内容正文:
2024-2025学年高二数学上学期考点剖析及分层精练(人教A版)
第07讲 直线的方程
学习目标:
1.掌握直线方程的点斜式、斜截式、两点式、截距式和一般式,并会用它们求直线的方程.
2.会用直线的点斜式方程与斜截式方程解决直线的平行与垂直问题.
3.会选择适当的方程形式求直线方程.
重点难点:
重点:直线方程的点斜式的推导过程,直线的两点式方程与截距式方程,直线的一般式方程与其他几种特殊形式的互化
难点:掌握直线方程的点斜式、斜截式、两点式,直线的一般式方程的应用
知识点一、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.
知识点二、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.
知识点三、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.
知识点四、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.
知识点五、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)
考点01 点斜式直程
1.过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
2.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
3.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
4.直线倾斜角及在y轴上的截距分别是( )
A.,6 B., C.,6 D.,
5.已知两点,以下各点一定在直线上的是( )
A. B. C. D.
6.求分别满足下列条件的直线方程,如果能用点斜式表示的,请用点斜式表示.
(1)过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
(3)经过点,且平行于y轴.
考点02 斜截式方程
7.已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
8.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.
9.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;
(2)倾斜角为,在y轴上的截距是;
(3)倾斜角为,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
10.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.
11.已知直线l的斜率为,且与两坐标轴围成的三角形的面积为4,求直线l的斜截式方程.
考点03 两点式方程
12.过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
13.经过两点的直线交轴于点,则点的坐标是 .
14.过点和点的直线的两点式方程是 .
15.已知的三个顶点坐标为,,,M为AB的中点,N为AC的中点,求中位线MN所在直线的两点式方程.
考点04 截距式方程
16.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
17.直线与在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B. C. D.
18.直线经过点,在轴上的截距为,在轴上的截距为,且满足,则直线的斜率为( )
A.2 B. C. D.或
19.求经过且在两坐标轴上截距相等的直线方程为 .
20.已知直线l过点且与x轴、y轴分别交于,,O为坐标原点,那么的最小值为 .
21.若直线l与两坐标轴的交点分别为A,B,且线段AB的中点为,则直线l的方程为: .
考点05一般式方程
22.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
23.若直线的斜率为1,则实数的值为( )
A.1或2 B.-1或-2 C.-1或2 D.1或-2
24.在直线上,当时,恰好,则此直线的一般式方程为 .
25.已知直线经过点,求分别满足下列条件直线的方程:
(1)垂直于直线;
(2)平行于直线.
26.已知直线,,根据下列条件分别求实数的取值范围.
(1)与相交;
(2)与重合.
27.已知点和直线.求:
(1)过点P与直线l平行的直线方程;
(2)过点P与直线l垂直的直线方程.
考点06 直线方程的综合应用
28.任意的,直线恒过定点( )
A. B. C. D.
29.过定点A的直线与过定点B的直线交于点与A、B不重合,则面积的最大值为( )
A. B. C.2 D.4
30.对任意的实数,直线所过的定点为 .
31.已知直线与x轴,y轴的正半轴分别交于两点,O为坐标原点.
(1)求的最小值;
(2)求的最小值.
考点07 直线的定点问题
32.集合,集合,从A,B中各任意取一个数相加为,则直线与直线平行的概率为( )
A. B. C. D.
33.已知两点,若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
34.(多选)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
35.直线,的斜率的取值范围为 .
36.已知平面内两点,.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程.
(2)若是以为顶点的等腰直角三角形,求直线的方程.
考点08 直线与坐标轴形成三角形问题
37.过点作直线l,与两坐标轴相交所得三角形面积为4,则直线l有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
38.直线过点,则直线与轴、轴的正半轴围成的三角形的面积最小值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
39.平面直角坐标系中,已知直线过点,与两坐标轴围成的三角形的面积为4,则直线的方程为 .
40.若直线l与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,且此三角形的面积为18,求直线l的方程.
基础试炼
1.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.已知直线与直线平行,则( )
A. B. C. D.
3.已知直线的倾斜角大于,且在轴上的截距小于0,则不可能经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
4.经过点,并且在两坐标轴上的截距相等的直线有( )条.
A.0 B.1 C.2 D.3
5.(多选)下列四个选项中,说法错误的是( )
A.坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角和斜率
B.直线与直线互相平行,则
C.过两点的所有直线的方程为
D.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为.
6.(多选)直线,的方程分别为,,它们在坐标系中的位置如图所示,则下列结论中正确的是( )
A., B.,
C. D.
7.若直线l过点,且倾斜角是直线的倾斜角的一半,则直线l的方程为 .
8.已知直线,若直线的倾斜角,求实数的取值范围
9.若直线过点且在两坐标轴上的截距之差为,则直线的一般式方程为 .
10.已知直线l经过点和点.
(1)求直线l的两点式方程,并化为截距式方程;
(2)求直线l与两坐标轴围成的图形面积.
11.求与两坐标轴围成的三角形的面积是12,且斜率为的直线的斜截式方程.
12.已知直线和点.
(1)求过点且与直线平行的直线方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程.
高阶突破
1.在平面直角坐标系中,将函数的图象绕坐标原点逆时针旋转,再向上平移1个单位长度,所得直线的函数表达式为( )
A. B. C. D.
2.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
3.(多选)已知正方形ABCD在平面直角坐标系xOy中,且AC:,则直线AB的方程可能为( )
A. B.
C. D.
4.(多选)已知点关于直线的对称点在直线上,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.-2
5.直线过点,直线:过点,且把分成面积相等的两部分,其中靠近原点的那部分是一个三角形,则直线的方程为 .
6.已知直线经过点,并且与直线的夹角为,求直线的方程.
7.过点作直线分别交,的正半轴于,两点.
(1)求面积的最小值及相应的直线的方程;
(2)当取最小值时,求直线的方程;
(3)当取最小值时,求直线的方程.
8.已知直线l过点,且与x轴、y轴的正方向分别交于A,B两点,分别求满足下列条件的直线方程:
(1)时,求直线l的方程.
(2)当的面积最小时,求直线l的方程.
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$$2024-2025学年高二数学上学期考点剖析及分层精练(人教A版)
第07讲 直线的方程
学习目标:
1.掌握直线方程的点斜式、斜截式、两点式、截距式和一般式,并会用它们求直线的方程.
2.会用直线的点斜式方程与斜截式方程解决直线的平行与垂直问题.
3.会选择适当的方程形式求直线方程.
重点难点:
重点:直线方程的点斜式的推导过程,直线的两点式方程与截距式方程,直线的一般式方程与其他几种特殊形式的互化
难点:掌握直线方程的点斜式、斜截式、两点式,直线的一般式方程的应用
知识点一、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.
知识点二、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.
知识点三、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.
知识点四、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.
知识点五、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)
考点01 点斜式直程
1.过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题可得直线的斜率为,
所以直线方程为:,
化简可得:;
故选:B
2.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
3.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由直线可得,直线斜率为,
设直线倾斜角为,所以,解得.
.故选:B
4.直线倾斜角及在y轴上的截距分别是( )
A.,6 B., C.,6 D.,
【答案】B
【详解】由直线可得其斜率,
设直线的倾斜角为,则,
因为,所以,即倾斜角为,
当时,,得,
所以直线在y轴上的截距为,
故选:B
5.已知两点,以下各点一定在直线上的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】因为,,
所以,
所以直线的方程为:,
即,
当时,,
所以点在直线上.
故选:A.
6.求分别满足下列条件的直线方程,如果能用点斜式表示的,请用点斜式表示.
(1)过点,斜率;
(2)经过点,倾斜角是直线的倾斜角的2倍;
(3)经过点,且平行于y轴.
【答案】(1)
(2)
(3)不能用点斜式,
【详解】(1)因为直线过点,斜率,
由直线的点斜式方程得直线方程为.
(2)因为直线的斜率为,则直线的倾斜角为,
可知所求直线的倾斜角为,故其斜率为.
所以所求直线方程为.
(3)因为直线平行于y轴,则直线的斜率不存在,
所以不能用点斜式方程,直线方程为.
考点02 斜截式方程
7.已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,
直线的方程在轴上的截距不小于2,且当时,轴上的截距为2,
故D正确,当时,, 故B不正确,当时,或,由图象知AC正确.
故选:B
8.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.
9.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率为2,在y轴上的截距是5;
(2)倾斜角为,在y轴上的截距是;
(3)倾斜角为,与y轴的交点到坐标原点的距离为3.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)由直线的斜截式方程可知,所求直线方程为.
(2)由于倾斜角,则斜率,
由斜截式可得所求直线方程为
(3)由于直线的倾斜角为,则其斜率.
由于直线与y轴的交点到坐标原点的距离为3,
则直线在y轴上的截距或,
故所求直线方程为或.
10.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.
11.已知直线l的斜率为,且与两坐标轴围成的三角形的面积为4,求直线l的斜截式方程.
【答案】或
【详解】设直线方程为,则令得;令得,
由题意得,即,所以,
所以直线l的方程为或
考点03 两点式方程
12.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.
13.经过两点的直线交轴于点,则点的坐标是 .
【答案】
【详解】由直线的两点式方程,得所在直线的方程为,即
令,得,故点坐标为.
故答案为:
14.过点和点的直线的两点式方程是 .
【答案】
【详解】由题意,不和坐标轴垂直,符合两点式方程的使用条件,
当直线经过时,两点式方程为:,
于是直线的两点式方程为:.
故答案为:
15.已知的三个顶点坐标为,,,M为AB的中点,N为AC的中点,求中位线MN所在直线的两点式方程.
【答案】
【详解】解:因为,,,M为AB的中点,N为AC的中点,
所以,,
所以中位线MN所在直线的两点式方程为.
考点04 截距式方程
16.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【详解】当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为,满足题意,
又因为直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
因为点在直线上,
所以,解得,
所以直线方程为,
故所求直线方程为或.故D项正确.
故选:D
17.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.
18.直线经过点,在轴上的截距为,在轴上的截距为,且满足,则直线的斜率为( )
A.2 B. C. D.或
【答案】C
【详解】由题意设直线的方程为,则①,
又,∴②,
由①②解得,或,,
又由知,则,,
则直线的斜率为.
故选:C.
19.求经过且在两坐标轴上截距相等的直线方程为 .
【答案】或
【详解】当直线过原点时,方程为,
当直线不过原点时,设直线方程为,
则有,解得,
故直线方程为,即,
综上所述,所求直线方程为或.
故答案为:或.
20.已知直线l过点且与x轴、y轴分别交于,,O为坐标原点,那么的最小值为 .
【答案】
【详解】直线l与x轴、y轴分别交于,,
可设直线的截距式:,
直线l过点,,且,
,
当且仅当,即时,取得最小值.
故答案为:.
21.若直线l与两坐标轴的交点分别为A,B,且线段AB的中点为,则直线l的方程为: .
【答案】
【详解】依题知,直线与x轴y轴的截距都存在且都不为0,
设直线方程为,
又线段AB的中点为,则,即
则直线方程为,即.
故答案为:
考点05一般式方程
22.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题意可知化为,,,.
故选:C.
23.若直线的斜率为1,则实数的值为( )
A.1或2 B.-1或-2 C.-1或2 D.1或-2
【答案】C
【详解】该直线方程可以变形为,
由直线的斜率为1可得,解得或,
故选:.
24.在直线上,当时,恰好,则此直线的一般式方程为 .
【答案】或
【详解】方程化为,
当时,为增函数,
则,解得,
此时方程为,即;
当时,为减函数,
则,解得,
此时方程为,即;
综上:此直线的一般式方程为或.
故答案为:或.
25.已知直线经过点,求分别满足下列条件直线的方程:
(1)垂直于直线;
(2)平行于直线.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为垂直于直线,所以所求直线斜率为,
所求直线方程为,即.
(2)因为平行于直线所以斜率.所求直线方程为,即.
26.已知直线,,根据下列条件分别求实数的取值范围.
(1)与相交;
(2)与重合.
【答案】(1)且
(2)
【详解】(1)当时,的斜率不存在,此时与相交,符合题意;
当时,的斜率为,需满足,
解得且;
所以当且时,与相交;
(2)若与重合,需满足,且,
解得,
即时,与重合.
27.已知点和直线.求:
(1)过点P与直线l平行的直线方程;
(2)过点P与直线l垂直的直线方程.
【答案】(1);
(2).
【详解】(1)设过点P与直线l平行的直线方程为,
则,解得,
所以所求直线方程为.
(2)过点P与直线l垂直的直线方程为,
则,解得,
所以所求直线的方程为.
考点06 直线方程的综合应用
28.任意的,直线恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,即,
所以直线恒过定点.
故选:C.
29.过定点A的直线与过定点B的直线交于点与A、B不重合,则面积的最大值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】C
【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:
30.对任意的实数,直线所过的定点为 .
【答案】
【详解】原方程可变形为,
令,解得,
于是有对,都满足方程,
所以这些直线都经过同一定点,该定点的坐标为.
故答案为:.
31.已知直线与x轴,y轴的正半轴分别交于两点,O为坐标原点.
(1)求的最小值;
(2)求的最小值.
【答案】(1)12
(2)
【详解】(1)由整理得,,
令,解得,即直线经过定点.
不妨设直线的方程为,则有(*)
由(*)和基本不等式可得,,解得,
当且仅当时,即时,等号成立,
故当时,的最小值为12;
(2)因,由(1)得,,
则,当且仅当时,等号成立,
故当时,取得最小值.
考点07 直线的定点问题
32.集合,集合,从A,B中各任意取一个数相加为,则直线与直线平行的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】从A,B中各任意取一个数相加,有种情况,
当直线,则,则,
当时,从中取一个数相加为的有,2种情况,
当时,从中取一个数相加为的有,2种情况,
所以满足条件的有4种情况,
所以满足条件的概率.
故选:B
33.已知两点,若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由直线,
变形可得,由,解得,
可得直线恒过定点,
则,
又直线的斜率为,
若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为.
故选:A.
34.(多选)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
【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.
35.直线,的斜率的取值范围为 .
【答案】
【详解】当时,直线的斜率为.
因为,所以当时,或,
由,得,
当即时,直线的斜率为.
因为,所以或,
即或.
所以直线的斜率的取值范围为.
综上所述,直线的斜率的取值范围为.
故答案为:.
36.已知平面内两点,.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程.
(2)若是以为顶点的等腰直角三角形,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【详解】(1)由题意得,则直线的斜率为,
所以过点且与直线垂直的直线的方程为:,
即.
(2)的中点坐标为,
由(1)可知线段垂线的斜率为,所以线段垂直平分线的方程为,
即.
因为是以为顶点的等腰直角三角形,
所以点在直线上,
故设点为,
由可得:,
解得或,
所以点坐标为或,
则直线的方程为或.
考点08 直线与坐标轴形成三角形问题
37.过点作直线l,与两坐标轴相交所得三角形面积为4,则直线l有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】D
【详解】由题意设直线的方程为,直线过,则,
直线与坐标轴的交点为,
又,,
,,
时,,由, 得或,
时,,由, 得或,
所以直线共有4条.
故选:D.
38.直线过点,则直线与轴、轴的正半轴围成的三角形的面积最小值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
【答案】B
【详解】设直线:,,
因为直线过点,所以,即,
所以,解得,当且仅当,即,时等号成立,
则直线与轴、轴的正半轴围城的三角形面积.
故选:B.
39.平面直角坐标系中,已知直线过点,与两坐标轴围成的三角形的面积为4,则直线的方程为 .
【答案】
【详解】
依题意,直线的两个截距都不为0,故设直线为,
则,解得,
所以直线为,即.
故答案为:.
40.若直线l与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,且此三角形的面积为18,求直线l的方程.
【答案】或.
【详解】解 ∵直线与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,
∴直线在两坐标轴上的截距相等或互为相反数且不为0,若l在两坐标轴上的截距相等,且设为,
则直线方程为,即.
,即,,
∴直线方程为.
若在两坐标轴上的截距互为相反数,不妨设在轴上的截距为,
则在轴上的截距为,
故直线方程为,即.
∵,即,
,直线方程为.
综上所述,直线的方程为或.
基础试炼
1.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】直线即的斜率为,设直线的倾斜角为,
则,因为,所以,即直线的倾斜角为.
故选:C
2.已知直线与直线平行,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意可知,,所以,且.
故选:B.
3.已知直线的倾斜角大于,且在轴上的截距小于0,则不可能经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【详解】直线的倾斜角大于,则直线必经过第二和第四象限,
在轴上的截距小于0,故直线经过第二和三象限,
因此直线经过二、三、四象限,不经过第一象限,
故选:A.
4.经过点,并且在两坐标轴上的截距相等的直线有( )条.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【详解】若直线经过原点,则,在坐标轴上的截距均为0,符合题意,
若截距均不为0,则设直线方程为,将代入得,
此时直线方程为,符合题意;
即经过点,并且在两坐标轴上的截距相等的直线有2条
故选:C.
5.(多选)下列四个选项中,说法错误的是( )
A.坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角和斜率
B.直线与直线互相平行,则
C.过两点的所有直线的方程为
D.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为.
【答案】AD
【详解】对于A:坐标平面内的任何一条直线均有倾斜角,
但是与轴平行(重合)的直线的倾斜角为,斜率不存在,故A错误;
对于B:因为直线与直线互相平行,
则,解得或,
当时直线与直线重合,故舍去,
当时直线与直线平行,符合题意,
综上可得,故B正确;
对于C:过两点的所有直线的方程为,故C正确;
对于D:当截距都为时直线方程为,
当截距都不为时,设直线方程为,则,解得,
所以直线方程为,
综上可得满足条件的直线方程为或,故D错误.
故选:AD
6.(多选)直线,的方程分别为,,它们在坐标系中的位置如图所示,则下列结论中正确的是( )
A., B.,
C. D.
【答案】BD
【详解】依题意,直线的横截距,直线的横截距,A错误,B正确;
直线的斜率,直线的斜率,则,于是,C错误,D正确.
故选:BD
7.若直线l过点,且倾斜角是直线的倾斜角的一半,则直线l的方程为 .
【答案】
【详解】设直线的倾斜角为,则,显然,
由,得,而,解得,
所以直线l的斜率为3,方程为,即.
故答案为:.
8.已知直线,若直线的倾斜角,求实数的取值范围
【答案】
【详解】由直线的方程可知该直线的斜率为,
所以有,
因为,
所以,
因此实数的取值范围为,
故答案为:
9.若直线过点且在两坐标轴上的截距之差为,则直线的一般式方程为 .
【答案】或
【详解】直线过点,即直线在轴上的截距为,
又直线在两坐标轴上的截距之差为,
则直线在轴上的截距为或,
则或,
所以直线方程为或,
故答案为:或
10.已知直线l经过点和点.
(1)求直线l的两点式方程,并化为截距式方程;
(2)求直线l与两坐标轴围成的图形面积.
【答案】(1), ;
(2)16
【详解】(1)由已知得直线l的两点式方程为,即,
整理得.所以截距式方程为.
(2)由(1)知直线l在两坐标轴上的截距分别为4和8,
所以围成的图形的面积为.
11.求与两坐标轴围成的三角形的面积是12,且斜率为的直线的斜截式方程.
【答案】或.
【详解】设直线方程为:,
令,得,令,得,
因为直线与两坐标轴围成的三角形的面积是12,
所以,
解得,
所以直线的斜截式方程是或.
12.已知直线和点.
(1)求过点且与直线平行的直线方程;
(2)求过点且与直线垂直的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:设与直线平行的直线方程为(其中),
又由所求直线过点,可得,解得,
所以所求直线方程为.
(2)解:设与直线垂直的直线方程为,
将点代入方程,可得,解得,
所以所求直线的方程为.
高阶突破
1.在平面直角坐标系中,将函数的图象绕坐标原点逆时针旋转,再向上平移1个单位长度,所得直线的函数表达式为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为直线的倾斜角为,
所以将函数的图象绕坐标原点逆时针旋转后得到直线的倾斜角为,
此时直线的斜率为,直线方程为,
所以将函数向上平移1个单位长度所得的直线函数表达式为.
故选:D
2.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
3.(多选)已知正方形ABCD在平面直角坐标系xOy中,且AC:,则直线AB的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【详解】设直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,
直线斜率为2,有,则.
依题意有或,
当时,,即,
解得,即直线的斜率为-3,C选项中的直线斜率符合;
当时,,即,
解得,即直线的斜率为,B选项中的直线斜率符合.
故选:BC
4.(多选)已知点关于直线的对称点在直线上,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.-2
【答案】AC
【详解】因为点在直线上,设点,
又,
则的中点坐标为,
其必在直线上,
则,
化简为,①
又垂直直线,
故,化简为,②
联立①②,解得
,或,
又当时,根据垂直直线,
必有,此时直线方程为,
的中点坐标为,不在直线上,不满足题意,
故,
故选:AC.
5.直线过点,直线:过点,且把分成面积相等的两部分,其中靠近原点的那部分是一个三角形,则直线的方程为 .
【答案】
【详解】直线的方程为,即,
直线过点,即,所以,
设过点,依题意可知,
且,此时两点重合.
所以直线的方程为.
故选:
6.已知直线经过点,并且与直线的夹角为,求直线的方程.
【答案】或.
【详解】由于直线的斜率为,故它的倾斜角为,
由于直线和直线的夹角为,故直线的倾斜角为或,
故直线的斜率不存在或斜率为.
再根据直线经过点,得直线的方程为或,
即或.
7.过点作直线分别交,的正半轴于,两点.
(1)求面积的最小值及相应的直线的方程;
(2)当取最小值时,求直线的方程;
(3)当取最小值时,求直线的方程.
【答案】(1),此时直线的方程为.
(2)
(3)
【详解】(1)依题意设,,,
设直线的方程为,代入得,
所以,则,当且仅当,即、时取等号,
从而,当且仅当,即、时取等号,
此时直线的方程为,即,
所以,此时直线的方程为.
(2)由(1)可得,
所以,
当且仅当,即,时取等号,
此时直线的方程为,即.
(3)依题意直线的斜率存在且,设直线,
令,解得,令,解得,所以,,
则,
当且仅当,即,即时,取最小值,
此时直线的方程为.
8.已知直线l过点,且与x轴、y轴的正方向分别交于A,B两点,分别求满足下列条件的直线方程:
(1)时,求直线l的方程.
(2)当的面积最小时,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2).
【详解】(1)作,则.
由三角形相似,,可求得,,
∴方程为,即;
(2)根据题意,设直线l的方程为,由题意,知,,
∵l过点,∴,解得,∴的面积,
化简,得.①
∴,解得或(舍去).
∴S的最小值为4,
将代入①式,得,解得,
∴.∴直线l的方程为.
2
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