内容正文:
专题1.4两条直线的交点
一、求直线的交点坐标
四、三线能围成三角形问题
二、由直线交点的个数求参数
五、过两直线交点的直线方程
三、由直线的交点坐标求参数
知识点1 两条直线的交点坐标
已知两条直线相交,设这两条直线的交点为,则点既在直线上,也在直线上.所以点的坐标既满足直线的方程,也满足直线的方程,即点的坐标是方程组的解,解这个方程组就可以得到这两条直线的交点坐标.
知识点2 方程组解的组数与两条直线的位置关系
方程组的解
一组
无数组
无解
直线与的位置关系
相交
重合
平行
重难点一 求直线的交点坐标
1.直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
2.已知点,点在直线上.若直线垂直于直线,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
3.经过直线和的交点,且倾斜角是直线的倾斜角的两倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
4.(多选)若直线与直线的交点在第四象限,则实数的取值可以是( )
A.0 B. C. D.
5.求过两条直线和的交点,且与垂直的直线方程 .
6.过直线和的交点,倾斜角为的直线方程为 .
7.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 .
重难点二 由直线交点的个数求参数
8.若的图象与直线有两个不同的交点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
9.(多选)已知集合,集合,且,则( )
A. B. C. D.
10.若关于,的方程组有无穷多组解,则的值为
11.三条直线、、有且只有两个交点,求实数的值.
重难点三 由直线的交点坐标求参数
12.已知直线与直线互相垂直,交点坐标为,则的值为( )
A.20 B. C.0 D.24
13.已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
14.已知直线:与直线:的交点在轴上,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
15.若直线l:与直线的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
16.(多选)已知三条直线将平面分为六个部分.则满足条件的m可以是( )
A. B. C. D.0
17.三条直线与相交于一点,则的值为 .
重难点四 三线能围成三角形问题
18.(多选)平面上有三条直线,将平面划分为六个部分,则实数的所有可能取值为( )
A. B. C. D.1
19.若,直线和直线与两坐标轴围成一个四边形,则使这个四边形面积最小的k值中 .
20.在下列三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.①垂直于直线;②平行于直线;③截距相等问题:直线l经过两条直线和的交点,且________.
(1)求直线l的方程;
(2)直线l不过坐标原点O,且与x轴和y轴分别交于两点,求的面积.
21.已知直线.
(1)求证:直线经过一个定点;
(2)若直线交轴的正半轴于点,交轴的正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
22.直线l经过两条直线和的交点P,且直线l在x轴上的截距为.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l与坐标轴围成的三角形面积.
23.求适合下列条件的直线方程:
(1)已知,,,求△ABC的BC边上的中线所在的直线方程;
(2)直线过点,且与轴和直线围成的三角形的面积为2,求直线的方程.
重难点五 过两直线交点的直线方程
24.过两直线和的交点和原点的直线方程为( )
A.3x-19y=0 B.19x-3y=0
C.19x+3y=0 D.3x+19y=0
25.过两条直线,的交点,且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
26.平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为1的直线的方程为 .(写成一般式)
27.求过直线和的交点,且斜率为3的直线方程.
28.已知两直线和的交点为P.求:
(1)过点P与的直线方程;
(2)过点P且与直线平行的直线方程.
29.已知两直线和.
(1)判断两直线是否相交,若相交,求出其交点;
(2)求过与的交点且斜率为的直线方程.
过两条直线交点的直线方程的求法
(1)常规解法:一般是先解方程组求出交点坐标,再结合其他条件写出直线方程.
(2)直线系法:运用过两直线交点的直线系方程:若两直线有交点,则过与交点的直线系方程为为待定常数,不包括直线),设出方程后再利用其他条件求解.
一、单选题
1.直线与直线相交,则实数的值为( )
A.或 B.或
C.且 D.且
2.在平面直角坐标系中,已知直线.若直线与两坐标轴围成的四边形有外接圆,则实数的值是( )
A. B.1 C.2 D.3
3.若直线和直线的交点在第二象限,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
4.直线与直线相交于点P,对任意实数m,直线,分别恒过定点A,B,则的最大值为( )
A.4 B.8 C. D.
5.已知点,,,若A是直线:和:的公共点,则直线BC的方程为( )
A. B. C. D.
6.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,若直线与的欧拉线垂直,则直线与的欧拉线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.若直线与直线的交点在第四象限,则实数的取值可以是( )
A.0 B. C. D.
8.已知集合,,则下列结论正确的是( )
A., B.当时,
C.当时, D.,使得
三、填空题
9.经过直线:和:的交点,且与直线垂直的直线方程为 .
10.若直线过直线和的交点,且在轴的截距是轴截距的2倍,则直线的方程是 .
11.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 .
四、解答题
12.若三条直线:,:,:,当为何值时,三条直线不能构成三角形?
13.求经过直线与直线的交点M,且分别满足下列条件的直线方程:
(1)与直线平行;
(2)与直线垂直.
14.已知两条直线,
(1)当为何值时,与相交;
(2)与是两条不同直线,经过定点,当也经过点时,求的值.
15.若直线经过直线和的交点且与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线l的方程.
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专题1.4两条直线的交点
一、求直线的交点坐标
四、三线能围成三角形问题
二、由直线交点的个数求参数
五、过两直线交点的直线方程
三、由直线的交点坐标求参数
知识点1 两条直线的交点坐标
已知两条直线相交,设这两条直线的交点为,则点既在直线上,也在直线上.所以点的坐标既满足直线的方程,也满足直线的方程,即点的坐标是方程组的解,解这个方程组就可以得到这两条直线的交点坐标.
知识点2 方程组解的组数与两条直线的位置关系
方程组的解
一组
无数组
无解
直线与的位置关系
相交
重合
平行
重难点一 求直线的交点坐标
1.直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解方程组,得,
所以所求交点坐标为.
故选:B
2.已知点,点在直线上.若直线垂直于直线,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可设直线的方程为,代入点,
则,解得,则直线的方程为,
联立直线,解得,则点的坐标为.
故选:C.
3.经过直线和的交点,且倾斜角是直线的倾斜角的两倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,解得,即所求方程的直线过点,
令直线的倾斜角为,则,显然是锐角,
因此所求方程的直线斜率,
所以所求的直线方程为,即.
故选:C
4.(多选)若直线与直线的交点在第四象限,则实数的取值可以是( )
A.0 B. C. D.
【答案】AC
【详解】由,解得,
由两直线的交点在第四象限,得,解得,
所以实数的取值可以是0,,AC正确;BD错误.
故选:AC
5.求过两条直线和的交点,且与垂直的直线方程 .
【答案】
【详解】由得,
设直线为,代入解得,
故方程为,
故答案为:.
6.过直线和的交点,倾斜角为的直线方程为 .
【答案】
【详解】联立与可得,
故交点为,倾斜角为,所以斜率为1,
故直线方程为,即,
故答案为:
7.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】
【详解】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:
重难点二 由直线交点的个数求参数
8.若的图象与直线有两个不同的交点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】当时,由可得,,当时,解得;
当时,由可得,,由可知,方程的解是,
又的图象与直线有两个不同的交点,
所以,其中,解得;
综上所述,.
故选:B
9.(多选)已知集合,集合,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】由整理可得.
因为集合,.
(1)直线过点,则,解得,
此时,直线与直线不平行;
(2)若直线与平行,则,解得.
综上所述,或.
故选:BD.
10.若关于,的方程组有无穷多组解,则的值为
【答案】4
【详解】若方程组有无穷多组解,
即两条直线重合,即
,
则
故答案为:4
11.三条直线、、有且只有两个交点,求实数的值.
【答案】或
【详解】由得:,即有一个交点,或;
即或,解得:或.
重难点三 由直线的交点坐标求参数
12.已知直线与直线互相垂直,交点坐标为,则的值为( )
A.20 B. C.0 D.24
【答案】B
【详解】已知直线的斜率为,直线的斜率为.
又两直线垂直,则,解得.
,即,
将交点代入直线的方程中,得.
将交点代入直线的方程中,得.
所以,.
故选:B.
13.已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
【答案】C
【详解】因为直线与互相垂直,
所以,解得;
垂足在直线上,所以,
垂足在直线上,所以,
所以.
故选:C
14.已知直线:与直线:的交点在轴上,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】在直线方程中,令,得,
即直线与轴的交点为,
因为点在直线上,所以,即,
所以:,即,所以直线的斜率为.
故选:D.
15.若直线l:与直线的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】联立得,所以,解得,
所以直线的倾斜角的范围为.
故选:B.
16.(多选)已知三条直线将平面分为六个部分.则满足条件的m可以是( )
A. B. C. D.0
【答案】ABD
【详解】因为三条直线将平面分为六个部分,
所以三条直线交于一点或两条平行线与第三条直线相交,
当三条直线交于一点时,联立,解得,此时,即,
当两条平行线与第三条直线相交时,可得或,
当时,,当时,,所以或.
故选:ABD.
17.三条直线与相交于一点,则的值为 .
【答案】3
【详解】由,即三条直线交于,
代入,有.
故答案为:3
重难点四 三线能围成三角形问题
18.(多选)平面上有三条直线,将平面划分为六个部分,则实数的所有可能取值为( )
A. B. C. D.1
【答案】ABC
【详解】由解得,设,
当时,直线即,画出图象如下图所示,此时三条直线围成三角形,
平面划分为部分,不符合题意.
当时,直线的斜率为,
当直线过时,,
平面划分为部分,符合题意.
直线的斜率为,直线的斜率为,
当时,如下图所示,平面划分为部分,符合题意,
当时,如下图所示,平面划分为部分,符合题意,
当且且时,三条直线围成三角形,
平面划分为部分,不符合题意.
所以ABC选项正确,D选项错误.
故选:ABC
19.若,直线和直线与两坐标轴围成一个四边形,则使这个四边形面积最小的k值中 .
【答案】#
【详解】如图所示,直线,过定点,与轴的交点,
直线过定点,与轴的交点,
由题意知,四边形的面积等于的面积和梯形的面积之和,
所以所求四边形的面积为:,
当时,所求四边形的面积最小.
故答案为:
20.在下列三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.①垂直于直线;②平行于直线;③截距相等问题:直线l经过两条直线和的交点,且________.
(1)求直线l的方程;
(2)直线l不过坐标原点O,且与x轴和y轴分别交于两点,求的面积.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【详解】(1)由,解得,所以交点坐标为.
选①,垂直于直线,设直线l的方程为:,
其过点,则,即,故直线l的方程为.
选②,平行于直线,设直线l的方程为:,
其过点,则,即,故直线l的方程为.
选③,截距相等,当直线l经过原点时,,符合题意;当直线l不过原点时,
设为,其经过点,故,即.得直线l:,
化简得,故直线l的方程为或;
(2)由(1)知选①时,直线l的方程为,
可知其在x轴和y轴的交点分别为,,故.
选②时,直线l的方程为,
可知其在x轴和y轴的交点分别为,,故.
选③时,直线l的方程为,可知其
在x轴和y轴的交点分别为,故.
21.已知直线.
(1)求证:直线经过一个定点;
(2)若直线交轴的正半轴于点,交轴的正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)证明见解析;
(2),.
【详解】(1)直线,化为,当时,对任意实数,恒有,
所以直线过定点.
(2)依题意,显然,直线交轴于点,交轴于点,
而点分别在轴的正半轴上,即,于是,
则的面积为,
当且仅当,即时取等号,
所以当时,,直线的方程的方程为.
22.直线l经过两条直线和的交点P,且直线l在x轴上的截距为.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l与坐标轴围成的三角形面积.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)∵直线l经过两条直线和的交点,
∴解得,,即,
由题意可知直线的斜率存在,设为k且,则过,
代入可得.∴直线l的方程.
(2)在直线中,令可得,
令可得,所以直线l与坐标轴围成的三角形面积.
23.求适合下列条件的直线方程:
(1)已知,,,求△ABC的BC边上的中线所在的直线方程;
(2)直线过点,且与轴和直线围成的三角形的面积为2,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)设中点为,则由中点坐标公式可得,
故,
所以直线方程为:,即可,
(2)当直线的斜率不存在时,的方程为,
联立与得交点为,此时面积为,符合要求.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即.
令得,.
由三角形的面积为2,得.
解得,可得直线的方程为,即.
综上可知,直线的方程为或.
重难点五 过两直线交点的直线方程
24.过两直线和的交点和原点的直线方程为( )
A.3x-19y=0 B.19x-3y=0
C.19x+3y=0 D.3x+19y=0
【答案】D
【详解】设过两直线交点的直线系方程为,
代入原点坐标,得,解得,
故所求直线方程为,即.
故选:D.
25.过两条直线,的交点,且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由,得,
设与直线垂直的直线的方程为,则
,得,
所以所求直线方程为.
故选:A
26.平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为1的直线的方程为 .(写成一般式)
【答案】
【详解】由题设,令直线的方程为,且直线过,
所以,故直线的方程为.
故答案为:
27.求过直线和的交点,且斜率为3的直线方程.
【答案】
【详解】法一:解方程组得
所以两条直线的交点坐标为.
又所求直线的斜率为3,故所求直线的方程为,即.
法二:设所求直线为,因为过已知两条直线的交点,所以直线的方程可设为(其中为常数),即①,
又直线的斜率为3,所以,解得,将代入①,整理得.
28.已知两直线和的交点为P.求:
(1)过点P与的直线方程;
(2)过点P且与直线平行的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设过直线和交点的直线方程为,即.①
把点代入方程①,化简得,解得,
所以过点P与Q的直线方程为,即.
(2)由两直线平行,得,得,
所以所求直线的方程为,即.
29.已知两直线和.
(1)判断两直线是否相交,若相交,求出其交点;
(2)求过与的交点且斜率为的直线方程.
【答案】(1)两直线相交,两直线交点为;(2).
【详解】(1)∵,
∴两直线相交,
联立两直线方程得
解得即两直线交点为.
(2)解法一:由点斜式方程可得所求的直线方程为,即.
解法二:显然不是所求方程可设所求直线方程为,
整理得,
∴,∴,
整理得所求直线方程为.
过两条直线交点的直线方程的求法
(1)常规解法:一般是先解方程组求出交点坐标,再结合其他条件写出直线方程.
(2)直线系法:运用过两直线交点的直线系方程:若两直线有交点,则过与交点的直线系方程为为待定常数,不包括直线),设出方程后再利用其他条件求解.
一、单选题
1.直线与直线相交,则实数的值为( )
A.或 B.或
C.且 D.且
【答案】D
【详解】由直线与直线相交,得,
即,解得且,
所以实数k的值为且.
故选:D
2.在平面直角坐标系中,已知直线.若直线与两坐标轴围成的四边形有外接圆,则实数的值是( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】A
【详解】由题意易知,与坐标轴交于与
因为,所以必过于是如下图:
由割线定理得,得,即第四个交点为
所以.,
故选:A.
3.若直线和直线的交点在第二象限,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】,
所以交点为,由于在第二象限,所以,
所以的取值范围为,
故选:D
4.直线与直线相交于点P,对任意实数m,直线,分别恒过定点A,B,则的最大值为( )
A.4 B.8 C. D.
【答案】A
【详解】直线,当,得,
即点,
直线,当,得,即点,
且两条直线满足,所以,即,
,
,当时,等号成立,
所以的最大值为4.
故选:A
5.已知点,,,若A是直线:和:的公共点,则直线BC的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由点在:上可知,,
同理由点在:上可知,
故点与均满足方程,
由于两点确定一条直线,因此直线BC的方程为,
故选:B
6.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,若直线与的欧拉线垂直,则直线与的欧拉线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由的顶点坐标,可知其重心为.
注意到,直线BC斜率不存在,则为直角三角形,
则其垂心为其直角顶点,则欧拉线方程为:.
因其与垂直,则.
则,则直线与的欧拉线的交点坐标满足,即交点为.
故选:B
二、多选题
7.若直线与直线的交点在第四象限,则实数的取值可以是( )
A.0 B. C. D.
【答案】AC
【详解】联立方程,
解得 ,
因为交点在第四象限,
可得,解得
故选:AC.
8.已知集合,,则下列结论正确的是( )
A., B.当时,
C.当时, D.,使得
【答案】AB
【详解】对于选项A:因为表示过定点,且斜率不为0的直线,
可知表示直线上所有的点,
所以,故A正确;
对于选项B:当时,则,,
联立方程,解得,所以,B正确;
对于选项C:当时,则有:
若,则;
若,可知直线与直线平行,且,
可得,解得;
综上所述:或,故C错误;
对于选项D:若,由选项C可知,且,无解,故D错误.
故选:AB.
三、填空题
9.经过直线:和:的交点,且与直线垂直的直线方程为 .
【答案】
【详解】联立,得,
设与直线垂直的直线方程为,
得,得,
所以直线方程为.
故答案为:
10.若直线过直线和的交点,且在轴的截距是轴截距的2倍,则直线的方程是 .
【答案】或
【详解】联立,解得,故交点坐标为,
当在轴的截距与在轴的截距为0时,设直线方程为,
将代入得,解得,故直线的方程为;
当在轴的截距与在轴的截距不为0时,设直线方程为,
将代入得,解得,
故直线方程为,即,
所以直线的方程为或.
故答案为:或
11.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】
【详解】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:
四、解答题
12.若三条直线:,:,:,当为何值时,三条直线不能构成三角形?
【答案】或或
【详解】三条直线不能构成三角形⇔三条直线交于同一点或其中至少有两条直线平行.
①若三条直线交于同一点时,解方程组,得,
即与的交点是,
把点代入直线的方程,得;
②若其中至少有两条直线平行时,
由,得,即;
由,得,即;
综上,当或或时,三条直线不能构成三角形.
13.求经过直线与直线的交点M,且分别满足下列条件的直线方程:
(1)与直线平行;
(2)与直线垂直.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)由,解得,即点,
设所求直线方程为,则,解得,
所以所求直线方程为.
(2)由(1)知,点,设所求直线方程为,
则,解得,
所以所求方程为.
14.已知两条直线,
(1)当为何值时,与相交;
(2)与是两条不同直线,经过定点,当也经过点时,求的值.
【答案】(1),且,且
(2)
【详解】(1)依题意,得,
得,
得,且,且.
(2),
得,得,
得过定点,又因为也经过点,
得,得.
当时,与重合,故舍去,
故.
15.若直线经过直线和的交点且与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线l的方程.
【答案】或
【详解】方法一:由
得交点,由题意可知直线在x轴、y轴上的截距均不为零,
故可设直线的方程为.
由题意得,所以 (无解,舍去)或
解得或,
所以直线l的方程为或,
即或.
方法二:由,得交点,
由题意得直线的斜率k存在且,设直线的方程为.
令,得;令,得.
由,解得或.
当时,直线的方程为,即;
当时,直线的方程为,即.
方法三:易知直线与坐标轴围成的三角形的面积,
所以直线的方程不可能是.
故可设直线的方程为 (为常数),
即.
由题意得,
令,得;令,得.
所以直线与两坐标轴围成的三角形的面积,
所以,解得或.
当时,直线的方程为;
当时,直线的方程为.
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