内容正文:
第八章 平面解析几何
第1节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
学生用书 课时冲关五十四 P385
[基础训练组]
1.直线x+(a2+1)y+1=0的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C.∪ D.∪
解析:B [依题意,直线的斜率k=-∈[-1,0),因此其倾斜角的取值范围是.]
2.过点(2,1)且倾斜角比直线y=-x-1的倾斜角小的直线方程是( )
A.x=2 B.y=1
C.x=1 D.y=2
解析:A [∵直线y=-x-1的斜率为-1,则倾斜角为.依题意,所求直线的倾斜角为-=,斜率不存在,∴过点(2,1)的直线方程为x=2.]
3.在同一平面直角坐标系中,直线l1:ax+y+b=0和直线l2:bx+y+a=0有可能是( )
解析:B [当a>0,b>0时,-a<0,-b<0.选项B符合.]
4.已知曲线y=在点P(2,4)处的切线与直线l平行且距离为2,则直线l的方程为( )
A.2x+y+2=0
B.2x+y+2=0或2x+y-18=0
C.2x-y-18=0
D.2x-y+2=0或2x-y-18=0
解析:B [y′==-,当x=2时,y′=-=-2,因此kl=-2,设直线l方程为y=-2x+b,即2x+y-b=0,由题意知=2,解得b=18或b=-2,所以直线l的方程为2x+y-18=0或2x+y+2=0.故选B.]
5.已知两点M(2,-3),N(-3,-2),直线l过点P(1,1)且与线段MN相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A.k≥或k≤-4
B.-4≤k≤
C.≤k≤4
D.-≤k≤4
解析:A [如图所示,
∵kPN==,kPM==-4,
∴要使直线l与线段MN相交,
当l的倾斜角小于90°时,k≥kPN;当l的倾斜角大于90°时,k≤kPM,∴k≥或k≤-4.]
6.经过点A(4,2),且在x轴上的截距等于在y轴上的截距的3倍的直线l的方程的一般式为_____________________________.
解析:当截距为0时,设直线方程为y=kx,则4k=2,
∴k=,∴直线方程为x-2y=0.
当截距不为0时,设直线方程为+=1,
由题意得,+=1,∴a=.∴x+3y-10=0.
综上,直线l的一般式方程为x+3y-10=0或x-2y=0.
答案:x+3y-10=0或x-2y=0
7.(2023·江西赣州十四县模拟)记直线l:2x-y+1=0的倾斜角为α,则+tan 2α的值为________.
解析:∵直线l∶2x-y+1=0的斜率为2,∴tan α=2,
∴sin 2α====,
tan 2α===-,
∴+tan 2α=-=-.
答案:-
8.设点A(-1,0),B(1,0),直线2x+y-b=0与线段AB相交,则b的取值范围是_________.
解析:b为直线y=-2x+b在y轴上的截距,
如图,当直线y=-2x+b过点A(-1,0)和点B(1,0)时,b分别取得最小值和最大值.
∴b的取值范围是[-2,2].
答案:[-2,2]
9.已知△ABC的三个顶点分别为A(-3,0),B(2,1),C(-2,3),求:
(1)BC边所在直线的方程;
(2)BC边上中线AD所在直线的方程;
(3)BC边的垂直平分线DE的方程.
解:(1)因为直线BC经过B(2,1)和C(-2,3)两点,由两点式得BC的方程为=,即x+2y-4=0.
(2)设BC边的中点D的坐标为(x,y),
则x==0,y==2.
BC边的中线AD过点A(-3,0),D(0,2)两点,由截距式得AD所在直线方程为+=1,即2x-3y+6=0.
(3)由(1)知,直线BC的斜率k1=-,
则直线BC的垂直平分线DE的斜率k2=2.
由(2)知,点D的坐标为(0,2).
可求出直线的点斜式方程为y-2=2(x-0),
即2x-y+2=0.
10.已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
解:(1)证明:法一:直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,
故无论k取何值,直线l总过定点(-2,1).
法二:设直线l过定点(x0,y0),则kx0-y0+1+2k=0对任意k∈R恒成立,即(x0+2)k-y0+1=0恒成立,
∴x0+2=0,-y0+1=0,解得x0=-2,y0=1,故直线l总过定点(-2,1).
(2)直线l的方程为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,
要使直线l不经过第四象限,则解得k的取值范围是[0,+∞).
(3)依题意,直线l在x轴上的截