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文檔簡(jiǎn)介

第二章直線和圓的方程

直線的方程

直線的點(diǎn)斜式方程

例1直線/經(jīng)過(guò)點(diǎn)溫(-2,3)且傾斜角a=45。,求直線/的點(diǎn)斜式方程,并畫出直線/.

解:直線/經(jīng)過(guò)點(diǎn)不(-2,3),斜率A:=tan45°=l,代入點(diǎn)斜式方程得

y-3=x+2.

畫圖時(shí),只需再找出直線/上的另一點(diǎn)4(和,),例如,取玉=一1,則乂=4,得點(diǎn)片的

坐標(biāo)為(-1,4),過(guò)《,[兩點(diǎn)的直線即為所求,如圖.

例2已知直線ll:y=kix+b],l2:y=k2x+b2,試討論:(直〃/人的條件是什么?(2)/11/2

的條件是什么?

分析:回顧前面用斜率判斷兩條直線平行、垂直的結(jié)論,可以發(fā)現(xiàn)“〃2或4時(shí),占,與

與4,4應(yīng)滿足的關(guān)系.

解:(1)若〃4,則占=內(nèi),此時(shí)4,4與V軸的交點(diǎn)不同,即4Hb2;反之,若匕=的,

且則“〃2.

(2)若4上,2,則桃2=一1;反之,若桃2=-1,則/i,/

由例2我們得到,對(duì)于直線4:丁=占x+4,l2:y=k2x+b2,

[/〃2=匕=,且4Hb2;

4-L4=k1h=-1.

練習(xí)

1.寫出下列直線的點(diǎn)斜式方程.

(1)經(jīng)過(guò)點(diǎn)2(3,-1),斜率是

(2)經(jīng)過(guò)點(diǎn)3卜啦,2),傾斜角是30。;

(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn)。(0,3),傾斜角是0。;

(4)經(jīng)過(guò)點(diǎn)。(-4,-2)傾斜角是號(hào).

【答案】⑴j+1=伍?3);(2)y—2=*x+6;(3)y-3=0(x-0);(4)

y+2=-(x+4);

【解析】

【分析】根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程解題即可.

【詳解】(1)因?yàn)橹本€經(jīng)過(guò)點(diǎn)4(3,-1),斜率是亞,

所以直線的點(diǎn)斜式方程為y+l=&(x-3);

(2)因?yàn)橹本€經(jīng)過(guò)點(diǎn)8(-五,2),傾斜角是30。,所以斜率為日

所以直線的點(diǎn)斜式方程為y-2=[(》+收);

(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn)傾斜角是0。,所以斜率為0

所以直線的點(diǎn)斜式方程為>-3=0(》-0);

(4)經(jīng)過(guò)點(diǎn)。(-4,-2),傾斜角是言,所以斜率為一百

所以直線的點(diǎn)斜式方程為y+2=-G(x+4);

2.(1)已知直線的點(diǎn)斜式方程是y-2=x-1,那么此直線的斜率是,傾

斜角是;

(2)已知直線的點(diǎn)斜式方程是y+2=3(x+l),那么此直線的斜率是,傾

斜角是

JT

【答案】①.1②.45°##-③.3④.arctan3

4

【解析】

【分析】(1)根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程可得出直線的斜率以及傾斜角;

(2)根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程可得出直線的斜率以及傾斜角.

【詳解】(1)已知直線的點(diǎn)斜式方程是丁-2=x-1,則該直線的斜率為1,傾斜角

為45°;

(2)已知直線的點(diǎn)斜式方程是夕+2=3(x+l),則該直線的斜率為3,傾斜角為

arctan3.

故答案為:(1)1;45°;(2)3;arctan3.

3.寫出下列直線的斜截式方程.

(1)斜率是母,在y軸上的截距是-2;

(2)斜率是-2,在y軸上的截距是4.

【答案】⑴y=巫x_2;⑵y=-2x+4;

'2

【解析】

【分析】由直線的斜截式方程求解即可.

【詳解】(1)因?yàn)橹本€斜率是且,在y軸上的截距是-2,

2

所以直線的斜截式方程為y=^-X-2;

(2)因?yàn)橹本€斜率是-2,在y軸上的截距是4,

所以直線的斜截式方程為y=-2》+4:

4.判斷下列各對(duì)直線是否平行或垂直.

(1)/j*.y~—X3fI2*y=~x—2;

53

(2)/j'=9,2:y=一1x.

【答案】(1)I川2,(2)/,1/2

【解析】

【分析】根據(jù)兩直線(斜率都存在)平行則斜率相等且縱截距不相等,兩直線(斜

率都存在)垂直則斜率互為負(fù)倒數(shù),判斷即可;

【詳解】解:(1)因?yàn)?:y=;x+3,/2:y=;x—2;

所以勺=g,偽=3,h=g,b2=-2,因?yàn)檎?左2且4kb2,所以“〃2;

5353

(2)因?yàn)樾=",/2:y=-1x,所以占二不總=一丁

因?yàn)檎?左2=gx[—|)=—l,所以

直線的兩點(diǎn)式方程

例3如圖,已知直線/與X軸的交點(diǎn)為44,0),與N軸的交點(diǎn)為8(0,6),其中bHO.

解:將兩點(diǎn)4。,0),8(0,6)的坐標(biāo)代入兩點(diǎn)式,得

y-0_x-a

h-00-a

"=1.

ab

例4已知AZBC的三個(gè)頂點(diǎn)4—5,0),8(3,—3),C(0.2),求邊8C所在直線的方程,以

及這條邊上的中線AM所在直線的方程.

解:如圖,過(guò)8(3,-3),CQ2)的兩點(diǎn)式方程為

y-2_x-0

-3-23-0

整理得

5x+3y-6=0.

這就是邊BC所在直線的方程.

邊8C上的中線是頂點(diǎn)N與邊8C中點(diǎn)〃所連線段,由中點(diǎn)坐標(biāo)公式,可得點(diǎn)M的坐標(biāo)為

(3+0-3+21

【三,27

過(guò)/(—5,0),兩點(diǎn)的直線方程為

y-0x+5

」-03+5,

22

整理可得

x+13y+5=0.

這就是邊BC上中線AM所在直線的方程.

?

練習(xí)

5.求經(jīng)過(guò)下列兩點(diǎn)的直線的兩點(diǎn)式方程.

(1)6(2,1),£(0,-3);

(2)4(0,5),5(5,0).

【答案】⑴"=;二⑵0-5=x—0

5-0

【解析】

【分析】根據(jù)直線的兩點(diǎn)式方程求解即可.

【詳解】因?yàn)橹本€的兩點(diǎn)式方程為:一一L

%f£一玉

因?yàn)?(2,1),7^(0,-3),

所以直線々巴的兩點(diǎn)式方程:第=三;

因?yàn)?(0,5),8(5,0),

所以直線工8的兩點(diǎn)式方程:曰=丹:

6.根據(jù)下列條件求直線的截距式方程,并畫出圖形.

(1)在x軸、了軸上的截距分別是2,3;

(2)在x軸、y軸上的截距分別是-5,6.

【答案】(1):+4=1(圖見(jiàn)解析)(2)4+7=1(圖見(jiàn)解析)

23-56

【解析】

【分析】由截距式±+4=1直接寫出答案即可.

【詳解】(1)由截距式得:-+z=l.

23

7.根據(jù)下列條件,求直線的方程.

(1)過(guò)點(diǎn)(0,5),且在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為2;

(2)過(guò)點(diǎn)(5,0),且在兩坐標(biāo)軸上的截距之差為2.

【答案】(1)5%-3^+15=0(2)3x—5y—15=0或7x—5y—35=。

【解析】

【分析】(1)根據(jù)題意求出直線在X軸上的截距,再利用截距式即可寫出答案.

(2)根據(jù)題意求出直線在歹軸上的截距,再利用截距式即可寫出答案.

【詳解】(1)因?yàn)橹本€在歹軸上的截距為5,則在x軸上的截距為2-5=-3.

則直線為二+歲=1-5x—3y+15=0.

-35

(2)因?yàn)橹本€在x軸上的截距為5,則在歹軸上的截距為5-2=3或5+2=7.

則直線為1+1=1-3工-5歹-15=0或;+"=1-7x-5y-35=0.

所以直線為3》一5^-15=0或7工一5y一35=0

直線的一般式方程

4

例5已知直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)工(6,-4),斜率為-一,求直線的點(diǎn)斜式和一般式方程.

3

4

解:經(jīng)過(guò)點(diǎn)”(6,-4),斜率為-弓的直線的點(diǎn)斜式方程是

4

y+4=-y(x-6),

化為一般式,得

4x+3y—12=0.

例6把直線/的一般式方程x-2y+6=0化為斜截式,求出直線/的斜率以及它在x軸與y

軸上的截距,并畫出圖形.

分析:求直線/在x軸上的截距,即求直線/與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo),只要在直線/的方程中

令y=0即可得x的值.

解:把直線/的一般式方程化為斜截式

y=—x+3.

-2

因此,直線/的斜率A=它在y軸上的截距是3.

在直線/的方程x—2少+6=0中,令y=0,得

x=-6,

即直線/在x軸上的截距是-6.

由上面可得直線/與x軸j軸的交點(diǎn)分別為

2(-6,0),5(0,3),

過(guò)/,8兩點(diǎn)作直線,就得直線/

練習(xí)

8.根據(jù)下列條件,寫出直線的方程,并把它化為一般式.

(1)經(jīng)過(guò)點(diǎn)火8,-2),斜率是-;;

(2)經(jīng)過(guò)點(diǎn)網(wǎng)4,2),平行于x軸;

(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn)耳(3,-2),)(5,—4);

3

(4)在x軸、〉軸上的截距分別是,,-3.

【答案】(1)x+2y-4=0;(2)y-2=0;(3)x+y-l=0;(4)2x-y-3=0

【解析】

【分析】(1)由點(diǎn)斜式寫出直線方程,并化為一般式;

(2)由點(diǎn)斜式寫出直線方程,并化為一般式;

(3)由兩點(diǎn)式寫出直線方程,并化為一般式;

(4)由截距式寫出直線方程,并化為一般式;

【詳解】(1)由點(diǎn)斜式寫出直線方程丁=一;。-8)-2=-;8+2,

其一般式為x+2y-4=0;

(2)由點(diǎn)斜式寫出直線方程V=0x(x-4)+2=2,

其一般式為y-2=o;

y—(—2)x-3y+2x—3

(3)由兩點(diǎn)式寫出直線方程;:二=不=0.=一丁,

其一般式為X+V-1=0;

工+2=lo冬_2L=i

(4)由截距寫出直線方程3-333,

2

其一般式為2x-y-3=0;

9.求下列直線的斜率以及在y軸上的截距,并畫出圖形.

(1)3x+y-5=0;

⑵“一;

45

(3)x+2y=0-

(4)7x-6y+4=0.

5172

【答案】(1)-3,5;(2)—,-5;(3)—,0;(4)—,—.

4263

【解析】

【分析】直線y=+6的斜率為左,在y軸上的截距為6,故將直線的一般式變?yōu)?/p>

斜截式,即可得到斜率和在〉軸上的截距.

【詳解】(1)3x+y-5=0即歹=-3x+5,斜率為-3,在V軸上的截距為5;

(2)rrh即好;一,斜率為:在,軸上的截距為由

(3)x+2y=0,即歹=一,斜率為,在歹軸上的截距為0;

22

10.已知直線/的方程是4t+段+C=0.

(1)當(dāng)時(shí),直線/的斜率是多少?當(dāng)8=0時(shí)呢?

(2)系數(shù)/,B,C取什么值時(shí),方程/x+8y+C=0表示經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線?

A

【答案】(1)6k0時(shí),斜率左=一萬(wàn);當(dāng)3=0El寸,直線/的斜率不存在;(2)C=0

且48不同時(shí)為0.

【解析】

【分析】(1)當(dāng)時(shí),直接由直線方程求出斜率;當(dāng)3=0時(shí),直線/的斜率不

存在;

(2)由直線過(guò)原點(diǎn)可得C=0,再由48不同時(shí)為0即可得解.

A

【詳解】(1)當(dāng)6/0時(shí),直線/的斜率是左=-萬(wàn);當(dāng)8=0時(shí),直線/的斜率不存

在;

(2)因?yàn)橹本€Zx+繪+C=0過(guò)原點(diǎn),所以。=0,

所以當(dāng)。=0且48不同時(shí)為0時(shí),方程4丫+跌+。=0表示經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線.

習(xí)題

復(fù)習(xí)鞏固

11.寫出滿足下列條件的直線的方程.

(1)經(jīng)過(guò)點(diǎn)48,-2),斜率是也;

3

(2)經(jīng)過(guò)點(diǎn)8(-2,0),且與x軸垂直:

(3)斜率是-4,在y軸上的截距是7;

(4)經(jīng)過(guò)4一1,8),8(4,-2)兩點(diǎn);

(5)在y軸上的截距是2,且與x軸平行;

(6)在x軸、y軸上的截距分別是4,-3.

【答案】(1)V3x—3y—8A/3—6=0(2)x=-2(3)4x+y-7=0(4)2x+y—6—0

(5)y=2;(6)3x—4_y-12=0

【解析】

【分析】(1)利用點(diǎn)斜式求出直線方程;

(2)依題意直接得到直線方程為x=-2;

(3)利用斜截式求出直線方程;

(4)首先求出斜率,再利用點(diǎn)斜式求出直線方程;

(5)依題意可知斜率為0,即可得到直線方程;

(6)利用截距式求出直線方程;

【詳解】解:(1)經(jīng)過(guò)點(diǎn)48,-2),斜率是乎;則直線方程為歹+2=*卜-8),

即氐-3y-8舁6=0

(2)經(jīng)過(guò)點(diǎn)次-2,0),且與x軸垂直;則直線方程為x=-2

(3)斜率是-4,在y軸上的截距是7;則直線方程為y=-4x+7,即4x+y—7=0

-2-8

(4)經(jīng)過(guò)Z(T8),8(4,-2)兩點(diǎn);則斜率左=用曰=一2,所以直線方程為

y-8=-2(x+l),即2x+y-6=0

(5)在y軸上的截距是2,且與x軸平行;則直線方程為丁=2

(6)在x軸、y軸上的截距分別是4,-3.則直線方程為±+±=1,即3x-4y-12=0

4-3

12.判斷/(L3),8(5,7),C(10,12)三點(diǎn)是否共線,并說(shuō)明理由.

【答案】4B,。三點(diǎn)共線;理由見(jiàn)解析

【解析】

【分析】根據(jù)向量共線定理判斷即可.

【詳解】因?yàn)?(1,3),5(5,7),0(10,12),

所以幾=(4,4),於=(9,9),

->4T

因?yàn)?

所以4B,C三點(diǎn)共線.

13.已知兩點(diǎn)工(7,-4),8(-5,6),求線段的垂直平分線的方程.

【答案】6x-5y-l=0

【解析】

【分析】根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式求得線段中點(diǎn)坐標(biāo),再求直線的斜率,進(jìn)而確定

垂直平分線的斜率,最后根據(jù)點(diǎn)斜式寫出直線方程即可.

【詳解】因?yàn)閮牲c(diǎn)力(7,-4),3(-5,6),

所以線段相中點(diǎn)坐標(biāo)為(L1),心尸崢孚=-?,

—5—76

所以線段Z8的垂直平分線的斜率為',

由點(diǎn)斜式可知:線段"5的垂直平分線的方程為:^-l=-|(x-l),

整理得:6x-5y-l=0.

14.已知I-BC1的三個(gè)頂點(diǎn)”(8,5),5(4-2),C(-6,3),求經(jīng)過(guò)兩邊48和ZC的

中點(diǎn)的直線的方程.

【答案】x+2y-9=0

【解析】

【分析】首先求得中點(diǎn)坐標(biāo),再根據(jù)直線的兩點(diǎn)式方程求解即可.

【詳解】設(shè)和ZC的中點(diǎn)分別為RE,

因?yàn)?(8,5),5(4,-2),。(-6,3),

3

所以。(6,5),七(1,4)

3_4

所以直線。E的方程為:I二2,

x-1~6-1

整理得:x+2y-9=0,

經(jīng)過(guò)兩邊Z8和ZC的中點(diǎn)的直線的方程為x+2y-9=0.

15.一根彈簧,掛4N的物體時(shí),長(zhǎng)20cm.在彈性限度內(nèi),所掛物體的重量每增加

1N,彈簧就伸長(zhǎng)1.5cm.試寫出彈簧的長(zhǎng)度/(單位:cm)與所掛物體重量G(單

位:N)之間關(guān)系的方程.

【答案】/=14+1.5G

【解析】

【分析】根據(jù)題意先求出彈簧的原長(zhǎng),再由條件列出彈簧的長(zhǎng)度/(單位:cm)與

所掛物體重量G(單位:N)的關(guān)系方程.

【詳解】設(shè)彈簧的原長(zhǎng)是1cm,

???掛4N的物體時(shí),長(zhǎng)20cm.在彈性限度內(nèi),

所掛物體的重量每增加1N,彈簧就伸長(zhǎng)1.5cm.

20=1+4x1.5,解得L=14cm.

??.在彈性限度內(nèi),彈簧的長(zhǎng)度/(單位:cm)

與所掛物體重量G(單位:N)之間關(guān)系的方程:/=14+L5G.

16.菱形的兩條對(duì)角線分別位于x軸和y軸上,其長(zhǎng)度分別為8和6,求菱形各邊所

在直線的方程.

【答案】3x+4y-12=0;3x-4y+12=0;3x+4y+12=0;3x-4y-12=0

【解析】

【分析】根據(jù)菱形的結(jié)構(gòu)特征可確定直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),再由點(diǎn)斜式即可求解.

【詳解】由題意作出菱形圖形,如圖,

3

直線6C的方程:y=1(x+4),即3x-4y+12=0,

直線的方程:y=—1(x+4),即3x+4y+12=0,

4

直線ZO的方程:y=-(x-4),即3x—4_y—12=0

17.求經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(2,3),并且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等的直線的方程.

【答案】3x-2y=0或x+y-5=0

【解析】

【分析】討論截距為不為0,分別求出直線即可.

【詳解】(1)當(dāng)截距為0時(shí)?:直線為"-2丁=0。

(2)當(dāng)截距不為0時(shí)、設(shè)截距為。,則直線為x+y=。,將尸(2,3)代入解得。=5,

所以直線為x+y-5=0.

綜上所述:直線為標(biāo)-2歹=0或x+y-5=0.

18.求滿足下列條件的直線的方程.

(1)經(jīng)過(guò)點(diǎn)2(3,2),且與直線4x+y-2=0平行;

(2)經(jīng)過(guò)點(diǎn)C(2,-3),且平行于過(guò)"(1,2)和N(-1,5)兩點(diǎn)的直線;

(3)經(jīng)過(guò)點(diǎn)3(3,0),且與直線2x+y-5=0垂直.

313

【答案】(1)y=-4x+14;(2)y=—x;(3)y——x—

-222

【解析】

【分析】(1)兩直線平行,斜率相等,從而求得直線方程;

(2)求過(guò)兩點(diǎn)的直線斜率,然后根據(jù)兩直線平行,斜率相等,從而求得直線方程;

(3)兩直線垂直,斜率乘積等于-1,求得斜率,從而寫出方程;

【詳解】(1)與直線4x+y-2=0平行的直線斜率為一4,且經(jīng)過(guò)點(diǎn)〃(3,2)

則直線為V=-4(X_3)+2=-4X+14;

(2)過(guò)/(1,2)和N(-1,5)兩點(diǎn)的直線斜率為-4=-9,

—1—12

則與MN平行且過(guò)點(diǎn)C(2,-3)的直線方程為:y=--(x-2)-3=--x;

(3)直線2x+y-5=0的斜率為一2,與之垂直的直線斜率為:,

則經(jīng)過(guò)點(diǎn)8(3,0),且與直線2x+y—5=0垂直的直線方程為丁=2。-3)=5'-:;

綜合運(yùn)用

19.的三個(gè)頂點(diǎn)是2(4,0),6(6,7),C(0,3),求:

(1)邊8C上的中線所在直線的方程;

(2)邊8c上的高所在直線的方程;

(3)邊3c的垂直平分線的方程.

3319

【答案】(1)y——+20;(2)y=—x+6;(3)y=—xH

’222

【解析】

【分析】(1)求得8c的中點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合N點(diǎn)坐標(biāo),求得中線方程;

(2)求得8C的斜率,從而求得其上的高的斜率,且過(guò)血4,0),求得高的方程;

3

(3)由(1)知8c的中點(diǎn)坐標(biāo)(3,5),由(2)知高的斜率為-寫出垂直平分線

2

的方程;

【詳解】(1)8c的中點(diǎn)坐標(biāo)為(亍,亍)=(3,5)

則邊BC上的中線所在直線的方程為y=-^-x(x-4)=-5x+20;

3—4

7—424

(2)邊5c的斜率為M=則其上的高的斜率為-1,且過(guò)力(4,0),

,33

則邊5c上的高所在直線的方程為歹=-2。-4)=-2》+6;

3

(3)由(1)知3c的中點(diǎn)坐標(biāo)(3,5),由(2)知高的斜率為-不,

2

3319

則邊BC的垂直平分線的方程為y=--(x-3)+5=--x+y.

20.求直線Nx+圾+C=0T,8不同時(shí)為0)的系數(shù)4B,C分別滿足什么關(guān)系

時(shí),這條直線有以下性質(zhì):

(1)與兩條坐標(biāo)軸都相交;

(2)只與x軸相交;

(3)只與y軸相交;

(4)是x軸所在的直線;

(5)是y軸所在的直線.

【答案】(1)A^O,8*0:(2)A^O,B=0;(3)A=0,8*0;(4)4=0,

8H0,C=0;(5)A^0,5=0,C=0;

【解析】

【分析】(1)根據(jù)直線與坐標(biāo)軸相交的性質(zhì)可得;

(2)根據(jù)直線只與x軸相交的性質(zhì)可得;

(3)根據(jù)直線只與y軸相交的性質(zhì)可得;

(4)由x軸所在的直線方程即可得解;

(5)由y軸所在的直線方程即可得解.

【詳解】(1)直線4v+8y+C=0(A,8不同時(shí)為0)與x軸相交時(shí),

Ax+By+C=0

方程組有唯一解,所以

y=0

同理直線小+為+C=0(48不同時(shí)為0)與〉軸相交時(shí),

[Ax+By+C=0

方程組-有唯一解,所以6工0,

|x=A0

所以當(dāng)/WO,8Ho時(shí),直線Nx+8y+C=0與兩條坐標(biāo)軸都相交;

(2)已知直線只與x軸相交,

所以直線/*+為+C=0與y軸平行或重合,

C

所以當(dāng)/力0,B=0時(shí),直線x=——只與X軸相交;

A

(3)已知直線只與y軸相交,

所以直線4c+繪+C=0與x軸平行或重合,

C

所以當(dāng)/=0,8^0時(shí),直線N=—1只與y軸相交;

(4)當(dāng)2=0,5*0,。=0時(shí),直線y=0是x軸所在的直線;

(5)當(dāng)ZHO,5=0,C=0時(shí),直線x=0是y軸所在的直線;

21.設(shè)點(diǎn)溫(%,%)在直線Nx+W+C=0上,求證:這條直線的方程還可以與

/(》-%)+83-汽)=0.

【答案】證明見(jiàn)解析.

【解析】

【分析】將點(diǎn)片(%,為)代入直線4c+8y+C=0中,可得&+Wo+C=O與已知

直線方程聯(lián)立即可求證.

【詳解】因?yàn)辄c(diǎn)4(/,義)在直線4v+&+C=0上,所以小。+為°+C=0,

所以AXQ+By。+C=Ax+By+C,E|JAx+By-Ax0-By。=0,

整理可得:工(工一看)+8(P一%)=0.

22.若直線/沿x軸向左平移3個(gè)單位長(zhǎng)度,再沿y軸向上平移1個(gè)單位長(zhǎng)度后,回

到原來(lái)的位置.試求直線/的斜率.

【答案】-g

【解析】

【分析】設(shè)直線/的方程為y=kx+h,平移后的方程為

y^k(x+3)+b+l=kx+3

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