4. 关于直线方程形式间的互化方法。

[典型例题]

  例1. 已知直线过点P(-5,-4),且与两坐标轴围成三角形面积为5,求直线l的方程。

   解:

  

  

  

  

  例2. 如图,已知直线l经过点P(3,2),且与x轴、y轴的正半轴分别交于点A、B。

   (1)求三角形AOB面积的最小值及此时直线l的方程。

   (2)求直线l在两坐标轴上的截距之和的最小值及此时直线的方程。

   解:(1)法一:设A(0,a),B(b,0)(a>0,b>0)

  

  

  

  

           

  

  

   法二:

  

  

  

   法三:

   ∵a为实数,∴△≥0

  

  

  

   法四:过P分别作x轴、y轴的垂线PM、PN(M、N为垂足),并设θ=∠PAM=∠BPN

  

   

  

   (2)法一:

  

     

  

   法二:

       

  

  

  例3. 已知直线mx+ny+12=0在x轴、y轴上的截距分别是-3和4,求m,n的值。

   分析:(1)将直线方程化成截距式后(或直接)求出直线在两轴上的截距、解关于m,n的方程组。(2)由已知条件,直线经过点A(-3,0)、B(0,4),由此得m,n的方程组,解之即可。

   解法1:由截距意义知,直线经过A(-3,0)和B(0,4)两点,因此有

  

  

   解法2:将方程mx+ny+12=0化为截距式,得:

  

  

  

  例4.

   解析:

  

  

  

  例5.

距离相等。

   分析:(1)设P(x,y),则有y=3x+1,故点P的坐标为(x,3x+1),由距离公式得x的方程,解得x=0。

   (2)设P(x,y),求出两点(1,-1),(2,0)的中垂线方程为x+y-1=0,再解方程组得P(0,1)。

   解法1:设P(x,y),则有y=3x+1

   故点P的坐标为(x,3x+1)

  

   解之得:x=0

   ∴所求的点为P(0,1)

   解法2:设P(x,y),两点(1,-1),(2,0)所连线段的中垂线方程为:

  

  

   解由<1>、<2>组成的方程组得:P(0,1)

  例6.

   (1)证明直线l过定点;

   (2)若直线l交x轴负半轴于A,交y轴正半轴于B,△AOB的面积为S,求S的最小值,并求此时直线l的方程;

   (3)若直线不经过第四象限,求k的取值范围。

   分析:(1)证直线系过定点,可用分离参数法。

   (2)求△AOB面积S的最小值,应先求出目标函数S=f(k),再根据目标函数的结构特征选择最小值的求法。

   (3)直线不经过第四象限的充要条件是:直线在x轴上的截距小于或等于-2,在y轴上的截距大于或等于1。或由直线经过定点(-2,1)知斜率大于或等于零。

   解:(1)直线l的方程是:

  

  

   ∴无论k取何值,直线总经过定点(-2,1)

   (2)由l的方程,得:

  

  

   解得:k>0

  

  

  

  

  

  

  

   解之得:k>0

   小结:本题证明直线系过定点问题所使用的“分离参数法”,也是证明曲线系过定点的一般方法。

  例7.

   分析:利用所求直线上任意一点P关于点A的对称点P’在已知直线上的关系求解。

   解:设P(x,y)为所求直线上任一点,则:

  

  

   ∵线段PP’的中点为A(1,-1)

  

  

  

  

  

   注意:本题是一个关于点对称的直线的求法问题,要注意利用点对称的特点求解。

  例8. 一根弹簧挂6公斤的物体时,长11 cm,挂9公斤的物体时,长17 cm。已知弹簧长度l (cm)和所挂物体的重量w(公斤)的关系可以用直线方程来表示。用两点式表示这个方程,并根据这个方程,求弹簧长为13 cm时所挂物体的重量。

   解:以Ow为横坐标轴,以Ol为纵坐标轴建立直角坐标系(如图所示)

   由题意知直线过点(6,11)和点(9,17)

   由直线的两点式方程得所求直线的方程为:

  

  

   ∴w=7

   即弹簧长为13 cm时所挂物体的重量为7公斤。

   小结:因为弹簧长l和所挂物体的重量w的关系可以用直线方程来表示,并且弹簧挂6公斤的物体时,长11 cm;弹簧挂9公斤的物体时,长17 cm。所以直线过点(6,11)和(9,17)。由直线方程的两点式求出l、w关系,得解。

  例9.

   解:

  

  

  

  

  

   小结:由直线方程的一般式求直线的倾斜角时,须先求其斜率,这时通常把直线方程化成斜截式(若直线没有斜率即y的系数为0,则直线的倾斜角为90°,此时直线方程没有斜截式),然后根据斜率再求直线的倾斜角。当直线的斜率k≥0时,直线的倾斜角为arctank;当直线的斜率k<0时,直线的倾斜角为π+arctank。

  例10.

  

   证明:如图所示,过P(x1,y1)作直线垂直于x轴,交直线l于M

   设M点的坐标为(x1,y2),则:

  

  

   ∵P在M的上方

  

  

  

   小结:

  

  

   点P在直线的上方或下方就是指在同横坐标时,P的纵坐标大于或小于直线上的点对应的纵坐标。

[模拟试题]

 0  51702  51710  51716  51720  51726  51728  51732  51738  51740  51746  51752  51756  51758  51762  51768  51770  51776  51780  51782  51786  51788  51792  51794  51796  51797  51798  51800  51801  51802  51804  51806  51810  51812  51816  51818  51822  51828  51830  51836  51840  51842  51846  51852  51858  51860  51866  51870  51872  51878  51882  51888  51896  447348 

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