直線方程(直線的方程)

斜率為 m、通過 (x₁, y₁) 的直線方程是 y − y₁ = m(x − x₁),亦可寫成 y = mx + c(c 為 y 截距)。DSE 答案通常用一般式 Ax + By + C = 0,其斜率為 −A/B。通過兩點的斜率為 m = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁)。

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紅色直線繞 A(2, −1) 轉動,斜率 m 隨之改變。當兩條直線斜率之積為 −1(即 m = −4/3)時,紅線恰好垂直於藍線 3x − 4y + 5 = 0。 自己試試 →

直線方程公式

斜率公式m = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁)
點斜式y − y₁ = m(x − x₁)
兩點式(y − y₁) / (x − x₁) = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁)
斜截式y = mx + c
截距式x/a + y/b = 1(x 截距 a、y 截距 b)
一般式Ax + By + C = 0:斜率 −A/B,y 截距 −C/B,x 截距 −C/A
平行/垂直m₁ = m₂/m₁ × m₂ = −1
點至直線距離|Ax₀ + By₀ + C| / √(A² + B²)

直線方程的各種形式

  • 點斜式(已知一點及斜率):y − y₁ = m(x − x₁)。
  • 兩點式(已知兩點):先求 m = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁),再用點斜式。
  • 斜截式(已知斜率及 y 截距):y = mx + c。
  • 截距式(已知兩個截距):x/a + y/b = 1。
  • 一般式(DSE 常用的答案格式):Ax + By + C = 0,A、B、C 為整數。

一般式 Ax + By + C = 0 的斜率

把 Ax + By + C = 0 改寫成 y = −(A/B)x − C/B,所以斜率是 −A/B,y 截距是 −C/B,x 截距是 −C/A。例如 2x − 3y + 12 = 0 的斜率是 2/3,y 截距是 4,x 截距是 −6(見下面例題 2)。鉛垂線 x = h 沒有斜率;水平線 y = k 的斜率是 0。

核心概念

直線的基因:直線方程代表坐標平面上的一條幾何路徑。每條直線由兩個屬性唯一定義:它的陡峭程度(斜率,m)以及它與坐標軸的交點(截距)。在 DSE 中,你必須能根據題目提供的線索,靈活切換不同的方程形式。

DSE 直線方程 公式速查表 — 5 個重點

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考試重點核心步驟奪星技巧
1. 斜率m = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁) = tan θ
(θ = 傾角)
• m > 0:向右上升(0° < θ < 90°)
• m < 0:向右下降(90° < θ < 180°)
• m = 0:水平線

平行:m₁ = m₂
垂直:m₁ × m₂ = −1
2. 斜率截距式y = mx + c
• m = 斜率
• c = y-截距(當 x = 0)
使用此式可即時繪製直線。
直線以陡峭度 m 通過 (0, c)。
3. 點斜式y − y₁ = m(x − x₁)
通過已知點 (x₁, y₁),斜率為 m。
你的首選公式:
若給定兩點,先求 m,然後將任一點代入此公式。
4. 一般式Ax + By + C = 0
(A、B、C ∈ ℤ 且 A > 0)
快速係數讀取(卷二):
• 斜率 m = −A/B
• y-截距 = −C/B
• x-截距 = −C/A
5. 聯立方程與交點聯立解 L₁: y = m₁x + c₁ 及 L₂: y = m₂x + c₂。
• 1 解:相交(m₁ ≠ m₂)
• 0 解:平行(m₁ = m₂, c₁ ≠ c₂)
• ∞ 解:重合(m₁ = m₂, c₁ = c₂)
使用代入法或消去法。
將解出的 x 代回任一方程求 y。

直線方程例題詳解

例題 1:通過一點並垂直於已知直線

求通過 A(2, −1) 並垂直於 3x − 4y + 5 = 0 的直線方程,以一般式表示。

  1. 已知直線的斜率 = −A/B = −3/(−4) = 3/4。
  2. 垂直線的斜率 = −1 ÷ (3/4) = −4/3。
  3. 點斜式:y + 1 = −(4/3)(x − 2)。
  4. 兩邊乘 3:3y + 3 = −4x + 8,即 4x + 3y − 5 = 0。驗算:4(2) + 3(−1) − 5 = 0 ✓

答案: 4x + 3y − 5 = 0

例題 2:由一般式求斜率及截距

求直線 2x − 3y + 12 = 0 的斜率、x 截距及 y 截距。

  1. 這裏 A = 2、B = −3、C = 12。
  2. 斜率 = −A/B = −2/(−3) = 2/3。
  3. y 截距 = −C/B = −12/(−3) = 4;x 截距 = −C/A = −12/2 = −6。
  4. 驗算:(0, 4) 及 (−6, 0) 都滿足方程 ✓

答案: 斜率 2/3,x 截距 −6,y 截距 4。

💡 應試陷阱與秘訣 (DSE 奪星陷阱)

⚠️ 負傾角陷阱當求負斜率直線的傾角 θ 時,計算機會返回負角度(例如 m = −1 ⟹ θ = tan⁻¹(−1) = −45°)。規則:傾角必須從正 x-軸量度(0° ≤ θ < 180°)。你必須加上 180° 以獲得正確的鈍角:θ = −45° + 180° = 135°。
⚠️ 垂直斜率技巧若已知直線 3x + 4y − 12 = 0(斜率 m₁ = −3/4),任何與其垂直的直線斜率必為負倒數:m₂ = −1/m₁ = +4/3。使用此規則可即時寫出垂直線的斜率,無需計算步驟。
⚠️「無定義斜率」陷阱(垂直線)水平線的斜率 m = 0(方程:y = k)。垂直線具有無定義的斜率(方程:x = h)。切勿在卷一計算步驟中寫 m = ∞;只須寫明:「由於該線為垂直線,其方程為 x = h。」
⚠️ 點驗證要檢查點 P(x₁, y₁) 是否位於直線 Ax + By + C = 0 上,將 x₁ 及 y₁ 代入左方。若結果恰好為 0,該點位於直線上。若結果不為 0,該點不在直線上。

✏️ 自我測試:互動練習

溫習方法:點擊以下任何題目,即時在坐標網格載入並核對計算步驟。

(兩點求斜率 → 點斜式轉換)求通過 A(1, 2) 及 B(4, 8) 的直線方程,以一般式表示。
(設 y=0 及 x=0 求截距)求直線 2x + 5y − 10 = 0 的 x-截距及 y-截距。
(聯立方程求交點)求直線 y = 2x + 1 與 x + y = 4 的交點。
(Δ < 0)求 k 的取值範圍,使直線 y = x + k 不與圓 x² + y² − 4x = 0 相交。

直線方程練習題(DSE 模擬題)

SketchMath 題庫內的 DSE 風格練習,選擇題及長題目均附解答。

直線的方程 · 中四
20 條選擇題
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18 條選擇題
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37 條選擇題 · 25 條長題目

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