内容正文:
专题3 直线方程
一、单选题
1.(2022高二下·贵州·学业考试)若角的终边在直线上,则=( )
A. B.- C. D.-
2.(23-24高二上·重庆·期中)已知点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(22-23高二上·山东·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
4.(17-18高二上·北京海淀·期中)在直角坐标系中,在轴上截距为且倾斜角为的直线方程为.
A. B. C. D.
5.(23-24高二上·江苏泰州·阶段练习)两条直线:,:互相垂直,则a的值是( )
A.0 B.-1 C.-1或3 D.0或-1
6.(22-23高二上·河北石家庄·期中)已知点,,若直线与线段有交点,则直线斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
7.(22-23高二上·河南·期中)直线关于直线对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
8.(20-21高一下·新疆乌鲁木齐·期末)若两条平行直线与之间的距离是,则( )
A.0 B.1 C. D.
二、多选题
9.(23-24高二上·江西九江·期末)设,对于直线:,下列说法中正确的是( )
A.的斜率为 B.在轴上的截距为
C.不可能平行于轴 D.与直线垂直
10.(23-24高二上·重庆沙坪坝·期中)若三条不同的直线能围成一个三角形,则m的取值不可能为( )
A. B. C. D.1
11.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线,,则( )
A.当时,直线的一个方向向量为
B.若与相互平行,则或
C.若,则
D.若不经过第二象限,则
三、填空题
12.(23-24高二上·浙江·期末)过、两点的直线的斜率为 .
13.(23-24高二上·云南昆明·期中)两平行直线与之间的距离为 .
14.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线与交于点,则 .
15.(22-23高二下·上海静安·期中)已知直线,,若,则实数 .
16.(23-24高二上·上海杨浦·期中)直线过点且与直线平行,则直线的方程是 .
四、解答题
17.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知直线,直线,设直线与的交点为A,点P的坐标为.
(1)经过点P且与直线垂直的直线方程;
(2)求以为直径的圆的方程.
18.(9-10高一下·河南郑州·期末)三角形三个顶点是,,
(1)求AB边上的高所在直线的方程;
(2)求BC边上的中线所在直线的方程.
19.(22-23高二上·山东菏泽·期中)已知三条直线;,,:,且原点到直线的距离是.
(1)求a的值;
(2)若,能否找到一点,使同时满足下列三个条件:①点在第一象限;②点到的距离是点到的距离的2倍;③点到的距离与点到的距离之比是,若能,求点的坐标;若不能,说明理由.
20.(23-24高二上·山东德州·阶段练习)已知的顶点,边上的高所在的直线方程为.
(1)求直线的方程;
(2)若边上的中线所在的直线方程为,求直线的方程.
21.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)已知直线:,则点到直线距离的最大值为( )
A. B. C.5 D.10
22.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程为( )
A. B. C. D.
23.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)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.
24.(22-23高二上·全国·阶段练习)已知两条直线,则下列结论不正确的是( )
A.当时, B.若,则或
C.当时,与相交于点 D.直线过定点
25.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线与直线相交于点,则到直线的距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
26.(23-24高二上·山东枣庄·阶段练习)已知点,直线,点在直线上,则的最大值为( )
A. B. C. D.2
27.(24-25高三上·广东·开学考试)(多选题)在平面直角坐标系中,点间的折线距离,已知,记,则( )
A.若,则有最小值8
B.若,则A点轨迹是一个正方形
C.若,则有最大值15
D.若,则点A的轨迹所构成区域的面积为
28.(23-24高二上·浙江金华·阶段练习)(多选题)已知直线:和直线:,下列说法正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.当,平行时,两直线的距离为 D.直线过定点,直线过定点
29.(23-24高二下·广东广州·期中)设直线,一束光线从原点出发沿射线向直线射出,经反射后与轴交于点,再次经轴反射后与轴交于点.若,则的值为 .
30.(23-24高二下·江西九江·阶段练习)设直线,一束光线从原点出发沿射线向直线射出,经反射后与轴交于点,再次经轴反射后与轴交于点.若,则的值为 .
31.(23-24高二上·天津河西·阶段练习)已知直线,.
(1)若坐标原点O到直线m的距离为,求a的值;
(2)当时,直线l过m与n的交点,且它在两坐标轴上的截距相反,求直线l的方程.
32.(23-24高二下·上海·阶段练习)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.
33.(18-19高二上·上海·期中)已知直线,且与坐标轴形成的三角形面积为.求:
(1)求证:不论为何实数,直线过定点P;
(2)分别求和时,所对应的直线条数;
(3)针对的不同取值,讨论集合直线经过P,且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素个数.
34.(21-22高二·全国·课后作业)在直角坐标系中,已知射线,过点作直线分别交射线OA、x轴正半轴于点A、B.
(1)当AB的中点为P时,求直线AB的两点式方程;
(2)求△OAB面积的最小值.
35.(21-22高二上·吉林白城·阶段练习)已知集合{直线其中是正常数},下列结论中正确的是( )
A.当时,中直线的斜率为
B.中所有直线均经过同一个定点
C.当时,中的两条平行线间的距离的最小值为
D.中的所有直线可覆盖整个直角坐标平面
36.(19-20高二下·上海·课后作业)设为不同的两点,直线,下列命题正确的有( ).
①不论为何值,点都不在直线上;
②若,则过点的直线与直线平行;
③若,则直线经过的中点;
④若,则点在直线的同侧且直线与线段的延长线相交.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
37.(19-20高一上·甘肃兰州·期末)数学家欧拉在年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点、,若其欧拉线方程为,则顶点的坐标是( )
参考公式:若的顶点、、的坐标分别是、、,则该的重心的坐标为.
A. B.,
C., D.
38.(19-20高二上·湖北恩施·期中)数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的外心(三边中垂线的交点)、重心(三边中线的交点)、垂心(三边高的交点)依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点为,,,则该三角形的欧拉线方程为.
A. B.
C. D.
39.(21-22高二·江苏·单元测试)(多选题)如图,平面中两条直线和相交于点O,对于平面上任意一点M,若p,q分别是M到直线和的距离,则称有序非负实数对是点M的“距离坐标”.下列四个命题中正确命题为( )
A.若,则“距离坐标”为的点有且仅有1个
B.若,且,则“距离坐标”为的点有且仅有2个
C.若,则“距离坐标”为的点有且仅有4个
D.若,则点M在一条过点O的直线上
40.(23-24高二上·河北保定·阶段练习)(多选题)下列说法正确的是( )
A.已知空间向量,且,则实数
B.直线与直线之间的距离是.
C.已知直线过点,且与轴正半轴交于点两点,则面积的最小值为4
D.若直线沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
41.(22-23高二下·上海浦东新·阶段练习)已知点分别在直线与直线上,且,点,,则的最小值为 .
42.(22-23高三上·上海青浦·阶段练习)在平面直角坐标系中,若动点到两直线和的距离之和为,则的最大值为 .
43.(21-22高二·全国·单元测试)在平面直角坐标系中,如果x与y都是整数,就称点为整点,现有下列命题:
①存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点;
②如果k与b都是无理数,则直线不经过任何整点;
③直线经过无穷多个整点,当且仅当经过两个不同的整点;
④直线经过无穷多个整点的充要条件是k与b都是有理数;
⑤存在恰经过一个整点的直线.
其中,真命题有 .(选填序号)
44.(21-22高三上·湖北·阶段练习)在平面直角坐标系内,设M(x1,y1)、N(x2,y2)为不同的两点,直线l的方程为ax+by+c=0,设.有下列四个说法:
①存在实数δ,使点N在直线l上;
②若δ=1,则过M、N两点的直线与直线l平行;
③若δ=﹣1,则直线l经过线段MN的中点;
④若δ>1,则点M、N在直线l的同侧,且直线l与线段MN的延长线相交.
上述说法中,所有正确说法的序号是 .
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专题3 直线方程
一、单选题
1.(2022高二下·贵州·学业考试)若角的终边在直线上,则=( )
A. B.- C. D.-
【答案】A
【详解】角的终边在直线上,不妨设角的终边上一点的坐标为,则.
所以.
故选:A
2.(23-24高二上·重庆·期中)已知点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】计算直线斜率,再确定倾斜角即可.
【详解】直线的斜率,
设直线的倾斜角为,,则,.
故选:A.
3.(22-23高二上·山东·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】设直线的斜率为,直线的斜率为,根据判别式以及韦达定理可得到结果.
【详解】设直线的斜率分别为,因为,所以方程有两个不相等的实数根,
所以与相交.又,所以与不垂直.
故选:C
4.(17-18高二上·北京海淀·期中)在直角坐标系中,在轴上截距为且倾斜角为的直线方程为.
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可得,直线的斜率,再根据直线的截距得到直线过点(0,-1)
根据直线方程的斜截式可知所求的直线方程为,
即,
故选:.
5.(23-24高二上·江苏泰州·阶段练习)两条直线:,:互相垂直,则a的值是( )
A.0 B.-1 C.-1或3 D.0或-1
【答案】C
【分析】根据两线垂直求解即可;
【详解】解:因为直线与互相垂直,
所以,
即:,
解得:或 .
故选:C.
6.(22-23高二上·河北石家庄·期中)已知点,,若直线与线段有交点,则直线斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出直线的定点,再结合图象利用斜率公式计算求解即可.
【详解】由直线,
变形可得,
由,解得,
可得直线恒过定点,
则,,
若直线与线段有交点,则直线斜率的取值范围为.
故选:A.
7.(22-23高二上·河南·期中)直线关于直线对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设点是所求直线上任意一点,进而求得其关于对称的点为,再代入已知直线方程即可得答案.
【详解】解:设点是所求直线上任意一点,
则关于直线对称的点为,且在直线上,
所以,代入可得,整理得.
所以,所求直线方程为.
故选:B
8.(20-21高一下·新疆乌鲁木齐·期末)若两条平行直线与之间的距离是,则( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】A
【分析】由两直线平行求得参数,再由距离求出后即得.
【详解】由题意两直线平行,则,,
又,而,所以.
所以.
故选:A.
二、多选题
9.(23-24高二上·江西九江·期末)设,对于直线:,下列说法中正确的是( )
A.的斜率为 B.在轴上的截距为
C.不可能平行于轴 D.与直线垂直
【答案】BD
【分析】根据已知条件,结合直线的斜率、截距的定义,以及直线垂直的性质,即可求解.
【详解】对于A,直线:,
则的斜率为,故A错误;
对于B,令,解得,
故在轴上的截距为,故B正确;
对于C,当时,直线:,平行于轴,故C错误;
对于D,当时,直线与直线显然垂直,
当时,直线的斜率为,
直线的斜率为,
所以,故D正确.
故选:BD.
10.(23-24高二上·重庆沙坪坝·期中)若三条不同的直线能围成一个三角形,则m的取值不可能为( )
A. B. C. D.1
【答案】ABC
【分析】根据题意,结合若或或重合时,结合两直线的位置关系,列出方程,即可求解.
【详解】由直线,
若或重合时,则满足,解得;
若或重合时,则满足,解得;
若经过直线与的交点时,此时三条直线不能围成一个三角形,
联立方程组,解得,即交点,
将点代入直线,可得,解得.
故选:ABC.
11.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线,,则( )
A.当时,直线的一个方向向量为
B.若与相互平行,则或
C.若,则
D.若不经过第二象限,则
【答案】CD
【分析】代入,根据方向向量定义即可判断A,根据直线平行和垂直与斜率的关系即可判断B,C,将直线方程化简可得,结合一次函数的性质即可判断D.
【详解】对A,当时,,斜率为,则其一个方向向量为,
,A错误;
对B,若与相互平行,则,解得或,
当时,与重合,B错误;
对C,若,则,解得,故C正确;
对D,若不经过第二象限,,即,
则,解得,D正确.
故选:CD
三、填空题
12.(23-24高二上·浙江·期末)过、两点的直线的斜率为 .
【答案】
【分析】利用两点间的斜率公式可得出直线的斜率.
【详解】由已知可得.
故答案为:.
13.(23-24高二上·云南昆明·期中)两平行直线与之间的距离为 .
【答案】
【分析】由两平行线间的距离求解即可.
【详解】对直线两边同时乘以可得:
所以两平行直线与之间的距离为:
.
故答案为:.
14.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线与交于点,则 .
【答案】
【分析】求出两直线交点坐标后可得.
【详解】由得,所以,
,
故答案为:3.
15.(22-23高二下·上海静安·期中)已知直线,,若,则实数 .
【答案】
【分析】根据两直线平行的充要条件得到方程,解得即可.
【详解】因为直线,,且,
所以,解得或,
当直线,,两直线重合,故舍去.
故答案为:
16.(23-24高二上·上海杨浦·期中)直线过点且与直线平行,则直线的方程是 .
【答案】
【分析】设与直线平行的直线方程为,代入已知点计算即可.
【详解】设与直线平行的直线方程为,
带入点得,得,
所以直线的方程是.
故答案为:.
四、解答题
17.(23-24高二上·四川遂宁·期中)已知直线,直线,设直线与的交点为A,点P的坐标为.
(1)经过点P且与直线垂直的直线方程;
(2)求以为直径的圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】第一问运用直线垂直的定义得到斜率,结合点斜式方程求解即可,第二问通过联立直线得到关键点的坐标,求出圆的半径和圆心后用标准方程求解即可.
【详解】(1)易知的斜率为,故所求直线斜率是
直线过点,故直线方程为
方程为
(2)联立方程组解得
故,,由中点坐标公式得中点坐标为
由两点间距离公式得,
故所求圆方程为
18.(9-10高一下·河南郑州·期末)三角形三个顶点是,,
(1)求AB边上的高所在直线的方程;
(2)求BC边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出AB边上的高的斜率,用点斜式方程即可求得;
(2)求出BC边上的中点,利用两点式方程即可求得.
【详解】(1)因为,,所以.
所以AB边上的高的斜率为.
所以AB边上的高所在直线为:,即
(2)因为,,所以BC边上的中点
所以BC边上的中线所在直线,即.
19.(22-23高二上·山东菏泽·期中)已知三条直线;,,:,且原点到直线的距离是.
(1)求a的值;
(2)若,能否找到一点,使同时满足下列三个条件:①点在第一象限;②点到的距离是点到的距离的2倍;③点到的距离与点到的距离之比是,若能,求点的坐标;若不能,说明理由.
【答案】(1)
(2)存在理由见详解.
【分析】(1)利用原点到直线的距离是求解即可;(2)假设存在满足三个条件的点,然后根据三个条件联立解出即可.
【详解】(1)因为原点到直线的距离是,即
所以
(2)若,由(1)得,所以
设存在点满足题意,则:
点到的距离是点到的距离的2倍有
即 ①
点到的距离与点到的距离之比是
②
③
联立①②③解的:
故存在满足上述三个条件的点
20.(23-24高二上·山东德州·阶段练习)已知的顶点,边上的高所在的直线方程为.
(1)求直线的方程;
(2)若边上的中线所在的直线方程为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,得到直线的斜率,结合直线的点斜式方程,即可求解;
(2)根据题意,求得,设点,求得,再求得点,进而求得的斜率,进而求得直线的方程.
【详解】(1)解:因为边上的高所在的直线方程为,可得斜率为,
可得直线的斜率,又因为的顶点,
所以直线的方程为,即;
所以直线的方程为.
(2)解:直线边上的中线所在的直线方程为,
由方程组,解得,所以点,
设点,则的中点在直线上,所以,即,
又点在直线上,,解得,所以,
所以的斜率,所以直线的方程为,
即直线的方程为.
21.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)已知直线:,则点到直线距离的最大值为( )
A. B. C.5 D.10
【答案】B
【分析】根据直线方程,可得直线过定点,即可求出结果.
【详解】直线:,即,
由,得到,所以直线过定点,
当直线垂直于直线时,距离最大,此时最大值为,
故选:B.
22.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】解方程组求出两条直线的交点坐标,再求出直线上的点关于直线的对称点即可求解.
【详解】由,解得,则直线与直线交于点,
在直线上取点,设点关于直线的对称点,
依题意,,整理得,解得,即点,
直线的方程为,即,
所以直线关于直线对称的直线方程为.
故选:D
23.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)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
【分析】求出两直线的交点坐标,再利用二倍角的正切公式求出直线的斜率即可求解.
【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
24.(22-23高二上·全国·阶段练习)已知两条直线,则下列结论不正确的是( )
A.当时, B.若,则或
C.当时,与相交于点 D.直线过定点
【答案】B
【分析】对于A,由斜率关系判定即可;对于B,由直线平行的性质验算,并注意检验;对于C,联立方程组验算即可;对于D,将直线方程变形即可求解.
【详解】因为,
对于A:当时,,则、,
所以,所以,故A正确;
对于B:若,则,解得或,当时,满足题意,
当时,,与重合,故舍去,
所以,故B错误;
对于C:当时,,
则,解得,即两直线的交点为,故C正确;
对于D:,即,
令,即,即直线过定点,故D正确.
故选:B.
25.(23-24高二上·重庆·期末)已知直线与直线相交于点,则到直线的距离的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出点坐标,利用点到直线的距离公式可得,再根据的范围可得答案.
【详解】由,解得,
可得,
则到直线的距离,
因为,所以,所以.
故选:C.
26.(23-24高二上·山东枣庄·阶段练习)已知点,直线,点在直线上,则的最大值为( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【分析】根据题意,作出点(或点)关于直线的对称点(),作直线()与直线相交,则交点则就是使取最大值的点,求出点(点)坐标,即得最大距离即().
【详解】
如图,作出点关于直线的对称点,连接延长交直线于点,此时点使取得最大值.
(原因如下:根据点关于直线的对称图形特征,知,此时,
在直线上另取点,连接,则,)
不妨设点,则有:解得:即,
故
故选:C.
27.(24-25高三上·广东·开学考试)(多选题)在平面直角坐标系中,点间的折线距离,已知,记,则( )
A.若,则有最小值8
B.若,则A点轨迹是一个正方形
C.若,则有最大值15
D.若,则点A的轨迹所构成区域的面积为
【答案】BC
【分析】利用换元法结合定义将折线距离转化,作出图象,利用图象平移可判定B,利用点到直线距离公式转化可判定A,利用图象结合两点距离可判定C,利用正方形面积公式可判定D.
【详解】若,由题意可知,令,
则,作出其图象如图.
易知,点的轨迹可由正方形右移1个单位长度,
再上移1个单位长度得到,故B正确;
对于A,
,
结合图象可得的最小值即为点到
直线(即点)的距离,
此时取得最小值3,故A错误;
对于C,的最大值即为点到点的距离中的最大值
,故的最大值为15,故C正确;
若,则表示正方形及其内部区域,易知其面积为,
故D错误.
故选:BC.
28.(23-24高二上·浙江金华·阶段练习)(多选题)已知直线:和直线:,下列说法正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.当,平行时,两直线的距离为 D.直线过定点,直线过定点
【答案】BC
【分析】
选项A,当时和重合;选项B:当时,,,故;选项C,当,平行时,,根据平行线间的距离公式可得;选项D,: 定点坐标为可判断错误.
【详解】选项A:当时,:即,:即,
故和重合,A错误;
选项B:当时,:即,:即,
直线的斜率为,直线的斜率为,
因,故,B正确;
选项C:当,平行时,可得,得或,
当时,由A选项知和重合,
当时,:,:,
故两平行的距离为,故C正确;
选项D:直线:即,故当时,,
故直线的定点坐标为,
:即,故当时,得,
故直线过定点,故D错误;
故选:BC
29.(23-24高二下·广东广州·期中)设直线,一束光线从原点出发沿射线向直线射出,经反射后与轴交于点,再次经轴反射后与轴交于点.若,则的值为 .
【答案】/0.5
【分析】求出点关于的对称点为,设,则,求出关于轴的对称点为,表达出直线的方程,由对称性可得在直线上,代入方程,求出,求出直线的方程,联立直线与直线,求出,从而得到的值.
【详解】设点关于的对称点为,
则,解得,故,
设,
因为,所以,
则,则,
设点关于轴的对称点为,
则直线的方程为,
由对称性可得在直线上,即,
解得,
故直线的方程为,
联立直线与直线,
,解得,
所以,将代入中,
.
故答案为:
30.(23-24高二下·江西九江·阶段练习)设直线,一束光线从原点出发沿射线向直线射出,经反射后与轴交于点,再次经轴反射后与轴交于点.若,则的值为 .
【答案】
【分析】先求得点关于的对称点A,再由入射点P的坐标,再由点A,P,M三点共线,求得点M的坐标,再求得点P关于x轴的对称点,再根据三点共线求得点N的坐标求解.
【详解】解:如图所示:
点关于的对称点为,
由,解得,所以,
因为点A,P,M三点共线,则,
令,得,所以,
点P关于x轴的对称点,
因为点三点共线,则,
令,的,所以,
所以,
解得或(舍去),
故答案为:
31.(23-24高二上·天津河西·阶段练习)已知直线,.
(1)若坐标原点O到直线m的距离为,求a的值;
(2)当时,直线l过m与n的交点,且它在两坐标轴上的截距相反,求直线l的方程.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)依据点到直线的距离公式建立方程求解即可.
(2)联立求出直线交点,再分类讨论直线是否过原点,求解即可.
【详解】(1)设原点O到直线m的距离为,
则,解得或;
(2)由解得,即m与n的交点为.
当直线l过原点时,此时直线斜率为,
所以直线l的方程为;
当直线l不过原点时,设l的方程为,
将代入得,
所以直线l的方程为.
故满足条件的直线l的方程为或.
32.(23-24高二下·上海·阶段练习)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)
【分析】(1)由求解;
(2)过定点,又因为也经过点,代入求解,要注意检验.
【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.
33.(18-19高二上·上海·期中)已知直线,且与坐标轴形成的三角形面积为.求:
(1)求证:不论为何实数,直线过定点P;
(2)分别求和时,所对应的直线条数;
(3)针对的不同取值,讨论集合直线经过P,且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素个数.
【答案】(1)定点,见解析;(2)时,2条直线,时,4条直线;(3)①时,2条直线; ②时,3条直线; ③时,4条直线.
【分析】(1)直线方程化为,令求得直线所过的定点;
(2)由题意知直线的斜率存在且不为0,设出直线方程,求出直线与轴的交点,计算对应三角形的面积,由此求得直线条数;
(3)由题意得,讨论和时方程对应的实数根,从而求出对应直线的条数,即可得出集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中元素的个数.
【详解】(1)直线可化为,
令,解得,
∴不论为何实数,直线过定点.
(2)由题意知,直线的斜率存在,且,
设直线方程为,则直线与轴的交点为,与轴的交点为;
∴的面积为;
令,得,时,方程化为,
解得,有两个正根,即有两条直线;
时,方程化为,,方程无实数根,即无直线;
综上知,时有两条直线;
令,得,时,方程化为,
解得,有两个正根,即有两条直线;
时,方程化为,解得,有两个负根,即有两条直线;
综上知,时有四条直线;
(3)由题意得,,时,方程化为,
解得,有两个正根,即有两条直线;
时,方程化为,, 时,
,方程无实数根,此时无直线;
时,,方程有一负根,此时有一条直线;
时,,解得,方程有两负根,即有两条直线;
综上知,时有两条直线;时有三条直线,时有4条直线;
所以时,集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素有2个;
时,集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素有3个;
时,集合直线经过P且与坐标轴围成的三角形面积为中的元素有4个.
【点睛】本题考查直线恒过定点、集合元素个数的判断,考查函数与方程思想、分类讨论思想的综合运用,考查逻辑推理能力和运算求解能力.
34.(21-22高二·全国·课后作业)在直角坐标系中,已知射线,过点作直线分别交射线OA、x轴正半轴于点A、B.
(1)当AB的中点为P时,求直线AB的两点式方程;
(2)求△OAB面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先利用中点坐标公式分别求得,,再代入直线的两点式方程即可解决;
(2)先求得过点的直线斜率不存在时△OAB的面积,再求得过点的直线斜率存在时△OAB的面积的最小值,二者进行比较即可求得△OAB面积的最小值.
【详解】(1)由题意,设,,且.
当AB的中点为P时,有
解得,,所以,.
所以直线AB的方程为.
(2)当过点的直线斜率不存在时,,,
此时.
当过点的直线斜率存在时,
设直线AB的方程为.
直线AB与相交,可得,
直线AB与x轴正半轴相交于B,可得.
由,可得或
那么.
令,则,或
则,
由,或,可得或,
当,即,时,
即,则,
此时,符合题意.
综上,.
35.(21-22高二上·吉林白城·阶段练习)已知集合{直线其中是正常数},下列结论中正确的是( )
A.当时,中直线的斜率为
B.中所有直线均经过同一个定点
C.当时,中的两条平行线间的距离的最小值为
D.中的所有直线可覆盖整个直角坐标平面
【答案】C
【分析】A中,当时,sinθ=cosθ,S中直线的斜率为;B中,S中所有直线均经过一个定点,不正确;C中,当m>n时,S中的两条平行直线间的距离为,可得最小值为2n;D中,由(0,0)不满足方程,可判断命题错误.
【详解】当θ时,sinθ=cosθ,S中直线的方程为,即,故其斜率为,故A不正确;
根据y=1,可知S中所有直线不可能经过一个定点,B不正确;
当时,S中的两条平行直线间的距离为,而,则,故,即最小值为2n,C正确;
易见,点(0,0)不满足方程,∴S中的所有直线不可覆盖整个平面,D不正确;
故选:C.
36.(19-20高二下·上海·课后作业)设为不同的两点,直线,下列命题正确的有( ).
①不论为何值,点都不在直线上;
②若,则过点的直线与直线平行;
③若,则直线经过的中点;
④若,则点在直线的同侧且直线与线段的延长线相交.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】由可得①正确,分和两种情况讨论可得直线与直线平行,可得②正确,当时,可得到,从而得到③正确,当时可得和,然后可得④正确.
【详解】因为中,,所以点不在直线上,故①正确
当时,根据得到,化简得,
即直线的斜率为,又直线的斜率为,由①可知点不在直线上,
得到直线与直线平行
当时,可得直线与直线的斜率都不存在,也满足平行,故②正确
当时,得到,化简得
而线段的中点坐标为,所以直线经过的中点,故③正确
当时,得到,所以,
即,所以点在直线的同侧
且,可得点与点到直线的距离不等,
所以延长线与直线相交,故④正确
综上:命题正确的有4个
故选:D
【点睛】本题考查的是直线的方程、两直线平行的判定以及一元二次不等式表示的区域,考查了学生的分析能力和转化能力,属于中档题.
37.(19-20高一上·甘肃兰州·期末)数学家欧拉在年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点、,若其欧拉线方程为,则顶点的坐标是( )
参考公式:若的顶点、、的坐标分别是、、,则该的重心的坐标为.
A. B.,
C., D.
【答案】A
【解析】设点的坐标为,由重心的坐标公式求得该三角形的重心坐标,代入欧拉线方程得一方程,求出线段的垂直平分线方程,和欧拉线方程联立求出三角形的外心,由外心到两个顶点的距离相等得出另一方程,两方程联立可求出点的坐标.
【详解】设点的坐标为,由重心的坐标公式可知的重心为,
代入欧拉线方程得,整理得,①
线段的中点坐标为,直线的斜率为,
线段的垂直平分线方程为,即,
联立,解得,所以,的外心为,
则,整理得,②
联立①②得或,
当,时,点、重合,舍去,因此,顶点的坐标是.
故答案为:.
【点睛】本题考查点的坐标的计算,涉及直线交点坐标的计算,考查运算求解能力,属于中等题.
38.(19-20高二上·湖北恩施·期中)数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的外心(三边中垂线的交点)、重心(三边中线的交点)、垂心(三边高的交点)依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点为,,,则该三角形的欧拉线方程为.
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由重心坐标公式可得:重心,根据垂直平分线的性质设出外心,根据,求出外心,再求出斜率,点斜式即可求出欧拉线方程.
【详解】由重心坐标公式可得:重心,即.
设外心,因为,
所以,
解得,即:.
,故欧拉线方程为:,
即:
故选:A
【点睛】本题考查了直线方程,两点之间距离公式,三角形的垂心外心重心的性质,考查了推理能力和计算能力,属于中档题.
39.(21-22高二·江苏·单元测试)(多选题)如图,平面中两条直线和相交于点O,对于平面上任意一点M,若p,q分别是M到直线和的距离,则称有序非负实数对是点M的“距离坐标”.下列四个命题中正确命题为( )
A.若,则“距离坐标”为的点有且仅有1个
B.若,且,则“距离坐标”为的点有且仅有2个
C.若,则“距离坐标”为的点有且仅有4个
D.若,则点M在一条过点O的直线上
【答案】ABC
【分析】根据点M的“距离坐标”的定义逐一判断即可.
【详解】A. 若,则“距离坐标”为的点是两条直线的交点O,因此有且仅有1个,故正确.
B. 若,且,则“距离坐标”为或的点有且仅有2个,故正确.
C. 若,则“距离坐标”为的点有且仅有4个,如图,故正确.
D. 若,则点M在的轨迹是两条过O的直线,分别为交角的平分线所在直线,故不正确.
故选:ABC.
40.(23-24高二上·河北保定·阶段练习)(多选题)下列说法正确的是( )
A.已知空间向量,且,则实数
B.直线与直线之间的距离是.
C.已知直线过点,且与轴正半轴交于点两点,则面积的最小值为4
D.若直线沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为
【答案】ACD
【分析】A选项,由空间向量共线相关结论可判断选项正误;B选项,由两平行直线距离公式可判断选项正误;C选项,由题设出直线方程,表示出,即可利用基本不等式判断选项正误;D选项,由直线平移知识结合题意可判断选项正误.
【详解】A选项,由于.所以,所以A选项正确;
B选项,直线,因此两平行直线的距离,故B错误;
C选项,由题,直线l 斜率存在且不为0,设l: ,
令, .因直线与与轴正半轴交于点两点,
则,.
则,
当且仅当,即时,等号成立,所以面积的最小值为4,故C正确:
D选项,由题知:直线方程斜率存在,设直线方程为,
直线l沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,
回到原来的位置,则,
所以,解得,故D正确.
41.(22-23高二下·上海浦东新·阶段练习)已知点分别在直线与直线上,且,点,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】作出图象,易知,则然后易求得当时,此时可过作直线与垂直,易知得的方程,然后在上,直线,之间找点,使得到的距离等于点到的距离,此时最小距离和即为,由此求解.
【详解】易知,作出图象如下,过点作直线,则,
直线,过作直线,与直线交于点,易知四边形为平行四边形,
故,且到直线的距离等于到的距离,
设,则,解得或(舍,所以,
而,且(定值),
故只需求出的最小值即可,显然,
故的最小值为.
故答案为:.
42.(22-23高三上·上海青浦·阶段练习)在平面直角坐标系中,若动点到两直线和的距离之和为,则的最大值为 .
【答案】8
【分析】由已知可知两直线,取在的右侧时,分别过作两直线的垂线,结合几何性质确定点轨迹,即可求得的最大值,其他位置同理可得.
【详解】若动点到两直线和的距离之和为,
交点为的斜率分别为,则,
在的右侧时,过分别向引垂线,
垂足分别为,那么,
过作轴的平行线,与交点为如图,
则,所以,
其它位置同理,那么点轨迹为正方形,
当在时,取得最大值,即取得最大值8.
故答案为:8.
43.(21-22高二·全国·单元测试)在平面直角坐标系中,如果x与y都是整数,就称点为整点,现有下列命题:
①存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点;
②如果k与b都是无理数,则直线不经过任何整点;
③直线经过无穷多个整点,当且仅当经过两个不同的整点;
④直线经过无穷多个整点的充要条件是k与b都是有理数;
⑤存在恰经过一个整点的直线.
其中,真命题有 .(选填序号)
【答案】①③⑤
【分析】由整点的定义,举例说明①⑤是真命题;举反例说明②④是假命题;两整点的坐标相加减得到的整点同样在直线上,以此类推可得③是真命题.
【详解】对于①,令,既不与坐标轴平行又不经过任何整点,正确;
对于②,若,则直线经过点,错误;
对于③,当经过两个不同的整点时,可得,两式相减得,
两式相加得,则也在直线上且为整点,
再将相加又可得到新的整点,依此类推可得到无穷多个整点,正确;
对于④,当k与b都是有理数时,直线可能不经过任何整点,比如,错误;
对于⑤,对于只经过一个整点,正确.
故答案为:①③⑤.
44.(21-22高三上·湖北·阶段练习)在平面直角坐标系内,设M(x1,y1)、N(x2,y2)为不同的两点,直线l的方程为ax+by+c=0,设.有下列四个说法:
①存在实数δ,使点N在直线l上;
②若δ=1,则过M、N两点的直线与直线l平行;
③若δ=﹣1,则直线l经过线段MN的中点;
④若δ>1,则点M、N在直线l的同侧,且直线l与线段MN的延长线相交.
上述说法中,所有正确说法的序号是 .
【答案】②③④
【分析】根据题意对一一分析,逐一验证.
【详解】解:对于①,化为:,即点,不在直线上,因此①不正确.
对于②,,则,即过,两点的直线与直线的斜率相等,又点,不在直线上,因此两条直线平行,故②正确;
对于③,,则,化为,因此直线经过线段的中点,故③正确;
对于④,,则,则点,在直线的同侧,故④正确;
故答案为:②③④.
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