意得，整理得，∴或.当时，点a的坐标为(2，4)；当时，点a的坐标为(0，-2)，故答案选c.2.到直线的距离为3，平行于直线的直线方程为（）a.b.或c、 D.或考查目的：考查相互平行的两条直线方程的特征，以及点到直线的距离公式.回答：D解析：设直线的方程为.在直线上任取一点p(1，1).∵与之间的距离为3，∴，解得或，∴直线的方程为或.3.如果直线：和直线：的交点P位于第二象限，则的值范围为（）a.b.c.d.目的：研究两条直线的交点与二元初等方程组的解、一元初等不等式的解以及变换思想之间的关系答案：b.分析：求解方程以获得直线交点P的坐标∵ 点P位于第二象限，∵, ∵ 该不等式组可以转化为，并得到解二、填空题4.如果直线和直线的交点为（3，-2），则通过点a（）和点B（）的直线方程为考查目的：考查直线的方程，以及两条直线的交点与二元一次方程组的解的关系.答复:解析：由题意得，点(3，-2)的坐标满足与，∴且也就是说，点a（），B（）的坐标适合于方程，而通过点a（），B（）的线性方程是5.已知点a(-3，8)、b(2，2)，点p是轴上的点，则当取最小值时，点p的坐标为.目的：研究两点间的最短线段、点与直线的对称性、直线方程的映射和应用答案：(1，0).分析：a点（-3,8）关于轴的对称点为（-3，-8），当获得最小值时，可根据对称性获得，P点是直线与轴的交点，根据点（-3，-8）和B（2,2），直线方程为，直线与轴线交点P的坐标为（1,0）6.已知直线，，若直线、的距离等于，且直线不经过第四象限，则.检查目的：检查点到直线的距离公式以及两条直线之间平行关系的判断答案：3.分析：根据直线方程和直线‖在直线上选择一个点P（0），并根据问题的意思得到它∵ 直线不经过第四象限，∵, ∵三、解答题7.（2022年改编自安徽）让线：：，其中实数满足，证明线与线的交点在曲线上考查目的：考查两条直线的交点与二元一次方程组的解的关系，以及曲线与方程的关系.分析：通过求解方程得到的和交点的坐标（，）∵，即，∴，∴直线与交点p(，)在曲线上.8.（1）求一条直线通过两条直线的交点的方程：和：并垂直于该直线；⑵已知直线经过点(0，1)，直线经过点(5，0)，且直线∥，的距离为5，求直线，的方程.检查目的：检查两条直线的交点，平行线之间的距离公式，两条直线垂直时方程关系的应用，以及直线方程的解答案：⑴；⑵，，或，.分析：⑴ 解表明P点的坐标为（-2,2）⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥⊥ 通过替换点P的坐标，直线方程为⑵∵直线∥，∴当直线，垂直于轴时，直线的方程为，直线的方程为，这时直线、之间的距离等于5，符合题意；当直线，不垂直于轴时，可设其斜率为，依题意得，直线的方程为，即，直线的方程为，即.在直线上取点(0，1)，∴点a到直线的距离，解得，∴直线的方程为，直线的方程为.综上得，符合题意的直线、的方程有两组：，，或，.。
【高中数学必修二】3.3直线的交点坐标与距离公式(1)
第一课时
已知两条直线 l1 : A1 x B1 y C1 0 l2 : A2 x B2 y C2 0 相交, 如何求这两条直线交点 的坐标?
讨论下列二元一次方程组解的情况:
x y 1 0 1 x y 1 0
x y 1 0 2 x y 1 0
x y 1 0
7 x 2 y 5 2
即：
, 故直线恒过 7 5 2 2
例3.求证：无论m取何实数时，直线 (m-1)x-(m+3)y-(m-11)=0恒过定点， 并求出定点的坐标。
解法2： 令m=1，m= -3代入方程，得：
4 y 10 0 4x 14 0
一组解 x0 y 1 无数组 无解
相交
(0,1)
重合 平行
x y 1 0 3 x y 1 0
几何元素及关系
代数表示
点A
直线 l
A(a, b)
l : Ax By C 0
点 A在直线 l上
Aa Bb C 0
A a B b C 0 A x B y C 0 1 1 1 1 1 1 直线 l1与直线 l2的交点 A A a B B b C2 0 0 2x A 2 22y C2
x 2 y 4 ( x y 2) 0
(1 ) x ( 2) y (4 2 ) 0
31 4 2 0 11
所以直线的方程为： 4x 3 y 6 0
例2: 求过两直线x-2y+4=0和x+y-2=0的交点， 且满足下列条件的直线l的方程。 (3)和直线2x-y+6=0平行
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A1B2 A2B1
A1B2 A2B1
⒉当A1B2－A2B1=0， B1C2－B2C1≠0 时，方程组无解
⒊当A1B2－A2B1=0， B1C2－B2C1＝0 时，方程组有无穷多解。
结论：当 A1 B1 时，两条直线相交，交点坐标为
A2 B2
( B1C2 B2C1 , A2C1 A1C2 ) A1B2 A2B1 A1B2 A2B1
解方程组
A1x A2 x
B1y C1 0 B2 y C2 0
(1) (2)
当A1，A2，B1，B2全不为零时
（1）×B2－（2）×B1得（A1B2－A2B1）x=B1C2－ B2C1 分类讨论：⒈当A1B2－A2B1≠0时，方程组有唯一解
x B1C2 B2C1 , y A2C1 A1C2
如果两条直线 A1x B1y C1 0 和 A2 x B2 y C2 0 相交，由于交点同时在两条直线上，交点坐标一定是它们
的方程组成的方程组
A1x A2 x
B1 y C1 0 B2 y C2 0
的解；
反之，如果方程组
A1x B1 y C1 0
A2
x
B2 y
C2
A1x B1 y C1 ( A2x B2 y C2 ) 0
是过直线 A1x B1y C1 0 和 A2 x B2 y C2 0
的交点的直线系方程。
练习：求经过原点且经过以下两条直线的交点的直线方程:
l1 : x 2 y 2 0,l2 : 2x y 2 0
解：设直线方程为 x 2y 2 (2x y 2) 0
2x+y=0，x+y-2=0,x-y+6=0
10.已知一直线通过点（-2，2），且与两坐标轴所围成的三角形的 面积为1，求这条直线的方程．
解：设直线方程为y-2=k（x+2）， 令x=0得y=2k+2， 令y=0得x=-2-2/k， 则三角形面积为1
∴k=-2或-1/2， ∴所求直线方程为：2x+y+2=0或 x+2y-2=0
几何概念与代数表示
几何元素及关系
点A
直线l
点A在直线l上
直线l1与l2的交点是A
代数表示
A(a, b)
l : Ax By C 0
A的坐标满足方程
l : Aa Bb C 0
A的坐标是方程组的解
A1x A2 x
B1 B2
y y
C1 C2
0 0
探究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？
l1 l2
当变化时，方程 3x 4y 2 (2x y 2) 0
表示什么图形？图形有何特点？
=0时，方程为3x+4y-2=0 =1时，方程为5x+5y=0
=-1时，方程为x+3y-4=0
上式可化为
作出相应的直线
y
l1
l2
l3
0
x
表示的直线包括过交点M（-2，2）的一族直线
探究发现：此方程表示经过直线3x+4y-2=0与直线2x+y +2=0交点的直线束（直线集合） 结论引申：共点直线系方程：
9.过点(-2,4) 且在两坐标轴上截距的绝对值
相等的直线有(C)
A．１条B．２条C．３条D．４条
解析：
若截距为0，则直线过原点，所以斜率k=－2，
直线方程为2x+y=0；
若截距不为0，设为a，
则有 x y 1 aa
或 x y 1 a a
将坐标 （-2,4）代入，可得a=2或a=－6， 所以两坐标轴上截距的绝对值相等的直线有3 条，
设两条直线方程为：
l1 : A1x B1y C1 0 l2 : A2x B2 y C2 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个方程组的公共解；反之，如果 这两个二元一次方程只有一个公共解，那么以这个解为坐 标的点必是直线 l1 和 l2 的交点． 思考：(1)若方程组没有解，两直线应是什么位置关系？ (2)若方程组有无数解，两直线应是什么位置关系？
当
A1 B1 C1 A2 B2 C2
时，两直线平行；
当
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A1 B1 C1 A2 B2 C2
时，两条直线重合。
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)l1 : x y 0, (2)l1 : 3x y 4 0, (3)l1 : 3x 4 y 5 0,
l2 : 3x 3y 10 0 l2 : 6x 2 y 1 0 l2 : 6x 8 y 10 0
3.3直线的交点坐标与距离公式
主要内容
3.3.1 两条直线的交点坐标 3.3.2 两点间的距离 3.3.3 点到直线的距离 3.3.4两条平行直线间的距离
3.3.1
两条直线的交点坐标
二元一次方程组的解有三种不同情况（唯一解，无
解,无穷多解），同时在直角坐标系中两条直线的位置关
系也有三种情况（相交，平行，重合），下面我们通过
0
只有一个解，
那么以这个解为坐标的点就是直线 A1x B1y C1 0
和 A2 x B2 y C2 0 交点。
例1：求下列两直线交点坐标：
l1 : 3x 4 y 2 0;l2 : 2x y 2 0
解：解方程组
3x 2x
4y 2 0 y20
得 x 2, y 2
M
所以l1与l2的交点坐标为M（-2，2）. (如图所示)
二元一次方程组解的情况来讨论直角坐标系中两直线的
位置关系。
(1)
x x
y y
1 1
(2)
x x
y y
1 2
x y 1 (3) 2x 2y 2
1.两条直线的交点： 探究1：已知两直线
l1 : A1x B1y C1 0 l2 : A2x B2 y C2 0
如何判断这两条直线的关系？观察表一，并填空.
因为直线过原点(0，0)，将其代入上式可得： λ=1
将λ=1 代入 x 2y 2 (2x y 2) 0
得 3x 3y 0
即所求直线方程 x y 0.
2．两条直线的位置关系： 探究3：两直线位置关系与两直线的方程组成的方程组的 解的情况有何关系？
我们知道，平面内任意一条直线都会与一个二元一次 方程对应，即直线上的点的坐标是这个方程的解，反之亦 成立．那么两条直线是否有交点与它们对应的方程所组成 的方程组是否有解有没有关系?如果有，是什么关系？