16.2

直线的方程

根据已知条件选择点斜式、斜截式、两点式或一般式。

约 12 分钟直线与圆
本文章目录

01 · 出发点

一个点加一个方向如何确定直线

直线的几何条件可以翻译成一次方程。已知一个点和方向、两个点或两个截距时,选择匹配的方程形式能减少未知量和变形步骤。

点斜式最基础,斜截式突出斜率和纵截距,两点式避免预先求截距,一般式 Ax+By+C=0Ax+By+C=0 则能统一表示包括竖直线在内的所有直线。

02 · 概念

四种直线方程及适用条件

过点 (x0,y0)(x_0,y_0)、斜率为 kk 的直线为 y−y0=k(x−x0)y-y_0=k(x-x_0);斜率存在时可写 y=kx+by=kx+b。过两个横、纵坐标均不同的点可用两点式。

一般式 Ax+By+C=0Ax+By+C=0 要求 A,BA,B 不同时为 00。特殊形式都有适用条件:竖直线不能写点斜式,截距式 xa+yb=1\dfrac xa+\dfrac yb=1 要求两个非零截距存在。

03 · 方法

按已知条件选择方程形式

  1. 01

    整理已知条件,优先选择无需额外计算且满足适用条件的方程形式。

  2. 02

    代入点与斜率或两个点,保留括号完成代数整理,必要时化为一般式。

  3. 03

    把全部已知点代回方程,并检查所得直线的斜率、截距或竖直特征。

04 · 例题

把方法落到具体问题

例 1由两个点建立直线方程

求经过 P(2,−1)P(2,-1) 和 Q(5,5)Q(5,5) 的直线方程。

解

  1. 1

    两点横坐标不同,斜率 k=5−(−1)5−2=63=2k=\dfrac{5-(-1)}{5-2}=\dfrac63=2。

  2. 2

    用点 PP 写点斜式:y−(−1)=2(x−2)y-(-1)=2(x-2),即 y+1=2x−4y+1=2x-4。

  3. 3

    整理得 2x−y−5=02x-y-5=0;代入 QQ,10−5−5=010-5-5=0,验证 QQ 在直线上。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 直线方程形式的选择取决于已知条件和适用范围。
  • 一般式能统一表示斜线、水平线和竖直线。
  • 代回已知点与核对方向是检验直线方程的直接方法。