内容正文:
课时跟踪检测(53) 两条直线的位置关系
基础强化练
1.(2024·海南海口模拟)若直线y=-2x+4与直线y=kx的交点在直线y=x+2上,则实数k=( )
A.4 B.2
C. D.
A 解析:解方程组得直线y=-2x+4与直线y=x+2的交点(,),依题意,=k,解得k=4.
2.(2023·海南华侨中学模拟)点A(1,2)关于直线x+y-2=0的对称点是( )
A.(1,0) B.(0,1)
C.(0,-1) D.(2,1)
B 解析:设点A(1,2)关于直线x+y-2=0的对称点是B(a,b),则有解得a=0,b=1,故点(1,2)关于直线x+y-2=0的对称点是(0,1).
3.(2024·重庆统考)已知直线l1:(m-2)x-3y-1=0与直线l2:mx+(m+2)y+1=0相互平行,则实数m的值是( )
A.-4 B.1
C.-1 D.6
A 解析:∵l1:(m-2)x-3y-1=0,l2:mx+(m+2)y+1=0,l1∥l2,∴(m-2)(m+2)=-3m,解得m=-4或m=1,经检验m=-4时满足题意.
4.(2024·安徽师大附中模拟)已知直线l1:x-2y-1=0,l2:2x+my+2-2=0,若l1∥l2,则l1与l2之间的距离为( )
A.1 B.2
C. D.
A 解析:因为l1∥l2,所以m+4=0,解得m=-4,经检验符合题意.因为l2:x-2y+-1=0,所以l1与l2之间的距离d===1.
5.(2024·河北保定期中)点A(cos θ,sin θ)到直线3x+4y-4=0距离的最大值为( )
A. B.
C.1 D.
D 解析:点A(cos θ,sin θ)到直线3x+4y-4=0的距离d=,化简得d=,其中φ满足tan φ=,当sin (θ+φ)=-1时d取得最大值,即d=.
6.(2023·山西联考)已知点P是曲线y=x2-3ln x上任意的一点,则点P到直线2x+2y+3=0的距离的最小值是( )
A. B.
C. D.
D 解析:令y′=2x-=-1,x>0,得x=1,即P(1,1),可得d===.
7.若动点A,B分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为( )
A.3 B.2
C.3 D.4
A 解析:∵l1∥l2,∴AB的中点M的轨迹是平行于l1,l2的直线,且到l1,l2的距离相等,易求得点M所在直线的方程为x+y-6=0.因此,中点M到原点的最小距离为原点到直线x+y-6=0的距离,即=3.
8.在平面直角坐标系内,一束光线从点A(1,2)出发,被直线y=x反射后到达点B(3,6),则这束光线从A到B所经过的距离为( )
A.2 B.
C.4 D.5
B 解析:如图,作出点A关于直线y=x的对称点C(2,1),连接CB,交直线y=x于点M,则|CB|即为光线经过路程的最小值,且|CB|==,即光线从A到B所经过的距离为.
9.(2024·广东东莞期末)若直线l1:2x-5y+1=0与直线l2:2mx-y+3=0垂直,则实数m的值为________.
答案:- 解析:因为直线l1:2x-5y+1=0与直线l2:2mx-y+3=0垂直,所以2×2m+(-5)×(-1)=0,解得m=-.
10.已知0<k<4,直线l1:kx-2y-2k+8=0和直线l2:2x+k2y-4k2-4=0与两坐标轴围成一个四边形,求使得这个四边形面积最小时k的值.
解:由题意知直线l1,l2恒过定点P(2,4),直线l1的纵截距为4-k,直线l2的横截距为2k2+2,如图,
所以四边形的面积S=2k2×4×+(4-k+4)×2×=4k2-k+8,当k=-=时,四边形面积最小.
能力提升练
11.(多选)若P,Q分别为l1:3x+4y+5=0,l2:ax+8y+c=0上的动点,且l1∥l2,下面说法正确的是( )
A.直线l2的斜率为定值
B.当c=25时,|PQ|的最小值为
C.当|PQ|的最小值为1时,c=20
D.c≠10
ABD 解析:∵l1∥l2,∴=≠,∴a=6,c≠10,故选项A,D正确;∵|PQ|的最小值为两平行直线间的距离,∴当c=25时,d==,故选项B正确;当|PQ|的最小值为1时,d==1,解得c=20或c=0,故选项C错误.
12.(2024·辽宁鞍山模拟)已知直线l:(λ+2)x+(λ-1)y-3λ-3=0,点P(3,2),记P到l的距离为d,则d的取值范围为( )
A.[0,] B.[0,)
C.[0,2] D.[0,2)
B 解析:由直线l:(λ+2)x+(λ-1)y-3λ-3=0,可得λ(x+y-3)+2x-y-3=0,由可解得即直线l:(λ+2)x+(λ-1)y-3λ-3=0过定点A(2,1),则|PA|==.当PA与直线x+y-3=0垂直时,d=,当直线l过点P,即λ=-时,d=0,又直线l:(λ+2)x+(λ-1)y-3λ-3=0无论λ取何值,不能表示直线x+y-3=0,所以0≤d<.
13.(多选)已知平面上一点M(5,0),若直线l上存在点P使|PM|=4,则称该直线为点M的“相关直线”.下列直线中是点M的“相关直线”的是( )
A.y=x+1 B.y=2
C.4x-3y=0 D.2x-y+1=0
BC 解析:选项A中,点M到直线y=x+1的距离d==3>4,即点M与该直线上的点的距离的最小值大于4,所以该直线上不存在点P,使|PM|=4,故A错误;同理,D错误;选项B中,点M与该直线上的点的距离的最小值小于4,所以该直线上存在点P,使|PM|=4,故B正确;选项C中,点M到直线4x-3y=0的距离d==4,即点M与该直线上的点的距离的最小值等于4,故C正确.
14.(2024·吉林辽源期末)在直角坐标系中,已知M(2,1)和直线l:x-y=0,试在直线l上找一点P,在x轴上找一点Q,使三角形MPQ的周长最小,最小值为________.
答案: 解析:如图,作出M(2,1)关于直线l:x-y=0的对称点N(1,2),作出M(2,1)关于x轴的对称点E(2,-1),
连接EN,交直线l于点P,交x轴于点Q,∵MP=PN,MQ=QE,∴三角形MPQ的周长为线段NE的长,
由两点间线段最短得此时三角形MPQ的周长最小,
∴三角形MPQ的周长最小时,
最小值为|NE|==.
15.(2023·江苏徐州校考模拟预测)在△ABC中,∠A的内角平分线方程为y=x,B(1,4),C(4,3),求∠C的正切值.
解:如图,根据角平分线的性质,B(1,4)关于y=x的对称点一定在直线AC上,
设B关于y=x的对称点为D,记D(a,b),则y=x是BD的中垂线,于是解得故D(4,1),
又C(4,3),故CD直线方程为x=4,于是x=4和y=x的交点(4,4)为A的坐标,由B(1,4),C(4,3),A(4,4),则|AB|=3,|AC|=1,|BC|=,故|AB|2+|AC|2=|BC|2,则∠BAC=,tan ∠C==3.
素养养成练
16.(2023·湖北联考)如图,8个半径为1的圆摆在坐标平面的第一象限(每个圆与相邻的圆或坐标轴外切),设L为八个圆形区域的并集,斜率为3的直线l将L划分为面积相等的两个区域,求坐标原点到直线l的距离.
解:如图,当过A(2,1)的直线将圆1与圆2平分,过B(3,4)的直线将圆3与圆4平分时,L划分为面积相等的两个区域且kAB==3,∵直线AB的方程为y-1=3(x-2),即直线l:3x-y-5=0,∴原点O到直线l的距离d==.
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