3.1.2两条直线平行与垂直的判定_教案.doc

3.1.2两条直线平行与垂直的判定三维目标1知识与技能(1)掌握直线与直线的位置关系(2)掌握用代数的方法判定直线与直线之间的平行与垂直的方法两条直线平行与斜率之间的关系【问题导思】1若两条直线平行，其倾斜角什么关系？反之呢？【提示】两条直线平行其倾斜角相等；反之不成立2有人说：两条直线平行，斜率一定相等这种说法对吗？【提示】不对，若两直线平行，只有在它们都存在斜率时，斜率相等，若两直线都垂直于x轴，虽然它们平行，但斜率都不存在两条直线平行与斜率之间的关系设两条不重合的直线l1，l2，倾斜角分别为1，2，斜率存在时斜率分别为k1，k2.则对应关系如下：前提条件12901290对应关系l1l2k1k2l1l2两直线斜率都不存在图示两条直线垂直与斜率之间的关系【问题导思】1如图，直线l1与l2的倾斜角分别为1与2，若l1l2，则1与2之间存在什么关系？【提示】2190.2当直线l1的倾斜角为0时，若直线l1l2，则l2的斜率应满足什么条件？【提示】直线l2的斜率不存在，如图，当直线l1的倾斜角为0时，若l1l2，则l2的倾斜角为90，其斜率不存在两条直线垂直与斜率的关系对应关系l1与l2的斜率都存在，分别为k1，k2，则l1l2k1k21l1与l2中的一条斜率不存在，另一条斜率为零，则l1与l2的位置关系是l1l2图示两条直线平行关系的判定判断下列各组中的直线l1与l2是否平行：(1)l1经过点A(1，2)，B(2,1)，l2经过点M(3,4)，N(1，1)；(2)l1的斜率为1，l2经过点A(1,1)，B(2,2)；(3)l1经过点A(0,1)，B(1,0)，l2经过点M(1,3)，N(2,0)；(4)l1经过点A(3,2)，B(3,10)，l2经过点M(5，2)，N(5,5)【思路探究】依据两条直线平行的条件逐一判断便可【自主解答】(1)k11，k2，k1k2，l1与l2不平行(2)k11，k21，k1k2，l1l2或l1与l2重合(3)k11，k21，k1k2，而kMA21，l1l2.(4)l1与l2都与x轴垂直，l1l2. 判断两直线平行，要“三看”：一看斜率是否存在；在斜率都存在时，二看斜率是否相等；若两直线斜率都不存在或相等时，三看直线是否重合，若不重合则两直线平行已知直线l1经过两点(1，2)，(1,4)，直线l2经过两点(2,1)，(x,6)，且l1l2，则x_.【解析】直线l1的斜率不存在，且l1l2，l2的斜率也不存在点(2,1)及(x,6)的横坐标相同，x2.【答案】2两条直线垂直关系的判定判断下列各组中的直线l1与l2是否垂直：(1)l1经过点A(1，2)，B(1,2)，l2经过点M(2，1)，N(2,1)；(2)l1的斜率为10，l2经过点A(10,2)，B(20,3)；(3)l1经过点A(3,4)，B(3,100)，l2经过点M(10,40)，N(10,40)【思路探究】求出斜率，利用l1l2k1k21或一条直线斜率为0，另一条斜率不存在来判断【自主解答】(1)直线l1的斜率k12，直线l2的斜率k2，k1k21，故l1与l2不垂直(2)直线l1的斜率k110，直线l2的斜率k2，k1k21，故l1l2.(3)l1的倾斜角为90，则l1x轴直线l2的斜率k20，则l2x轴故l1l2.使用斜率公式判定两直线垂直的步骤：(1)一看：就是看所给两点的横坐标是否相等，若相等，则直线的斜率不存在，若不相等，则进行第二步；(2)二用：就是将点的坐标代入斜率公式；(3)三求值：计算斜率的值，进行判断尤其是点的坐标中含有参数时，应用斜率公式要对参数进行讨论已知直线l1l2，若直线l1的倾斜角为30，则直线l2的斜率为_【解析】由题意可知直线l1的斜率k1tan 30，设直线l2的斜率为k2，则k1k21，k2.【答案】直线平行与垂直关系的综合应用已知A(4,3)，B(2,5)，C(6,3)，D(3,0)四点，若顺次连接A、B、C、D四点，试判定图形ABCD的形状【思路探究】先由图形判断四边形各边的关系，猜测四边形的形状，再由斜率之间的关系完成证明【自主解答】A、B、C、D四点在坐标平面内的位置如图，由斜率公式可得kAB，kCD，kAD3，kBC.kABkCD，由图可知AB与CD不重合，ABCD.由kADkBC，AD与BC不平行又kABkAD(3)1，ABAD.故四边形ABCD为直角梯形1在顶点确定的情况下，确定多边形形状时，要先画出图形，由图形猜测其形状，为下面证明确定目标2证明两直线平行时，仅k1k2是不够的，注意排除重合的情况3判断四边形形状问题要进行到底，也就是要得到最具体的四边形已知四边形ABCD的四个顶点分别为A(0,0)，B(2，1)，C(4,2)，D(2,3)，试判断四边形ABCD的形状，并给出证明【解】四边形ABCD是平行四边形证明如下：如图所示，AB边所在直线的斜率kAB，CD边所在直线的斜率kCD，BC边所在直线的斜率kBC，DA边所在直线的斜率kDA.所以kABkCD，kBCkDA，由题意知ABCD，BCDA.故四边形ABCD是平行四边形分类讨论思想在直线平行与垂直中的应用(12分)已知直线l1经过点A(3，a)，B(a1,2)，直线l2经过点C(1,2)，D(2，a2)(1)若l1l2，求a的值；(2)若l1l2，求a的值【思路点拨】(1)斜率存在,(2)【规范解答】设直线l2的斜率为k2，则k2. 2分(1)若l1l2，设直线l的斜率为k1，则k1.又k1，则，a1或a6. 4分经检验，当a1或a6时，l1l2.(2)若l1l2，当k20时，此时a0，k1，不符合题意. 8分当k20时，l2的斜率存在，此时k1.由k2k11，可得a3或a4.所以，当a3或a4时，l1l2. 12分1由l1l2比较k1，k2时，应首先考虑斜率是否存在，当k1k2时，还应排除两直线重合的情况2由l1l2比较k1，k2时，既要考虑斜率是否存在，又要考虑斜率是否为0的情况3在l1l2及l1l2相关问题的处理中，树立分类讨论的意识4两条直线平行的条件是在两直线不重合且斜率存在的条件下得出的，即在此条件下有l1l2k1k2；若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合，则两直线也平行5两条直线垂直的条件也是在两条直线的斜率都存在的条件下得出的，即在此条件下有l1l2k1k21；若一条直线的斜率不存在，而另一条直线的斜率等于0，则两条直线也垂直6在两条直线平行或垂直关系的判断中体会分类讨论的思想1已知直线l1l2，直线l1的斜率k12，则直线l2的斜率k2()A不存在B. C2 D【解析】l1l2且k12，k22.【答案】C2已知直线l1的斜率k1，直线l2的斜率k2，则l1与l2的位置关系为()A平行 B重合 C垂直 D无法确定【解析】k1k21，l1l2.【答案】C3直线l1的斜率为2，直线l2上有三点M(3,5)，N(x,7)，P(1，y)，若l1l2，则x_，y_.【解析】l1l2，且l1的斜率为2，则l2的斜率为，x1，y7.【答案】174(1)已知直线l1经过点M(3,0)，N(15，6)，l2经过点R(2，)，S(0，)，试判断l1与l2是否平行(2)l1的倾斜角为45，l2经过点P(2，1)，Q(3，6)，问l1与l2是否垂直？【解】(1)kMN，kRS，l1l2.(2)k1tan 451，k21，k1k21.l1l2.一、选择题1下列说法正确的有()若两直线斜率相等，则两直线平行；若l1l2，则k1k2；若两直线中有一条直线的斜率不存在，另一条直线的斜率存在，则两直线相交；若两直线斜率都不存在，则两直线平行A1个B2个C3个D4个【解析】当k1k2时，l1与l2平行或重合，不成立；中斜率不存在时，不正确；同也不正确只有正确，故选A.【答案】A2经过两点A(2,3)，B(1，x)的直线l1与斜率为1的直线l2平行，则实数x的值为()A0 B6 C6 D3【解析】直线l1的斜率k1，由题意可知1，x6.【答案】C3若直线l1，l2的倾斜角分别为1，2，且l1l2，则()A1290 B2190 C|12|90 D12180【解析】如图所示由图(1)可知1290，由图(2)可知2190，|12|90.【答案】C4过点(，)，(0,3)的直线与过点(，)，(2,0)的直线的位置关系为()A垂直 B平行 C重合 D以上都不正确【解析】过点(，)，(0,3)的直线的斜率k1；过点(，)，(2,0)的直线的斜率k2.因为k1k21，所以两条直线垂直故选A.【答案】A5以A(1,1)，B(2，1)，C(1,4)为顶点的三角形是()A锐角三角形 B钝角三角形C以A点为直角顶点的直角三角形D以B点为直角顶点的直角三角形【解析】kAB，kAC，kABkAC1，ABAC，A为直角【答案】C二、填空题6若A(4,2)，B(6，4)，C(12,6)，D(2,12)，则下面四个结论：ABCD；ABCD；ACBD；ACBD.其中正确的序号是_【解析】kAB，kCD，kAC，kBD4，kABkCD，kACkBD1，ABCD，ACBD.【答案】7经过点M(m,3)和N(2，m)的直线l与斜率为4的直线互相垂直，则m的值是_【解析】由题意知，直线MN的斜率存在，MNl，kMN，解得m.【答案】8(2013洛阳高一检测)已知平行四边形ABCD中，A(1,1)，B(2,3)，C(0，4)，则点D的坐标为_【解析】设D(x，y)，由题意可知，ABCD且ADBC.kABkCD且kADkBC，解得D点的坐标为(3，6)【答案】(3，6)三、解答题图3159如图315，在OABC中，O为坐标原点，点C(1，3)(1)求OC所在直线的斜率(2)过C作CDAB于D，求直线CD的斜率【解】(1)点O(0,0)，C(1,3)，OC所在直线的斜率kOC3.(2)在OABC中，ABOC，CDAB，CDOC，kOCkCD1，kCD.故直线CD的斜率为.10在平面直角坐标系中，四边形OPQR的顶点按逆时针顺序依次是O(0,0)，P(1，t)，Q(12t,2t)，R(2t,2)，其中t(0，)，试判断四边形OPQR的形状，并给出证明【解】OP边所在直线的斜率kOPt，QR边所在直线的斜率kQRt，OR边所在直线的斜率kOR.PQ边所在直线的斜率kPQ，kOPkQR，kORkPQ，OPQR，ORPQ，四边形OPQR是平行四边形又kQRkORt()1，QROR.四边形OPQR是矩形11已知A(0,3)，B(1,0)，C(3,0)，求D点的坐标，使四边形ABCD为直角梯形(A、B、C、D按逆时针方向排列)【解】设所求点D的坐标为(x，y)，如图由于直线AB的斜率kAB3，直线BC的斜率kBC0，则kABkBC01，即AB与BC不垂直故AB、BC都不可作为直角梯形的直角边(1)若CD是直角梯形的直角边，则BCCD，ADCD.kBC0，CD的斜率不存在从而有x3.又直线AD的斜率kADkBC，0，即y3.此时AB与CD不平行故所求点D的坐标为(3,3)，(2)若AD是直角梯形的直角边，则ADAB，ADCD.kAD，直线CD的斜率kCD，又由于ADAB，31.又ABCD，3.由可得此时AD与BC不平行综上可知，使四边形ABCD为直角梯形的点D的坐标可以为(3,3)或(，)已知A(m3,2)，B(2m4,4)，C(m，m)，D(3,3m2)，若直线ABCD，求m的值【思路探究】分别计算直线AB和CD的斜率；注意斜率不存在的情形【自主解答】A，B两点纵坐标不等，AB与x轴不平行ABCD，CD与x轴不垂直，m3，m3.当AB与x轴垂直时，m32m4，解得m1.而m1时C，D纵坐标均为1，CDx轴，此时ABCD，满足题意；当AB与x轴不垂直时，由斜率公式kAB，kCD.ABCD，kABkCD1，即1，解得m