∫π每天一道数学题
“自然界的法则是数学法则的体现。——笛卡尔”

设直线 ll 的方程为 y−3=k(x+2)y-3=k(x+2),当 kk 取任意实数时,这样的直线具有什么共同的特点?

参考解析

分析:把方程按参数 kk 整理,看成关于 kk 的恒等式。

整理

y−3=k(x+2)y-3=k(x+2)

移项,把含 kk 的项与不含 kk 的项分开:

k(x+2)+(3−y)=0k(x+2)+(3-y)=0

关键

这个等式要对任意实数 kk 成立。把它看成关于 kk 的一次函数

A⋅k+B=0,A=x+2, B=3−yA\cdot k+B=0,\quad A=x+2,\ B=3-y

一次函数恒为零,必须

A=0 且 B=0A=0\ \text{且}\ B=0

于是

x=−2,y=3x=-2,\qquad y=3

答案

这些直线都过定点 P(−2,3)P(-2,3)。

验证

把 P(−2,3)P(-2,3) 代入原方程:

  • k=0k=0:y=3y=3,过 PP
  • k=1k=1:0=00=0
  • k=100k=100:0=00=0

对任意 kk 都成立。

注意

这个结论不含竖直线 x=−2x=-2。因为原方程是点斜式,斜率 kk 表示不了竖直线。完整的说法是:过 P(−2,3)P(-2,3) 的所有非竖直直线。

一般地,y−y0=k(x−x0)y-y_0=k(x-x_0) 对任意 kk 表示过定点 (x0,y0)(x_0,y_0) 的直线束(不含竖直线)。

方法:遇到含参数且参数任意的直线方程,按参数整理成 A(x,y)⋅k+B(x,y)=0A(x,y)\cdot k+B(x,y)=0,令 A=B=0A=B=0 即得定点。

这道题的解析对你有帮助吗?