如何利用直线方程的几种形式和题设的已知条件求直线方程.
若已知直线过定点可设直线方程为点斜式,已知直线的斜率可设直线方程为斜截式,已知直线与截距有关可设直线方程为截距式,其它情况可设直线方程为一般式,再通过待定系数法可求得直线方程.
例1 、已知直线过点P(4,-3),且在坐标轴上的截距的绝对值相等,求直线方程.
分析一: 已知直线上一点,可用点斜式设方程
解答:设直线方程为y+3=k(x-4),
令 x=0, 有y=-3-4k
令y=0, 有 ,
由题意有:
∴k(4k+3)=±(4k+3)
∴k1=1,k2=-1,
故所求直线方程为:
x+y-1=0, x-y-7=0, 3x+4y=0
分析二: 题中要用到坐标轴上的截距,设截距式.
解答:设直线方程为,
∴ 又|a|=|b|,
∴ a=b=1或a=7, b=-7.
此时直线方程为 x+y=1,或x-y=7.
又a=b=0时,直线的方程为 3x+4y=0.
综上有,满足条件的直线有三条,为x+y-1=0或x-y-7=0或3x+4y=0.
例2、把函数x=f(x)在x=a及x=b之间的一段图象近似地看作直线,并设a≤c≤b,求证f(c)的近似值是.
解析:设函数y=f(x)的图象上两点A、B的坐标分别为(a,f(a)),(b,f(b)).由两点式得直线AB的方程为
在y=f(x)的图象上任取一点P(c,f(c))(c∈[a,b]),因为y=f(x)的图象可以近似地看作直线,所以将点P的坐标代入方程①,得:
.
如果c=a或c=b,上式仍成立.
例3、光线从点A(-3,4)射出,经x轴上的点B反射后交y轴于C点,再经C点从y轴上反射恰好经过点D(-1,6),求直线AB,BC,CD的方程.
解析:如图所示,作点A关于x轴的对称点,A′(-3,-4),D点关于y轴的对称点D′(1,6),由两点式得直线A′D′(即直线BC)的方程为:
,即5x-2y+7=0.
令y=0,得x=-,即B(-,0),同理可求得C(0,).
于是可求得直线AB的方程为5x+2y+7=0,
CD的方程为5x+2y-7=0.
例4、(1)求证:不论m取何实数,直线(2m-1)x-(m+3)y-(m-11)=0恒过定点,并求此定点坐标.
(2)设二次方程3x2+2xy-y2+7x-5y+k=0表示两条直线,①求k的值;②求两直线方程.
解析:(1)原方程可化为:
(x+3y-11)-m(2x-y-1)=0
要使直线恒过定点等价于当m∈R时方程恒成立.
∴ 直线恒过定点(2,3).
(2)方法一:
①将方程变形为3x2+(2y+7)x-(y2+5y-k)=0
∵ 方程表示两条直线
∴ △=16y2+88y+(49-12k)为y的完全平方式
∴ 方程16y2+88y+49-12k=0的判别式
△′=882-4×16×(49-12k)=0
解得k=-6.
② 当k=-6时,△=16y2+88y+121=(4y+11)2.
∴ ①中关于x的一元二次方程的解为
这样原方程表示两条直线
3x-y-2=0及x+y+3=0.
方法二:
由题意可设
展开右边由待定系数法有
解得
∴ 直线方程为x+y+3=0和3x-y-2=0.
点评:(1)解决直线系恒过定点的问题常常是把字母看做参数处理.
(2)若二次方程表示两条直线,这说明方程能分解为两个一次因式积的形成.常用的方法是判别式或待定系数法.