内容正文:
第11讲 直线方程
1.理解直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程,并了解各式方程的使用范围;
2.掌握用各式方程求解直线方程;
3.掌握对称性问题.
1 直线的点斜式方程
若直线的斜率为,且过定点,则直线方程为,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
2 直线的斜截式方程
我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式,其中为直线斜率,为直线在轴上的截距.
3直线的两点式方程
经过两点(其中)的直线的方程是,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
4 直线的截距式方程
我们把(其中,分别是直线在轴、轴上的截距且)叫做直线的截距式方程,简称截距式.
5 直线的一般式方程
关于的二元一次方程(其中不同时为)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
6 对称性问题
点关于点的对称
点关于的对称点为;
点关于直线的对称
设点关于直线的对称点为,
则有可求出,从而得到点.
(直线是线段的垂直平分线,则,的中点在直线上)
【题型一】直线的点斜式与斜截式
相关知识点讲解
1 直线的点斜式方程
若直线的斜率为,且过定点,则直线方程为,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
解释
点斜式告诉我们:给定一点和斜率便可唯一确定一条直线,确定其方程.
当倾斜角为时,,方程为;
当倾斜角为时,斜率不存在,不能用点斜式表示,方程为;
【例】求经过点,倾斜角为的直线方程.
2 直线的斜截式方程
我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式,其中为直线斜率,为直线在轴上的截距.
解释
① 截距是一个数值,不是距离;
② 对于直线,,
且;.
【例】已知直线在轴上的截距为,且斜率为2,求直线的斜截式方程.
【典题1】 过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【典题2】已知直线l过,并在两坐标轴上的截距的绝对值相等,那么这样的直线l共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
变式练习
1. 经过点且倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
2.过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知直线:,直线是直线绕点逆时针旋转得到的直线,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
4.直线l过点A(3,4),且与点B(-3,2)的距离最远,则直线l的方程为( ) .
A.3x-y-5=0 B.3x-y+5=0
C.3x+y+13=0 D.3x+y-13=0
5.直线、是分别经过、两点的两条平行直线,当、间的距离最大时,直线的方程是( )
A. B. C. D.
6.过点的直线与轴、轴分别交于、两点,且,则符合条件的直线有( )
A.条 B.条 C.条 D.条
【题型二】直线的两点式、截距式与一般式
相关知识点讲解
1 直线的两点式方程
经过两点(其中)的直线的方程是,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
解释
① 证明:当时,经过两点的直线斜率,再取点,由点斜式可得;
当时,可得.
② 在中,如果或,则直线没有两点式;
③ 两点式从代数的角度明确了”两点确定一直线”的事实.
2 直线的截距式方程
我们把(其中,分别是直线在轴、轴上的截距且)叫做直线的截距式方程,简称截距式.
解释
① 证明:因为直线与轴的交点为,与轴的交点为,
由两点式可得,即.
② 使用截距式的前提是直线轴、轴上的截距均不为.
【例】求经过点和的直线方程.
3 直线的一般式方程
关于的二元一次方程(其中不同时为)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
解释
① 任何一直线都可以表示为一个关于的二元一次方程;
② 对于任意一个二元一次方程(其中不同时为)也可以表示一条直线.
当时,方程变形为,它表示过点,且垂直轴的直线;
当时,方程变形为,它表示,斜率为的直线.
③ 一般式的直线一方向向量为,斜率.
【典题1】 已知点,,则直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【典题2】过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【典题3】不论k为任何实数,直线恒过定点,若直线过此定点其中m,n是正实数,则的最小值是( )
A. B. C. D.
变式练习
1. 直线经过点,在轴上的截距为,在轴上的截距为,且满足,则直线的斜率为( )
A.2 B. C. D.或
2.直线过点,则直线与、正半轴围成的三角形的面积最小值为( )
A.6 B.12 C.18 D.24
3.设点,直线:,当点到的距离最大时,直线的斜率为( )
A. B. C. D.
4.已知直线过点,且与直线及轴围成等腰三角形,则的方程为( )
A.,或
B.,或
C.
D.
5.设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值是( )
A. B.2 C.3 D.5
6.已知直线l过点,且与x轴、y轴的正方向分别交于A,B两点,分别求满足下列条件的直线方程:
(1)时,求直线l的方程.
(2)当的面积最小时,求直线l的方程.
【题型三】 对称性问题
相关知识点讲解
点关于点的对称
点关于的对称点为;
点关于直线的对称
设点关于直线的对称点为,
则有可求出,从而得到点.
(直线是线段的垂直平分线,则,的中点在直线上)
【典题1】 一条光线从射出,经直线后反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
变式练习
1. 以为端点的线段的垂直平分线方程是( )
A. B.
C. D.
2.直线关于点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
3.光线通过点A(2,3),在直线l:x+y+1=0上反射,反射光线经过点B(1,1),则反射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
4.在等腰直角三角形中,,点是边上异于的一点,光线从点出发,经反射后又回到点,如图,若光线经过的重心,则( )
A. B. C.1 D.2
【A组---基础题】
1.过点且斜率为的直线的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
2.已知直线l过点,且在x轴上的截距为y轴上截距的3倍,则直线l的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
3.已知直线, 则下述论断正确的是( )
A.直线不可能经过坐标原点 B.直线的斜率可能为0
C.直线的倾斜角不可能是 D.直线恒过定点
4.已知,,若的角平分线所在直线方程是,则直线方程为
A. B.
C. D.
5.不论实数取何值时,直线都过定点,则直线关于点的对称直线方程为( )
A. B.
C. D.
6.过点且与坐标轴围成的三角形面积为1的直线l的斜截式方程是 .
7.已知直线过点且与x轴、y轴分别交于两点,O为坐标原点,则的最小值为 .
8.已知在平面直角坐标系中,已知的三个顶点为,,,求:
(1)所在直线的方程;
(2)边上的高所在直线的方程.
9.已知直线过点,根据下列条件分别求出直线的方程.
(1)在轴、轴上的截距互为相反数;
(2)与两条坐标轴在第一象限所围成的三角形面积最小.
【B组---提高题】
1.设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,AB中点为Q,则的值为( )
A. B. C. D.与m的取值有关
2.已知直线,且与坐标轴形成的三角形面积为.求:
(1)求证:不论为何实数,直线过定点P;
(2)分别求和时,所对应的直线条数;
(3)针对的不同取值,讨论集合直线经过P,且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素个数.
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第11讲 直线方程
1.理解直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程,并了解各式方程的使用范围;
2.掌握用各式方程求解直线方程;
3.掌握对称性问题.
1 直线的点斜式方程
若直线的斜率为,且过定点,则直线方程为,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
2 直线的斜截式方程
我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式,其中为直线斜率,为直线在轴上的截距.
3直线的两点式方程
经过两点(其中)的直线的方程是,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
4 直线的截距式方程
我们把(其中,分别是直线在轴、轴上的截距且)叫做直线的截距式方程,简称截距式.
5 直线的一般式方程
关于的二元一次方程(其中不同时为)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
6 对称性问题
点关于点的对称
点关于的对称点为;
点关于直线的对称
设点关于直线的对称点为,
则有可求出,从而得到点.
(直线是线段的垂直平分线,则,的中点在直线上)
【题型一】直线的点斜式与斜截式
相关知识点讲解
1 直线的点斜式方程
若直线的斜率为,且过定点,则直线方程为,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
解释
点斜式告诉我们:给定一点和斜率便可唯一确定一条直线,确定其方程.
当倾斜角为时,,方程为;
当倾斜角为时,斜率不存在,不能用点斜式表示,方程为;
【例】求经过点,倾斜角为的直线方程.
解 ,则直线方程为,即.
2 直线的斜截式方程
我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式,其中为直线斜率,为直线在轴上的截距.
解释
① 截距是一个数值,不是距离;
② 对于直线,,
且;.
【例】已知直线在轴上的截距为,且斜率为2,求直线的斜截式方程.
解 ,,则直线的截距式方程.
【典题1】 过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
先求得所求直线的斜率,再根据点斜式求得正确答案.
【详解】直线的斜率为
由垂直关系可得垂线的斜率为,
又垂线过点,
垂线方程为
故选:D
【典题2】已知直线l过,并在两坐标轴上的截距的绝对值相等,那么这样的直线l共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【分析】用点斜式设出直线方程,求出与坐标轴的交点为,,再由截距的绝对值相等列式,求解得的值有3个,从而得结论.
【详解】由题意,该直线斜率存在且不为,设所求直线的方程为,
令,则;令,则,
因为直线l在两坐标轴上截距的绝对值相等,
,化简得或,
解得或或,
所以过并在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线有3条.
故选:C
变式练习
1. 经过点且倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求出直线斜率,利用点斜式求出直线方程,得到答案.
【详解】直线斜率,故直线方程为,即.
故选:A
2.过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据题意设线的方程为,再根据经过点,待定系数即可得答案.
【详解】由题可得,设平行于直线的直线的方程为,
因为直线过点,
所以,解得,
所以直线的方程为.
故选:D.
3.已知直线:,直线是直线绕点逆时针旋转得到的直线,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由正切的和角公式与直线方程的点斜式求解即可
【详解】设直线的倾斜角为,则,
又直线是直线绕点逆时针旋转得到的直线,
所以直线的倾斜角为,
故直线的斜率为,
故直线的方程是,即,
故选:D.
4.直线l过点A(3,4),且与点B(-3,2)的距离最远,则直线l的方程为( ) .
A.3x-y-5=0 B.3x-y+5=0
C.3x+y+13=0 D.3x+y-13=0
【答案】D
【分析】由题意确定直线斜率,再根据点斜式求直线方程.
【详解】由题意直线l与AB垂直,所以,
选D.
5.直线、是分别经过、两点的两条平行直线,当、间的距离最大时,直线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先由平面几何知识判定和这两条直线都垂直时,、间的距离最大,再利用两点坐标求的斜率,进而求出所求直线的斜率和方程.
【详解】由题意可得,、间的距离最大时,和这两条直线都垂直.
由于的斜率为,故直线的斜率为,
故它的方程是,即.
故选:A.
6.过点的直线与轴、轴分别交于、两点,且,则符合条件的直线有( )
A.条 B.条 C.条 D.条
【答案】C
【分析】设直线的方程为,则,,可得
,解出即可得到结论.
【详解】由题意,设直线的方程为,
令,得,则,
令,得,则,
所以,即,
解得或,
因此符合题意的直线方程有条.
故选:C.
【题型二】直线的两点式、截距式与一般式
相关知识点讲解
1 直线的两点式方程
经过两点(其中)的直线的方程是,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
解释
① 证明:当时,经过两点的直线斜率,再取点,由点斜式可得;
当时,可得.
② 在中,如果或,则直线没有两点式;
③ 两点式从代数的角度明确了”两点确定一直线”的事实.
2 直线的截距式方程
我们把(其中,分别是直线在轴、轴上的截距且)叫做直线的截距式方程,简称截距式.
解释
① 证明:因为直线与轴的交点为,与轴的交点为,
由两点式可得,即.
② 使用截距式的前提是直线轴、轴上的截距均不为.
【例】求经过点和的直线方程.
解 直线的截距式方程为,化简为.
3 直线的一般式方程
关于的二元一次方程(其中不同时为)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
解释
① 任何一直线都可以表示为一个关于的二元一次方程;
② 对于任意一个二元一次方程(其中不同时为)也可以表示一条直线.
当时,方程变形为,它表示过点,且垂直轴的直线;
当时,方程变形为,它表示,斜率为的直线.
③ 一般式的直线一方向向量为,斜率.
【典题1】 已知点,,则直线在轴上的截距为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由已知的两点求出直线的方程,将代入直线方程即可求解轴上的截距.
【详解】因为直线经过两点和,则直线方程为,化简得,
令,则直线在轴上的截距为.
故选:B.
【典题2】过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式即可得解.
【详解】当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为,满足题意,
又因为直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
因为点在直线上,
所以,解得,
所以直线方程为,
故所求直线方程为或.故C项正确.
故选:C.
【典题3】不论k为任何实数,直线恒过定点,若直线过此定点其中m,n是正实数,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意求出的关系,然后利用基本不等式求出的最小值.
【详解】由直线,
得:,即恒过点,
因为直线过此定点,其中m,n是正实数
所以,
则,
,当且仅当时取等号;
故选:B
变式练习
1. 直线经过点,在轴上的截距为,在轴上的截距为,且满足,则直线的斜率为( )
A.2 B. C. D.或
【答案】C
【分析】由题意设直线的方程为,列出关于的方程组,求解即可.
【详解】由题意设直线的方程为,则①,
又,∴②,
由①②解得,或,,
又由知,则,,
则直线的斜率为.
故选:C.
2.直线过点,则直线与、正半轴围成的三角形的面积最小值为( )
A.6 B.12 C.18 D.24
【答案】B
【分析】依题意可得且、,利用基本不等式求出的最小值,从而求出三角形面积的最小值.
【详解】因为直线过点,所以,
令,可得,即直线与轴交于点,
令,可得,即直线与轴交于点,
依题意可得、,所以,则,当且仅当,
即、时取等号,
所以直线与、正半轴围成的三角形的面积,当且仅当、时取等号,
即直线与、正半轴围成的三角形的面积最小值为.
故选:B
3.设点,直线:,当点到的距离最大时,直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】整理直线的方程,可得直线恒过点,当时,点到的距离最大时,即可求解.
【详解】∵直线:,
∴可将直线方程变形为,
由,解得,
由此可得直线恒过点,
当时,点到的距离最大时,
,则由,得.
故选:A.
4.已知直线过点,且与直线及轴围成等腰三角形,则的方程为( )
A.,或
B.,或
C.
D.
【答案】A
【分析】根据直线所过点、倾斜角以及等腰三角形等知识求得正确答案.
【详解】设,直线过和,
当时,直线、直线与轴为成的三角形是不是等腰三角形.所以直线的斜率存在.
设关于轴的对称点为,
当直线过两点时,,三角形是等腰三角形,
同时由于直线的斜率为,倾斜角为,所以三角形是等边三角形,
所以,此时直线的方程为
设直线与轴相交于点,如图所示,若,
则,所以直线,也即直线的斜率为,
对应方程为.
故选:A
5.设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值是( )
A. B.2 C.3 D.5
【答案】A
【分析】先确定两直线所过的定点、的坐标,然后根据两直线的位置关系可判断它们垂直,结合基本不等式求解即可.
【详解】依题意,直线过定点,直线可整理为,故直线过定点,
又因为直线和直线始终垂直,为两直线交点,
所以,
则,
由基本不等式可得,
当且仅当时取等号,所以的最大值是.
故选:A.
6.已知直线l过点,且与x轴、y轴的正方向分别交于A,B两点,分别求满足下列条件的直线方程:
(1)时,求直线l的方程.
(2)当的面积最小时,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据条件可知点是的三等分点,构造直角三角形,利用相似三角形比值关系即可求出A,B两点坐标,继而求出方程;
(2)利用截距式找出两截距关系,再根据代入三角形面积计算中即可找出面积的最小值,继而求出方程.
【详解】(1)作,则.
由三角形相似,,可求得,,
∴方程为,即;
(2)根据题意,设直线l的方程为,由题意,知,,
∵l过点,∴,解得,∴的面积,
化简,得.①
∴,解得或(舍去).
∴S的最小值为4,
将代入①式,得,解得,
∴.∴直线l的方程为.
【题型三】 对称性问题
相关知识点讲解
点关于点的对称
点关于的对称点为;
点关于直线的对称
设点关于直线的对称点为,
则有可求出,从而得到点.
(直线是线段的垂直平分线,则,的中点在直线上)
【典题1】 一条光线从射出,经直线后反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】首先求出关于的对称点,然后根据两点式求解直线方程即可;
【详解】设关于的对称点为,
则有 ,
解得:,即,
反射光线所在直线为,
整理得:
故选:B.
变式练习
1. 以为端点的线段的垂直平分线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由两点坐标分别求出其中点坐标和,再根据,求出,从而由点斜式即可得解.
【详解】由,知线段AB的中点坐标为,
又由斜率公式可得,
所以线段的垂直平分线的斜率为,
所以线段的垂直平分线的方程为.
故选:D.
2.直线关于点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线关于直线外一点的对称直线互相平行可知其斜率,再取上一点求其关于点的对称点,即可求出的方程.
【详解】由题意得,故设,
在l上取点,则点关于点的对称点是,
所以,即,
故直线的方程为.
故选:C
3.光线通过点A(2,3),在直线l:x+y+1=0上反射,反射光线经过点B(1,1),则反射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据对称的性质,设点关于直线的对称点为,,利用斜率和中点坐标可得
,利用直线的点斜式方程可得反射光线所在直线的方程.
【详解】设点关于直线的对称点为,,
则
解得:.
由于反射光线所在直线经过点和,
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故选A
【点睛】本题主要考查点线点对称问题,考查直线方程的求法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理计算能力.
4.在等腰直角三角形中,,点是边上异于的一点,光线从点出发,经反射后又回到点,如图,若光线经过的重心,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】C
【分析】根据题意,建立坐标系,设点的坐标,可得关于直线的对称点的坐标,和关于轴的对称点的坐标,由,,四点共线可得直线的方程,由于过的重心,代入可得关于的方程,解之可得的坐标,进而可得的值,即可得答案.
【详解】根据题意,建立如图所示的坐标系,可得,,
故直线的方程为,
又由,,,则 的重心为,
设,其中,点关于直线 的对称点,则有,
解得,即,
易得关于 轴的对称点,
由光的反射原理可知,,,四点共成直线的斜率,
故直线的方程为,
由于直线过 的重心,代入化简可得,
解得:或 舍,即,故,
故选:C.
【A组---基础题】
1.过点且斜率为的直线的点斜式方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据点斜式公式带入条件即可.
【详解】将,斜率为带入直线方程点斜式,得.
故选:B.
2.已知直线l过点,且在x轴上的截距为y轴上截距的3倍,则直线l的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】考虑截距是否为0两种情况即可.
【详解】分两种情况:①当过原点时,由直线经过点,
可得直线方程为,即;
②当不过原点时,设的方程为,
将点的坐标代入得,解得,
此时的方程为,即.,
故选:C
3.已知直线, 则下述论断正确的是( )
A.直线不可能经过坐标原点 B.直线的斜率可能为0
C.直线的倾斜角不可能是 D.直线恒过定点
【答案】D
【分析】当时,经过坐标原点;若,由斜率判断B;当,斜率不存在,从而判断C;将点代入直线方程判断D.
【详解】当时,经过坐标原点,故A错误;
若,直线的斜率存在,且斜率,不可能为0,故B错误;
若,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角是,故C错误;
将点代入直线方程得:,即直线恒过定点,故D正确;
故选:D
4.已知,,若的角平分线所在直线方程是,则直线方程为
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查的是点关于直线的对称点、直线关于直线的对称直线,可通过设B的对称点,再根据对称性质进行求解.
【详解】分析试题:由题意可知直线和直线关于直线对称.设点关于直线的对称点为,则有,即.因为在直线上,所以直线的斜率为,所以直线的方程为,即.
故A正确.
【点睛】解决直线的对称性问题对考生来说相对较抽象,可结合草图来加强理解.
5.不论实数取何值时,直线都过定点,则直线关于点的对称直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出定点坐标,设直线关于点的对称直线方程为,则,解方程即可得出答案.
【详解】由可得:,
令,解得:,
所以,设直线关于点的对称直线方程为:,
则到直线与的距离相等,
所以,解得:,即(舍去)或.
故直线关于点的对称直线方程为:.
故选:D.
6.过点且与坐标轴围成的三角形面积为1的直线l的斜截式方程是 .
【答案】或
【分析】由题意设直线l为,从而求得在坐标轴上的截距,再利用三角形面积公式得到关于的二次方程,解之即可.
【详解】由题意所求直线l的斜率必存在,且不为,设其斜率为,则直线l方程为,
令,得,令,得,
故所围三角形面积为,即,
当时,上式可化为,解得或;
当时,上式可化为,方程无解;
综上:直线的斜截式方程是或.
故答案为:或.
7.已知直线过点且与x轴、y轴分别交于两点,O为坐标原点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先表示出直线的截距式,利用直线过点,得到,借助基本不等式,即可求得最小值.
【详解】直线与与x轴、y轴分别交于,
可设直线的截距式,直线过点, ,且,
,
当且仅当,即时,取得最小值.
故答案为:.
8.已知在平面直角坐标系中,已知的三个顶点为,,,求:
(1)所在直线的方程;
(2)边上的高所在直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求出直线的斜率,再利用直线的点斜式方程求解即得.
(2)利用垂直关系结合(1)求出直线的斜率,再利用直线的点斜式方程求解即得.
【详解】(1)由,,得直线的斜率为,
所以所在直线的方程为,即.
(2)由(1)知,直线的斜率为,而,
则边上的高所在直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
9.已知直线过点,根据下列条件分别求出直线的方程.
(1)在轴、轴上的截距互为相反数;
(2)与两条坐标轴在第一象限所围成的三角形面积最小.
【答案】(1)或;
(2)
【分析】(1)分直线过原点和不过原点两种情况求直线方程;
(2)写出直线的截距式方程,代入点得,利用不等式即可求解取最值时的,.
【详解】(1)①当直线经过原点时,在轴、轴上的截距互为相反数都等于0,此时直线的方程为,
②当直线不经过原点时,设直线的方程为
在直线上,,,即.
综上所述直线的方程为或
(2)由题意可知直线与两坐标轴均交于正半轴,故设直线方程为,将代入可得,
故,故,当且仅当,即时等号成立,
故此时面积最小为,
故直线方程为,即
【B组---提高题】
1.设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,AB中点为Q,则的值为( )
A. B. C. D.与m的取值有关
【答案】A
【分析】求解直线经过的定点,根据两直线垂直,即可根据直角三角形的性质求解.
【详解】由于经过的定点为,所以,
直线变形为,
所以经过定点,故,
因为,所以两直线垂直,如图,
因此为直角三角形,
所以,
故选:A
2.已知直线,且与坐标轴形成的三角形面积为.求:
(1)求证:不论为何实数,直线过定点P;
(2)分别求和时,所对应的直线条数;
(3)针对的不同取值,讨论集合直线经过P,且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素个数.
【答案】(1)定点,见解析;(2)时,2条直线,时,4条直线;(3)①时,2条直线; ②时,3条直线; ③时,4条直线.
【分析】(1)直线方程化为,令求得直线所过的定点;
(2)由题意知直线的斜率存在且不为0,设出直线方程,求出直线与轴的交点,计算对应三角形的面积,由此求得直线条数;
(3)由题意得,讨论和时方程对应的实数根,从而求出对应直线的条数,即可得出集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中元素的个数.
【详解】(1)直线可化为,
令,解得,
∴不论为何实数,直线过定点.
(2)由题意知,直线的斜率存在,且,
设直线方程为,则直线与轴的交点为,与轴的交点为;
∴的面积为;
令,得,时,方程化为,
解得,有两个正根,即有两条直线;
时,方程化为,,方程无实数根,即无直线;
综上知,时有两条直线;
令,得,时,方程化为,
解得,有两个正根,即有两条直线;
时,方程化为,解得,有两个负根,即有两条直线;
综上知,时有四条直线;
(3)由题意得,,时,方程化为,
解得,有两个正根,即有两条直线;
时,方程化为,, 时,
,方程无实数根,此时无直线;
时,,方程有一负根,此时有一条直线;
时,,解得,方程有两负根,即有两条直线;
综上知,时有两条直线;时有三条直线,时有4条直线;
所以时,集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素有2个;
时,集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素有3个;
时,集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素有4个.
【点睛】本题考查直线恒过定点、集合元素个数的判断,考查函数与方程思想、分类讨论思想的综合运用,考查逻辑推理能力和运算求解能力.
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