内容正文:
专题1.2直线的方程
一、直线的点斜式方程
五、直线的一般式方程
二、直线的斜截式方程
①求直线的一般式方程
三、直线的两点式方程
②直线的一般式方程应用
四、直线的截距式方程
六、直线与坐标轴围成的三角形问题
知识点1直线的点斜式方程
1.点斜式方程的推导
如图,直线l经过点,且斜率为k.设为直线l上不同于点P0的任意一点,因为直线l的斜率为k,由斜率公式得,即.
2.直线的点斜式方程
方程由直线上一定点及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
(1)当直线l的倾斜角为0°时,,即k=0,这时直线l与x轴平行或重合,直线l的方程是,即
(2)当直线l的倾斜角为90°时,由于无意义,直线没有斜率,这时直线l与y轴平行或重合,它的方程不能用点斜式表示.又因为这时直线l上每一点的横坐标都等于x0,所以它的方程是或.
知识点2直线的斜截式方程
1.斜截式方程的推导
如图,如果斜率为k的直线l过点,这时P0是直线l与y轴的交点,代入直线的点斜式方程,得,即.
2.直线的斜截式方程
我们把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.这样,方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.其中,k和b均有明显的几何意义:k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
知识点3直线的两点式方程
当时,经过两点的直线的斜率.
任取中的一点,例如,取点,由直线的点斜式方程,得,
当时,上式可写为,这就是经过两点 (其中
)的直线的方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
知识点4直线的截距式方程
已知直线l与x轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则由直线的两点式方程可以得到直线l的方程为
我们把直线l与x轴的交点的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.方程由直线l在两条坐标轴上的截距a与b确定,我们把方程叫做直线的截距式方程,简称截距式.
知识点5直线的一般式方程
关于的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于的二元一次方程 (其中不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
直线方程的一般式与斜截式、截距式的互化:
一般式
斜截式
截距式
(其中不同时为0)
重难点一 直线的点斜式方程
1.已知直线的方程是,则( )
A.直线经过定点,斜率为 B.直线经过定点,斜率为
C.直线经过定点,斜率为 D.直线经过定点,斜率为
2.已知直线经过点,且倾斜角等于直线的倾斜角的一半,则直线的点斜式方程为 .
3.(多选)经过点,且与两坐标轴围成等腰直角三角形的直线方程为( )
A. B. C. D.
4.直线绕点逆时针旋转90°后得直线l,则直线l的点斜式方程为 .
5.根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角为.
6.写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点且倾斜角为135°的直线;
(2)过点且与x轴平行的直线;
(3)直线绕着其上一点逆时针旋转90°后得到的直线;
(4)过点且与直线平行的直线.
7.一条光线从点射出,经过x轴上的点P反射后,通过点,求反射光线所在直线的一般式方程.
求直线的点斜式方程的步骤:(1)先确定点;(2)讨论斜率是否存在,若不存在,则直线方程为,若存在斜率,则由点斜式方程可得
重难点二 直线的斜截式方程
8.下列直线中过第一、二、四象限的是( )
A. B. C. D.
9.如图,在同一直角坐标系中,表示直线与正确的是( )
A. B.
C. D.
10.已知直线方程为,绕点顺时针旋转,得到直线,则不过第( )象限.
A.一 B.二 C.三 D.四
11.已知直线不过第一象限,则实数t的取值范围为 .
12.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)写出斜率为,在y轴上截距为的直线的斜截式方程;
(2)求过点,斜率为的直线的斜截式方程;
(3)已知直线方程为,求直线的斜率,在y轴上的截距,以及与y轴交点的坐标.
13.已知直线的倾斜角为,与轴的交点到坐标原点的距离为,求直线的斜截式方程.
14.已知的三个顶点分别为、、,求边上的中线所在直线的斜截式方程.
求直线的斜截式方程:(1)先求参数和,再写出斜截式方程;(2)斜率可以是已知的,也可以利用倾斜角来求出,还可以利用平行、垂直关系来求出;(3)b是直线在轴上的截距.
重难点三 直线的两点式方程
15.过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
16.中,,、的平分线方程为、,则直线BC的方程是 .
17.一条光线从点射向轴,经过轴上的点反射后通过点,则点的坐标为 .
18.的三个顶点为,则AC边上的中线所在直线的方程为 .
19.已知,在中,
(1)求边的方程;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
由两点式求直线方程的步骤:如果已知两点中含有参数,应用两点式求解直线方程时,一定要注意分类讨论两点的横坐标是否相等
重难点四 直线的截距式方程
20.直线与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B. C. D.
21.当直线过点,当取得最小值时,直线的方程为:( )
A. B. C. D.
22.(多选)过点且在两坐标轴上的截距都是非负整数的直线可以是( )
A. B.
C. D.
23.已知点到直线l的距离为5,且直线l在两坐标轴上的截距相等,则满足条件的直线共有 条.
24.已知直线l经过直线和的交点,且直线l在坐标轴上的截距相等,则直线l的方程是 .
25.过点且在x轴、y轴上截距相等的直线方程为 .
26.若直线l的一般式方程为,直线l经过点,求直线l在x轴和y轴上的截距之和的最小值,并求此时a的值.
利用截距式求直线方程的注意事项
(1)下列三种情况,不能用截距式表示直线:①k不存在;②k=0;③直线过原点.
(2)①截距相等且不为0,可设直线方程为;②截距相反且不为0,可设直线方程为;
③截距均为0,可设直线方程为
重难点五 直线的一般式方程
①求直线的一般式方程
27.已知直线:的倾斜角为,则( )
A. B.0 C. D.
28.(多选)若直线l过点,且横、纵截距的绝对值相等,则直线l的方程可以为( )
A. B.
C. D.
29.若直线:的倾斜角为,则实数的值为 .
30.若原点在直线上的射影为,则直线的一般式方程为 .
31.已知点,则线段的垂直平分线的一般式方程为 .
32.根据下列条件分别写出直线的一般式方程.
(1)经过两点,;
(2)经过点,斜率为;
(3)经过点,平行于轴;
(4)斜率为2,在轴上的截距为1.
②直线的一般式方程应用
33.已知直线l:,则下列说法不正确的是( )
A.直线l恒过点
B.若直线l与y轴的夹角为30°,则或
C.直线l的斜率可以等于0
D.若直线l在两坐标轴上的截距相等,则或
34.如图所示,直线与的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
35.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.
36.直线恒过定点
37.不论为何实数,直线恒过第 象限.
38.已知直线和直线都过点,求过点和点的直线方程 .
求直线一般式方程的方法:
重难点六 直线与坐标轴围成的三角形问题
39.已知直线,若直线l与两坐标轴的正半轴围成三角形的面积最大,则直线l的方程是( )
A. B. C. D.
40.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 .
41.已知直线x+y-k=0与两坐标轴围成的三角形的面积不小于8,则k的取值范围为 .
42.已知的三个顶点分别为,,.
(1)求边和所在直线的方程;
(2)求边上的中线所在直线与坐标轴围成的三角形的面积.
43.已知的三个顶点分别是.
(1)求边的高所在的直线方程;
(2)求平分的面积且过点的直线的方程.
44.直线的方程为.
(1)证明直线过定点;
(2)已知是坐标原点,若点线分别与轴正半轴、轴正半轴交于两点,当的面积最小时,求的周长及此时直线的方程.
一、单选题
1.已知直线方程为,则该直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.下列四个命题:其中正确命题的个数是( )
①经过定点的直线都可以用方程表示;
②经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示;
③两点式适用于不垂直于x轴和y轴的直线;
④经过定点的直线都可以用方程表示.
A.0 B.1 C.2 D.3
3.已知直线的图象如图,则( )
A.若,则, B.若,则,
C.若,则, D.若,则,
4.一束光线从点射出,沿倾斜角为的直线射到轴上,经轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形,则l的方程为( )
A. B.
C. D.或
二、多选题
7.(多选)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.若直线经过第三象限,则,
C.点在直线上
D.存在使得直线与直线垂直
8.(多选)关于直线,以下结论正确的有( )
A.时,直线在两坐标轴上的截距相等 B.直线必过第二象限
C.时,直线不过第四象限 D.时,直线过第二、三、四象限
三、填空题
9.已知的三个顶点分别是,,,则边上的高所在直线的方程为 .
10.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 .
11.在平面直角坐标系中,将直线绕原点O逆时针旋转,得到直线l,若角的终边在l上,则 .
四、解答题
12.写出满足下列条件的直线方程:
(1)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
(2)经过点,且与轴平行.
13.(1)求经过点在轴上的截距为2的直线方程.
(2)已知直线经过点,且与两坐标轴在第一象限围成的三角形的面积为,求直线的方程
14.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.
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专题1.2直线的方程
一、直线的点斜式方程
五、直线的一般式方程
二、直线的斜截式方程
①求直线的一般式方程
三、直线的两点式方程
②直线的一般式方程应用
四、直线的截距式方程
六、直线与坐标轴围成的三角形问题
知识点1直线的点斜式方程
1.点斜式方程的推导
如图,直线l经过点,且斜率为k.设为直线l上不同于点P0的任意一点,因为直线l的斜率为k,由斜率公式得,即.
2.直线的点斜式方程
方程由直线上一定点及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
(1)当直线l的倾斜角为0°时,,即k=0,这时直线l与x轴平行或重合,直线l的方程是,即
(2)当直线l的倾斜角为90°时,由于无意义,直线没有斜率,这时直线l与y轴平行或重合,它的方程不能用点斜式表示.又因为这时直线l上每一点的横坐标都等于x0,所以它的方程是或.
知识点2直线的斜截式方程
1.斜截式方程的推导
如图,如果斜率为k的直线l过点,这时P0是直线l与y轴的交点,代入直线的点斜式方程,得,即.
2.直线的斜截式方程
我们把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.这样,方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.其中,k和b均有明显的几何意义:k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
知识点3直线的两点式方程
当时,经过两点的直线的斜率.
任取中的一点,例如,取点,由直线的点斜式方程,得,
当时,上式可写为,这就是经过两点 (其中
)的直线的方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
知识点4直线的截距式方程
已知直线l与x轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则由直线的两点式方程可以得到直线l的方程为
我们把直线l与x轴的交点的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.方程由直线l在两条坐标轴上的截距a与b确定,我们把方程叫做直线的截距式方程,简称截距式.
知识点5直线的一般式方程
关于的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于的二元一次方程 (其中不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
直线方程的一般式与斜截式、截距式的互化:
一般式
斜截式
截距式
(其中不同时为0)
重难点一 直线的点斜式方程
1.已知直线的方程是,则( )
A.直线经过定点,斜率为 B.直线经过定点,斜率为
C.直线经过定点,斜率为 D.直线经过定点,斜率为
【答案】D
【详解】直线的方程可化为,
所以直线过定点,斜率为.
故选:D
2.已知直线经过点,且倾斜角等于直线的倾斜角的一半,则直线的点斜式方程为 .
【答案】
【详解】设直线的倾斜角为,
则斜率,又,故,
设直线的的倾斜角为,则,
直线的斜率,
又直线经过点,
则直线的点斜式方程为:.
故答案为:.
3.(多选)经过点,且与两坐标轴围成等腰直角三角形的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【详解】由题意可知直线的斜率为,
当直线的斜率为1时,直线方程为,化简得;
当直线的斜率为时,直线方程为,化简得.
故选:BC
4.直线绕点逆时针旋转90°后得直线l,则直线l的点斜式方程为 .
【答案】
【详解】由两直线互相垂直,可知,直线的斜率为,
所以直线的点斜式方程为.
故答案为:
5.根据条件写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角为.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由点斜式方程可知,所求直线的点斜式方程为.
(2)由题意知,直线的斜率,
故所求直线的点斜式方程为.
6.写出下列直线的点斜式方程:
(1)经过点且倾斜角为135°的直线;
(2)过点且与x轴平行的直线;
(3)直线绕着其上一点逆时针旋转90°后得到的直线;
(4)过点且与直线平行的直线.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由题意知,直线的斜率,
故所求直线的点斜式方程为,即.
(2)与x轴平行的直线,其斜率,由直线的点斜式方程可得直线方程为,即.
(3)直线的斜率.
由题意知,所求直线与直线垂直,所以所求直线的斜率,
又点在所求直线上,由点斜式方程知,所求直线的方程为.
(4)由题意知,所求直线的斜率为2,且过点,所以所求直线方程为.
7.一条光线从点射出,经过x轴上的点P反射后,通过点,求反射光线所在直线的一般式方程.
【答案】.
【详解】点关于轴的对称点为,
则反射光线经过、两点,,
由点斜式得反射光线所在直线方程为,化简为一般式方程为.
求直线的点斜式方程的步骤:(1)先确定点;(2)讨论斜率是否存在,若不存在,则直线方程为,若存在斜率,则由点斜式方程可得
重难点二 直线的斜截式方程
8.下列直线中过第一、二、四象限的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】若直线过第一、二、四象限,则,
选项A,B,D中直线的斜率都大于0,只有C满足.
故选:C.
9.如图,在同一直角坐标系中,表示直线与正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当时,直线过原点,且单调递增,
直线单调递增,且纵截距为正数,
没有符合的图象.
当时,直线过原点,且单调递减,
直线单调递增,且纵截距为负数,
C选项符合.
故选:C
10.已知直线方程为,绕点顺时针旋转,得到直线,则不过第( )象限.
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】C
【详解】直线方程为,它的倾斜角为,绕点顺时针旋转,即绕点顺时针旋转,得到直线,
则直线依然过定点,且直线与轴负半轴夹角为,这意味着的倾斜角为,这表明的斜率小于0,
所以不过第三象限.
故选:C.
11.已知直线不过第一象限,则实数t的取值范围为 .
【答案】
【详解】当时,,故直线不过原点,
则直线一定通过三个象限,
而直线不过第一象限,故其必过第二,三,四象限,
得到,解得.
故答案为:
12.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)写出斜率为,在y轴上截距为的直线的斜截式方程;
(2)求过点,斜率为的直线的斜截式方程;
(3)已知直线方程为,求直线的斜率,在y轴上的截距,以及与y轴交点的坐标.
【答案】(1);
(2);
(3)斜率,在y轴上的截距1,直线与y轴交点的坐标为.
【详解】(1)直线的斜率,纵截距,
所以该直线的斜截式方程为.
(2)过点,斜率为的直线的点斜式方程为,
所以该直线的斜截式方程为.
(3)直线方程化为,
所以该直线的斜率为,在y轴上的截距为1,直线与y轴交点的坐标为.
13.已知直线的倾斜角为,与轴的交点到坐标原点的距离为,求直线的斜截式方程.
【答案】或
【详解】解:因为直线的倾斜角为,则直线的斜率为,
因为直线与轴的交点到坐标原点的距离为,
所以,直线在轴上的截距为,
故直线的斜截式方程为或.
14.已知的三个顶点分别为、、,求边上的中线所在直线的斜截式方程.
【答案】
【详解】因为、,所以边上的中点,
而,所以,所以所在直线的斜截式方程为.
求直线的斜截式方程:(1)先求参数和,再写出斜截式方程;(2)斜率可以是已知的,也可以利用倾斜角来求出,还可以利用平行、垂直关系来求出;(3)b是直线在轴上的截距.
重难点三 直线的两点式方程
15.过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为直线过点,,所以直线方程为,
故选:B.
16.中,,、的平分线方程为、,则直线BC的方程是 .
【答案】
【详解】∵、的平分线方程为、,
∴AB与BC对于对称,AC与BC对于对称.
因为点关于的对称点在直线BC上,
点关于的对称点也在直线BC上.
由两点式得
所求直线BC的方程:.
故答案为:.
17.一条光线从点射向轴,经过轴上的点反射后通过点,则点的坐标为 .
【答案】
【详解】由题可得关于轴的对称点为,
则直线的方程为,可得,
令,可得,所以点.
故答案为:.
18.的三个顶点为,则AC边上的中线所在直线的方程为 .
【答案】
【详解】,,∴边中点为,
∴中线方程为,即.
故答案为:.
19.已知,在中,
(1)求边的方程;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)边过两点
由两点式,得,即,
故边的方程是.
(2)设的中点为,
则,,
所以,
又边的中线过点,
所以,即,
所以边上的中线所在直线的方程为.
由两点式求直线方程的步骤:如果已知两点中含有参数,应用两点式求解直线方程时,一定要注意分类讨论两点的横坐标是否相等
重难点四 直线的截距式方程
20.直线与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】易知直线的斜率为,直线的斜率为,
于是两直线的倾斜角同为锐角或者同为钝角,且斜率的绝对值一个大于1,一个小于1,
检验4个选项,知只有B选项满足题意.
故选:B.
21.当直线过点,当取得最小值时,直线的方程为:( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由直线过点,
则,所以,
当且仅当,即时,等号成立,
所以直线方程为,即.
故选:C.
22.(多选)过点且在两坐标轴上的截距都是非负整数的直线可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【详解】对于A:因为,所以过点,
且在两坐标轴上的截距都是,符合题意,故A正确;
对于B:因为,所以过点,
令,解得,即直线在轴上的截距为,不符合题意,故B错误;
对于C:因为,所以过点,
令得,令得,
所以直线在两坐标轴上的截距都是,符合题意,故C正确;
对于D:因为,所以过点,
令得,令得,
所以直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,符合题意,故D正确.
故选:ACD
23.已知点到直线l的距离为5,且直线l在两坐标轴上的截距相等,则满足条件的直线共有 条.
【答案】3
【详解】当截距不为0时,由题意设所求直线为,
则,解得;
当截距为0时,设原点为,则,注意到,
所以此时满足题意的直线方程可以是;
综上所述,满足条件的直线共有3条.
故答案为:3.
24.已知直线l经过直线和的交点,且直线l在坐标轴上的截距相等,则直线l的方程是 .
【答案】或
【详解】由,解得,即直线过点,
当直线过原点时,直线的方程为,
当直线不过原点时,设直线的方程为,则,解得,方程为,
所以直线的方程为或.
故答案为:或
25.过点且在x轴、y轴上截距相等的直线方程为 .
【答案】或
【详解】设在x轴、y轴上的截距均为a,
若,即直线过原点,设直线为,
代入,可得,
所以直线方程为,即;
若,则直线方程为,
代入,则,解得,
所以此时直线方程为;
综上所述:所求直线方程为或.
故答案为:或.
26.若直线l的一般式方程为,直线l经过点,求直线l在x轴和y轴上的截距之和的最小值,并求此时a的值.
【答案】,.
【详解】由直线的一般式方程,
可知直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
所以直线在轴和轴上的截距之和为.
直线经过点,得.
因此.
因为,
当且仅当时取等号,所以,
此时.
利用截距式求直线方程的注意事项
(1)下列三种情况,不能用截距式表示直线:①k不存在;②k=0;③直线过原点.
(2)①截距相等且不为0,可设直线方程为;②截距相反且不为0,可设直线方程为;
③截距均为0,可设直线方程为
重难点五 直线的一般式方程
①求直线的一般式方程
27.已知直线:的倾斜角为,则( )
A. B.0 C. D.
【答案】D
【详解】由题意直线倾斜角为,则直线轴,
故方程中,的系数为,
即,解得.此时,直线符合题意.
故选:D.
28.(多选)若直线l过点,且横、纵截距的绝对值相等,则直线l的方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【详解】解:当直线过原点时,横纵截距为0,符合题意,此时直线方程为;
当直线不过原点时,可设横纵截距分别为(或,均不为0),
则直线方程为,可解得或,
则直线方程为或.
故选:ABD.
29.若直线:的倾斜角为,则实数的值为 .
【答案】
【详解】由题意可得,,
故.
故答案为:
30.若原点在直线上的射影为,则直线的一般式方程为 .
【答案】
【详解】因为,所以,
则直线的方程为,即.
故答案为:
31.已知点,则线段的垂直平分线的一般式方程为 .
【答案】
【详解】易知的中点坐标为,且,
所以线段的垂直平分线的斜率为2,
可得所求直线方程为,即.
故答案为:
32.根据下列条件分别写出直线的一般式方程.
(1)经过两点,;
(2)经过点,斜率为;
(3)经过点,平行于轴;
(4)斜率为2,在轴上的截距为1.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由两点式,得直线的方程为,
即.
(2)由点斜式,得直线的方程为,
即.
(3)由题意知,直线的方程为,
即.
(4)由点斜式,得直线的方程为,
即.
②直线的一般式方程应用
33.已知直线l:,则下列说法不正确的是( )
A.直线l恒过点
B.若直线l与y轴的夹角为30°,则或
C.直线l的斜率可以等于0
D.若直线l在两坐标轴上的截距相等,则或
【答案】C
【详解】直线的方程可化为,
所以直线过定点,故A正确;
因为直线与轴的夹角为,
所以直线的倾斜角为或,
而直线的斜率为,所以或,
所以或,故B正确;
当时,直线,斜率不存在,
当时,直线的斜率为,
不可能等于,故C错误;
当时,直线在轴上的截距不存在,
当时,令,得,
令,得,令,
得,故D选项正确.
故选:C.
34.如图所示,直线与的图象只可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】对A,由经过第一,四,三象限,可知,,
由过第一,二,三象限知,,故本选项错误;
对B,由经过第一,二,四象限,可知,,
由过第一,二,三象限知,,故本选项错误;
对C,由经过第一,三,四象限,可知,,
由过第一,三,四象限知,,故本选项错误;
对D,由经过第一,二,四象限,可知,,
由过第一,二,四象限知,,故本选项正确;
故选:D.
35.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
【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
36.直线恒过定点
【答案】
【详解】直线,化为,
令,解得,
所以直线恒过定点,
故答案为:
37.不论为何实数,直线恒过第 象限.
【答案】二
【详解】直线方程可变形为:,
由,求得,
直线过定点,因此直线必定过第二象限,
故答案为:二.
38.已知直线和直线都过点,求过点和点的直线方程 .
【答案】
【详解】因为直线和直线都过点,
所以,.
由上式可得点和点都在直线上,
即过点和点的直线方程为.
故答案为:
求直线一般式方程的方法:
重难点六 直线与坐标轴围成的三角形问题
39.已知直线,若直线l与两坐标轴的正半轴围成三角形的面积最大,则直线l的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,
由题意,解得,
直线l与两坐标轴的正半轴围成三角形的面积,
当时,,
此时直线l的方程是.
故选:C.
40.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】
【详解】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:.
41.已知直线x+y-k=0与两坐标轴围成的三角形的面积不小于8,则k的取值范围为 .
【答案】或
【详解】
令,得,
令,得,
由题意知,由直线与两坐标轴围成的三角形面积不小于8,
则,
解得或,
故实数的取值范围为或.
故答案为:或
42.已知的三个顶点分别为,,.
(1)求边和所在直线的方程;
(2)求边上的中线所在直线与坐标轴围成的三角形的面积.
【答案】(1),
(2)25
【详解】(1)由截距式,得边所在直线的方程为,即.
由两点式,得边所在直线的方程为,即.
(2)由题意,得点的坐标为,
由两点式,得边所在直线的方程为,
即,所以.
所以直线与坐标轴围成的三角形的面积.
43.已知的三个顶点分别是.
(1)求边的高所在的直线方程;
(2)求平分的面积且过点的直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意可得:直线的斜率,
则边的高所在的直线的斜率,
所求直线方程为,即.
(2)由题意可知:所求直线即为边的中线所在的直线,
则线段的中点为,可得直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
44.直线的方程为.
(1)证明直线过定点;
(2)已知是坐标原点,若点线分别与轴正半轴、轴正半轴交于两点,当的面积最小时,求的周长及此时直线的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2),
【详解】(1)直线的方程变形为为,
由,得到,
又时,恒成立,
故直线恒过定点.
(2)由,
令,得到,令,得到,
由,得到,
所以,,
令,得到,
当且仅当,即时取等号,此时,直线的方程为,
又,,
所以,当的面积最小时,的周长为,此时直线的方程为.
一、单选题
1.已知直线方程为,则该直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】依题意,直线的斜率为,所以该直线的倾斜角为.
故选:A
2.下列四个命题:其中正确命题的个数是( )
①经过定点的直线都可以用方程表示;
②经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示;
③两点式适用于不垂直于x轴和y轴的直线;
④经过定点的直线都可以用方程表示.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【详解】①经过定点的直线当斜率存在时可以用方程表示,当斜率不存在时用方程,①错误;
②经过任意两个不同的点,白的直线都可以用方程表示,②错误;
③两点式适用于不垂直于x轴和y轴的直线;③正确;
④经过定点且垂直于轴的直线不能用方程表示,④错误;
故选:B.
3.已知直线的图象如图,则( )
A.若,则, B.若,则,
C.若,则, D.若,则,
【答案】D
【详解】易知,由直线,可得,
根据图象可得,,
∴若,则,;若,则,.
故选:D
4.一束光线从点射出,沿倾斜角为的直线射到轴上,经轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】先求得入射光线所在直线与轴的交点,进而求得反射光线所在直线方程.
【详解】由题意可知,动直线经过定点,
动直线即,经过点定点,
过定点A的直线与过定点B的直线始终垂直,P又是两条直线的交点,
有,
故,当且仅当时取等号,
所以面积的最大值为
故选:
6.已知直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形,则l的方程为( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【详解】设,直线过和,
当时,直线、直线与轴围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,即,
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,即,
综上直线方程为或,
故选:D
二、多选题
7.(多选)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.若直线经过第三象限,则,
C.点在直线上
D.存在使得直线与直线垂直
【答案】ACD
【详解】对于A:直线的斜率,所以该直线的倾斜角为,故A正确;
对于B:当,时,直线经过第三象限,故B错误;
对于C:将代入方程,则,即点在直线上,故C正确;
对于D:若两直线垂直,则,解得,故D正确.
故选:ACD.
8.(多选)关于直线,以下结论正确的有( )
A.时,直线在两坐标轴上的截距相等 B.直线必过第二象限
C.时,直线不过第四象限 D.时,直线过第二、三、四象限
【答案】ACD
【详解】对于A,时,l的方程化为,令得直线的纵截距为,
令得直线的横截距为,即直线在两坐标轴上的截距相等,正确;
对于B,当时,,直线不过第二象限,错误;
对于C,时,将l的方程化为,
所以不论a为何值,直线l恒过定点,令得直线的纵截距为,
且直线斜率,所以直线不过第四象限,正确;
对于D,时,直线l的斜率,令得直线的纵截距为,
直线l恒过定点,所以直线过第二、三、四象限,正确.
故选:ACD
三、填空题
9.已知的三个顶点分别是,,,则边上的高所在直线的方程为 .
【答案】
【详解】设边上的高为,则,所以,
因为,所以,解得,
所以边上的高所在直线的方程为,即.
故答案为:
10.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)
【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).
11.在平面直角坐标系中,将直线绕原点O逆时针旋转,得到直线l,若角的终边在l上,则 .
【答案】或
【详解】令直线的倾斜角为,则,显然为锐角,
于是直线的斜率,直线的方程为,
当角的终边为射线时,在该终边上取点,该点到原点距离为,则,
当角的终边为射线时,在该终边上取点,该点到原点距离为,则,
所以或.
故答案为:或
四、解答题
12.写出满足下列条件的直线方程:
(1)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
(2)经过点,且与轴平行.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)直线的斜率为,
直线的倾斜角为,
所求直线的倾斜角为,故其斜率为.
所求直线的点斜式方程为.
(2)与轴平行的直线,其斜率不存在,不能用点斜式方程表示.
但直线上点的横坐标均为5,
故直线方程可记为.
13.(1)求经过点在轴上的截距为2的直线方程.
(2)已知直线经过点,且与两坐标轴在第一象限围成的三角形的面积为,求直线的方程
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由题意可知所求直线经过两点,
则直线的斜率,
所以直线方程为,即;
(2)由题意可设直线的方程为,
则,解得,
所以直线的方程为,即.
14.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)
【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.
2
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