内容正文:
第08讲 直线的点斜式方程、直线的两点式方程
【知识梳理】
· 考点一:直线方程的点斜式
· 考点二:直线的两点式方程
· 考点三:直线的截距式方程
· 考点四:直线和坐标轴围成的面积问题
· 考点五:直线方程的综合问题
【知识梳理】
知识点一:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点二:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
【例题详解】
题型一:直线方程的点斜式
1.(23-24高二上·四川达州·期末)经过点且倾斜角为的直线方程是( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·河南·期中)过点且与直线垂直的直线l的方程为( )
A. B. C. D.
3.(21-22高三上·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知△ABC的三个顶点的坐标分别为A(1,0),B(5,2),,则AB边上的高CD所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
题型二:直线的两点式方程
4.(21-22高二·全国)经过两点的直线方程都可以表示为( )
A.= B.=
C. D.=
5.(22-23高二上·安徽阜阳·期末)过点和点的直线在上的截距为( )
A.1 B.2 C. D.
6.(22-23高二上·全国·课后作业)已知的三个顶点分别为,M为AB的中点,则中线CM所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
题型三:直线的截距式方程
7.(23-24高二上·安徽滁州·期末)在平面直角坐标系中,直线在轴上的截距为( )
A. B.8 C. D.
8.(23-24高二上·天津南开·阶段练习)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
9.(23-24高二上·天津武清·期中)已知直线过点(2, 1),且横截距、纵截距满足,则该直线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.x+2y-4=0
C.x-2y=0或x+2y-4=0 D.x-2y=0或2x+y-5=0
题型四:直线和坐标轴围成的面积问题
10.(23-24高二上·河北邯郸)直线的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线与坐标轴所围成的三角形的面积为,则直线的方程可能是( )
A. B.
C. D.
11.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,则( )
A. B.或
C. D.或
12.(21-22高二上·全国·课后作业)过点且在两坐标轴上截距之和为0(不过原点)的直线方程为 ,此直线与两坐标轴围成的三角形面积为 .
题型五:直线方程的综合问题
13.(23-24高二上·上海·期末)已知直线过点.
(1)若直线过点,求直线的方程;
(2)若直线在轴和轴上的截距相等,求直线的方程.
14.(23-24高二上·安徽·期末)已知直线过点.
(1)若直线在轴上的截距、在轴上的截距的满足,求直线的方程;
(2)若直线与两坐标轴的正半轴分别交于,两点,为坐标原点,当的面积最小时,求直线的方程.
15.(23-24高二上·安徽安庆)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.
【专项训练】
一、单选题
16.(23-24高二上·河南郑州·期末)过点,且倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
17.(23-24高二上·甘肃白银·期末)若直线过点且与斜率为4的直线垂直,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
18.(23-24高二上·北京顺义·期中)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
19.(23-24高二上·黑龙江大庆·阶段练习)已知直线经过第一、二、三象限且斜率小于1,那么下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
20.(23-24高二上·陕西榆林·阶段练习)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
21.(2023高二·江苏·专题练习)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.
22.(23-24高二上·湖北·阶段练习)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
23.(23-24高二上·河南濮阳·阶段练习)瑞士数学家欧拉在《三角形的几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上.这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,,,若直线:与的欧拉线平行,则实数的值为( )
A. B. C. D.3
24.(22-23高二上·湖北·阶段练习)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
二、多选题
25.(23-24高二上·浙江舟山·期末)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
C.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为,则该直线方程为
D.过两点的直线方程为
26.(23-24高二上·安徽安庆·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角的取值范围是
B.“”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
C.过点且在轴,轴截距相等的直线方程为
D.经过平面内任意相异两点的直线都可以用方程表示.
27.(23-24高二上·四川眉山)直线和直线,下列说法正确的是( )
A.当时,或;
B.当时,;
C.当时,过直线与的交点且平行于的直线方程为:
D.当时,直线关于对称的直线方程为:
28.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)已知的三个顶点为,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜率为
B.直线的倾斜角为钝角
C.边上的中线所在的直线方程为
D.边所在的直线方程为
29.(23-24高二上·辽宁·期中)下列说法不正确的是( )
A.“”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
B.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
C.过,两点的所有直线的方程为
D.直线与直线互相平行,则
三、填空题
30.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知直线在两坐标轴上的截距相等,则 .
31.(23-24高二上·江西萍乡·期末)已知过点的直线在轴上的截距是其在轴上截距的3倍,则满足条件的一条直线的方程为 .
32.(23-24高二上·四川眉山·阶段练习)已知直线l过点,且分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,则面积最小值为 .
33.(2024高二上·全国·专题练习)直线l过点且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为 ,当的面积取最小值时直线l的一般式方程是 .
四、解答题
34.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线l经过点和点.
(1)求直线l的两点式方程,并化为截距式方程;
(2)求直线l与两坐标轴围成的图形面积.
35.(23-24高二上·江苏徐州·阶段练习)根据条件写出下列直线的方程:
(1)斜率为,在轴上的截距是;
(2)倾斜角为,在轴上的截距是;
(3)倾斜角是直线的倾斜角的一半,且过点.
36.(2023高二上·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.
37.(23-24高二上·陕西咸阳·期中)在中,已知.
(1)求边上中线所在的直线方程;
(2)求边上的高所在的直线方程.
38.(22-23高二上·福建泉州)已知两点,.
(1)求线段的垂直平分线;
(2)直线过点且与线段有交点,求直线的倾斜角的取值范围.
39.(23-24高二上·安徽马鞍山)已知直线经过点.
(1)若不过原点且在两坐标轴上截距和为零,求的点斜式方程;
(2)设的斜率与两坐标轴的交点分别为、B,当的面积最小时,求的斜截式方程.
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第08讲 直线的点斜式方程、直线的两点式方程
【知识梳理】
· 考点一:直线方程的点斜式
· 考点二:直线的两点式方程
· 考点三:直线的截距式方程
· 考点四:直线和坐标轴围成的面积问题
· 考点五:直线方程的综合问题
【知识梳理】
知识点一:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点二:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
【例题详解】
题型一:直线方程的点斜式
1.(23-24高二上·四川达州·期末)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.(23-24高二上·河南·期中)过点且与直线垂直的直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由直线的垂直关系,结合已知直线的斜率可得所求直线的斜率,由直线的点斜式方程结合已知条件即可求解.
【详解】因为直线的斜率为1,由题意,所求直线l的斜率为-1,
又直线l过点,所以由点斜式方程可知直线l的方程为:,
即,
故选:C
3.(21-22高三上·内蒙古巴彦淖尔·期末)已知△ABC的三个顶点的坐标分别为A(1,0),B(5,2),,则AB边上的高CD所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出的斜率,根据两直线垂直的性质,得出直线的斜率,从而得出直线的方程.
【详解】解:因为,
所以,
所以直线为:,即.
故选:C.
题型二:直线的两点式方程
4.(21-22高二·全国)经过两点的直线方程都可以表示为( )
A.= B.=
C. D.=
【答案】C
【分析】利用直线方程的两点式即可得出.
【详解】当时,由两点式可得直线方程为:=,
化为:,
对于或时上述方程也成立,
因此直线方程为:.
故选:C.
5.(22-23高二上·安徽阜阳·期末)过点和点的直线在上的截距为( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】A
【分析】求出直线AB的方程,解出直线在上的截距
【详解】过点和点的直线方程为即,
故直线在上的截距为1,
故选:A
6.(22-23高二上·全国·课后作业)已知的三个顶点分别为,M为AB的中点,则中线CM所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求得点M的坐标,由直线的两点式方程求解.
【详解】点M的坐标为(2,1),由直线的两点式方程得,即.
故选:D
题型三:直线的截距式方程
7.(23-24高二上·安徽滁州·期末)在平面直角坐标系中,直线在轴上的截距为( )
A. B.8 C. D.
【答案】A
【分析】对直线方程,令,即可求得结果.
【详解】对方程,令,解得;
故直线在轴上的截距为.
故选:A.
8.(23-24高二上·天津南开·阶段练习)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.
9.(23-24高二上·天津武清·期中)已知直线过点(2, 1),且横截距、纵截距满足,则该直线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.x+2y-4=0
C.x-2y=0或x+2y-4=0 D.x-2y=0或2x+y-5=0
【答案】C
【分析】分截距为0和截距不为0时,根据直线过点(2,1)求解.
【详解】解:当截距为0时,设直线的方程为:,
因为直线过点(2, 1),所以,即,则直线方程为:;
当截距不为0时,设直线方程为,
因为直线过点(2,1),所以,则,
所以直线方程为,即,
综上:直线的方程为: x-2y=0或x+2y-4=0,
故选:C
题型四:直线和坐标轴围成的面积问题
10.(23-24高二上·河北邯郸)直线的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线与坐标轴所围成的三角形的面积为,则直线的方程可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由斜率的几何意义结合二倍角公式可以先求出所求直线的斜率,再结合已知条件即可求出直线方程.
【详解】由题意不妨设直线与直线的斜率分别为,倾斜角分别为,
而,,又由二倍角公式,
所以有,整理得,解得或(舍去),
所以设直线的方程为,
则直线与坐标轴分别交于,
所以由题意直线与坐标轴所围成的三角形的面积为,
解得,所以设直线的方程为,
当时,它可以变形为.
故选:C.
11.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,则( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】求出直线在坐标轴上的截距,再利用面积公式解方程可得.
【详解】令,得;令,得.
故与坐标轴围成的三角形的面积为,解得.
故选:B
12.(21-22高二上·全国·课后作业)过点且在两坐标轴上截距之和为0(不过原点)的直线方程为 ,此直线与两坐标轴围成的三角形面积为 .
【答案】
【分析】
设直线的截距式方程,将点坐标代入求解即可;先求出直线与坐标轴的交点,利用三角形面积公式求解即可.
【详解】
当直线不过原点时,可知直线在两坐标轴上的截距互为相反数,且不为0.
可设直线方程为,因为直线过,所以,解得,
所以直线方程为.
当直线方程为时,与x轴的交点坐标为,与y轴的交点坐标为,
故答案为.
题型五:直线方程的综合问题
13.(23-24高二上·上海·期末)已知直线过点.
(1)若直线过点,求直线的方程;
(2)若直线在轴和轴上的截距相等,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据直线过两点求出斜率,由点斜式方程求出直线方程;
(2)设出直线的点斜式方程,列式运算即可得出直线方程.
【详解】(1)由直线过点,,所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即.
(2)直线过点,在轴和轴上的截距相等,
设直线的方程为,,
令得,令得,则,
解得或,
所以直线的方程为或.
14.(23-24高二上·安徽·期末)已知直线过点.
(1)若直线在轴上的截距、在轴上的截距的满足,求直线的方程;
(2)若直线与两坐标轴的正半轴分别交于,两点,为坐标原点,当的面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)分直线过原点和不过原点,利用截距式直线方程解题即可;
(2)利用点斜式直线方程以及基本不等式解题即可.
【详解】(1)根据题意:直线在轴上的截距是在轴上的截距的3倍,
当直线不过原点时,设直线为,
将代入可得,
所以直线的方程为;
当直线过原点时,直线的斜率为,
所以直线的方程为即.
综上,直线的方程为或;
(2)设直线的方程为,
所以,,
所以,
当且仅当时,,(舍),
所以直线的方程为即.
15.(23-24高二上·安徽安庆)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.
【答案】(1)或.
(2)
【分析】(1)根据题意,分直线过原点与不过原点讨论,结合直线的截距式代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,求得点关于轴的对称点的坐标为,再由直线的点斜式代入计算,即可得到结果.
【详解】(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.
【专项训练】
一、单选题
16.(23-24高二上·河南郑州·期末)过点,且倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】倾斜角为的直线斜率不存在,可解.
【详解】过点,且倾斜角为的直线垂直于轴,
其方程为.
故选:B
17.(23-24高二上·甘肃白银·期末)若直线过点且与斜率为4的直线垂直,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据直线垂直的斜率关系求出斜率,然后可得直线方程.
【详解】因为直线与斜率为4的直线垂直,
所以直线的斜率为,
又直线过点,
所以直线的方程为,即.
故选:A
18.(23-24高二上·北京顺义·期中)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,方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
则,解得,
所以直线方程为,
综上所求直线方程为或.
故选:C.
19.(23-24高二上·黑龙江大庆·阶段练习)已知直线经过第一、二、三象限且斜率小于1,那么下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意首先确定,的范围,然后逐一考查所给命题的真假即可.
【详解】已知直线经过第一、二、三象限,则直线在轴上的截距,在轴上的截距,
由直线的斜率小于1,可知,结合可得,
对于A,由绝对值的性质可知,故选项A错误,
对于B,由幂函数的单调性可知,故选项B错误,
对于C,由不等式的性质,可得,,则,故选项C错误,
对于D,,,则,故选项D正确.
故选:D
20.(23-24高二上·陕西榆林·阶段练习)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.
21.(2023高二·江苏·专题练习)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
【分析】根据正切的二倍角公式,结合三角形面积公式进行求解即可.
【详解】,
所以直线的斜率为负值,因此直线的倾斜角为钝角,
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,显然ABD不符合,
,或,
故选:C
22.(23-24高二上·湖北·阶段练习)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
23.(23-24高二上·河南濮阳·阶段练习)瑞士数学家欧拉在《三角形的几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上.这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,,,若直线:与的欧拉线平行,则实数的值为( )
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】根据三角形顶点坐标得出重心与外心, 求出三角形欧拉线,根据直线平行得解.
【详解】由的顶点,知,
的重心为,即,
因为,所以三角形为直角三角形,
所以外心为斜边中点, 即,
所以可得的欧拉线方程,即,
因为与平行,
所以,解得.
故选:C.
24.(22-23高二上·湖北·阶段练习)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.
二、多选题
25.(23-24高二上·浙江舟山·期末)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
C.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为,则该直线方程为
D.过两点的直线方程为
【答案】AB
【分析】求出直线的斜率判断A;求出直线的横纵截距计算判断B;举例说明判断CD.
【详解】对于A,直线的斜率为,其倾斜角为,A正确;
对于B,直线交轴分别于点,
该直线与坐标轴围成三角形面积为,B正确;
对于C,过点与原点的直线在两坐标轴上的截距都为0,符合题意,
即过点且在两坐标轴上的截距之和为的直线可以是直线,C错误;
对于D,当时的直线或当时的直线方程不能用表示出,D错误.
故选:AB
26.(23-24高二上·安徽安庆·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角的取值范围是
B.“”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
C.过点且在轴,轴截距相等的直线方程为
D.经过平面内任意相异两点的直线都可以用方程表示.
【答案】AD
【分析】对于A:根据可求倾斜角的取值范围;对于B:根据两直线垂直的条件求出的值即可判断;对于C:分截距是否为0两种情况求解可判断;对于D:对斜率为0、斜率不存在特殊情况讨论可以确定所求直线均可用表示.
【详解】对于A:直线的倾斜角为,则,
因为,所以,故A正确.
对于B:当时,直线与直线斜率分别为,斜率之积为,故两直线相互垂直,所以充分性成立,
若“直线与直线互相垂直”,则,
故或,所以得不到,故必要性不成立,故B错误.
对于C:截距为0时,设直线方程为,又直线过点,
所以可得,所以直线方程为,
当截距不为0时,调直线方程为,又直线过点,
所以可得,所以直线方程为,
所以过点且在轴,轴截距相等的直线方程为或,故C错误;
.对于D:经过平面内任意相异两点的直线:
当斜率等于0时,,方程为,能用方程表示;
当斜率不存在时,,方程为,能用方程表示;
当斜率不为0且斜率存在时,直线方程为,
也能用方程表示,故D正确.
故选:AD.
27.(23-24高二上·四川眉山·阶段练习)直线和直线,下列说法正确的是( )
A.当时,或;
B.当时,;
C.当时,过直线与的交点且平行于的直线方程为:
D.当时,直线关于对称的直线方程为:
【答案】BD
【分析】
对于A、B选项,根据两条直线互相平行和垂直的充要条件即可判断;对于C选项,求出直线的点斜式方程即可判断;对于D选项,先求出两条直线的交点,再求出直线关于的对称点,根据直线上的两点即可求出直线方程,进一步判断即可.
【详解】对于A:当时,有,此方程无解,故A错误;
对于B:令,解得,此时,,,故B正确;
对于C:当时,,,联立,得直线与的交点为,平行于的直线斜率为1,
故过直线与的交点且平行于的直线方程为:,故C错误;
对于D:当时,直线与的交点为,易知点在直线上,
设该点关于直线的对称点为,
则,解得,
所以,因为,所以,
所以所求直线方程为,即,故D正确.
故选:BD.
28.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)已知的三个顶点为,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜率为
B.直线的倾斜角为钝角
C.边上的中线所在的直线方程为
D.边所在的直线方程为
【答案】BCD
【分析】利用斜率公式可判断A选项;利用斜率与倾斜角的关系可判断B选项;利用直线的点斜式方程可判断CD选项.
【详解】对于A选项,,A错;
对于B选项,,所以,直线的倾斜角为钝角,B对;
对于C选项,线段的中点为,则,
所以,边上的中线所在的直线方程为,即,C对;
对于D选项,边所在的直线方程为,即,D对.
故选:BCD.
29.(23-24高二上·辽宁·期中)下列说法不正确的是( )
A.“”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
B.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
C.过,两点的所有直线的方程为
D.直线与直线互相平行,则
【答案】ABC
【分析】根据直线一般式中平行和垂直满足的关系即可判断AD,根据截距式方程的定义即可判断B,根据两点式的适用条件即可判断C.
【详解】对于A, 直线与直线互相垂直,则需要满足:,解得或,故“”是“直线与直线互相垂直”的充分不必要条件,
对于B , 经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为和,
对于C,当或时,不能用表示两点的直线,
对于D,若直线与直线互相平行,则满足,解得,D说法正确,
故选:ABC
三、填空题
30.(23-24高二上·湖南长沙·期末)已知直线在两坐标轴上的截距相等,则 .
【答案】或
【分析】利用截距的概念分类讨论计算即可.
【详解】当时,直线方程为,不符合题意,
当时,令时,令时,
依题意有:,解得:或,
综上:或,
故答案为:或.
31.(23-24高二上·江西萍乡·期末)已知过点的直线在轴上的截距是其在轴上截距的3倍,则满足条件的一条直线的方程为 .
【答案】(答案不唯一:或)
【分析】分截距是否为0分类讨论即可求解.
【详解】由题意若过点的直线在坐标轴上的截距均为0,则显然满足题意,即,
否则设满足题意的直线方程为,将代入得,即也满足题意.
故答案为:(答案不唯一:或).
32.(23-24高二上·四川眉山·阶段练习)已知直线l过点,且分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,则面积最小值为 .
【答案】24
【分析】根据题意,设直线的方程为,分别表示出坐标,结合三角形的面积公式代入计算,再由基本不等式即可得到结果.
【详解】
由题意可知,直线的斜率存在且不为0,设直线的斜率为,
则直线的方程为,
因为直线分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,所以,
令,则,即,
令,则,即,
所以
其中,当且仅当时,即时,等号成立,
所以,即面积最小值为.
故答案为:
33.(2024高二上·全国·专题练习)直线l过点且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为 ,当的面积取最小值时直线l的一般式方程是 .
【答案】 8
【分析】设直线截距式方程,由题意得,利用基本不等式求出面积的最小值,得解.
【详解】设直线l的方程为,
因为直线l过点,所以.
又,
所以,
即,当且仅当,即时取等号,
所以,
此时直线l的方程为,即.
故答案为:8;.
四、解答题
34.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线l经过点和点.
(1)求直线l的两点式方程,并化为截距式方程;
(2)求直线l与两坐标轴围成的图形面积.
【答案】(1), ;
(2)16
【分析】(1)根据两点式直线写出直线方程,再转化为截距式;
(2)由(1)得出直线在两坐标轴上的截距,然后直接计算三角形面积.
【详解】(1)由已知得直线l的两点式方程为,即,
整理得.所以截距式方程为.
(2)由(1)知直线l在两坐标轴上的截距分别为4和8,
所以围成的图形的面积为.
35.(23-24高二上·江苏徐州·阶段练习)根据条件写出下列直线的方程:
(1)斜率为,在轴上的截距是;
(2)倾斜角为,在轴上的截距是;
(3)倾斜角是直线的倾斜角的一半,且过点.
【答案】(1)或;
(2)或;
(3)或.
【分析】(1)利用斜截式方程求解即可;
(2)先由倾斜角求出斜率,再设直线方程为,将代入求解即可;
(3)根据倾斜角的关系求出直线斜率,再将代入即可求解.
【详解】(1)因为直线斜率为,在轴上的截距是,
所以由斜截式可得直线方程为或.
(2)因为直线倾斜角为,所以该直线斜率为,
设直线方程为,又因为在轴上的截距是,
所以将代入解得直线方程为或.
(3)因为直线的斜率为,
所以直线的倾斜角为,
所以由题意得所求直线的倾斜角为,斜率为,
设所求直线为,将代入可得,
所以所求直线方程为或.
36.(2023高二上·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.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出所在直线的斜率,然后求出所在的直线方程.
(2)根据,由求出,进而求出所在直线的方程.
【详解】(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.
37.(23-24高二上·陕西咸阳·期中)在中,已知.
(1)求边上中线所在的直线方程;
(2)求边上的高所在的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可求出两点的中点,从而由两点求出边上中线所在直线方程;
(2)由两点斜率求出高所在直线斜率,利用点斜式从而求解.
【详解】(1)由题意知,所以线段中点坐标为,
所以可得边上中线所在的直线斜率,
所以可得直线方程为:,即;
故所求直线方程为:.
(2)由题意知所在直线斜率,
所以可得边上的高所在的直线斜率,
所以可得直线方程为:,即.
故所求直线方程为:.
38.(22-23高二上·福建泉州·阶段练习)已知两点,.
(1)求线段的垂直平分线;
(2)直线过点且与线段有交点,求直线的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据中点坐标和垂直的斜率关系,根据点斜式即可求解,
(2)求出的斜率进而得其倾斜角,即可求解的倾斜角.
【详解】(1),的中点为 且,
所以线段的垂直平分线方程为,即
(2)直线的斜率分别为
因此直线的倾斜角分别为
所以直线与线段有交点,则倾斜角的范围为
39.(23-24高二上·安徽马鞍山·阶段练习)已知直线经过点.
(1)若不过原点且在两坐标轴上截距和为零,求的点斜式方程;
(2)设的斜率与两坐标轴的交点分别为、B,当的面积最小时,求的斜截式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设出直线的点斜式方程,利用截距和为零建立斜率的方程,求解斜率即可写出点斜式方程;
(2)先利用截距表示的面积,然后利用基本不等式求解最值,即可得到所求直线的方程.
【详解】(1)由题意知,的斜率存在且不为0,
设斜率为,则的点斜式方程为,则它在两坐标轴上截距分别为和,
所以,解得(此时直线过原点,舍去)或,
所以的点斜式方程为.
(2)由(1)知,,,
所以的面积,
当且仅当即时,等号成立,的点斜式方程为,即,
所以的斜截式方程为.
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