内容正文:
2024年考点通关新高二暑假数学素养提升讲义(人教A版2019选择性必修第一册)
专题08 两条直线平行和垂直的判定3种常考题型归类(50题)
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题型一 两条直线平行的判定及应用
(一)两条直线平行的概念辨析
(二)两条直线平行关系的判定
(三)已知两条直线平行求参数
题型二 两条直线垂直的判定及应用
(一)两条直线垂直的概念辨析
(二)两条直线垂直关系的判定
(三)已知两直线垂直求参数
题型三 两直线平行与垂直的综合应用
知识点1:两条直线平行
对于两条不重合的直线,,其斜率分别为,,有.
对两直线平行与斜率的关系要注意以下几点
(1)成立的前提条件是:
①两条直线的斜率都存在;
②与不重合.
(2)当两条直线不重合且斜率都不存在时,与的倾斜角都是,则.
(3)两条不重合直线平行的判定的一般结论是:
或,斜率都不存在.
知识点2:两条直线垂直
如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于;反之,如果它们的斜率之积等于,那么它们互相垂直,即.
对两直线垂直与斜率的关系要注意以下几点
(1)成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②且.
(2)两条直线中,一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零,则两条直线垂直.
(3)判定两条直线垂直的一般结论为:
或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零.
解题策略
1.判断两条不重合的直线是否平行的步骤
2.两条直线平行的判定及应用
k1=k2⇔l1∥l2是针对斜率都存在且不重合的直线而言的,对于斜率不存在或可能不存在的直线,要注意利用图形.
3.利用斜率公式解决两直线平行问题
解决这类问题的关键是充分利用几何图形的性质,并将该性质用式子表示出来,最后解决问题.这里就是利用两直线平行与斜率的关系求解的.
4.使用斜率判定两条直线垂直的注意事项
(1)直线垂直只有两种情形,即一条直线斜率不存在,另一条直线斜率为0和k1k2=-1.
(2)当点的坐标中含有参数时,需注意两点连线的斜率是否存在.
5.利用斜率公式来判定两直线垂直的方法
(1)一看:就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在只需看另一条直线的两点的纵坐标是否相等,若相等,则垂直,若不相等,则进行第二步.
(2)二代:就是将点的坐标代入斜率公式.
(3)三求:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.
6.利用两条直线平行或垂直判定图形形状的步骤
7.平行和垂直的综合应用
(1)利用直线的斜率判定平面图形的形状一般要运用数形结合的方法,先由图形作出猜测,然后利用直线的斜率关系进行判定.
(2)由几何图形的形状求参数(一般是点的坐标)时,要根据图形的特征确定斜率之间的关系,既要考虑斜率是否存在,又要考虑到图形可能出现的各种情形.
题型一 两条直线平行的判定及应用
(一)两条直线平行的概念辨析
1.(2024·高二课时练习)下列说法正确的是( )
A.两条直线的斜率相等是这两条直线平行的充要条件
B.两条直线的倾斜角不相等是这两条直线相交的充要条件
C.两条直线平行是这两条直线的倾斜角相等的充要条件
D.两条直线平行是这两条直线的法向量平行的充要条件
2.(2024·北京·高二人大附中校考期中)若与为两条不重合的直线,它们的倾斜角分别为,,斜率分别为,,则下列命题
①若,则斜率; ②若斜率,则;
③若,则倾斜角;④若倾斜角,则,
其中正确命题的个数是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
3.【多选】(2024·新疆喀什·高二新疆维吾尔自治区喀什第六中学校考期中)若与为两条不重合的直线,则下列说法中正确的有( )
A.若,则它们的斜率相等 B.若与的斜率相等,则
C.若,则它们的倾斜角相等 D.若与的倾斜角相等,则
(二)两条直线平行关系的判定
4.(2024·江苏·高二假期作业)判断下列各题中直线与是否平行.
(1)经过点,,经过点,;
(2)经过点,,经过点,.
5.(2023·江苏·高二假期作业)判断下列各组直线是否平行,并说明理由.
(1)经过点,经过点;
(2)的斜率为,经过点.
6.(2024·高二课前预习)根据下列给定的条件,判定直线与直线是否平行或重合:
(1)经过点,;经过点,;( )
(2)的斜率为,经过点,;( )
(3)平行于轴,经过点,;( )
(4)经过点,,经过点,.( )
7.【多选】(2024·高二课时练习)满足下列条件的直线与一定平行的是( )
A.经过点,,经过点,
B.的斜率为1,经过点,
C.经过点,,经过点,
D.经过点,,经过点,
8.(2023·全国·高二专题练习)判断下列不同的直线与是否平行.
(1)的斜率为2,经过,两点;
(2)经过,两点,平行于轴,但不经过,两点;
(3)经过,两点,经过,两点.
9.(2024·高二课时练习)过点和点的直线与直线的位置关系是( )
A.相交 B.平行 C.重合 D.以上都不对
10.(2024·全国·高二专题练习)判断三点是否共线,并说明理由.
(三)已知两条直线平行求参数
11.(2024·广东广州·高二广州市培正中学校考期中)已知直线的倾斜角为,直线,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
12.(2024·江苏·高二假期作业)已知过和的直线与斜率为-2的直线平行,则m的值是( )
A.-8 B.0 C.2 D.10
13.(2024秋·河南濮阳·高二校考阶段练习)若直线与直线平行,直线的斜率为,则直线的倾斜角为___________.
14.(2024·江苏·高二假期作业)已知直线的倾斜角为,直线的斜率为,若∥,则的值为________.
题型二 两条直线垂直的判定及应用
(一)两条直线垂直的概念辨析
15.【多选】(2024·高二课时练习)下列说法中,正确的有( )
A.斜率均不存在的两条直线可能重合
B.若直线,则这两条直线的斜率的乘积为
C.若两条直线的斜率的乘积为,则这两条直线垂直
D.两条直线,若一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为零,则
16.【多选】(2024·高二课时练习)下列说法中正确的有( )
A.若两直线平行,则两直线的斜率相等
B.若两直线的斜率相等,则两直线平行
C.若两直线的斜率乘积等于,则两直线垂直
D.若两直线垂直,则两直线的斜率乘积等于
17.(2024·高二课时练习)下列说法中,正确的是( )
A.每一条直线都有倾斜角和斜率
B.若直线倾斜角为,则斜率为
C.若两直线的斜率,满足,则两直线互相垂直
D.直线与直线()一定互相平行
18.(2024·上海长宁·高二上海市第三女子中学校考期中)“两条直线的斜率乘积为”是“两条直线互相垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
(2) 两条直线垂直关系的判定
19.【多选】(2024·浙江杭州·高二杭师大附中校考期中)下列直线互相垂直的是( )
A.的斜率为,经过点,
B.的倾斜角为,经过点
C.经过点,经过点
D.的斜率为2,经过点
20.(2024·江苏·高二假期作业)判断下列各组直线是否垂直,并说明理由.
(1)经过点经过点;
(2)经过点经过点.
21.(2024·广东·高二校联考阶段练习)判断下列直线与是否垂直:
(1)的倾斜角为,经过,两点;
(2)的斜率为,经过,两点;
(3)的斜率为,的倾斜角为,为锐角,且.
22.(2024·福建三明·高二校联考期中)已知直线经过,两点,直线倾斜角为,那么与( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.相交但不垂直
23.【多选】(2024·江苏·高二假期作业)以为顶点的三角形,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.以点为直角顶点的直角三角形
D.以点为直角顶点的直角三角形
24.(2024·上海奉贤·高二校考阶段练习)已知直线的斜率是方程的两个根,则( )
A. B.
C.与相交但不垂直 D.与的位置关系不确定
25.【多选】(2024·广西柳州·高二校考阶段练习)(多选)若,,,,下面结论中正确的是( )
A. B. C. D.
(三)已知两直线垂直求参数
26.(2023·全国·高二专题练习)过点,的直线与过点,的直线垂直,则的值为( )
A. B.2 C. D.
27.(2024·甘肃兰州·高二兰州五十九中校考开学考试)已知经过点和点的直线与经过点和点的直线互相垂直,则实数的值为( )
A. B. C.或 D.或
28.(2024·高二课时练习)已知直线经过点,直线经过点,若,则的值为________________.
29.(2024·黑龙江佳木斯·高二富锦市第一中学校考阶段练习)已知直线经过,两点,且直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
30.(2024·高二课时练习)已知直线l的倾斜角为,直线经过点,,且与l垂直,直线与直线平行,则等于( )
A. B. C.0 D.2
31.(2024·青海海东·高二校考期中)已知点,,,是的垂心.则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
32.(2024·甘肃武威·高二民勤县第一中学校考开学考试)已知三角形三个顶点的坐标分别为,,,则边上的高的斜率为( )
A.2 B. C. D.
33.(2024·浙江杭州·高二浙江省杭州第二中学校考期末)已知点和,点在轴上,且为直角,则点坐标为( )
A. B.或 C.或 D.
34.(2024·江苏·高二假期作业)已知两点,,直线过点,交轴于点,是坐标原点,且,,,四点共圆,那么的值是________.
35.(2024·江苏·高二假期作业)已知,,.
(1)求点的坐标,满足,;
(2)若点在x轴上,且,求直线的倾斜角.
36.【多选】(2024·广西贵港·高二校考阶段练习)已知等腰直角三角形的直角顶点为,点的坐标为,则点的坐标可能为( )
A. B. C. D.
题型三 两直线平行与垂直的综合应用
37.【多选】(2024·广西钦州·高二浦北中学统考期末)已知两条不重合的直线,,下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
38.【多选】(2024·山东济南·高二校考期中)若与为两条不重合的直线,它们的倾斜角分别是,斜率分别为,则下列命题正确的是( )
A.若斜率,则 B.若,则
C.若倾斜角,则 D.若,则
39.【多选】(2024·广西柳州·高二校考阶段练习)若,,,,下面结论中正确的是( )
A. B. C. D.
40.(2024·全国·高二期中)已知三点,则△ABC为__________ 三角形.
41.(2024·江苏·高二假期作业)已知的顶点为,,,是否存在使为直角三角形,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
42.(2024·河南商丘·高二校联考期中)若,,,则的外接圆面积为______.
43.(2024·高二课时练习)以为顶点的四边形是( )
A.平行四边形,但不是矩形 B.矩形 C.梯形,但不是直角梯形 D.直角梯形
44.(2024·山东滨州·高一校考阶段练习)已知点,,,,试判定四边形的形状.
45.(2024·高二课时练习)已知,A,B,C,D四点构成的四边形是平行四边形,求点D的坐标.
46.(2024·江苏·高二假期作业)已知四边形的顶点坐标为,求证:四边形为矩形.
47.(2024·广东广州·高二广州市培正中学校考期中)已知四边形的顶点.
(1)求斜率与斜率;
(2)求证:四边形为矩形.
48.(2024·高二课时练习)(拓广探索)在平面直角坐标系中,四边形的顶点坐标按逆时针顺序依次为,,,,其中.则四边形的形状为______.
49.(2024·全国·高二专题练习)用坐标法证明:菱形的对角线互相垂直.
50.(2024秋·四川成都·高二校考阶段练习)如图所示,一个矩形花园里需要铺两条笔直的小路,已知矩形花园长,宽,其中一条小路为,另一条小路过点.请建立合适的平面直角坐标系,在上找到一点,使得两条小路与互相垂直,并求.
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专题08 两条直线平行和垂直的判定3种常考题型归类(50题)
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题型一 两条直线平行的判定及应用
(一)两条直线平行的概念辨析
(二)两条直线平行关系的判定
(三)已知两条直线平行求参数
题型二 两条直线垂直的判定及应用
(一)两条直线垂直的概念辨析
(二)两条直线垂直关系的判定
(三)已知两直线垂直求参数
题型三 两直线平行与垂直的综合应用
知识点1:两条直线平行
对于两条不重合的直线,,其斜率分别为,,有.
对两直线平行与斜率的关系要注意以下几点
(1)成立的前提条件是:
①两条直线的斜率都存在;
②与不重合.
(2)当两条直线不重合且斜率都不存在时,与的倾斜角都是,则.
(3)两条不重合直线平行的判定的一般结论是:
或,斜率都不存在.
知识点2:两条直线垂直
如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于;反之,如果它们的斜率之积等于,那么它们互相垂直,即.
对两直线垂直与斜率的关系要注意以下几点
(1)成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②且.
(2)两条直线中,一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零,则两条直线垂直.
(3)判定两条直线垂直的一般结论为:
或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零.
解题策略
1.判断两条不重合的直线是否平行的步骤
2.两条直线平行的判定及应用
k1=k2⇔l1∥l2是针对斜率都存在且不重合的直线而言的,对于斜率不存在或可能不存在的直线,要注意利用图形.
3.利用斜率公式解决两直线平行问题
解决这类问题的关键是充分利用几何图形的性质,并将该性质用式子表示出来,最后解决问题.这里就是利用两直线平行与斜率的关系求解的.
4.使用斜率判定两条直线垂直的注意事项
(1)直线垂直只有两种情形,即一条直线斜率不存在,另一条直线斜率为0和k1k2=-1.
(2)当点的坐标中含有参数时,需注意两点连线的斜率是否存在.
5.利用斜率公式来判定两直线垂直的方法
(1)一看:就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在只需看另一条直线的两点的纵坐标是否相等,若相等,则垂直,若不相等,则进行第二步.
(2)二代:就是将点的坐标代入斜率公式.
(3)三求:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.
6.利用两条直线平行或垂直判定图形形状的步骤
7.平行和垂直的综合应用
(1)利用直线的斜率判定平面图形的形状一般要运用数形结合的方法,先由图形作出猜测,然后利用直线的斜率关系进行判定.
(2)由几何图形的形状求参数(一般是点的坐标)时,要根据图形的特征确定斜率之间的关系,既要考虑斜率是否存在,又要考虑到图形可能出现的各种情形.
题型一 两条直线平行的判定及应用
(一)两条直线平行的概念辨析
1.(2024·高二课时练习)下列说法正确的是( )
A.两条直线的斜率相等是这两条直线平行的充要条件
B.两条直线的倾斜角不相等是这两条直线相交的充要条件
C.两条直线平行是这两条直线的倾斜角相等的充要条件
D.两条直线平行是这两条直线的法向量平行的充要条件
【答案】B
【分析】根据直线平行和相交的条件依次判断即可.
【详解】当两条直线的斜率相等且截距也相等时,两直线重合,故A错误;
的倾斜角不相等,则两直线必定相交,反之也成立,故B正确;
倾斜角相等时,两直线可能重合,故C错误;
法向量平行时,两直线可能重合,故D错误.
故答案为:B
2.(2024·北京·高二人大附中校考期中)若与为两条不重合的直线,它们的倾斜角分别为,,斜率分别为,,则下列命题
①若,则斜率; ②若斜率,则;
③若,则倾斜角;④若倾斜角,则,
其中正确命题的个数是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据两条直线平行的判定方法与结论即可判断.
【详解】由于与为两条不重合的直线且斜率分别为,,所以,故①②正确;
由于与为两条不重合的直线且倾斜角分别为,,所以,故③④正确,
所以正确的命题个数是4.
故选:D.
3.【多选】(2024·新疆喀什·高二新疆维吾尔自治区喀什第六中学校考期中)若与为两条不重合的直线,则下列说法中正确的有( )
A.若,则它们的斜率相等 B.若与的斜率相等,则
C.若,则它们的倾斜角相等 D.若与的倾斜角相等,则
【答案】BCD
【分析】由两直线斜率不存在可知A错误;根据两直线平行与斜率和倾斜角的关系可知BCD正确.
【详解】对于A,当和倾斜角均为时,,但两直线斜率不存在,A错误;
对于B,若和斜率相等,则两直线倾斜角相等,可知,B正确;
对于C,若,可知两直线倾斜角相等,C正确;
对于D,若两直线倾斜角相等,则两直线斜率相等或两直线斜率均不存在,可知,D正确.
故选:BCD.
(二)两条直线平行关系的判定
4.(2024·江苏·高二假期作业)判断下列各题中直线与是否平行.
(1)经过点,,经过点,;
(2)经过点,,经过点,.
【答案】(1)不平行
(2)平行
【分析】(1)求出、,即可判断;
(2)求出、的方程,即可判断.
【详解】(1)因为经过点,,所以,
又经过点,,所以,
因为,所以与不平行;
(2)直线经过点,的方程为,
直线经过点,的方程为,
故直线和直线平行;
5.(2023·江苏·高二假期作业)判断下列各组直线是否平行,并说明理由.
(1)经过点,经过点;
(2)的斜率为,经过点.
【答案】(1)不平行,理由见解析
(2)不平行,理由见解析
【详解】(1)设直线,的斜率分别为,,
因为经过点,经过点,
所以,,
所以,
所以与不平行;
(2)设直线,的斜率分别为,,则,
因为经过点,
所以,
所以,
所以与不平行.
6.(2024·高二课前预习)根据下列给定的条件,判定直线与直线是否平行或重合:
(1)经过点,;经过点,;( )
(2)的斜率为,经过点,;( )
(3)平行于轴,经过点,;( )
(4)经过点,,经过点,.( )
【答案】 不平行 平行或重合 平行 重合
【分析】根据过两点的直线的斜率公式,计算直线的斜率,根据斜率的关系,并注意直线是否重合,可判断(1)(2)(4);当两直线斜率都不存在时,看它们是否重合,即可判断(3).
【详解】(1),,
,所以与不平行.
(2)的斜率,的斜率,即,无法判断两直线是否重合,
所以与平行或重合.
(3)由题意,知的斜率不存在,且不是轴,的斜率也不存在,恰好是轴,
所以.
(4)由题意,知,,所以与平行或重合.
需进一步研究,,,四点是否共线,.所以,,,四点共线,所以与重合.
7.【多选】(2024·高二课时练习)满足下列条件的直线与一定平行的是( )
A.经过点,,经过点,
B.的斜率为1,经过点,
C.经过点,,经过点,
D.经过点,,经过点,
【答案】CD
【分析】求出设直线的斜率为,直线的斜率为.根据斜率是否相等,即可判断直线的位置关系;
【详解】设直线的斜率为,直线的斜率为.
对于A.,,,与不平行.
对于B,,,,故或与重合
对于C,,,则有.又,则A,B,M不共线.故.
对于D,由已知点的坐标,得与均与x轴垂直且不重合,故有.
故选:CD
8.(2023·全国·高二专题练习)判断下列不同的直线与是否平行.
(1)的斜率为2,经过,两点;
(2)经过,两点,平行于轴,但不经过,两点;
(3)经过,两点,经过,两点.
【答案】(1)平行;(2)平行;(3)平行.
【详解】(1)经过,两点,则,
则,可得两直线平行.
(2)经过,两点,可得平行于x轴,
平行于x轴,但不经过P,Q两点,所以;
(3)经过,两点,,
经过,两点,则,
所以.
9.(2024·高二课时练习)过点和点的直线与直线的位置关系是( )
A.相交 B.平行 C.重合 D.以上都不对
【答案】B
【分析】先求出直线方程,再结合斜率直接判断两直线位置关系即可.
【详解】过点和点的直线方程为,斜率为0,
又因为直线斜率为0,所以两直线平行.
故选:B
10.(2024·全国·高二专题练习)判断三点是否共线,并说明理由.
【答案】共线,理由见解析.
【分析】根据直线斜率公式进行求解即可.
【详解】这三点共线,理由如下:
由直线斜率公式可得:,
直线的斜率相同,所以这两直线平行,但这两直线都通过同一点,
所以这三点共线.
(三)已知两条直线平行求参数
11.(2024·广东广州·高二广州市培正中学校考期中)已知直线的倾斜角为,直线,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用直线的斜率公式与直线平行的性质求解即可.
【详解】因为直线的倾斜角为,所以,
又,所以.
故选:C.
12.(2024·江苏·高二假期作业)已知过和的直线与斜率为-2的直线平行,则m的值是( )
A.-8 B.0 C.2 D.10
【答案】A
【分析】由两点的斜率公式表示出直线的斜率,再由两直线平行斜率相等列出等式,即可解出答案.
【详解】由题意可知,,解得.
故选:A
13.(2024秋·河南濮阳·高二校考阶段练习)若直线与直线平行,直线的斜率为,则直线的倾斜角为___________.
【答案】
【详解】解:因为直线与直线平行,直线的斜率为,
所以直线的斜率与直线的斜率相等,即直线的斜率为,
设直线的倾斜角为,则,
所以,即直线的倾斜角为,
故答案为:.
14.(2024·江苏·高二假期作业)已知直线的倾斜角为,直线的斜率为,若∥,则的值为________.
【答案】/2或/或2
【分析】由直线倾斜角由斜率的关系可知直线的斜率为,再由两直线平行,斜率相等列出等式,即可求出答案.
【详解】由题意知,解得.
故答案为:
题型二 两条直线垂直的判定及应用
(一)两条直线垂直的概念辨析
15.【多选】(2024·高二课时练习)下列说法中,正确的有( )
A.斜率均不存在的两条直线可能重合
B.若直线,则这两条直线的斜率的乘积为
C.若两条直线的斜率的乘积为,则这两条直线垂直
D.两条直线,若一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为零,则
【答案】ACD
【分析】利用直线重合与垂直的性质,同时考虑直线斜率不存在的情况,对选项逐一分析判断即可.
【详解】对于A,若,则斜率均不存在,但两者重合,故A正确;
对于BD,若一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为零,则这两条直线互相垂直,但此时乘积不为,故B错误;D正确;
对于C,根据直线垂直的性质可知,两直线的斜率存在,且乘积为时,这两条直线垂直,故C正确.
故选:ACD.
16.【多选】(2024·高二课时练习)下列说法中正确的有( )
A.若两直线平行,则两直线的斜率相等
B.若两直线的斜率相等,则两直线平行
C.若两直线的斜率乘积等于,则两直线垂直
D.若两直线垂直,则两直线的斜率乘积等于
【答案】BC
【分析】根据直线斜率与位置关系的相关知识直接判断即可.
【详解】对于A,两直线平行,可以是斜率都不存在,所以A错误;
对于B,若两直线的斜率相等,则两直线平行,所以B正确;
对于C,若两直线的斜率乘积等于,则两直线垂直,故C正确;
对于D,若两直线垂直,可能是一条直线斜率为0,另一条直线斜率不存在,则不是两直线的斜率乘积等于,故D错误;
故选:BC
17.(2024·高二课时练习)下列说法中,正确的是( )
A.每一条直线都有倾斜角和斜率
B.若直线倾斜角为,则斜率为
C.若两直线的斜率,满足,则两直线互相垂直
D.直线与直线()一定互相平行
【答案】C
【分析】根据直线的倾斜角与斜率的定义及关系,以及两直线的位置的判定方法,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,每条直线都有倾斜角,当倾斜角为,直线的斜率不存在,所以A错误;
对于B中,当直线倾斜角为,此时直线的斜率不存在,所以B错误;
对于C中,若两直线的斜率分别为,,当,则两直线互相垂直,所以C正确;
对于D中,当时,直线与直线为重合直线,所以D错误.
故选:C.
18.(2024·上海长宁·高二上海市第三女子中学校考期中)“两条直线的斜率乘积为”是“两条直线互相垂直”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【详解】当两条直线斜率乘积为时,两条直线互相垂直,充分性成立;
当两条直线互相垂直时,其中一条直线可能斜率不存在,必要性不成立;
“两条直线的斜率乘积为”是“两条直线互相垂直”的充分不必要条件.
故选:A.
(2) 两条直线垂直关系的判定
19.【多选】(2024·浙江杭州·高二杭师大附中校考期中)下列直线互相垂直的是( )
A.的斜率为,经过点,
B.的倾斜角为,经过点
C.经过点,经过点
D.的斜率为2,经过点
【答案】ABC
【分析】由倾斜角与斜率的关系求出直线斜率,由两点坐标求出直线斜率,分别判断两直线斜率之积是否为,从而可选出正确答案.
【详解】的斜率为,因为,所以成立,故A正确;
的斜率为,的斜率为,由,
则成立,故B正确;
的斜率为,的斜率为,由
则成立,故C正确;
的斜率为,由,所以不成立,故D错误.
故选:ABC.
20.(2024·江苏·高二假期作业)判断下列各组直线是否垂直,并说明理由.
(1)经过点经过点;
(2)经过点经过点.
【答案】(1)不垂直,理由见解析
(2)垂直,理由见解析
【分析】(1)由题知直线,的斜率存在,分别计算出、的斜率,即可判断(1)组直线不垂直;
(2)由题知轴,轴,即可判断(2)组直线垂直.
【详解】(1)由题知直线,的斜率存在,分别设为,
,
,
,
∴与不垂直.
(2)由题意知的倾斜角为90°,
则轴;
由题知直线的斜率存在,设为,
,
则轴,
∴.
21.(2024·广东·高二校联考阶段练习)判断下列直线与是否垂直:
(1)的倾斜角为,经过,两点;
(2)的斜率为,经过,两点;
(3)的斜率为,的倾斜角为,为锐角,且.
【答案】(1)
(2)与不垂直
(3)
【分析】(1)的斜率为,根据过两点的斜率公式可求的斜率,判断斜率的乘积是否为即可;
(2)根据过两点的斜率公式可求的斜率,判断斜率的乘积是否为即可;
(3)根据二倍角的正切公式求出的值,判断斜率的乘积是否为即可.
(1)
因为的倾斜角为,所以的斜率为.
因为经过,两点,
所以的斜率为.
因为,所以.
(2)
因为经过,两点,
所以的斜率为.
因为的斜率为,且,
所以与不垂直.
(3)
记的斜率为,因为,
所以,解得或.
因为为锐角,所以.
因为的斜率为,且,
所以.
22.(2024·福建三明·高二校联考期中)已知直线经过,两点,直线倾斜角为,那么与( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】B
【分析】根据两点求出直线的斜率,根据倾斜角求出直线的斜率,可知斜率乘积为,从而得到垂直关系.
【详解】由题意可得:直线的斜率,直线的斜率,
∵,则与垂直.
故选:B.
23.【多选】(2024·江苏·高二假期作业)以为顶点的三角形,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.以点为直角顶点的直角三角形
D.以点为直角顶点的直角三角形
【答案】AC
【分析】对于AB,利用斜率公式计算判断,对于C,通过计算判断,对于D,通过计算判断.
【详解】对于A,因为,所以,所以A正确,
对于B,因为,所以,所以B错误,
对于C,因为,,所以,
所以,所以以点为直角顶点的直角三角形,所以C正确,
对于D,因为,,所以,所以D错误,
故选:AC
24.(2024·上海奉贤·高二校考阶段练习)已知直线的斜率是方程的两个根,则( )
A. B.
C.与相交但不垂直 D.与的位置关系不确定
【答案】C
【分析】由可知两直线不垂直,且知两直线不平行,由此可得结论.
【详解】设直线的斜率为,则,
,不垂直,A错误;
若,则,与矛盾,,不平行,B错误;
不平行,也不垂直,相交但不垂直,C正确,D错误.
故选:C.
25.【多选】(2024·广西柳州·高二校考阶段练习)(多选)若,,,,下面结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【分析】通过点的坐标得到相应直线的斜率,通过直线斜率判断直线的位置关系即可.
【详解】,,且C不在直线AB上,∴,故A正确;
又∵,∴,∴,故B正确;
∵,,
∴,,∴,故C正确;
又∵,,∴
∴,故D错误.
故选:ABC.
(三)已知两直线垂直求参数
26.(2023·全国·高二专题练习)过点,的直线与过点,的直线垂直,则的值为( )
A. B.2 C. D.
【答案】A
【详解】两条直线垂直,则:,解得,
故选:A.
27.(2024·甘肃兰州·高二兰州五十九中校考开学考试)已知经过点和点的直线与经过点和点的直线互相垂直,则实数的值为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】求出直线的斜率为,分、两种情况讨论,在时,由两直线斜率之积为可求得实数的值;在时,直接验证.综合可得结果.
【详解】直线的斜率.
①当时,直线的斜率.
因为,所以,即,解得.
②当时,、,此时直线为轴,
又、,则直线为轴,显然.
综上可知,或.
故选:C.
28.(2024·高二课时练习)已知直线经过点,直线经过点,若,则的值为________________.
【答案】0或5
【分析】分类讨论直线斜率不存在与存在两种情况,结合直线垂直的性质即可得解.
【详解】因为直线经过点,且,所以的斜率存在,
而经过点,则其斜率可能不存在,
当的斜率不存在时,,即,此时的斜率为0,则,满足题意;
当的斜率存在时,,即,此时直线的斜率均存在,
由得,即,解得;
综上,a的值为0或5.
故答案为:0或5.
29.(2024·黑龙江佳木斯·高二富锦市第一中学校考阶段练习)已知直线经过,两点,且直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设直线的倾斜角为,
因为直线的斜率,由,得,
所以,即,又,则,
所以直线的倾斜角为.
故选:B.
30.(2024·高二课时练习)已知直线l的倾斜角为,直线经过点,,且与l垂直,直线与直线平行,则等于( )
A. B. C.0 D.2
【答案】B
【分析】由直线l的倾斜角为,与l垂直可得,再由直线与直线平行求得,由过求得,进而求.
【详解】由题意知:,而与l垂直,即,
又直线与直线平行,则,故,
又经过点,,则,解得,
所以.
故选:B.
31.(2024·青海海东·高二校考期中)已知点,,,是的垂心.则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先设点C的坐标,再求出直线的斜率,则可求出直线的斜率和直线的倾斜角,联立方程组求出C的坐标;
【详解】设C点标为,直线AH斜率,
∴,而点B的横坐标为6,则,
直线BH的斜率,
∴直线AC斜率,
∴,
∴点C的坐标为.
故选:.
32.(2024·甘肃武威·高二民勤县第一中学校考开学考试)已知三角形三个顶点的坐标分别为,,,则边上的高的斜率为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【详解】,,
设边上的高的斜率为,则,
故选:C
33.(2024·浙江杭州·高二浙江省杭州第二中学校考期末)已知点和,点在轴上,且为直角,则点坐标为( )
A. B.或 C.或 D.
【答案】B
【详解】由题意,设点,
为直角,,
由,
,
解得或,所以点的坐标为或
故选:B
34.(2024·江苏·高二假期作业)已知两点,,直线过点,交轴于点,是坐标原点,且,,,四点共圆,那么的值是________.
【答案】/4.75
【分析】由题易知,即为圆的直径,即,由列出方程,即可求出答案.
【详解】由题易知,即为圆的直径,即,
∴,
即,解得.
故答案:.
35.(2024·江苏·高二假期作业)已知,,.
(1)求点的坐标,满足,;
(2)若点在x轴上,且,求直线的倾斜角.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据两直线的垂直关系和平行关系即可求出结果;
(2)根据条件可得即可求出结果.
【详解】(1)设,
由已知得,
又,可得,
即. ①
由已知得,
又,可得,
即. ②
联立①②解得,
∴.
(2)设,
∵,
∴,
又∵,,
∴,
解得.
∴,
又∵,
∴轴,
故直线MQ的倾斜角为90°.
36.【多选】(2024·广西贵港·高二校考阶段练习)已知等腰直角三角形的直角顶点为,点的坐标为,则点的坐标可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据三角形为等腰直角三角形列方程组,即可求解.
【详解】设,由题意可得
,可化为,
解得:或,即或.
故选:AC
题型三 两直线平行与垂直的综合应用
37.【多选】(2024·广西钦州·高二浦北中学统考期末)已知两条不重合的直线,,下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ABD
【分析】根据直线的位置关系与斜率关系即可判断.
【详解】对A,若,则,故A正确;
对B,若,又两直线不重合,则,故B正确;
对C,若,则与不垂直,故C错误;
对D,若,则,故D正确.
故选:ABD.
38.【多选】(2024·山东济南·高二校考期中)若与为两条不重合的直线,它们的倾斜角分别是,斜率分别为,则下列命题正确的是( )
A.若斜率,则 B.若,则
C.若倾斜角,则 D.若,则
【答案】ABC
【分析】根据两直线倾斜角和斜率与直线平行和垂直的关系分别判断选项,举反例可判断D.
【详解】对于A, 若两直线斜率,则它们的倾斜角,则,正确;
对于B,由两直线垂直的条件可知,若,则,正确;
对于C,由两直线平行的条件可知,若倾斜角,则 ,正确;
对于D, 若,不妨取,
则,不满足,不垂直,D错误,
故选:
39.【多选】(2024·广西柳州·高二校考阶段练习)若,,,,下面结论中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABC
【详解】,,且C不在直线AB上,∴,故A正确;
又∵,∴,∴,故B正确;
∵,,
∴,,∴,故C正确;
又∵,,∴
∴,故D错误.
故选:ABC.
40.(2024·全国·高二期中)已知三点,则△ABC为__________ 三角形.
【答案】直角
【分析】根据直线斜率关系即得.
【详解】如图,猜想是直角三角形,
由题可得边所在直线的斜率,边所在直线的斜率,
由,得即,
所以是直角三角形.
故答案为:直角.
41.(2024·江苏·高二假期作业)已知的顶点为,,,是否存在使为直角三角形,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
【答案】存在,或或
【分析】对的直角进行讨论,利用两直线垂直的斜率关系即可求出结果.
【详解】
若A为直角,则,
∴,
即,解得;
若B为直角,则,
∴,
即,解得;
若C为直角,则,
∴,
即,解得.
综上所述,存在或或,使为直角三角形.
42.(2024·河南商丘·高二校联考期中)若,,,则的外接圆面积为______.
【答案】
【分析】由斜率得,从而可得是直角三角形的斜边,也是的外接圆的直径,求得长后得圆半径,从而得圆面积.
【详解】,,,∴,是直角三角形的斜边,也是的外接圆的直径,
,外接圆半径为,
圆表面积为.
故答案为:.
43.(2024·高二课时练习)以为顶点的四边形是( )
A.平行四边形,但不是矩形 B.矩形 C.梯形,但不是直角梯形 D.直角梯形
【答案】D
【分析】先在坐标系内画出ABCD点,再根据对边和邻边的位置关系判断四边形ABCD的形状.
【详解】
在坐标系中画出ABCD点,大致如上图,其中,
,
,
所以四边形ABCD是直角梯形;
故选:D.
44.(2024·山东滨州·高一校考阶段练习)已知点,,,,试判定四边形的形状.
【答案】直角梯形
【详解】由斜率公式可得:
,
与BC不平行
又,
,
故四边形ABCD是直角梯形.
45.(2024·高二课时练习)已知,A,B,C,D四点构成的四边形是平行四边形,求点D的坐标.
【答案】或或.
【分析】由题意分类讨论,根据直线的斜率即可求出点D的坐标.
【详解】由题,,
所以kAC=2,,kBC=-3,
设D的坐标为(x,y),分以下三种情况:
①当BC为对角线时,有kCD=kAB,kBD=kAC,
所以,,,
得x=7,y=5,即
②当AC为对角线时,有kCD=kAB,kAD=kBC,
所以,,
得x=-1,y=9,即
③当AB为对角线时,有kBD=kAC,kAD=kBC
所以,
得x=3,y=-3,即
所以D的坐标为或或.
46.(2024·江苏·高二假期作业)已知四边形的顶点坐标为,求证:四边形为矩形.
【答案】证明见解析
【分析】先利用斜率的关系证明两组对边分别平行,可得四边形为平行四边形,再由一组邻边所在的直线的斜率乘积为,可得一组邻边垂直,从而可得结论.
【详解】因为,
所以,,
所以,,
所以∥,∥,
所以四边形为平行四边形,
因为,
所以,
所以四边形为矩形.
47.(2024·广东广州·高二广州市培正中学校考期中)已知四边形的顶点.
(1)求斜率与斜率;
(2)求证:四边形为矩形.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)利用斜率公式求解即可;
(2)利用直线平行与垂直的性质依次证得,,,从而得证.
【详解】(1)因为,
所以,即.
(2)因为,所以.
又因为,所以,
所以四边形为平行四边形,
又因为,所以,
所以四边形为矩形.
48.(2024·高二课时练习)(拓广探索)在平面直角坐标系中,四边形的顶点坐标按逆时针顺序依次为,,,,其中.则四边形的形状为______.
【答案】矩形
【分析】根据点的坐标计算斜率,利用斜率相等得到直线平行,再根据矩形的判定,即可得到答案;
【详解】由斜率公式得,,,,
所以,,从而,.所以四边形为平行四边形.
又,所以,故四边形为矩形.
故答案为:矩形.
49.(2024·全国·高二专题练习)用坐标法证明:菱形的对角线互相垂直.
【答案】证明见解析
【分析】建立坐标系,根据得出,从而证明菱形的对角线互相垂直.
【详解】以AB为x轴,过A作AB的垂线为y轴,如图,建立平面直角坐标系,设各点坐标分别为
因为四边形是菱形,所以
由,
所以,菱形的对角线互相垂直.
50.(2024秋·四川成都·高二校考阶段练习)如图所示,一个矩形花园里需要铺两条笔直的小路,已知矩形花园长,宽,其中一条小路为,另一条小路过点.请建立合适的平面直角坐标系,在上找到一点,使得两条小路与互相垂直,并求.
【答案】建系见解析,
【详解】以为原点建立如图所示平面直角坐标系,
则,设,
依题意可知:直线和直线的斜率都存在,
由于与互相垂直,
所以,即,
所以.
$$