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2019-2020年人教A版高中數(shù)學(xué) 高三一輪 第八章 平面解析幾何 8-2 兩直線的位置關(guān)系 《教案》
【教學(xué)目標(biāo)】
1.能根據(jù)兩條直線的斜率判定這兩條直線平行或垂直.
2.能用解方程組的方法求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo).
3.掌握兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式, 會(huì)求兩條平行直線間的距離.
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.教學(xué)重點(diǎn):掌握兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式, 會(huì)求兩條平行直線間的距離;
2.教學(xué)難點(diǎn):學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)進(jìn)行整理達(dá)到系統(tǒng)化,提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;
【教學(xué)策略與方法】
自主學(xué)習(xí)、小組討論法、師生互動(dòng)法
【教學(xué)過(guò)程】
教學(xué)流程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
環(huán)節(jié)二:
考綱傳真:
1.能根據(jù)兩條直線的斜率判定這兩條直線平行或垂直.2.能用解方程組的方法求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo).
3.掌握兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式, 會(huì)求兩條平行直線間的距離.
真題再現(xiàn);
1.(xx天津高考)已知過(guò)點(diǎn)P(2,2)的直線與圓(x-1)2+y2=5相切,且與直線ax-y+1=0垂直,則a=( )
A.- B.1
C.2 D.
【解析】 由題意知圓心為(1,0),由圓的切線與直線ax-y+1=0垂直,可設(shè)圓的切線方程為x+ay+c=0,由切線x+ay+c=0過(guò)點(diǎn)P(2,2),∴c=-2-2a,∴=,解得a=2.【答案】 C
1.(xx湖北卷)直線l1:y=x+a和l2:y=x+b將單位圓C:x2+y2=1分成長(zhǎng)度相等的四段弧,則a2+b2=2.
【解析】:依題意,圓心C(0,0)到兩直線l1:y=x+a,l2:y=x+b的距離相等,且每段弧長(zhǎng)等于圓周的,即==1sin 45=,得|a|=|b|=1,故a2+b2=2.
知識(shí)梳理:
知識(shí)點(diǎn)1、直線與直線的位置關(guān)系
1.平行與垂直.
(1)若直線l1和l2有斜截式方程l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,則
①直線l1∥l2的充要條件是k1=k2且b1≠b2.
②直線l1⊥l2的充要條件是k1k2=-1.
(2)若l1和l2都沒(méi)有斜率,則l1與l2平行或重合.
(3)若l1和l2中有一條沒(méi)有斜率而另一條斜率為0,則(3)l1⊥l2.
知識(shí)點(diǎn)2 兩直線的交點(diǎn)
知識(shí)點(diǎn)3 三種距離
P1(x1,y1),P2(x2,y2)兩點(diǎn)之間的距離
|P1P2|=
點(diǎn)P0(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離
d=
平行線Ax+By+C1=0與Ax+By+C2=0間的距離
d=
1.必會(huì)結(jié)論;(1)直線A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0過(guò)定點(diǎn)P,則定點(diǎn)P即為直線A1x+B1y+C1=0
與A2x+B2y+C2=0的交點(diǎn).
(2)點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于A(a,b)的對(duì)稱點(diǎn)為P′(2a-x0,2b-y0).
(3)設(shè)點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于直線y=kx+b的對(duì)稱點(diǎn)為P′(x′,y′),則有可求出x′,y′.
2.必清誤區(qū);在運(yùn)用兩平行直線間的距離公式d=時(shí),一定要注意將兩方程中x,y的系數(shù)化為相同的形式.
考點(diǎn)分項(xiàng)突破
考點(diǎn)一:直線的交點(diǎn)
(1)當(dāng)0
0.即x<0,y>0,從而兩直線的交點(diǎn)在第二象限.【答案】 B
(2)設(shè)直線l與l1的交點(diǎn)為A(x0,y0),則直線l與l2的交點(diǎn)B(6-x0,-y0)
由題意知解得即A,從而直線l的斜率k==8,
直線l的方程為y=8(x-3),即8x-y-24=0.
跟蹤訓(xùn)練:
1.經(jīng)過(guò)直線l1:3x+2y-1=0和l2:5x+2y+1=0的交點(diǎn),且垂直于直線l3:3x-5y+6=0的直線l的方程為________.
【解析】 由方程組得l1,l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,2),∵l3的斜率為,∴l(xiāng)的斜率為-,則直線l的方程為y-2=-(x+1),即5x+3y-1=0.【答案】 5x+3y-1=0
歸納;1.兩直線交點(diǎn)的求法;求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),就是解由兩直線方程組成的方程組,以方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為交點(diǎn).
2.求過(guò)兩直線交點(diǎn)的直線方程的方法;求過(guò)兩直線交點(diǎn)的直線方程,先解方程組求出兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),再結(jié)合其他條件寫出直線方程.
考點(diǎn)二: 三種距離公式的應(yīng)用
●命題角度1 兩點(diǎn)間距離公式及應(yīng)用
1.已知點(diǎn)P在x軸上,且點(diǎn)P與點(diǎn)A(5,12)的距離為13,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為( )
A.(0,0)或(0,10) B.(0,0)或(5,0)
C.(0,0)或(10,0) D.(0,0)或(0,5)
【解析】 設(shè)P(x,0),則|PA|==13.
解得x=0,或x=10,故選C.【答案】 C
2.在直角三角形ABC中,C(0,0),A(0,a),B(b,0),點(diǎn)D是斜邊AB的中點(diǎn),點(diǎn)P為線段CD的中點(diǎn),則=( )
A.2 B.4
C.5 D.10
【解析】 由題意知,D,P,則|PA|2=+,|PB|2=+,|PC|2=+.所以|PA|2+|PB|2=(a2+b2),從而=10,故選D.
【答案】 D
●命題角度2 點(diǎn)到直線的距離公式及應(yīng)用
3.已知直線l在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,且點(diǎn)A(1,3)到直線l的距離為,則直線l的方程為________.
【解析】 當(dāng)直線l過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)其方程為y=kx,由=,解得k=-7或k=1,直線l的方程為y=-7x或y=x,當(dāng)直線l不過(guò)原點(diǎn)時(shí),由題意,設(shè)其方程為+=1,即x+y-a=0,由=得a=6或a=2.此時(shí)直線l的方程為x+y-2=0或x+y-6=0.【答案】 y=x或y=-7x或x+y-2=0或x+y-6=0
4.經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(1,2)引直線,使A(2,3),B(0,-5)到它的距離相等,則直線方程為________.
【解析】 法一 若直線斜率不存在,則直線方程為x=1,符合要求.若直線斜率存在,設(shè)其方程為y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0.由題意知=,即|k-1|=|k-7|,解得k=4,此時(shí)直線方程為4x-y-2=0.
法二 由題意,所求直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,3)和(0,-5)的中點(diǎn)或與點(diǎn)(2,3)和(0,-5)所在直線平行.
(1)當(dāng)直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(2,3)和B(0,-5)的中點(diǎn)(1,-1)時(shí),所求直線方程為x=1.
(2)當(dāng)所求直線與直線AB平行時(shí),由kAB=4得所求直線的方程y-2=4(x-1)即4x-y-2=0.
【答案】 4x-y-2=0或x=1
●命題角度3 兩平行線間的距離公式及應(yīng)用
5.若動(dòng)點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)分別在直線l1:x-y-5=0,l2:x-y-15=0上移動(dòng),則P1P2的中點(diǎn)P到原點(diǎn)的距離的最小值是( )
A. B.5
C. D.15
【解析】 由題意知l1∥l2,則P1P2的中點(diǎn)P在與直線l1,l2平行,且到l1,l2的距離相等的直線l上.
設(shè)直線l的方程為x-y+C=0,則=,
解得C=-10,則直線l的方程為x-y-10=0.
P1P2的中點(diǎn)P到原點(diǎn)的距離的最小值就是原點(diǎn)到直線l的距離,且d==5,故選B.
【答案】 B
歸納:距離的求法
1.點(diǎn)到直線的距離;可直接利用點(diǎn)到直線的距離公式來(lái)求,但要注意此時(shí)直線方程必須為一般式.
2.兩平行直線間的距離;(1)利用“化歸”法將兩條平行線間的距離轉(zhuǎn)化為一條直線上任意一點(diǎn)到另一條直線的距離;
(2)利用兩平行線間的距離公式.在應(yīng)用兩條平行線間的距離公式時(shí),應(yīng)把直線方程化為一般形式,且使x,y的系數(shù)分別相等.
考點(diǎn)三: 對(duì)稱問(wèn)題
1.已知直線l:2x-3y+1=0,點(diǎn)A(-1,-2).求:
(1)點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)A′的坐標(biāo);
(2)直線m:3x-2y-6=0關(guān)于直線l的對(duì)稱直線m′的方程;
(3)直線l關(guān)于點(diǎn)A(-1,-2)對(duì)稱的直線l′的方程.
【解】 (1)設(shè)A′(x,y),由已知得解得∴A′.
(2)在直線m上取一點(diǎn),如M(2,0),則M(2,0)關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)必在m′上.設(shè)對(duì)稱點(diǎn)為M′(a,b),則
解得M′.設(shè)m與l的交點(diǎn)為N,則由得N(4,3).又∵m′經(jīng)過(guò)點(diǎn)N(4,3),
∴由兩點(diǎn)式得直線方程為9x-46y+102=0.
(3)由題意知,l′∥l,設(shè)直線l′的方程為2x-3y+C=0(C≠1),
則點(diǎn)A(-1,-2)到兩平行線的距離相等.
所以
=即=,解得C=-9.因此直線l′的方程為2x-3y-9=0.
跟蹤訓(xùn)練:1.平面直角坐標(biāo)系中,直線y=2x+1關(guān)于點(diǎn)(1,1)對(duì)稱的直線l的方程是( )
A.y=2x-1 B.y=-2x+1
C.y=-2x+3 D.y=2x-3
【解析】 由題意,l與直線y=2x+1平行,設(shè)l的方程為2x-y+C=0(C≠1),則點(diǎn)(1,1)到兩平行線的距離相等.∴=,解得C=-3.
因此所求直線l的方程為y=2x-3.【答案】 D
2.如圖,已知A(4,0),B(0,4),從點(diǎn)P(2,0)射出的光線經(jīng)直線AB反射后再射到直線OB上,最后經(jīng)直線OB反射后又回到P點(diǎn),則光線所經(jīng)過(guò)的路程是( )
A.3 B.6
C.2 D.2
【解析】 直線AB的方程為x+y=4,點(diǎn)P(2,0)關(guān)于直線AB的對(duì)稱點(diǎn)為D(4,2),關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為C(-2,0).則光線經(jīng)過(guò)的路程為|CD|==2.
【答案】 C
歸納:1.中心對(duì)稱問(wèn)題的兩個(gè)類型及求解方法
(1)點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱:若點(diǎn)M(x1,y1)及N(x,y)關(guān)于P(a,b)對(duì)稱,則由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得進(jìn)而求解.
(2)直線關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱,主要求解方法是:
①在已知直線上取兩點(diǎn),利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出它們關(guān)于已知點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)坐標(biāo),再由兩點(diǎn)式求出直線方程;
②求出一個(gè)對(duì)稱點(diǎn),再利用兩對(duì)稱直線平行,由點(diǎn)斜式得到所求直線方程.
2.軸對(duì)稱問(wèn)題的兩個(gè)類型及求解方法
(1)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱若兩點(diǎn)P1(x1,y1)與P2(x2,y2)關(guān)于直線l:Ax+By+C=0對(duì)稱,由方程組可得到點(diǎn)P1關(guān)于l對(duì)稱的點(diǎn)P2的坐標(biāo)(x2,y2)(其中B≠0,x1≠x2).
(2)直線關(guān)于直線的對(duì)稱
一般轉(zhuǎn)化為點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱來(lái)解決,有兩種情況:一是已知直線與對(duì)稱軸相交;二是已知直線與對(duì)稱軸平行.
易錯(cuò)辨析
求直線方程時(shí)忽視斜率不存在的情況致誤
1.已知直線l過(guò)點(diǎn)P(5,10),且原點(diǎn)到它的距離為5,則直線l的方程為__________________________.
[錯(cuò)誤解法] 設(shè)直線l的方程為y-10=k(x-5),即kx-y+10-5k=0,由已知得=5,解得k=,故直線l的方程為x-y+10-=0,即3x-4y+25=0.
[錯(cuò)解分析] 分析上面解題過(guò)程,你知道錯(cuò)在哪里嗎?提示:上面解題過(guò)程沒(méi)有討論直線l斜率不存在的情況,導(dǎo)致漏解.
[自我糾正] 當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線方程是x=5,滿足條件.當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y-10=k(x-5),即kx-y-5k+10=0.
由已知得=5,解得k=,故直線l的方程為x-y-+10=0,即3x-4y+25=0.綜上知,直線l的方程為x=5或3x-4y+25=0.
【答案】 x=5或3x-4y+25=0
。
學(xué)生通過(guò)對(duì)高考真題的解決,發(fā)現(xiàn)自己對(duì)知識(shí)的掌握情況。
學(xué)生通過(guò)對(duì)高考真題的解決,感受高考題的考察視角。
教師引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)總結(jié),以幫助學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的逐點(diǎn)掃描,來(lái)澄清概念,加強(qiáng)理解。從而為后面的練習(xí)奠定基礎(chǔ).
在解題中注意引導(dǎo)學(xué)生自主分析和解決問(wèn)題,教師及時(shí)點(diǎn)撥從而提高學(xué)生的解題能力和興趣。
教師引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)總結(jié),以幫助學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
通過(guò)對(duì)考綱的解讀和分析。讓學(xué)生明確考試要求,做到有的放矢
由常見問(wèn)題的解決和總結(jié),使學(xué)生形成解題模塊,提高模式識(shí)別能力和解題效率。
教師引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)總結(jié),以幫助學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行小結(jié),由利于學(xué)生對(duì)已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼處理,加強(qiáng)理解記憶,提高解題技能。
環(huán)節(jié)三:
課堂小結(jié):
1.能根據(jù)兩條直線的斜率判定這兩條直線平行或垂直.
2.能用解方程組的方法求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo).
3.掌握兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式, 會(huì)求兩條平行直線間的距離.
學(xué)生回顧,總結(jié).
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思,為在今后的學(xué)習(xí)中,進(jìn)行有效調(diào)控打下良好的基礎(chǔ)。
環(huán)節(jié)四:
課后作業(yè):學(xué)生版練與測(cè)
學(xué)生通過(guò)作業(yè)進(jìn)行課外反思,通過(guò)思考發(fā)散鞏固所學(xué)的知識(shí)。
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