内容正文:
第1章 直线与方程章末题型归纳总结
目录
模块一:本章知识思维导图
模块二:典型例题
经典题型一:斜率与倾斜角的关系
经典题型二:直线方程的求法及应用
经典题型三:两直线的平行与垂直
经典题型四:两直线的交点与距离问题
经典题型五:线段和差最值问题
经典题型六:直线与坐标轴围成的面积问题
经典题型七:点线对称、线点对称、线线对称问题
经典题型八:距离新定义问题
经典题型九:坐标法的应用
模块三:数学思想方法
①分类讨论思想②转化与化归思想③数形结合思想
模块一:本章知识思维导图
模块二:典型例题
经典题型一:斜率与倾斜角的关系
例1.(2024·高二·湖北武汉·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例2.(2024·高二·安徽亳州·期末)已知两点,若直线与线段有公共点,则直线倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例3.(2024·高二·云南昆明·阶段练习)已知直线的倾斜角的取值范围为,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例4.(2024·高二·广东汕头·期中)若直线的斜率,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
例5.(2024·高二·辽宁沈阳·阶段练习)已知点,,若,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例6.(2024·高二·山东枣庄·阶段练习)已知直线,若直线与连接、两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
经典题型二:直线方程的求法及应用
例7.(2024·高二·安徽安庆·阶段练习)已知点,求下列直线的方程:
(1)求经过点,且在轴上的截距是轴上截距的2倍的直线的方程;
(2)光线自点射到轴的点后被轴反射,求反射光线所在直线的方程.
例8.(2024·高二·上海·阶段练习)已知的三个顶点分别为,,.求:
(1)边的中线所在直线的方程;
(2)边的中垂线所在的直线的方程.
例9.(2024·高二·河北石家庄·阶段练习)在中,顶点A在直线上,顶点B的坐标为边的中线所在的直线方程为边的垂直平分线的斜率为.
(1)求直线的方程;
(2)若直线l过点B,且点A、点C到直线l的距离相等,求直线l的方程.
例10.(2024·高二·北京·期中)已知的顶点坐标分别是,,,为边的中点.
(1)求中线的方程;
(2)求经过点且与直线平行的直线方程.
例11.(2024·高二·广东珠海·期末)已知的三个顶点是,,.
(1)求边上的中线的直线方程;
(2)求边上的高的直线方程
(3)求AC边的垂直平分线
例12.(2024·高二·福建三明·期中)已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在的直线方程为.求:
(1)直线的一般式方程;
(2)求的边的长.
例13.(2024·高二·浙江杭州·期中)已知的顶点的坐标为,边上的中线所在的直线方程为,的平分线所在的直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求直线的方程
例14.(2024·高二·全国·专题练习)如图,在平行四边形中,点.
(1)求所在直线方程;
(2)过点C作于点D,求所在直线的方程.
经典题型三:两直线的平行与垂直
例15.(多选题)(2024·高二·浙江·期中)已知直线和直线,则下列说法正确的是( )
A.若,则表示与轴平行或重合的直线
B.直线可以表示任意一条直线
C.若,则
D.若,则
例16.(多选题)(2024·高二·山东青岛·期末)已知直线与直线,下列说法正确的是()
A.当时,直线的倾斜角为
B.直线恒过点
C.若,则
D.若,则
例17.(多选题)(2024·高二·福建漳州·期末)已知直线,,则( )
A.过定点 B.当时,
C.当时, D.当时,的斜率不存在
例18.(2024·高二·安徽安庆·阶段练习)已知直线,直线.若,则实数的值为 .
例19.(2024·高二·四川泸州·期末)直线与直线平行,则
例20.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知直线与直线,若,则的最大值为 .
例21.(2024·高二·上海·阶段练习)设,若直线和直线平行,则 .
例22.(2024·高二·上海·期末)过点且平行于直线的直线方程为 .
经典题型四:两直线的交点与距离问题
例23.(2024·高二·上海黄浦·期中)已知直线,,,若它们不能围成三角形,则实数的取值所构成的集合为 .
例24.(2024·高二·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
例25.(2024·高二·北京房山·期末)已知直线,则与的交点坐标为 ;若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
例26.(2024·高二·全国·课后作业)直线与直线相交,则m的取值范围为 .
例27.(2024·高二·全国·专题练习)已知直线和的交点在第四象限,则的取值范围为 .
例28.(2024·高二·江苏扬州·阶段练习)已知直线经过两直线和的交点,则的值等于 .
例29.(2024·高二·全国·课后作业)若直线与直线相交,且交点在第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是 .
例30.(2024·高二·江苏宿迁·阶段练习)若直线:与:的交点在第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是 .
例31.(2024·高二·四川宜宾·期末)过定点的直线与过定点的直线交于,则
例32.(2024·高二·新疆喀什·期末)已知点与点之间的距离为5,则实数a的值为 .
例33.(2024·高二·全国·专题练习)已知点到直线的距离为1,则a的值为 .
例34.(2024·高二·福建福州·期中)若恰有两组的实数对满足关系式,则符合题意的的值为 .
例35.(2024·高二·上海·期中)设,若直线与直线之间的距离为,则的值为 .
例36.(2024·高二·浙江·期中)若直线与直线平行,则 ,它们之间的距离为 .
经典题型五:线段和差最值问题
例37.(2024·高二·江苏泰州·阶段练习)已知点,,点在直线上,则的最小值为 .
例38.(2024·高二·江苏·单元测试)已知点,点分别是x轴和直线上的两个动点,则的最小值等于 .
例39.(2024·高二·重庆九龙坡·阶段练习)直线分别交轴和于点,,为直线上一点,则的最大值是 .
例40.(2024·高二·黑龙江鹤岗·阶段练习)已知点,,P是x轴上的点,则的最小值等于 .
例41.(2024·高二·上海闵行·阶段练习)函数的值域为 .
例42.(2024·高二·湖北孝感·开学考试)已知点,点P是直线上动点,则的最小值是 .
例43.(2024·高二·江苏连云港·阶段练习)若直线l:x-2y+8=0上存在一点P到两点A(2,0),B(-2,-4)的距离之和最小,则点P的坐标为 .
例44.(2024·高二·福建龙岩·期中)已知直线,点为直线l上任意一点,则的最小值为 .
经典题型六:直线与坐标轴围成的面积问题
例45.(2024·高二·天津静海·阶段练习)设直线l的方程为
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程.
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
(3)若直线l交x轴正半轴于点A,交y轴负半轴于点B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
例46.(2024·高二·湖北武汉·期末)已知直线方程为.
(1)若直线的倾斜角为,求的值;
(2)若直线分别与轴、轴的负半轴交于、两点,为坐标原点,求面积的最小值及此时直线的方程.
例47.(2024·高一·内蒙古呼和浩特·期末)已知一条动直线,
(1)求证:直线l恒过定点,并求出定点的坐标;
(2)若直线l与、轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,是否存在直线l同时满足下列条件:①的周长为;②的面积为.若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.
例48.(2024·高二·江苏·专题练习)已知直线l:.
(1)若直线不经过第二象限,求k的取值范围;
(2)若直线l交x轴正半轴于A,交y轴负半轴于B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
例49.(2024·高二·四川成都·期中)已知直线过点,且分别与轴的正半轴、轴的正半轴交于两点,为原点,则面积最小值为 .
例50.(2024·高二·江苏徐州·阶段练习)若过点的直线与坐标轴交于两点,围成三角形的面积为16,则符合条件的直线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
例51.(2024·高二·四川成都·期中)直线过点,则直线与轴、轴的正半轴围成的三角形的面积最小值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
例52.(2024·高一·湖南长沙·期末)过点P(1,1)作直线l,与两坐标轴相交所得三角形面积为1,则直线l有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
经典题型七:点线对称、线点对称、线线对称问题
例53.(2024·高三·全国·专题练习)已知直线,点.求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线的对称直线的方程;
(3)直线关于点对称的直线的方程.
例54.(2024·高二·上海·阶段练习)已知直线,试求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线对称的直线方程;
(3)直线关于点对称的直线方程.
例55.(2024·高二·江苏无锡·期中)已知直线,点.
(1)已知直线与平行,求的值;
(2)求点关于直线的对称点的坐标.
例56.(2024·高二·全国·课后作业)已知直线,,.
(1)求直线关于直线的对称直线的方程;
(2)求直线关于直线的对称直线的方程.
例57.(2024·高二·江苏南通·期中)已知三角形的三个顶点是,,,边BC上的高所在直线为l.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l关于点B对称的直线的方程.
例58.(2024·高二·全国·单元测试)已知点,________,从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知条件补充在横线处,并作答.条件①:点关于直线的对称点的坐标为;条件②:点的坐标为,直线过点且与直线垂直;条件③点的坐标为,直线过点且与直线平行.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
(1)求直线的方程;
(2)求直线:关于直线的对称直线的方程.
经典题型八:距离新定义问题
例59.(2024·高二·安徽合肥·阶段练习)在平面直角坐标系内,O为坐标原点,对于任意两点,定义它们之间的“曼哈顿距离”为,以对于平面上任意一点P,若,则动点P的轨迹长度为 .
例60.(2024·高二·上海·期末)在平面直角坐标系xOy中,定义为,两点之间的“折线距离”.已知点,若动点P满足,则点P的轨迹所围成图形的面积为 .
例61.(2024·高二·福建厦门·阶段练习)人脸识别,是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术.在人脸识别中,主要应用距离测试检测样本之间的相似度,常用测量距离的方式有曼哈顿距离和余弦距离.设,则曼哈顿距离,余弦距离,其中(O为坐标原点).已知点,则的最大值近似等于 .(保留3位小数)(参考数据:.)
例62.(2024·高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,定义为两点,的“切比雪夫距离”.又设点P及l上任意一点Q,称d(P,Q)的最小值为点P到直线l的“切比雪夫距离”,记作d(P,l).给出下列四个命题:①对任意三点A,B,C,都有;②已知点P(3,1)和直线,则;③到原点的“切比雪夫距离”等于1的点的轨迹是正方形.其中正确的序号为 .
例63.(2024·高二·全国·课后作业)在平面直角坐标系中,定义为两点,之间的“直角距离”,若到点,的“直角距离”相等,其中实数x,y满足,,则所有满足条件的点C的轨迹的长度之和为 .
例64.(2024·高二·上海闵行·阶段练习)在平面直角坐标系中,定义两点、之间的“直角距离”为:,现有以下命题:
①若P、Q是x轴上的两点,则;
②已知,,则为定值;
③原点O与直线上任意一点P之间的直角距离的最小值为;
④若表示P、Q两点间的距离,那么.
其中真命题是 (写出所有真命题的序号)
例65.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)十九世纪著名德国犹太人数学家赫尔曼闵可夫斯基给出了两点,的曼哈顿距离为.我们把到三角形三个顶点的曼哈顿距离相等的点叫“好点”,已知三角形的三个顶点坐标为,,,则的“好点”的坐标为( )
A. B. C. D.
经典题型九:坐标法的应用
例66.(2024·高二·四川绵阳·阶段练习)在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知直线:和:,
(1)求直线与的交点坐标;
(2)过点作直线与直线,分别交于点A、B,且满足,求直线的方程.
例67.(2024·高二·全国·课后作业)数学家欧拉在年发现,任意三角形的外心、重心、垂心位于同一条直线上,这条直线称为欧拉线.在中,已知,,若其欧拉线的方程为.求:
(1)外心的坐标;
(2)重心的坐标;
(3)垂心的坐标.
例68.(2024·高二·河南·阶段练习)已知直线,直线和.
(1)求证:直线 恒过定点;
(2)设(1)中的定点为,与,的交点分别为 , ,若恰为 的中点,求.
例69.(2024·高二·上海静安·期末)如图,公路AM,AN围成的是一块顶角为α的角形土地,其中,在该块土地中P处有一小型建筑,经测量,它到公路AM,AN的距离分别为3km,,现要过点P修建一条直线公路BC,将三条公路围成的区域ABC建成一个工业园.
(1)以A为坐标原点建立适当的平面直角坐标系,求出点P的坐标;
(2)在(1)的条件下,三条公路围成的工业园区ABC的面积恰为,求公路BC所在的直线方程.
例70.(2024·高二·安徽安庆·期中)大家知道,等边三角形的重心(三条中线的交点)、外心(三条边的中垂线的交点)、垂心(三条高的交点)三点重合.
(1)观察等腰直角三角形(如图),若其重心是、外心为、垂心为,判断、、的位置关系以及线段和的长度之间的数量关系.
(2)若是等腰三角形(如图),且,,验证(1)的结论是否成立?若成立,请证明你的结论.
模块三:数学思想方法
①分类讨论思想
例71.过定点A的直线与过定点B的直线交于点,则的值为( )
A. B.10 C.20 D.
例72.已知直线的方程是,的方程是,则下列各图形中,正确的是( )
A. B.
C. D.
例73.已知直线l过点,且在两坐标轴上的截距互为相反数,则直线l的方程为( )
A. B.或
C.或 D.或
例74.直线与直线平行,则
A.2 B.2或 C. D.或
例75.已知直线:与:垂直,则实数m的值为( )
A.2或4 B.1或4 C.1或2 D.或2
②转化与化归思想
例76.直线l的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线l与坐标轴所围成的三角形的面积为10,则直线l的方程可能是( )
A. B.
C. D.
例77.经过两条直线和的交点,并且垂直于直线的直线的方程为( )
A. B. C. D.
例78.两平行直线与的距离为( )
A. B. C. D.
例79.已知直线:恒过点A,已知,动点P在直线:上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
例80.若三条直线,,相交于同一点,则点到原点的距离d的最小值是 ( )
A. B. C. D.
③数形结合思想
例81.已知两点,,直线l过点且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
例82.如图,一束光线从出发,经过坐标轴反射两次经过点,则总路径长即总长为( )
A. B.6 C. D.
例83.若直线l过点,不过第四象限,则直线l的斜率的最大值为( )
A.0 B.1 C. D.2
例84.已知点,,直线与线段AB相交,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
例85.如图所示,已知,,,,一束光线从F点出发射到BC上的D点经BC反射后,再经AC反射,落到线段AE上不含端点,则直线FD的斜率的取值范围是.( )
A. B. C. D.
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第1章 直线与方程章末题型归纳总结
目录
模块一:本章知识思维导图
模块二:典型例题
经典题型一:斜率与倾斜角的关系
经典题型二:直线方程的求法及应用
经典题型三:两直线的平行与垂直
经典题型四:两直线的交点与距离问题
经典题型五:线段和差最值问题
经典题型六:直线与坐标轴围成的面积问题
经典题型七:点线对称、线点对称、线线对称问题
经典题型八:距离新定义问题
经典题型九:坐标法的应用
模块三:数学思想方法
①分类讨论思想②转化与化归思想③数形结合思想
模块一:本章知识思维导图
模块二:典型例题
经典题型一:斜率与倾斜角的关系
例1.(2024·高二·湖北武汉·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】当时,直线的倾斜角为,
当时,由得到,
又易知,所以,即,
由的图像可知,,
综上,
故选:C.
例2.(2024·高二·安徽亳州·期末)已知两点,若直线与线段有公共点,则直线倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由直线,
变形可得,
由,解得,
可得直线恒过定点,则,
结合图象可得:
若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为,
由斜率定义,可得直线倾斜角的取值范围为.
故选:D.
例3.(2024·高二·云南昆明·阶段练习)已知直线的倾斜角的取值范围为,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】显然当时,直线的倾斜角为,不适合题意,
则,则直线的斜率为,直线的斜率为,
所以与的斜率互为相反数,所以与的倾斜角互补,
得的倾斜角的取值范围为,
故选:B.
例4.(2024·高二·广东汕头·期中)若直线的斜率,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设直线的倾斜角为,其中,可得,
因为,即,
结合正切函数的图象与性质,可得直线的倾斜角.
故选:A.
例5.(2024·高二·辽宁沈阳·阶段练习)已知点,,若,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意点,,则直线的斜率为
,
∵,
∴,又∵直线倾斜角的范围是,
∴当时,倾斜角有:;
当时,倾斜角有:;
综上,直线的倾斜角的取值范围为.
故选:A.
例6.(2024·高二·山东枣庄·阶段练习)已知直线,若直线与连接、两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】直线的方程可得,所以,直线过定点,
设直线的斜率为,直线的倾斜角为,则,
因为直线的斜率为,直线的斜率为,
因为直线经过点,且与线段总有公共点,
所以,即,因为,所以或,
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
经典题型二:直线方程的求法及应用
例7.(2024·高二·安徽安庆·阶段练习)已知点,求下列直线的方程:
(1)求经过点,且在轴上的截距是轴上截距的2倍的直线的方程;
(2)光线自点射到轴的点后被轴反射,求反射光线所在直线的方程.
【解析】(1)当直线过原点时,满足在轴上的截距是轴上截距的2倍,
此时直线方程为,将代入,可得,化简可得;
当直线不过原点时,设直线方程为,且,
即,将代入,可得,解得,
则直线方程为,化简可得;
综上,直线方程为或.
(2)点关于轴的对称点的坐标为,
由题意可知,反射光线所在的直线经过点与,
所以反射光线所在的直线斜率为,
则反射光线所在的直线方程为,
化简可得.
例8.(2024·高二·上海·阶段练习)已知的三个顶点分别为,,.求:
(1)边的中线所在直线的方程;
(2)边的中垂线所在的直线的方程.
【解析】(1)因为,,,
所以的中点,所以,
则边的中线所在直线的方程为,即;
(2)因为直线的方程为,且线段的中点,
所以边的中垂线所在的直线的方程为,即.
例9.(2024·高二·河北石家庄·阶段练习)在中,顶点A在直线上,顶点B的坐标为边的中线所在的直线方程为边的垂直平分线的斜率为.
(1)求直线的方程;
(2)若直线l过点B,且点A、点C到直线l的距离相等,求直线l的方程.
【解析】(1)由边的垂直平分线的斜率为,得直线方程为,即,
而边中线所在的直线方程为,
由,解得,则,设点,则点,
于是,解得,即点,直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
(2)由(1)知,,,
由直线l过点B,且点A、点C到直线l的距离相等,得直线过边的中点,或,
当直线过时,直线的斜率为,方程为,即,
当直线时,直线的斜率为,方程为,即,
所以直线l的方程为或.
例10.(2024·高二·北京·期中)已知的顶点坐标分别是,,,为边的中点.
(1)求中线的方程;
(2)求经过点且与直线平行的直线方程.
【解析】(1)由于,,故,而,故的方程是,即.
(2)由于直线的斜率是,且不在直线上.
所以经过点且与直线平行的直线方程为,即.
例11.(2024·高二·广东珠海·期末)已知的三个顶点是,,.
(1)求边上的中线的直线方程;
(2)求边上的高的直线方程
(3)求AC边的垂直平分线
【解析】(1),,由中点坐标公式得中点为,
又,由直线方程的两点式得边上的中线的直线方程为,
整理得:.
(2),,则,所以边上的高的直线的斜率为,
又,则边上的高的直线方程为,
整理得:.
(3)因为,,则其中点坐标为,
而,则AC边的垂直平分线的斜率为1,其方程为:,
即.
例12.(2024·高二·福建三明·期中)已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在的直线方程为.求:
(1)直线的一般式方程;
(2)求的边的长.
【解析】(1)边上的高所在的直线方程为,斜率,故,
直线方程为,即;
(2)设,则的中点坐标为,
则,解得,即,.
例13.(2024·高二·浙江杭州·期中)已知的顶点的坐标为,边上的中线所在的直线方程为,的平分线所在的直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求直线的方程
【解析】(1)设,顶点的坐标为,
由中点在上,
可得:,即,
又由于点在直线上,得,
联立解得,即;
(2)顶点的坐标为,
设A点关于的对称点为,
则有,解得,即,
显然点在BC边所在的直线上,且,
得直线的方程为:,
所以直线的方程为:.
例14.(2024·高二·全国·专题练习)如图,在平行四边形中,点.
(1)求所在直线方程;
(2)过点C作于点D,求所在直线的方程.
【解析】(1),所在直线的斜率为,
又,
所在直线方程是,即.
(2)因为,
所以,
又因为,
所以所在直线方程为,
即.
经典题型三:两直线的平行与垂直
例15.(多选题)(2024·高二·浙江·期中)已知直线和直线,则下列说法正确的是( )
A.若,则表示与轴平行或重合的直线
B.直线可以表示任意一条直线
C.若,则
D.若,则
【答案】ABD
【解析】对于A,当时,斜率为0,与轴平行或重合,故A正确;
对于B,当时,斜率不存在,当时,斜率存在,能表示任意直线,故B正确;
对于C,若,且或,则,故C错误;
对于D,若,则由可得斜率之积为-1,故,若,可得,此时满足,此时两条直线一条斜率为0,一条斜率不存在,故,故D正确.
故选:ABD.
例16.(多选题)(2024·高二·山东青岛·期末)已知直线与直线,下列说法正确的是()
A.当时,直线的倾斜角为
B.直线恒过点
C.若,则
D.若,则
【答案】BD
【解析】A中,当时,直线的斜率,设其倾斜角为,
所以,则,所以A不正确;
B中,直线,整理可得,
令,可得,
即直线恒过定点,所以B正确;
C中,当时,两条直线方程分别为:,
则两条直线重合,所以C不正确;
D中,当时,两条直线方程分别为:,
显然两条直线垂直,所以D正确.
故选:BD.
例17.(多选题)(2024·高二·福建漳州·期末)已知直线,,则( )
A.过定点 B.当时,
C.当时, D.当时,的斜率不存在
【答案】ABD
【解析】对于A,直线的方程化为,令,解得,
所以直线过定点,正确;
对于B,当时,,,所以,正确;
对于C,当时,其斜率为2,其斜率为0,故两直线相交,错误;
对于D,当时,,直线的倾斜角为,故的斜率不存在,正确.
故选:ABD.
例18.(2024·高二·安徽安庆·阶段练习)已知直线,直线.若,则实数的值为 .
【答案】或
【解析】因为直线,直线,且,
所以,解得或.
故答案为:或.
例19.(2024·高二·四川泸州·期末)直线与直线平行,则
【答案】2
【解析】由,可得,所以直线的斜率为,
所以的斜率存在,且为
由两直线平行,可得,解得或,
经检验,,两直线重合,符合题意.
故答案为:2.
例20.(2024·陕西商洛·模拟预测)已知直线与直线,若,则的最大值为 .
【答案】/0.25
【解析】因为,
即,当且仅当时取等号,
,即的最大值为.
故答案为:.
例21.(2024·高二·上海·阶段练习)设,若直线和直线平行,则 .
【答案】4
【解析】若直线和直线平行,
可得,解得,
则直线为,直线为,
显然两直线平行,故符合题意.
故答案为:4.
例22.(2024·高二·上海·期末)过点且平行于直线的直线方程为 .
【答案】
【解析】设与直线平行的直线方程为,
把点代入可得,解得,
故所求的直线的方程为,
故答案为:.
经典题型四:两直线的交点与距离问题
例23.(2024·高二·上海黄浦·期中)已知直线,,,若它们不能围成三角形,则实数的取值所构成的集合为 .
【答案】
【解析】当与平行或重合时,,
当与平行或重合时,,解得,
当与平行或重合时,,此时无解;
当三条直线经过同一点时,联立,解得,
故的取值所构成的集合为.
故答案为:
例24.(2024·高二·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
【答案】
【解析】由解得,所以的交点坐标为,
过定点,
若直线不能围成三角形,只需经过点,或与平行,或与平行,
当经过点时,,解得;
当与平行时,,解得;
当与平行时,,解得.
故的值为.
故答案为:(只需写出其中一个即可).
例25.(2024·高二·北京房山·期末)已知直线,则与的交点坐标为 ;若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
【答案】 答案不唯一(只需写出中的一个即可)
【解析】解方程组,得,所以与的交点坐标为;
由得,直线恒过定点;若直线不能围成三角形,
只需经过,或与平行,或与平行.
当经过时,图1所示,,;
当与平行时,图2所示,,;
当与平行时,图3所示,,.
故答案为:;或或(只需写出中的一个即可).
图 1
图 2
图 3
例26.(2024·高二·全国·课后作业)直线与直线相交,则m的取值范围为 .
【答案】
【解析】因为直线与直线,即相交,
所以,解得.
所以m的取值范围为.
故答案为:
例27.(2024·高二·全国·专题练习)已知直线和的交点在第四象限,则的取值范围为 .
【答案】
【解析】联立可得,
所以,两直线的交点坐标为,且交点在第四象限,
则,解得,因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
例28.(2024·高二·江苏扬州·阶段练习)已知直线经过两直线和的交点,则的值等于 .
【答案】
【解析】联立方程组,解得,即两直线的交点为,
将点代入直线,可得,解得,
即实数的值为.
故答案为:.
例29.(2024·高二·全国·课后作业)若直线与直线相交,且交点在第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是 .
【答案】
【解析】由两直线相交可得,
联立,解得;
所以两直线的交点坐标为;
又两直线交点在第一象限,所以,解得,
又直线l的倾斜角为,则,所以可得.
故答案为:
例30.(2024·高二·江苏宿迁·阶段练习)若直线:与:的交点在第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是 .
【答案】
【解析】由题意可知,联立方程组可得交点的坐标为;
又因为点在第一象限,所以,解得.
即直线的斜率取值范围为,设其倾斜角为,
即,所以倾斜角的取值范围是.
故答案为:.
例31.(2024·高二·四川宜宾·期末)过定点的直线与过定点的直线交于,则
【答案】10
【解析】由题意可得:,则,
由,则,
当时,两直线垂直,
当时,两直线斜率之积等于,
∴直线和直线垂直,
则.
故答案为:10
例32.(2024·高二·新疆喀什·期末)已知点与点之间的距离为5,则实数a的值为 .
【答案】或
【解析】,
化简为,解得:或.
故答案为:或
例33.(2024·高二·全国·专题练习)已知点到直线的距离为1,则a的值为 .
【答案】
【解析】由题意知,解得.
故答案为:
例34.(2024·高二·福建福州·期中)若恰有两组的实数对满足关系式,则符合题意的的值为 .
【答案】/
【解析】可以看成点到直线:的距离,
可以看成点到直线:的距离,
由已知可得,,:不过原点,
又由恰有两组的实数对满足关系式,
所以可以看成有且仅有两条直线满足,直线方程:,
所以满足题意的直线:
第一条是线段的垂直平分线,当:是的垂直平分线时,
因为,所以,符合题意;
第二条只能取自与直线平行的两条直线中的一条,且此时另一条直线过原点,
此时第二条直线的方程为,
所以此时,即,符合题意;
所以.
故答案为:.
例35.(2024·高二·上海·期中)设,若直线与直线之间的距离为,则的值为 .
【答案】2或
【解析】由题意可得,解得或,
故答案为:2或
例36.(2024·高二·浙江·期中)若直线与直线平行,则 ,它们之间的距离为 .
【答案】
【解析】因为直线与直线平行,
所以,解得,
所以直线的方程可化简,
而直线,即直线,
它们之间的距离为,
故答案为:;.
经典题型五:线段和差最值问题
例37.(2024·高二·江苏泰州·阶段练习)已知点,,点在直线上,则的最小值为 .
【答案】
【解析】如图所示,
设点关于直线的对称点为,则,
解得,即,
所以,等号成立当且仅当点与点重合,其中点为与直线的交点.
故答案为:.
例38.(2024·高二·江苏·单元测试)已知点,点分别是x轴和直线上的两个动点,则的最小值等于 .
【答案】
【解析】如图,作点关于轴的对称点,则,
此时最小值即为到直线的距离,即,
所以的最小值为,
故答案为:.
例39.(2024·高二·重庆九龙坡·阶段练习)直线分别交轴和于点,,为直线上一点,则的最大值是 .
【答案】.
【解析】由直线分别交轴和于点,可得,
如图所示,设点关于直线的对称点为,
则,解得,即,
又由,即,则,
当且仅当三点共线时,等号成立,
即的最大值为,即的最大值为.
故答案为:.
例40.(2024·高二·黑龙江鹤岗·阶段练习)已知点,,P是x轴上的点,则的最小值等于 .
【答案】
【解析】
如图,过点作轴的对称点,连接与轴的交点即为点,
此时有最小值.
又坐标为,所以.
故答案为:.
例41.(2024·高二·上海闵行·阶段练习)函数的值域为 .
【答案】
【解析】原式为,即可看作是动点到定点的距离之和,
设关于轴的对称点为,连接交轴于 ,此时最小,且最小值为,故函数的值域为,
故答案为:
例42.(2024·高二·湖北孝感·开学考试)已知点,点P是直线上动点,则的最小值是 .
【答案】13
【解析】作A点关于直线的对称点,如图所示,
易知,
故,此时与直线的交点为P点,
故的最小值是13.
故答案为:13
例43.(2024·高二·江苏连云港·阶段练习)若直线l:x-2y+8=0上存在一点P到两点A(2,0),B(-2,-4)的距离之和最小,则点P的坐标为 .
【答案】
【解析】设点A关于l:x-2y+8=0的对称点为A1(m,n),
则,解得,故A1(-2,8).
则直线A1B的方程为x=-2.
如图所示:
当点P是直线A1B与直线x-2y+8=0的交点时,最小,
将x=-2代入x-2y+8=0,得y=3,故点P的坐标为.
故答案为:
例44.(2024·高二·福建龙岩·期中)已知直线,点为直线l上任意一点,则的最小值为 .
【答案】
【解析】表示直线上的点到点和的距离和,
即,
设点关于直线的对称点为,则,
所以,
当三点共线时取等号,
所以的最小值为,
故答案为:.
经典题型六:直线与坐标轴围成的面积问题
例45.(2024·高二·天津静海·阶段练习)设直线l的方程为
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程.
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
(3)若直线l交x轴正半轴于点A,交y轴负半轴于点B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
【解析】(1)当直线过原点时满足条件,此时,解得,化为.
当直线不过原点时,则直线斜率为-1,故,解得,可得直线的方程为:.
综上所述,直线的方程为或.
(2),
∵不经过第二象限,∴,解得.
∴实数的取值范围是.
(3)令,解得,解得;
令,解得,解得或.
综上有.
∴
,
当且仅当时取等号.
∴(为坐标原点)面积的最小值是6,此时直线方程,即
例46.(2024·高二·湖北武汉·期末)已知直线方程为.
(1)若直线的倾斜角为,求的值;
(2)若直线分别与轴、轴的负半轴交于、两点,为坐标原点,求面积的最小值及此时直线的方程.
【解析】(1)由题意可得.
(2)在直线的方程中,令可得,即点,
令可得,即点,
由已知可得,解得,
所以,
,
当且仅当时,等号成立,此时直线的方程为,即.
例47.(2024·高一·内蒙古呼和浩特·期末)已知一条动直线,
(1)求证:直线l恒过定点,并求出定点的坐标;
(2)若直线l与、轴的正半轴分别交于、两点,为坐标原点,是否存在直线l同时满足下列条件:①的周长为;②的面积为.若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)证明:将直线方程变形为,
由,可得,
因此,直线恒过定点.
(2)设点A的坐标为,若,则,
则、,直线的斜率为,
故直线的方程为,即,
此时直线与轴的交点为,则,,,
此时的周长为.
所以,存在直线满足题意.
例48.(2024·高二·江苏·专题练习)已知直线l:.
(1)若直线不经过第二象限,求k的取值范围;
(2)若直线l交x轴正半轴于A,交y轴负半轴于B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
【解析】(1)由方程可知:时,直线在x轴与y轴上的截距分别为:,.
直线不经过第二象限,,解得
当时,直线变为满足题意.
综上可得:k的取值范围是;
(2)由直线l的方程可得,.
由题意可得,解得.
当且仅当时取等号.
的最小值为4,此时直线l的方程为.
例49.(2024·高二·四川成都·期中)已知直线过点,且分别与轴的正半轴、轴的正半轴交于两点,为原点,则面积最小值为 .
【答案】
【解析】依题意,设直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
则直线的方程为,
直线过点,,
,
,
,即,
当且仅当, 即 时取等号,
面积最小值为.
故答案为:.
例50.(2024·高二·江苏徐州·阶段练习)若过点的直线与坐标轴交于两点,围成三角形的面积为16,则符合条件的直线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】由题意直线显然不过原点,所以不妨设直线:,,
又点在直线上,所以,,
又三角形的面积为16,所以,,
所以,整理得;
当时,方程变为,解得或满足题意,
将和分别代入,解得对应的分别为;
当时,方程变为,解得或满足题意,
将和分别代入,解得对应的分别为;
综上所述:满足题意的直线为:,共有4条.
故选:D.
例51.(2024·高二·四川成都·期中)直线过点,则直线与轴、轴的正半轴围成的三角形的面积最小值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
【答案】B
【解析】设直线:,,
因为直线过点,所以,即,
所以,解得,当且仅当,即,时等号成立,
则直线与轴、轴的正半轴围城的三角形面积.
故选:B.
例52.(2024·高一·湖南长沙·期末)过点P(1,1)作直线l,与两坐标轴相交所得三角形面积为1,则直线l有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【解析】由题意可知,直线的斜率存在,则设直线的方程为,
令,解得;令,解得.
,
化为,即①,②,
由于方程①,方程②无解,可得两个方程共有2个不同的解.
因此直线共有2条.
故选:B.
经典题型七:点线对称、线点对称、线线对称问题
例53.(2024·高三·全国·专题练习)已知直线,点.求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线的对称直线的方程;
(3)直线关于点对称的直线的方程.
【解析】(1)设,由得,
则,解得,故.
(2)在直线上取一点,如,则关于直线的对称点必在上,
设对称点为,则,解得,即,
设与的交点为,则由,解得,即,
又经过点,故,
所以直线的方程为,即.
(3)设为上任意一点,
则关于点的对称点为,
因为在直线上,所以,
即直线的方程为.
例54.(2024·高二·上海·阶段练习)已知直线,试求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线对称的直线方程;
(3)直线关于点对称的直线方程.
【解析】(1)设点关于直线 的对称点的坐标为,
则有题意可得,解得,
故点关于直线的对称点的坐标为.
(2)由可得,
直线与直线的交点为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则由解得,
即.
由题意可得、两点是所求直线上的两个点,则直线斜率为,
则直线方程为,
化简为.
(3)在直线上任意取出两个点,
求出这两个点关于点对称点分别为
由题意可得,是所求直线上的两个点,
则直线斜率为3,
则所求直线方程为,
即.
例55.(2024·高二·江苏无锡·期中)已知直线,点.
(1)已知直线与平行,求的值;
(2)求点关于直线的对称点的坐标.
【解析】(1)由直线平行直线,可得,解得或,
当时,直线符合题意,
当时,直线与直线重合,不合题意,
所以的值为3.
(2)设对称点的坐标为,则中点的坐标为,
所以可得,解得,
所以的坐标为.
例56.(2024·高二·全国·课后作业)已知直线,,.
(1)求直线关于直线的对称直线的方程;
(2)求直线关于直线的对称直线的方程.
【解析】(1)因为,所以.
设直线的方程为(,且).
在直线上取点,设点关于直线的对称点为,
则,解得,
即点的坐标为.
把点的坐标代入直线的方程,得,解得,
所以直线的方程为.
(2)由,得,
所以与的交点坐标为.
另取上不同于A的一点,
设关于的对称点为,
则,得,
即点的坐标为.
所以过与的直线的方程为,
即.
例57.(2024·高二·江苏南通·期中)已知三角形的三个顶点是,,,边BC上的高所在直线为l.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l关于点B对称的直线的方程.
【解析】(1)因为点,,所以,
因为,所以,且直线l经过点,
所以直线l的方程为,即.
(2)设直线的方程为,
由点到直线l和直线的距离相等,
所以,解得,
所以直线的方程为.
例58.(2024·高二·全国·单元测试)已知点,________,从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知条件补充在横线处,并作答.条件①:点关于直线的对称点的坐标为;条件②:点的坐标为,直线过点且与直线垂直;条件③点的坐标为,直线过点且与直线平行.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
(1)求直线的方程;
(2)求直线:关于直线的对称直线的方程.
【解析】(1)选择条件:
因为点关于直线的对称点的坐标为,
所以是线段的垂直平分线,线段的中点坐标为.
因为,
所以直线的斜率为.
所以直线的方程为,即.
选择条件:
因为,直线与直线垂直,
所以直线的斜率为.
又因为直线过点,
所以直线的方程为,即.
选择条件,
因为,直线与直线平行,
所以直线的斜率为.
又因为直线过点,
所以直线的方程为,即.
(2)联立方程组,解得,
故,的交点坐标为,
设关于:对称的点为.
则,解得.
因为在直线:上,
所以直线关于直线对称的直线经过点,,代入两点式方程得,即,
所以:关于直线的对称直线的方程为.
经典题型八:距离新定义问题
例59.(2024·高二·安徽合肥·阶段练习)在平面直角坐标系内,O为坐标原点,对于任意两点,定义它们之间的“曼哈顿距离”为,以对于平面上任意一点P,若,则动点P的轨迹长度为 .
【答案】
【解析】
由题意设,则,用分别用依次代入该方程,发现该方程不变,
所以曲线的图象关于坐标轴以及坐标原点对称,
不妨设,此时即,它与坐标轴的两个交点坐标为,
它们的距离为,
所以由对称性得动点P的轨迹长度为.
故答案为:.
例60.(2024·高二·上海·期末)在平面直角坐标系xOy中,定义为,两点之间的“折线距离”.已知点,若动点P满足,则点P的轨迹所围成图形的面积为 .
【答案】/0.5
【解析】设,,
当时,则,即,
当时,则,即,
当时,则,即,
当时,则,即,
联立,解得,同理可得其他点的坐标,
故点的轨迹所围成图形为正方形,
则
故答案为:
例61.(2024·高二·福建厦门·阶段练习)人脸识别,是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术.在人脸识别中,主要应用距离测试检测样本之间的相似度,常用测量距离的方式有曼哈顿距离和余弦距离.设,则曼哈顿距离,余弦距离,其中(O为坐标原点).已知点,则的最大值近似等于 .(保留3位小数)(参考数据:.)
【答案】
【解析】设,
由题意可得:,即,
可知表示正方形,其中,
即点在正方形的边上运动,
因为,由图可知:
当取到最小值,即最大,
点有如下两种可能:
①点为点A,则,可得;
②点在线段上运动时,此时与同向,不妨取,
则;
因为,
所以的最大值为.
故答案为:.
例62.(2024·高三·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,定义为两点,的“切比雪夫距离”.又设点P及l上任意一点Q,称d(P,Q)的最小值为点P到直线l的“切比雪夫距离”,记作d(P,l).给出下列四个命题:①对任意三点A,B,C,都有;②已知点P(3,1)和直线,则;③到原点的“切比雪夫距离”等于1的点的轨迹是正方形.其中正确的序号为 .
【答案】①②③
【解析】其中①③的讨论见后文.
②设点Q是直线上一点,且,则.由,解得,即有,当时,取得最小值;由,解得或,即有,此时的范围是,无最值.故P,Q两点的“切比雪夫距离”的最小值为.
综上,①②③正确.
例63.(2024·高二·全国·课后作业)在平面直角坐标系中,定义为两点,之间的“直角距离”,若到点,的“直角距离”相等,其中实数x,y满足,,则所有满足条件的点C的轨迹的长度之和为 .
【答案】
【解析】因为到点,的“直角距离”相等,
所以,
因为,,
所以当时,,该段轨迹的长度为1,
当时,,该段轨迹的长度为,
当时,,该段轨迹的长度为1,
所以点C的轨迹的长度之和为.
故答案为:.
例64.(2024·高二·上海闵行·阶段练习)在平面直角坐标系中,定义两点、之间的“直角距离”为:,现有以下命题:
①若P、Q是x轴上的两点,则;
②已知,,则为定值;
③原点O与直线上任意一点P之间的直角距离的最小值为;
④若表示P、Q两点间的距离,那么.
其中真命题是 (写出所有真命题的序号)
【答案】①②③④
【解析】若P、Q是x轴上的两点,则,故;故①正确;
已知,,
则为定值,故②正确;
设,则,
在上单调递减,在上单调递增,故当时,,故③正确
若表示、两点间的距离,那么,
,
,
,即,
则,故④正确;
故答案为:①②③④
例65.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)十九世纪著名德国犹太人数学家赫尔曼闵可夫斯基给出了两点,的曼哈顿距离为.我们把到三角形三个顶点的曼哈顿距离相等的点叫“好点”,已知三角形的三个顶点坐标为,,,则的“好点”的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对于A,设,
则,
所以点不是的“好点”;
对于B,设,
则,
,
所以,
所以点是的“好点”;
对于C,设,
则,
所以点不是的“好点”;
对于D,设,
则,
所以点不是的“好点”.
故选:B.
经典题型九:坐标法的应用
例66.(2024·高二·四川绵阳·阶段练习)在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知直线:和:,
(1)求直线与的交点坐标;
(2)过点作直线与直线,分别交于点A、B,且满足,求直线的方程.
【解析】(1)由,得,,
所以直线与的交点坐标为;
(2)由可知,点是线段的中点,
在直线上任取一点,
所以点关于的对称点,
点在直线上, 把点代入 方程,
,解得
所以,,
即直线方程为:,即.
例67.(2024·高二·全国·课后作业)数学家欧拉在年发现,任意三角形的外心、重心、垂心位于同一条直线上,这条直线称为欧拉线.在中,已知,,若其欧拉线的方程为.求:
(1)外心的坐标;
(2)重心的坐标;
(3)垂心的坐标.
【解析】(1)中点为且,垂直平分线方程为:,
即,
由得:,即外心.
(2)设,则重心,
将代入欧拉线得:,即…①;
由得:…②;
由①②得:或(与重合,不合题意),
,重心.
(3)由(2)知:;由(1)知:,
边的高所在直线方程为:,即;
由得:,垂心.
例68.(2024·高二·河南·阶段练习)已知直线,直线和.
(1)求证:直线 恒过定点;
(2)设(1)中的定点为,与,的交点分别为 , ,若恰为 的中点,求.
【解析】(1)由题,
可化为,
由于,令,可得,
所以,解得,
即直线 恒过定点.
所以直线 恒过定点.
(2)由(1)知,不妨设,
由题意可知,恰为 的中点,
所以,
因为, 分别在直线 和直线 上,
所以,
解得 ,所以,
将代入直线方程,解得.
所以 的值为 .
例69.(2024·高二·上海静安·期末)如图,公路AM,AN围成的是一块顶角为α的角形土地,其中,在该块土地中P处有一小型建筑,经测量,它到公路AM,AN的距离分别为3km,,现要过点P修建一条直线公路BC,将三条公路围成的区域ABC建成一个工业园.
(1)以A为坐标原点建立适当的平面直角坐标系,求出点P的坐标;
(2)在(1)的条件下,三条公路围成的工业园区ABC的面积恰为,求公路BC所在的直线方程.
【解析】(1)如图,以A为原点,建立平面直角坐标系:
∵,∴直线AN的方程是.设点.
∵点P到直线AM的距离为3,∴.
由点P到直线AN的距离为,得,解得或(舍去),
∴点.
(2)显然,直线BC的斜率存在.
设直线BC的方程为,.令得.
由,解得.
∴.
∵,∴,解得.
故直线BC的方程为.
例70.(2024·高二·安徽安庆·期中)大家知道,等边三角形的重心(三条中线的交点)、外心(三条边的中垂线的交点)、垂心(三条高的交点)三点重合.
(1)观察等腰直角三角形(如图),若其重心是、外心为、垂心为,判断、、的位置关系以及线段和的长度之间的数量关系.
(2)若是等腰三角形(如图),且,,验证(1)的结论是否成立?若成立,请证明你的结论.
【解析】(1)建立如图所示的平面直角坐标系,
设等腰直角三角形中,,所以有,
显然重心的坐标为:,外心的坐标为:,显然垂心与点重合,,,所以有,
因此、、三点共线,且;
(2)建立如图所示的直角坐标系:
因为,,所以有,
显然重心的坐标为:,设,
,
由,即
且,解得,即,
设,因此有:,即,即,
,,所以有,
因此、、三点共线,且.
模块三:数学思想方法
①分类讨论思想
例71.过定点A的直线与过定点B的直线交于点,则的值为( )
A. B.10 C.20 D.
【答案】C
【解析】
由可得:,
由可得,所以定点,
直线可化为,
由可得,所以定点,
当时,直线方程为,,此时两直线垂直,
当时,由两直线的斜率之积为,可知两直线垂直,
所以,
所以,
故选:
例72.已知直线的方程是,的方程是,则下列各图形中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
, 直线 与直线 的斜率均存在.
对于A选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应小于0,在 y 轴上的截距应小于0,故A选项不符合;
对于B选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应大于0,在 y 轴上的截距应小于0,故B选项不符合;
对于C选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应大于0,在 y 轴上的截距应大于0,故C选项不符合;
对于D选项,根据直线 的图象可知 ,且 ,因此直线 的斜率应大于0,在 y 轴上的截距应大于0,故D选项符合.
故选:
例73.已知直线l过点,且在两坐标轴上的截距互为相反数,则直线l的方程为( )
A. B.或
C.或 D.或
【答案】C
【解析】
①当直线经过原点时,在两个轴上的截距都为0,符合题意,
此时直线方程为;
②当直线不经过原点时,设直线方程为,
代入,可得,则直线l的方程为,
综上,符合题意的直线为或
故选
例74.直线与直线平行,则
A.2 B.2或 C. D.或
【答案】B
【解析】
当 即 时,
两直线为 , ,
两直线不平行,不符合题意;
当即时,
直线的斜率为 ,
直线的斜率为 ,
因为两直线平行,所以 ,
解得或 ,
故选
例75.已知直线:与:垂直,则实数m的值为( )
A.2或4 B.1或4 C.1或2 D.或2
【答案】D
【解析】
时,两条直线不垂直,舍去.
时,由,
可得:,
化为:,
解得或2,满足条件.
故选
②转化与化归思想
例76.直线l的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线l与坐标轴所围成的三角形的面积为10,则直线l的方程可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
设直线l的倾斜角为,则
因为,所以或舍去
设直线l的方程为,则直线l与坐标轴的交点分别为,,
由,得,
故直线l的方程可能是
例77.经过两条直线和的交点,并且垂直于直线的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
由得,
因为所求直线与直线垂直,
所以可设所求直线的方程为,
代入点,解得,
故所求直线的方程为
故选
例78.两平行直线与的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
由直线取一点 ,
则两平行直线的距离等于A到直线的距离
故选
例79.已知直线:恒过点A,已知,动点P在直线:上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由化简得,
所以,
如下图所示:
由图形可知,点A、B在直线的同侧,
且直线的斜率为1,
设点B关于直线的对称点为点,
则,解得,,即点,
由对称性可知,
故选
例80.若三条直线,,相交于同一点,则点到原点的距离d的最小值是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
联立,解得,
把代入,得,,
点到原点的距离,
当且仅当,时取等号.
点到原点的距离的最小值为
故选
③数形结合思想
例81.已知两点,,直线l过点且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
【答案】B
【解析】
如下图示,
当直线l过A时,,
当直线l过B时,,
由图知:或
故选:
例82.如图,一束光线从出发,经过坐标轴反射两次经过点,则总路径长即总长为( )
A. B.6 C. D.
【答案】C
【解析】
易知点关于y轴对称的点为,
点关于x轴对称的点为,
则
故选
例83.若直线l过点,不过第四象限,则直线l的斜率的最大值为( )
A.0 B.1 C. D.2
【答案】D
【解析】
由直线l过点,且不过第四象限,
可知直线l的可能位置如图中阴影区域所示.
由图可知,当直线过点,时,斜率取到最大值,最大值
故选
例84.已知点,,直线与线段AB相交,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】易知直线经过定点,直线的斜率为,如图所示,
,若直线与线段AB相交,由图可知,或,解得或故选
例85.如图所示,已知,,,,一束光线从F点出发射到BC上的D点经BC反射后,再经AC反射,落到线段AE上不含端点,则直线FD的斜率的取值范围是.( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
,,,
直线BC方程为,直线AC方程为,
作F关于BC的对称点P,,,
再作P关于AC的对称点M,则,
连接MA,设ME交AC与点N,则直线ME方程为,,
连接PN、PA分别交BC为点G、H,
则直线PN方程为,直线PA方程为,
,
连接GF,HF,则G,H之间即为点D的变动范围.
直线FG方程为,直线FH的斜率为,
斜率的范围为,
故选
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