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2.3 两条直线相交

直线与圆的方程 · 高二
讲清楚它是什么

定义 平面内两条直线有且仅有一个公共点,且该点不属于两直线重合的情形。

从哪来 本知识点为高二解析几何起点,不依赖其他前置知识点,直接基于平面直角坐标系及直线方程的基本概念构建。

为什么 在平面几何中,两条直线的位置关系只有平行、重合或相交三种。若两直线不平行(即斜率不同或一条垂直一条不垂直),根据欧几里得几何公理,它们必然在平面内相交于唯一一点。解析几何通过联立直线方程求解,将几何位置关系转化为代数方程组的解,体现了数形结合的核心思想。

代数消元法
直接联立两条直线的一般式方程 $A_1x+B_1y+C_1=0$ 和 $A_2x+B_2y+C_2=0$,通过加减消元或代入法解出 $x, y$。
适合:逻辑严密、擅长代数运算、对几何直观不敏感的学生。
几何斜率法
先判断两直线斜率是否存在。若均存在且 $k_1 \neq k_2$,则必相交;若一条垂直($x=a$)一条不垂直,则必相交。求出交点时,将垂直直线方程代入另一条直线求解。
适合:几何直觉强、喜欢分类讨论、对一般式运算感到繁琐的学生。
向量法
将直线表示为点向式 $\vec{r} = \vec{r_0} + t\vec{d}$,联立参数方程求解 $t$ 和 $s$。
适合:空间想象力强、为后续立体几何做准备、喜欢统一化处理的学生。
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练一道
基础题
求直线 $l_1: x + 2y - 4 = 0$ 与 $l_2: 3x - y + 1 = 0$ 的交点坐标。
变式
求直线 $l_1: 2x + y - 3 = 0$ 与 $l_2: x = 1$ 的交点坐标。
试试手自己判
检测题
已知直线 $l_1: ax + y + 1 = 0$ 与 $l_2: x + ay - 1 = 0$ 相交于点 $P$。若 $P$ 在 $x$ 轴上,求 $a$ 的值。
看答案和判分标准
答案:$a = 1$ 或 $a = -1$。
判对标准:
1. 正确设出交点 $P(x_0, 0)$。
2. 将 $y=0$ 代入两方程,得到 $ax_0 + 1 = 0$ 和 $x_0 - 1 = 0$。
3. 由第二式得 $x_0 = 1$,代入第一式得 $a + 1 = 0 \Rightarrow a = -1$。
*注:此处需重新审视题目逻辑。若 $P$ 在 $x$ 轴上,则 $y=0$。*
$l_1: ax + 1 = 0 \Rightarrow x = -1/a$
$l_2: x - 1 = 0 \Rightarrow x = 1$
所以 $-1/a = 1 \Rightarrow a = -1$。
*修正答案*:$a = -1$。
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