内容正文:
第10讲直线的交点坐标与距离公式(4个知识点+3个要点+6种题型+过关检测)
知识点1:两条直线的交点坐标
已知两条直线的方程是l1:A1x+B1y+C1=0, l2:A2x+B2y+C2=0,设这两条直线的交点为P,则点P的坐标就是方程组的解.
知识点2:两点间的距离
1.点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式为|P1P2|=.
2.原点O(0,0)与任一点P(x,y)间的距离|OP|=.
注意点:
(1)此公式与两点的先后顺序无关.
(2)已知斜率为k的直线上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),由两点间的距离公式可得|P1P2|==·|x2-x1|,或|P1P2|=|y2-y1|.
知识点3:点到直线的距离
点到直线的距离公式:d=.
注意点:
(1)利用公式时直线的方程必须是一般式;
(2)分子含有绝对值;
(3)若直线方程为Ax+By+C=0,则当A=0或B=0时公式也成立,但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可用数形结合求解.
知识点4:两条平行直线间的距离
1.两条平行直线间的距离:指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.
2.公式:两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0(A,B不同时为0,C1≠C2)之间的距离d=.
注意点:
(1)两平行直线间的距离可以转化为点到直线的距离.
(2)运用两平行直线间的距离公式时,必须保证两直线方程中x,y的系数分别对应相同.
要点1:对称问题
对称问题的解决方法
(1)点关于点的对称问题通常利用中点坐标公式.
点P(x,y)关于Q(a,b)的对称点为P′(2a-x,2b-y).
(2)直线关于点的对称直线通常用转移法或取特殊点来求.
设l的方程为Ax+By+C=0(A2+B2≠0)和点P(x0,y0),
则l关于P点的对称直线方程为A(2x0-x)+B(2y0-y)+C=0.
(3)点关于直线的对称点,要抓住“垂直”和“平分”.
设P(x0,y0),l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),P关于l的对称点Q可以通过条件:①PQ⊥l;②PQ的中点在l上来求得.
(4)求直线关于直线的对称直线的问题可转化为点关于直线的对称问题.
要点2:善于利用几何特征解题
解析几何部分最重要的思想就是数形结合在坐标法解题的大背景下,善于发现、利用几何特征是解决此类问题的关键,
要点3:利用直线的对称求距离的最值
利用对称性求距离的最值问题
由平面几何知识(三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差的绝对值小于第三边)可知,要解决在直线l上求一点,使这点到两定点A,B的距离之差最大的问题,若这两点A,B位于直线l的同侧,则只需求出直线AB的方程,再求它与已知直线的交点,即得所求的点的坐标;若A,B两点位于直线l的异侧,则先求A,B两点中某一点,如A关于直线l的对称点A′,得直线A′B的方程,再求其与直线l的交点即可.对于在直线l上求一点P,使P到平面上两点A,B的距离之和最小的问题可用类似方法求解.
题型1:两直线的交点问题
【例题1】(24-25高二上·全国·课后作业)直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式1】(22-23高二上·天津滨海新·阶段练习)直线,直线,则与的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2】(22-23高二上·广东广州·期中)已知直线与直线垂直,则 ,这两条直线的交点坐标为 .
【变式3】(23-24高二上·上海·课后作业)判断下列两条直线的位置关系.若相交,求出交点坐标.
(1),;
(2),.
题型2:经过两条直线交点的直线方程
【例题2】(23-24高二上·甘肃酒泉·期中)经过两条直线,的交点,且直线的一个方向向量的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式1】(22-23高二上·广西玉林·阶段练习)经过两条直线和的交点,并且垂直于直线的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高二上·吉林白山·期末)经过两条直线的交点,且直线的一个方向向量的直线方程为 .
【变式3】(23-24高二上·广东深圳·阶段练习)请求出满足题意的直线方程:
(1)过定点且在两坐标轴上截距相等的直线;
(2)求经过直线和的交点,且与直线垂直的直线的方程.
题型3:两点间距离公式的应用
【例题3】(22-23高二·江苏·假期作业)已知点,,则A,B两点的距离为( )
A.25 B.5
C.4 D.
【变式1】(21-22高二·全国·课后作业)以点A(-3,0),B(3,-2),C(-1,2)为顶点的三角形是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形 C.直角三角形 D.以上都不是
【变式2】(21-22高二·全国·课后作业)在x轴上找一点Q,使点Q与A(5,12)间的距离为13,则Q点的坐标为 .
【变式3】(23-24高二上·广西玉林·阶段练习)已知三个顶点坐标分别为,,.
(1)试判断的形状;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
题型4:点到直线的距离
【例题4】(23-24高二上·北京大兴·期中)点到直线的距离等于( )
A. B.
C. D.
【变式1】(23-24高二上·安徽·期中)点到直线的距离为( )
A. B. C. D.1
【变式2】(24-25高二上·全国·课前预习)点到直线的距离 .
【变式3】(23-24高二上·河南·期中)在平面直角坐标系中,已知.
(1)求边上的高所在的直线方程;
(2)若点在直线上,且,求点到直线的距离.
题型5:两条平行直线间的距离
【例题5】(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线和互相平行,则它们之间的距离是( )
A.4 B. C. D.
【变式1】(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)与距离为的直线方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【变式2】(24-25高二上·全国·课前预习)两条平行直线与之间的距离是 .
【变式3】(23-24高二上·浙江嘉兴·期中)已知直线与 ().
(1)若,求的值;
(2)若,求直线到的距离.
题型6:最值问题
【例题6】(21-22高二·全国·课后作业)已知x,y∈R,,则S的最小值是( )
A.0 B.2 C.4 D.
【变式1】(23-24高二上·河北石家庄·期中)已知两定点,动点P在直线上,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【变式2】(2023高二上·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知点,点为直线上一动点,则的最小值是 .
【变式3】(23-24高二上·天津和平·阶段练习)已知,求的最小值.
一、单选题
1.(22-23高二上·天津河西·阶段练习)已知与两点间的距离是17,则的值为( )
A.8 B. C. D.
2.(21-22高二·全国·课后作业)与两平行线:,:等距离的直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.
3.(23-24高二上·广东东莞·期中)直线与直线平行,那么该两平行线之间距离是( )
A.0 B. C. D.
4.(23-24高二上·北京·期中)已知直线与互相垂直,垂足为,则的值是( )
A.24 B.0 C.20 D.
5.(24-25高二上·全国·单元测试)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.
6.(22-23高二上·四川凉山·期中)已知直线,直线与直线的交点为,则点到直线的距离最大时,的值为( )
A.1 B. C.2 D.
7.(22-23高二上·浙江绍兴·期末)已知,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.3
8.(22-23高二上·广西贵港·期中)已知的顶点,边上的中线所在直线方程为,边上的高所在直线方程为,则所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
9.(24-25高二上·全国·随堂练习)已知点到直线的距离为3,则实数等于( )
A.0 B. C.3 D.2
10.(24-25高二上·全国·单元测试)已知两条直线,的方程分别为与,下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则两条平行直线之间的距离为
C.若,则 D.若,则直线,一定相交
11.(23-24高二上·山西吕梁·阶段练习)已知直线,则( )
A.若,则 B.若,则或
C.若与相交于点,则 D.若,则在两坐标轴上的截距相等
三、填空题
12.(24-25高二上·上海·课后作业)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.
13.(23-24高二上·四川成都·期中)已知直线与交于点,则 .
14.(23-24高二上·江苏南京·期末)求过两条直线和的交点,且与垂直的直线方程 .
四、解答题
15.(24-25高二上·全国·课前预习)怎样求两条平行直线与间的距离?
16.(23-24高二上·北京房山·期末)已知的三个顶点分别为.
(1)设线段的中点为,求中线所在直线的方程;
(2)求边上的高线的长.
17.(23-24高二上·贵州)已知的三个顶点是.
(1)试判定的形状;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
18.(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知三条直线,和.
(1)若,求实数的值;
(2)若三条直线相交于一点,求实数的值.
19.(23-24高二上·全国·期中)请求出满足题意的直线方程:
(1)过定点且在两坐标轴上截距相等的直线;
(2)求经过直线和的交点,且与直线垂直的直线的方程.
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第10讲直线的交点坐标与距离公式(4个知识点+3个要点+6种题型+过关检测)
知识点1:两条直线的交点坐标
已知两条直线的方程是l1:A1x+B1y+C1=0, l2:A2x+B2y+C2=0,设这两条直线的交点为P,则点P的坐标就是方程组的解.
知识点2:两点间的距离
1.点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式为|P1P2|=.
2.原点O(0,0)与任一点P(x,y)间的距离|OP|=.
注意点:
(1)此公式与两点的先后顺序无关.
(2)已知斜率为k的直线上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),由两点间的距离公式可得|P1P2|==·|x2-x1|,或|P1P2|=|y2-y1|.
知识点3:点到直线的距离
点到直线的距离公式:d=.
注意点:
(1)利用公式时直线的方程必须是一般式;
(2)分子含有绝对值;
(3)若直线方程为Ax+By+C=0,则当A=0或B=0时公式也成立,但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可用数形结合求解.
知识点4:两条平行直线间的距离
1.两条平行直线间的距离:指夹在这两条平行直线间的公垂线段的长.
2.公式:两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0(A,B不同时为0,C1≠C2)之间的距离d=.
注意点:
(1)两平行直线间的距离可以转化为点到直线的距离.
(2)运用两平行直线间的距离公式时,必须保证两直线方程中x,y的系数分别对应相同.
要点1:对称问题
对称问题的解决方法
(1)点关于点的对称问题通常利用中点坐标公式.
点P(x,y)关于Q(a,b)的对称点为P′(2a-x,2b-y).
(2)直线关于点的对称直线通常用转移法或取特殊点来求.
设l的方程为Ax+By+C=0(A2+B2≠0)和点P(x0,y0),
则l关于P点的对称直线方程为A(2x0-x)+B(2y0-y)+C=0.
(3)点关于直线的对称点,要抓住“垂直”和“平分”.
设P(x0,y0),l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0),P关于l的对称点Q可以通过条件:①PQ⊥l;②PQ的中点在l上来求得.
(4)求直线关于直线的对称直线的问题可转化为点关于直线的对称问题.
要点2:善于利用几何特征解题
解析几何部分最重要的思想就是数形结合在坐标法解题的大背景下,善于发现、利用几何特征是解决此类问题的关键,
要点3:利用直线的对称求距离的最值
利用对称性求距离的最值问题
由平面几何知识(三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差的绝对值小于第三边)可知,要解决在直线l上求一点,使这点到两定点A,B的距离之差最大的问题,若这两点A,B位于直线l的同侧,则只需求出直线AB的方程,再求它与已知直线的交点,即得所求的点的坐标;若A,B两点位于直线l的异侧,则先求A,B两点中某一点,如A关于直线l的对称点A′,得直线A′B的方程,再求其与直线l的交点即可.对于在直线l上求一点P,使P到平面上两点A,B的距离之和最小的问题可用类似方法求解.
题型1:两直线的交点问题
【例题1】(24-25高二上·全国·课后作业)直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】解二元一次方程组即得交点坐标.
【详解】解方程组,得,
所以所求交点坐标为.
故选:B
【变式1】(22-23高二上·天津滨海新·阶段练习)直线,直线,则与的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】两直线方程联立即可解得交点坐标.
【详解】由得:,即与交点坐标为.
故选:D
【变式2】(22-23高二上·广东广州·期中)已知直线与直线垂直,则 ,这两条直线的交点坐标为 .
【答案】
【分析】由两直线垂直可直接构造方程求得,联立两直线方程即可求得交点坐标.
【详解】,,解得:;
则,,
由得:,两条直线的交点坐标为.
故答案为:;
【变式3】(23-24高二上·上海·课后作业)判断下列两条直线的位置关系.若相交,求出交点坐标.
(1),;
(2),.
【答案】(1)平行
(2)相交,
【分析】(1)求出两直线的斜率,即可判断;
(2)首先判断两直线不平行,再联立直线方程,求出交点坐标.
【详解】(1)对于,,
则,,所以,
又因为,所以.
(2)因为与的斜率分别为,,则,所以两条直线相交,
由,解得,所以两条直线的交点坐标为
题型2:经过两条直线交点的直线方程
【例题2】(23-24高二上·甘肃酒泉·期中)经过两条直线,的交点,且直线的一个方向向量的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】联立方程组求得两直线的交点坐标为,再由题意,得到,结合直线的点斜式方程,即可求解.
【详解】联立方程组,解得,即两直线的交点坐标为,
因为直线的一个方向向量,可得所求直线的斜率为,
所以所求直线方程为,即.
故选:A.
【变式1】(22-23高二上·广西玉林·阶段练习)经过两条直线和的交点,并且垂直于直线的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求得两条直线和的交点坐标,
再利用直线垂直的等价条件以及直线的点斜式方程,即可求得该直线的方程.
【详解】由,可得,
又垂直于直线的直线的斜率,
则所求直线方程为,即.
故选:D
【变式2】(23-24高二上·吉林白山·期末)经过两条直线的交点,且直线的一个方向向量的直线方程为 .
【答案】
【分析】求出交点坐标,根据直线的方向向量得到直线方程.
【详解】,解得,故交点坐标为,
因为直线的一个方向向量,所以直线方程为,
即.
故答案为:
【变式3】(23-24高二上·广东深圳·阶段练习)请求出满足题意的直线方程:
(1)过定点且在两坐标轴上截距相等的直线;
(2)求经过直线和的交点,且与直线垂直的直线的方程.
【答案】(1)和
(2)
【分析】(1)根据截距为0和不为0两种情况,即可根据待定系数法求解直线方程,
(2)联立方程求解交点坐标,即可根据直线垂直满足的斜率关系求解斜率,进而根据直线的点斜式求解即可.
【详解】(1)①截距均为:设直线方程:,
直线过定点,
②截距不为0:设直线方程:,直线过定点
即
综上,满足题意直线方程为,
(2)设的交点为,直线斜率为
联立,解得,所以的交点为,
直线与直线垂直,直线的斜率为
,
由点斜式可得,整理得,即
题型3:两点间距离公式的应用
【例题3】(22-23高二·江苏·假期作业)已知点,,则A,B两点的距离为( )
A.25 B.5
C.4 D.
【答案】B
【分析】由两点间的距离公式求解即可.
【详解】由两点间的距离公式得.
故选:B.
【变式1】(21-22高二·全国·课后作业)以点A(-3,0),B(3,-2),C(-1,2)为顶点的三角形是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形 C.直角三角形 D.以上都不是
【答案】C
【分析】计算出,由此确定三角形的形状.
【详解】,
,
,
,
所以三角形是直角三角形.
故选:C
【变式2】(21-22高二·全国·课后作业)在x轴上找一点Q,使点Q与A(5,12)间的距离为13,则Q点的坐标为 .
【答案】或/或
【分析】根据两点之间距离公式求解.
【详解】设,则有,解得或.
即或.
故答案为:或
【变式3】(23-24高二上·广西玉林·阶段练习)已知三个顶点坐标分别为,,.
(1)试判断的形状;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1)是以为直角的等腰直角三角形
(2)
【分析】(1)根据斜率公式与两点间的距离公式求出,,,,即可判断;
(2)求出、的中点的坐标,再根据斜率公式求出,最后由点斜式求出直线方程,再化为一般式即可.
【详解】(1)因为,,,
所以的斜率,,
的斜率,,
则,
所以且,所以是以为直角的等腰直角三角形;
(2)易求中点坐标,所以直线的斜率,
边上的中线为,化为一般式为
题型4:点到直线的距离
【例题4】(23-24高二上·北京大兴·期中)点到直线的距离等于( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直接利用点到直线的距离公式求解即可.
【详解】点到直线的距离等于.
故选:C
【变式1】(23-24高二上·安徽·期中)点到直线的距离为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】先把直线方程化为一般式,再利用点到直线的距离公式求解.
【详解】解:点P到直线的距离.
故选:A
【变式2】(24-25高二上·全国·课前预习)点到直线的距离 .
【答案】
【分析】略
【详解】略
【变式3】(23-24高二上·河南·期中)在平面直角坐标系中,已知.
(1)求边上的高所在的直线方程;
(2)若点在直线上,且,求点到直线的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)计算直线的斜率为,确定高所在直线的斜率为1,得到直线方程.
(2)计算直线方程,的垂直平分线方程,联立得到,计算距离即可.
【详解】(1)直线,即,直线的斜率为,
故边上的高所在直线的斜率为1,
所以边上的高所在的直线方程为,整理得;
(2)直线,即,
的中点为,所以的垂直平分线所在的直线方程为,
因为为垂直平分线与直线的交点,所以,解得,
所以到直线的距离为
题型5:两条平行直线间的距离
【例题5】(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线和互相平行,则它们之间的距离是( )
A.4 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据平行线间方程的特征,结合平行线间距离公式进行求解即可.
【详解】因为和互相平行,
所以,解得.
直线可以转化为,
由两条平行直线间的距离公式可得.
故选:D
【变式1】(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)与距离为的直线方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】B
【分析】设所求直线方程为,利用两平行直线间的距离公式得到方程,求出的值,即可得解.
【详解】依题意设所求直线方程为,
则两平行直线间的距离,解得或,
所以所求直线方程为或.
故选:B
【变式2】(24-25高二上·全国·课前预习)两条平行直线与之间的距离是 .
【答案】
【分析】略
【详解】略
【变式3】(23-24高二上·浙江嘉兴·期中)已知直线与 ().
(1)若,求的值;
(2)若,求直线到的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据直线的垂直的充要条件求解;
(2)由直线平行的条件求出,再检验后,根据平行线间距离公式求解.
【详解】(1)因为 ,
所以,解得.
(2)因为,
所以,解得或,
当时,与 平行,
当时,与重合,不符合题意,
故,
此时, 直线到的距离
题型6:最值问题
【例题6】(21-22高二·全国·课后作业)已知x,y∈R,,则S的最小值是( )
A.0 B.2 C.4 D.
【答案】B
【分析】由表示点P(x,y)到点A(-1,0)与点B(1,0)的距离之和,利用数形结合法求解.
【详解】解:表示点P(x,y)到点A(-1,0)与点B(1,0)的距离之和,
如图所示:
由图象知:,
当点P在线段AB上时,等号成立,
所以S取得最小值为2.
故选:B
【变式1】(23-24高二上·河北石家庄·期中)已知两定点,动点P在直线上,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】借助几何图形,并求出点关于直线的对称点的坐标,再求出线段长即得.
【详解】如图,显然点在直线的同侧,设点关于直线的对称点为点,
则,解得,,即点,
由对称性知,
当且仅当点为线段与直线的交点时取等号,
所以的最小值是.
故选:C
【变式2】(2023高二上·全国·专题练习)在平面直角坐标系中,已知点,点为直线上一动点,则的最小值是 .
【答案】4
【分析】利用对称关系求出点的对称点为,则最小值为之间的距离.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则,解得,
所以,
所以,
当且仅当点为线段与直线的交点时等号成立,
所以的最小值是4,
故答案为:4
【变式3】(23-24高二上·天津和平·阶段练习)已知,求的最小值.
【答案】
【分析】将目标式理解为点到点和的距离之和,求得点关于直线的对称点,数形结合即可求得最小值.
【详解】设点的坐标为,
则表示点到点和的距离之和,
点为直线上一个动点,作图如下:
不妨设点关于直线的对称点为,
则,解得,故,
,
当且仅当三点共线时取得等号;
故的最小值为.
一、单选题
1.(22-23高二上·天津河西·阶段练习)已知与两点间的距离是17,则的值为( )
A.8 B. C. D.
【答案】D
【分析】直接用两点间得距离公式计算即可.
【详解】由两点间的距离公式得:,解得.
故选:D
2.(21-22高二·全国·课后作业)与两平行线:,:等距离的直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.
【答案】A
【分析】设与两直线平行的直线方程为,再根据平行直线间的距离公式求解即可.
【详解】设与两直线平行的直线方程为,
又:,:,故,
即,故或,故,
所求直线方程为,即.
故选:A
3.(23-24高二上·广东东莞·期中)直线与直线平行,那么该两平行线之间距离是( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两直线平行得到方程与不等式,得到,再利用两平行直线间的距离公式求出答案.
【详解】且,解得,
两直线方程为与直线,
即与
故两平行线之间的距离为.
故选:B
4.(23-24高二上·北京·期中)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
【分析】利用垂直可求,根据垂足坐标可求,进而可得答案.
【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
5.(24-25高二上·全国·单元测试)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
【分析】根据直线垂直和斜率的关系设直线的方程为,代入点坐标,求出直线方程,再联立直线即可.
【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.
6.(22-23高二上·四川凉山·期中)已知直线,直线与直线的交点为,则点到直线的距离最大时,的值为( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】先求得以及直线所过定点,根据斜率求得正确答案.
【详解】由解得,即.
由整理得,
由解得,所以直线过定点,
,,
则当点到直线的距离最大时,.
故选:A
7.(22-23高二上·浙江绍兴·期末)已知,则的最小值为( )
A.2 B. C. D.3
【答案】B
【分析】利用两点间距离公式及线段和的性质求解.
【详解】如图,设,, , ,
表示点与之间的距离;
表示点与之间的距离;
表示点与之间的距离;
表示点与之间的距离;
所以
,
其中是以1为边长的正方形内任意一点,
,;
故,
当且仅当时,,等号成立,所以原式的最小值为.
故选:B
8.(22-23高二上·广西贵港·期中)已知的顶点,边上的中线所在直线方程为,边上的高所在直线方程为,则所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据,边上的高所在直线方程为,得到边所在直线的方程,再与边上的中线所在直线方程联立求得点C,设,由点B在AC的高线上和AB的中线上求解.
【详解】解:因为,边上的高所在直线方程为,
所以,
所以边所在直线的方程为,即.
又边上的中线所在直线方程为,
由,解得,
所以.
设,则线段的中点,
则
解得
即,
所以所在直线的方程为.
故选:D
二、多选题
9.(24-25高二上·全国·随堂练习)已知点到直线的距离为3,则实数等于( )
A.0 B. C.3 D.2
【答案】AB
【分析】根据点到直线的距离公式计算即可.
【详解】依题意,解得或.
故选:AB.
10.(24-25高二上·全国·单元测试)已知两条直线,的方程分别为与,下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则两条平行直线之间的距离为
C.若,则 D.若,则直线,一定相交
【答案】AD
【分析】根据两直线平行求出的值,可判断A选项;利用平行线间的距离公式可判断B选项;根据两直线垂直求出的值,可判断C选项;根据两直线相交求出的范围,可判断D选项.
【详解】两条直线,的方程分别为与,它们不重合,
若,则,得,检验符合,故A选项正确;
若,由A选项可知,:,直线的方程可化为,
故两条平行直线之间的距离为,故B选项不正确;
若,则,得,故C选项不正确;
由A选项知,当时,,所以若,则直线,一定相交,故D选项正确.
故选:AD.
11.(23-24高二上·山西吕梁·阶段练习)已知直线,则( )
A.若,则 B.若,则或
C.若与相交于点,则 D.若,则在两坐标轴上的截距相等
【答案】BC
【分析】根据直线平行和垂直的条件求出参数a的值,可判断A,B;将代入的方程求出a,判断C;求出在两坐标轴上的截距判断D.
【详解】若,则,解得或,故A错误;
若,则,且,解得或,故B正确;
若与相交于点,则,解得,故C正确;
若,则在x轴和y轴上的截距分别为和,
显然截距不相等,故D错误.
故选:BC.
三、填空题
12.(24-25高二上·上海·课后作业)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
【分析】结合点到直线的距离公式,分截距是否为0进行讨论即可得解.
【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.
13.(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.
14.(23-24高二上·江苏南京·期末)求过两条直线和的交点,且与垂直的直线方程 .
【答案】
【分析】先求出直线和的交点,再设直线,代入交点求解即可.
【详解】由得,
设直线为,代入解得,
故方程为,
故答案为:.
四、解答题
15.(24-25高二上·全国·课前预习)怎样求两条平行直线与间的距离?
【答案】答案见解析
【详解】在直线上任取一点,点到直线的距离,就是这两条平行直线间的距离,即,
因为点在直线上,所以,即,
因此.
16.(23-24高二上·北京房山·期末)已知的三个顶点分别为.
(1)设线段的中点为,求中线所在直线的方程;
(2)求边上的高线的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由中点坐标公式可得线段的中点为的坐标,再根据点斜式即得中线所在直线的方程;
(2)由题意可得直线的斜率,由直线的点斜式可得方程,然后由点到直线的距离公式代入可求得边上的高线的长.
【详解】(1)设的坐标为,则,,
即,所以 ,
则中线所在直线方程为,即 .
(2)由题意得 .
则直线的方程为,即
中,边上的高线的长就是点到直线的距离 .
17.(23-24高二上·贵州)已知的三个顶点是.
(1)试判定的形状;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1)等腰直角三角形
(2)
【分析】(1)由顶点坐标,得和,由得出;再根据两点之间距离公式求出和,得出,即可证明;
(2)由点的坐标求出边中点的坐标,再求出,即可写出直线的点斜式方程.
【详解】(1)由题可知,,
因为,
所以,
所以是直角三角形,
又因为,
所以,
所以是等腰三角形
综上可知,是等腰直角三角形.
(2)的中点坐标为,又,
所以直线的斜率,
所以直线的方程为:,即,
所以边上的中线所在直线的方程为:.
18.(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知三条直线,和.
(1)若,求实数的值;
(2)若三条直线相交于一点,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由两条直线平行的条件求解即可;
(2)先由两条确定的直线求出交点坐标,然后带入含参直线求解即可.
【详解】(1)因为,且,
所以.解得.
经检验,时,.
所以.
(2)由,解得即与的交点为,
因为三条直线相交于一点,所以点在上,
所以.解得.
19.(23-24高二上·全国·期中)请求出满足题意的直线方程:
(1)过定点且在两坐标轴上截距相等的直线;
(2)求经过直线和的交点,且与直线垂直的直线的方程.
【答案】(1)和
(2)
【分析】(1)根据截距为0和不为0两种情况,即可根据待定系数法求解直线方程,
(2)联立方程求解交点坐标,即可根据直线垂直满足的斜率关系求解斜率,进而根据直线的点斜式求解即可.
【详解】(1)①截距均为:设直线方程:,
因为直线过定点, 所以,
②截距不为0:设直线方程:,因为直线过定点,
所以 ,
所以,即
综上,满足题意直线方程为,.
(2)设的交点为,直线斜率为,
联立,解得,所以的交点为,
因为与直线垂直,直线的斜率为,
,
由点斜式可得,
整理得,即.
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