第一節 特殊形式的直線
特殊形式的直線

在初中時,我們已知道二元一次方程(例如\(\;y=x+1\;\)和\(\;2x-3y+6=0\))的圖像是一條直線。反過來說,如果在直角坐標平面上給定一條直線,如何去求它的方程呢?直線的方程是否都是二元一次方程呢?

在這一課中,我們會介紹數種求直線方程的方法,並從而得知直線的方程都是二元一次方程。在此之前,我們會先看看一些特殊形式的直線,以及其方程。

水平線就是平行於\(\;x\;\)軸的線,它的斜率為零。

在附設的模擬模型中,\(P\;\)點是水平線上的一點,試試移動\(\;P\;\)點(它只能在線上移動),並觀察\(\;P\;\)點坐標的變化。你能看到不同坐標之間的共通點嗎?

右圖的藍色線能平行移動,無論如何移動都會是水平線。你可以試試移動藍色線至不同位置,再移動\(\;P\;\)點,並觀察\(\;P\;\)點坐標的變化。在這條新的水平線上,上一段所發現的共通點還成立嗎?

在同一水平線上的每一點,其\(\;y\;\)坐標都相同;反過來說,若兩點有同一\(\;y\;\)坐標,則它們在同一條水平線上。因此我們有:

若水平線穿過點\(\;(h,k)\),則該水平線的方程是

\begin{equation*} y=k \end{equation*}

鉛垂線就是平行於\(\;y\;\)軸的線,它的斜率沒有定義。

在附設的模擬模型中,選擇「鉛垂線」模式。\(P\;\)點是鉛垂線上的一點,試試移動\(\;P\;\)點(它只能在線上移動),並觀察\(\;P\;\)點坐標的變化。你能看到不同坐標之間的共通點嗎?

同樣地,這模式中的藍色線能平行移動,無論如何移動都會是鉛垂線。你可以試試移動藍色線至不同位置,再移動\(\;P\;\)點,並觀察\(\;P\;\)點坐標的變化。在這條新的鉛垂線上,上一段所發現的共通點還成立嗎?

在同一鉛垂線上的每一點,其\(\;x\;\)坐標都相同;反過來說,若兩點有同一\(\;x\;\)坐標,則它們在同一條鉛垂線上。因此我們有:

若鉛垂線穿過點\(\;(h,k)\),則該鉛垂線的方程是

\begin{equation*} x=h \end{equation*}

按此在右面的模擬模型中顯示一條直線,你可以移動\(\;P\;\)點來看看直線上不同的點的坐標,但這直線的方程不會顯示出來。

  1. 這條直線的\(\;x\;\)軸截距是

  2. 這條直線的\(\;y\;\)軸截距是

  3. 已知點\(\;(4,-3)\;\)也在直線上,試從這一點和上兩題的兩個截距,猜猜這條直線的方程:

    \(y = \) \(x+\)

透過這個活動,我們體會到要以觀察直線上不同的點的坐標來找出直線的方程並不是一件容易的事情。在下一節,我們將會學習找出直線方程的方法。

水平線和鉛垂線
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