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设点还是设斜率

2018-11-20徐萍

新高考·高二数学 2018年1期
关键词:过点斜率交点

徐萍

例 过点P(2,1)的直线z与直线y=x+2,直线y=-x+2分别交于A,B两点,若点P为AB的中点,求直线l的方程,

已知什么?点(2,1),点P是AB的中点,这是关键词,

怎么运用“P是AB的中点”?利用中点公式:(xA+XB)/2=XP

怎么求出A,B的坐标呢?它们是直线与直线的交点.可以联立直线,构建方程组,但是直线l的方程不知道,

已知一个点,选择点斜式表示直线方程,就需要设直线l的斜率为k,当然设斜率为k之前,必须先说明斜率不存在时的情况,

斜率不存在时直线l为x=2,A(2,4),B(2,0),不满足P为AB的中点,则设直线l的斜率为k,即y=k(x-2)+1,可联立方程组求出XA=(2k+1)/(k-1),xB=(2k+1)/(k+1).

因为P(2,1)为AB中点,则(2k+1)/(k-1)+(2k+1)/(k+1)=2 x 2,从而可求出斜率k.

当条件中已知一个点,大家选择点斜式表示直线方程,那就要根据条件列出方程求斜率,

再思考下,还有其他做法吗?确定直线,除了一个点加斜率,还可以找两个点.可以设点A,B的坐标,列出两个方程.设直线l与直线y=x+2的交点A为(x1x1+2),与直线y=-x+2的交点B为(x2,x2 -x2),则

(x1+x2)/2=2.

(x1+2)+(2-x2)/2=1.

当然也可以只设一个未知数,用A表示出B,再利用B在直线上,列出一个方程,设直线l与直线y=x+2的交点A为(x0,x0+2),则直线l与直线y=-x+2的交点B为(4-x0,-x0),又交点B在直线y=-x+2上,则-x0=-(4-x0)+2,得x0=1,点A坐标知道了,直线方程就可迎刃而解,

对于例题,所求直线的几何性质对解题没有明显直观的帮助作用,只能选择代数办法,而根据条件选择直线方程形式的时候,显然应选择点斜式,这种解法其实就是将题目中的条件按序翻译成代数语言,直至问题解决!

变式1

把条件中的“P是AB的中点”改为“AP =2 PB”,怎么求直线方程呢?

这时A,B,P三点坐标间有什么关系呢?推导出3xP-xa-2xB =0,3yp-yA-2yB =0,由此求出A,B坐标,解方程;或者设A坐标,解出B的坐标,代人,都可以!大家可以自己算出结果,

变式2 过点P(- 1,2)的直线l与z轴,y轴分别交于A,B两点,若点P为AB的中点,求直线l的方程.

这道变式题的关键是刻画中点.可以设截距(也就是设点),也可以设斜率确定方程求出截距,再列出方程!当然还可以直接求出截距!这道题目选择两点式、截距式、斜截式、点斜式都成!

变式3 过点P(-4,0)的直线l与圆C:(x-1)2+y2=5相交于A,B两点,若点A恰好是线段PB的中点,则直线l的方程为

_______________.

这道题目已知直线上的一个点,要求的是直线方程,这时需要思考的是,是设斜率呢,还是设点?我们可以稍微权衡下,哪种做法比较简单,能迅速地解决问题,

如果设斜率,那么先考虑直线斜率不存在时,看是否符合题意;再当直线斜率存在时,设为k,直线方程为y=k(x+4).

怎么刻画点A是PB的中点呢?利用中点公式可以得到点A,P,B三点之间坐标的关系,记作(*)式,

点A的坐标怎么求?联列直线和圆的方程,得到关于x的一元二次方程,求出方程的根,代人( *),构建关于k的方程,

当然了,选择这样的思路,还可以设A为(x1,y1),B为(x2,y2),借助于韦达定理与(*)式,去求出k的值,

不着急动笔做,再想想其他思路,

如果设点,比如设A为(x1,y1),两个未知量,需要兩个方程,一个方程是A满足圆的方程;还有一个就是利用点A是PB的中点,用x1与Y1表示出B点的坐标,代人圆的方程,构建第二个方程,解方程组,求出A的坐标,从而得到直线方程,

有了思路,问问自己,这两种做法中,你会选择哪一个呢?理由呢?当然,这道题还可以借助圆的几何特征来做,过圆心做直线的垂线,构建两个直角三角形,利用勾股定理,求出圆心到直线的距离,再由直线方程y-k(x+4),求出斜率k.说到底,还是设斜率,只不过利用几何特征得到关于k的方程!

直线中,当只给定一个点时,要去求直线方程时,可以设直线的斜率,也可以设直线上的一个点,根据条件,列出方程(组).一般来说,不管哪个思路都是可行的,大家需要做的,就是去选择最适合的方法!

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