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4 两条直线的平行与垂直

免费读1258字2024-07-21

  老师:各位同学好,我是来自江西省萍乡中学的数学老师彭世海。今天我们一起研究的课题是两条直线的平行与垂直。在平面几何中,我们已经学习了两条直线平行或垂直的性质定理和判定定理。那么在直角坐标系中,怎样根据直线方程的特征判断两条直线是否平行或垂直?我们先来研究两条直线平行的情况,请同学们观察图中三组平行直线,思考两条直线方程会有什么相同点。从图中可以看出,L1与L2平行时,倾斜角Alpha1与Alpha2相等,其原理为初中平面几何中两条直线平行的性质定理,即两直线平行,同位角相等。反之,同位角相等,两直线也平行,所以倾斜角相等,等价于两条直线平行,而倾斜角相等,则两条直线方程的斜率相等或斜率都不存在。

  老师:根据问题一的分析,我们可以概括出两条直线平行的判定方法,即对于两条不重合的直线,L1Y等于K1X加B1和L2Y等于K2X加B2,其中B1不等于B2有L1平行,L2等价于K1等于K2。若直线L1与直线L2的斜率都不存在,则它们都是倾斜角为二分之派的直线,从而它们互相平行或重合。

  老师:接下来,我们运用上述知识来解决一些典型的问题。例一,判断下列各组直线是否平行,并说明理由。我们先来看到第一组直线,它们是斜结式的形式,很容易看出斜率相等均等于3,并且截距不等,所以这组直线是平行的。而第二组直线是一般式的形式,我们可以先将它转化为斜式的形式,然后很容易看出它们的斜率均等于-1/2,且截距B1也不等于B2,所以这一组直线也是平行的。

  老师:第三组直线有些特殊,两条直线均垂直于x轴,且两条直线在x轴上的叠去不同,所以这组直线也是平行的。接下来我们来思考两条直线平行的第二个应用。第二,经过点A23且平行于直线2X加y减1=0的直线的方程。依据条件可知,所求直线存在斜率。可以设所求直线方程为y减3等于k倍的X减2,而直线L2X加y减1=0,可化为衔接式的形式,y等于负2X加1。从而很容易看出我们所求直线l的斜率k等于-2,所以所求直线的方程为,y减3等于-2,括号x减2,G2X加y减7=0。

  老师:在刚刚解决的例一第2问中,我们遇到了另外一种情况,当两条不重合的直线方程为一般式形式的时候,如何判断它们是否平行?这时我们往往将一般式转化为斜解式,再利用两条直线平行的判定结论去解决,即当斜率均存在时,可得两直线的斜率分别为负b一分之A1与负B二分之A2,令负b一分之A1等于负b二分之A2,且两直线节距负B1分之C1不等于负B2分之c,二化简得A1B2等于A2B1且b二c不等于b、c二。当斜率均不存在时,1只B1等于B2等于0,此时还要保证洁距负A1分之C1不等于负A2分之c,二化简得B1等于B2等于0,且A1C2不等于A2C1。

  老师:除此之外,还有其他方法吗?我们还可以借助法向量,易得直线L1法向量坐标为ab,L2法向量坐标为A2B2有两条直线平行,

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