内容正文:
课时作业(五十一) 直线的倾斜角与斜率、直线的方程
[基础保分练]
1.(2023·山东日照模拟)经过点(1,1),且方向向量为(1,2)的直线方程是( )
A.2x-y-1=0 B.2x+y-3=0
C.x-2y+1=0 D.x+2y-3=0
答案:A
2.(2023·山东临沂高三月考)设直线l的方程为cosθx-y+b=0(θ∈R),则l的倾斜角α的取值范围是( )
A.[0,]∪[,π)
B.[0,]∪(,]
C.[,]
D.[,)∪(,]
答案:A
3.已知集合A=,集合B={(x,y)|ax+y-2-a=0},A∩B=∅,则a满足( )
A.a=-1
B.a∈R且a≠1
C.a∈R且a≠-1
D.a∈R且a≠1且a≠-1
答案:C
4.已知直线y=-x + 5的倾斜角是直线l倾斜角的5倍,过点P(3,-4)的直线l的方程为( )
A.x-y-3-4=0
B.x+y-3+4=0
C.x+y+3-4=0
D.x-y-3-4=0
D 解析:直线y=-x+5的斜率k=tan α=-,所以α=150°,故所求直线l的倾斜角为30°,斜率为,又过点P(3,-4),所以由点斜式方程得y+4=(x-3),即x-y-3-4=0.故选D.
5.(2023·山东模拟)方程(1+4k)x-(2-3k)y+(2-14k)=0所确定的直线必经过点( )
A.(2,2) B.(-2,2)
C.(-6,2) D.(,)
答案:A
6.(多选)(2024·重庆八中模拟)直线l过点P(1,3)且斜率为k,若直线l与线段AB有公共点,A(-1,-4),B(2,-3),则k可以取( )
A.-8 B.-5 C.3 D.4
答案:AD
7.(多选)已知直线l1:x-y-1=0,动直线l2:(k+1)x+ky+k=0(k∈R),则下列结论正确的是( )
A.不存在k,使得l2的倾斜角为90°
B.对任意的k,直线l2恒过定点
C.对任意的k,l1与l2都不重合
D.对任意的k,l1与l2都有公共点
答案:BD
8.已知直线l被两条直线l1:4x+y+3=0和l2:3x-5y-5=0截得的线段的中点为P(-1,2),则直线l的一般式方程为________________.
答案:3x+y+1=0 解析:设直线l的斜率为k,因为直线l过P(-1,2),所以直线l的方程为y-2=k(x+1),
即y=kx+2+k,
由⇒x=-,
由⇒x=,
由题意可知P(-1,2)是截得的线段的中点,
所以-+=2×(-1),解得k=-3,
即y=-3x+2-3,即3x+y+1=0.
9.(2024·陕西西安中学模拟)已知点M(x0,y0)(x0≠0)在直线3x+y+2=0上,且满足x0>y0-1,则的取值范围为________________.
答案:(-∞,-3)∪ 解析:如图,作出直线3x+y+2=0及x-y+1=0,它们的交点为A,
直线3x+y+2=0上满足x>y-1的点在A点右下方,kOA==-.又直线3x+y+2=0的斜率为-3,=kOM,
由图可得kOM的范围是(-∞,-3)∪.
10.如图,射线OA,OB分别与x轴正半轴成45°和30°角,过点P(1,0)作直线AB分别交OA,OB于A,B两点,当AB的中点C恰好落在直线y=x上时,求直线AB的方程.
解:由题意可得kOA=tan 45°=1,kOB=tan (180°-30°)=-,
所以直线lOA:y=x,lOB:y=-x.
设A(m,m),B(-n,n),
所以AB的中点C(,),
由点C在直线y=x上,且A,P,B三点共线得
解得m=,所以A(,).
又P(1,0),所以kAB=kAP==,
所以lAB:y=(x-1).当AB斜率不存在时,A(1,1),B,则点C不在直线y=x上,不符合题意,故直线AB的方程为(3+)x-2y-3-=0.
[技能提分练]
11.(2023·江苏模拟)在平面直角坐标系中,直线l:y=k(x-2)+3与坐标轴分别交于点A,B,则下列选项中错误的是( )
A.存在正实数m使得△OAB面积为m的直线l恰有一条
B.存在正实数m使得△OAB面积为m的直线l恰有两条
C.存在正实数m使得△OAB面积为m的直线l恰有三条
D.存在正实数m使得△OAB面积为m的直线l恰有四条
答案:A
12.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知△ABC的顶点A(2, 0),B(0, 4),AC=BC,则△ABC的欧拉线方程为( )
A.2x+y-3=0 B.2x-y+3=0
C.x-2y-3=0 D.x-2y+3=0
答案:D
13.若x+=0,则的取值范围为( )
A.
B.-∞,-∪,+∞
C.∪
D.
答案:D
14.设m∈R,过定点A的动直线x+my+1=0和过定点B的动直线mx-y-2m+3=0 交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的最大值为______.
答案:6 解析:由x+my+1=0可知my=-x-1,所以该直线过定点A(-1,0),
由mx-y-2m+3=0可得m(x-2)=y-3,所以该直线过定点B(2,3),
因为直线x+my+1=0与mx-y-2m+3=0垂直,
所以|PA|2+|PB|2=|AB|2=(-1-2)2+(0-3)2=18,
因为18=|PA|2+|PB|2=(|PA|+|PB|)2-2|PA|·|PB|≥(|PA|+|PB|)2-22,
即(|PA|+|PB|)2≤36,解得|PA|+|PB|≤6,
所以|PA|+|PB|的最大值为6.
15.已知m∈R,动直线l1:x-my-2=0过定点A,动直线l2:mx+y-4m+2=0过定点B,若直线l1与l2相交于点M(异于点A,B),求△MAB周长的最大值.
解:因为动直线l1:x-my-2=0过定点A(2,0),动直线l2:mx+y-4m+2=0,整理可得m(x-4)+y+2=0,可得定点B(4,-2),
因为1·m+m·(-1)=0,
所以两条直线垂直,交点为M,则MA⊥MB,
所以|MA|2+|MB|2=|AB|2=(4-2)2+(-2)2=16,
因为|MA|+|MB|≤2·=2·=4,当且仅当|MA|=|MB|=2时取等号,
所以△MAB的周长为|MA|+|MB|+|AB|≤4+4.即△MAB周长的最大值为4+4.
16.设直线l的方程为(a+1)x+y-5-2a=0(a∈R).
(1)求证:不论a为何值,直线l必过一定点P;
(2)若直线l分别与x轴正半轴,y轴正半轴交于点A(xA,0),B(0,yB),当△AOB面积为12时,求△AOB的周长.
(1)证明:将(a+1)x+y-5-2a=0整理成(x-2)a+x+y-5=0,
令解得x=2,y=3,所以定点P为(2,3),
故不论a为何值,直线l必过一定点P(2,3).
(2)解:由题意知,a+1≠0,由(a+1)x+y-5-2a=0,
当y=0时,xA=,当x=0时,yB=5+2a,由得a>-1,
所以S△AOB=·xA·yB=··(5+2a)=12,解得a=,
此时A(4,0),B(0,6),|AB|==2,
所以△AOB的周长为4+6+2=10+2,
故当△AOB面积为12时,△AOB的周长为10+2.
学科网(北京)股份有限公司
$$