内容正文:
2.2.1&2.2.2 直线的点斜式方程、直线的两点式方程
【知识梳理】
· 考点一:直线方程的点斜式
· 考点二:直线的两点式方程
· 考点三:直线的截距式方程
· 考点四:直线和坐标轴围成的面积问题
· 考点五:直线方程的综合问题
【知识梳理】
知识点一:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点二:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
【例题详解】
题型一:直线方程的点斜式
1.(23-24高二上·甘肃白银·期末)若直线过点且与斜率为4的直线垂直,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·河南·期中)过点且与直线垂直的直线l的方程为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)与直线的斜率相等,且过点的直线方程为( )
A. B.
C. D.
题型二:直线的两点式方程
4.(24-25高二上·上海·随堂练习)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
5.(21-22高二上·湖南·阶段练习)已知直线过点,,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
6.(21-22高二上·河北石家庄·期中)入射光线从点出发,经过直线反射后,通过点,则反射光线所在直线方程是( )
A. B. C. D.
题型三:直线的截距式方程
7.(23-24高二上·天津南开·阶段练习)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
8.(23-24高二上·天津和平·期中)经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A. B.
C.或 D.或
9.(21-22高一下·江西宜春·阶段练习)经过点A(3,4)且在两坐标轴上的截距绝对值相等的直线方程为( )
A.或 B.或或
C.或 D.或或
题型四:直线和坐标轴围成的面积问题
10.(2023高二·江苏·专题练习)直线l的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线l与坐标轴所围成的三角形的面积为10,则直线l的方程可能是( )
A. B.
C. D.
11.(23-24高二上·四川眉山·阶段练习)已知直线l过点,且分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,则面积最小值为 .
12.(21-22高二上·全国·课前预习)已知直线过点,且与轴、轴的正半轴分别为交于A、B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为 ,此时的直线方程为 .
题型五:直线方程的综合问题
13.(23-24高二上·陕西汉中·期末)已知两点.
(1)求直线的斜率和倾斜角;
(2)求直线在轴上的截距.
14.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)已知直线过点,且与轴、轴的正半轴分别交于两点,为坐标原点.
(1)当时,求直线的方程;
(2)当的面积为时,求直线的方程.
15.(23-24高二上·安徽安庆·阶段练习)已知点,求下列直线的方程:
(1)求经过点,且在轴上的截距是轴上截距的2倍的直线的方程;
(2)光线自点射到轴的点后被轴反射,求反射光线所在直线的方程.
【高分演练】
16.(23-24高二上·河南郑州·期末)过点,且倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
17.(23-24高二上·湖南永州·期末)直线l的方程为,则l的倾斜角是( )
A. B. C. D.
18.(24-25高二上·全国·课后作业)经过两点的直线方程可以表示为( )
A. B.
C. D.
19.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,则( )
A. B.或
C. D.或
20.(23-24高二上·天津武清·期中)已知直线过点(2, 1),且横截距、纵截距满足,则该直线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.x+2y-4=0
C.x-2y=0或x+2y-4=0 D.x-2y=0或2x+y-5=0
21.(23-24高二上·河南开封·期中)若直线经过点,则直线l在x轴和y轴上的截距之和取最小值时,( )
A.2 B. C. D.
22.(23-24高二上·河北邢台·期中)数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知的顶点分别为,,,则的欧拉线方程为( )
A. B. C. D.
23.(23-24高二上·江苏·课后作业)下列说法正确的是( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是4
B.直线的横截距为1
C.过,两点的直线方程为
D.若直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l的斜率为
24.(22-23高二上·甘肃金昌·阶段练习)已知直线过,且在两坐标轴上的截距为相反数,那么直线的方程是( ).
A.或 B.或
C.或 D.或
25.(20-21高二上·上海奉贤·期末)如图,平面上过点P(1,2)的直线与x轴正半轴交于点A,与y轴正半轴交于点B.过点P分别作直线垂直于x轴与y轴,垂足分别为M,N.则满足的直线有( )条
A.0 B.1 C.2 D.3
二、多选题
26.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)已知的三个顶点为,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜率为
B.直线的倾斜角为钝角
C.边上的中线所在的直线方程为
D.边所在的直线方程为
27.(23-24高二上·辽宁沈阳·阶段练习)在下列四个命题中,不正确的是( )
A.若直线的倾斜角越大,则直线的斜率越大
B.过点的直线方程都可以表示为:
C.经过两个不同的点,的直线方程都可以表示为:
D.经过点且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为
28.(23-24高二上·广东中山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.方程与方程可表示同一直线
C.经过点,且在,轴上截距互为相反数的直线方程为
D.过两点的直线都可用方程表示
29.(23-24高二上·浙江舟山·期末)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
C.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为,则该直线方程为
D.过两点的直线方程为
30.(23-24高二上·广东广州·期中)下列说法不正确的有( )
A.直线的倾斜角越大,斜率越大
B.过点的直线方程是
C.经过点且在轴和轴上截距相等的直线有2条
D.直线在y轴上的截距是3
三、填空题
31.(24-25高二上·上海)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 .
32.(23-24高二上·全国·课后作业)已知,,则过的中点且倾斜角为,直线的点斜式方程是 .
33.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期末)纵截距为4,与两坐标轴围成的三角形面积为10的直线的一般式方程为 .
34.(23-24高二上·广东广州·期末)已知直线过点且与x轴、y轴分别交于两点,O为坐标原点,则的最小值为 .
35.(20-21高二上·山东济宁·阶段练习)直线l过点且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为 ,当的面积取最小值时直线l的一般式方程是 .
四、解答题
36.(2023高二上·全国·专题练习)如图,在平行四边形中,点.
(1)求所在直线方程;
(2)过点C作于点D,求所在直线的方程.
37.(23-24高二上·湖南常德·阶段练习)直线过,与x轴正半轴交于A点,与y轴正半轴交于B点,O为坐标原点.
(1)求面积的最小值;
(2)求横截距与纵截距之和的最小值.
38.(23-24高二上·安徽·期末)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.
39.(22-23高二·全国·课堂例题)直线l过点,且与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)若,求直线l的方程;
(2)当的面积为6时,求直线l的方程.
40.(22-23高二上·河南·阶段练习)已知的三个顶点分别满足:点在轴上,点在轴上,,直线的斜率为,直线与直线垂直.
(1)求点的坐标;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
41.(22-23高二上·天津静海)设直线l的方程为
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程.
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
(3)若直线l交x轴正半轴于点A,交y轴负半轴于点B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
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2.2.1&2.2.2 直线的点斜式方程、直线的两点式方程
【知识梳理】
· 考点一:直线方程的点斜式
· 考点二:直线的两点式方程
· 考点三:直线的截距式方程
· 考点四:直线和坐标轴围成的面积问题
· 考点五:直线方程的综合问题
【知识梳理】
知识点一:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点二:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
【例题详解】
题型一:直线方程的点斜式
1.(23-24高二上·甘肃白银·期末)若直线过点且与斜率为4的直线垂直,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据直线垂直的斜率关系求出斜率,然后可得直线方程.
【详解】因为直线与斜率为4的直线垂直,
所以直线的斜率为,
又直线过点,
所以直线的方程为,即.
故选:A
2.(23-24高二上·河南·期中)过点且与直线垂直的直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由直线的垂直关系,结合已知直线的斜率可得所求直线的斜率,由直线的点斜式方程结合已知条件即可求解.
【详解】因为直线的斜率为1,由题意,所求直线l的斜率为-1,
又直线l过点,所以由点斜式方程可知直线l的方程为:,
即,
故选:C
3.(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)与直线的斜率相等,且过点的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,求出直线斜率,再利用直线的点斜式方程求解即得.
【详解】依题意,所求直线的斜率为,所以直线方程为.
故选:D
题型二:直线的两点式方程
4.(24-25高二上·上海·随堂练习)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
【分析】由直线方程的四种特殊形式的适用范围逐一核对四个命题得答案.
【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.
5.(21-22高二上·湖南·阶段练习)已知直线过点,,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据两点的坐标和直线的两点式方程计算化简即可.
【详解】由直线的两点式方程可得,
直线l的方程为,即.
故选:C.
6.(21-22高二上·河北石家庄·期中)入射光线从点出发,经过直线反射后,通过点,则反射光线所在直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先求出关于的对称点,再用两点式方程即可求解.
【详解】因为点关于的对称点为,
所以所求的直线方程为,即.
故选:A.
题型三:直线的截距式方程
7.(23-24高二上·天津南开·阶段练习)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】C
【分析】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式即可得解.
【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C项正确.
故选:C.
8.(23-24高二上·天津和平·期中)经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式方程即可得解.
【详解】当直线过原点时,方程为,符合题意,
当直线不过原点时,设直线方程为,
则,解得,
所以直线方程为,
综上,所求直线的方程为或.
故选:D.
9.(21-22高一下·江西宜春·阶段练习)经过点A(3,4)且在两坐标轴上的截距绝对值相等的直线方程为( )
A.或 B.或或
C.或 D.或或
【答案】B
【分析】根据直线在两坐标轴上的截距相等进行分类讨论,设直线方程,求出每一种情况的直线方程即可.
【详解】①当直线经过原点时,斜率,所以直线方程为:,即;
②当直线在两坐标轴上的截距相等时,设直线方程为,将点代入,的,解得,所以直线方程为:,即;
③当直线在两坐标轴上的截距互为相反数时,设直线方程为,将点代入,的,解得,所以直线方程为:,即;
综上所述,直线方程为:或或.
故选:B.
题型四:直线和坐标轴围成的面积问题
10.(2023高二·江苏·专题练习)直线l的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线l与坐标轴所围成的三角形的面积为10,则直线l的方程可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据正切的二倍角公式,结合三角形面积公式进行求解即可.
【详解】,
所以直线的斜率为负值,因此直线的倾斜角为钝角,
设直线l的倾斜角为,则
因为,所以或舍去
设直线l的方程为,则直线l与坐标轴的交点分别为,,
由,得,
故直线l的方程可能是,显然ABD不符合,
,或,
故选:C
11.(23-24高二上·四川眉山·阶段练习)已知直线l过点,且分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,O为原点,则面积最小值为 .
【答案】24
【分析】根据题意,设直线的方程为,分别表示出坐标,结合三角形的面积公式代入计算,再由基本不等式即可得到结果.
【详解】
由题意可知,直线的斜率存在且不为0,设直线的斜率为,
则直线的方程为,
因为直线分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A,B两点,所以,
令,则,即,
令,则,即,
所以
其中,当且仅当时,即时,等号成立,
所以,即面积最小值为.
故答案为:
12.(21-22高二上·全国·课前预习)已知直线过点,且与轴、轴的正半轴分别为交于A、B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为 ,此时的直线方程为 .
【答案】 4
【分析】由题可知直线l斜率必存在,则设其方程为,求出其横截距和纵截距,表示出△OAB的面积,求其最小值即可.
【详解】由题可知直线AB斜率为负,故设直线AB的方程为,
令x=0,则y=1-2k;令y=0,则x=2-,
∴
,当且仅当,即时取等号.
故当时,有最小值4.
此时,直线方程为即.
故答案为:4;.
题型五:直线方程的综合问题
13.(23-24高二上·陕西汉中·期末)已知两点.
(1)求直线的斜率和倾斜角;
(2)求直线在轴上的截距.
【答案】(1),
(2)1
【分析】(1)根据题意,由直线的斜率公式计算可得的值,进而分析可得答案;
(2)根据题意,由(1)的结论求出直线的方程,据此分析可得答案.
【详解】(1)根据题意,直线的斜率为,倾斜角为,
由两点,得斜率,
则,即.
(2)由(1)知,直线的斜率,则其方程为,
即,令,则直线在轴上的截距为1.
14.(23-24高二上·江苏南京·开学考试)已知直线过点,且与轴、轴的正半轴分别交于两点,为坐标原点.
(1)当时,求直线的方程;
(2)当的面积为时,求直线的方程.
【答案】(1);
(2)或
【分析】(1)设直线的截距式为,由题意列出方程组,求出截距即可得解;
(2)利用截距表示出三角形面积,再联立方程求出截距,即可得解.
【详解】(1)设直线的方程为,且
由,得,由直线过点,得,解得,
所以直线的方程为.
(2)设直线的方程为,且直线不经过原点,
由题意知,,,解得或,
所以直线的方程为或.
15.(23-24高二上·安徽安庆·阶段练习)已知点,求下列直线的方程:
(1)求经过点,且在轴上的截距是轴上截距的2倍的直线的方程;
(2)光线自点射到轴的点后被轴反射,求反射光线所在直线的方程.
【答案】(1)或.
(2)
【分析】(1)根据题意,分直线过原点与不过原点讨论,结合直线的截距式代入计算,即可得到结果;
(2)根据题意,求得点关于轴的对称点的坐标为,再由直线的点斜式代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)当直线过原点时,满足在轴上的截距是轴上截距的2倍,
此时直线方程为,将代入,可得,化简可得;
当直线不过原点时,设直线方程为,且,
即,将代入,可得,解得 ,
则直线方程为,化简可得;
综上,直线方程为或.
(2)点关于轴的对称点的坐标为,
由题意可知,反射光线所在的直线经过点与,
所以反射光线所在的直线斜率为,
则反射光线所在的直线方程为,
化简可得.
【高分演练】
16.(23-24高二上·河南郑州·期末)过点,且倾斜角为的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】倾斜角为的直线斜率不存在,可解.
【详解】过点,且倾斜角为的直线垂直于轴,
其方程为.
故选:B
17.(23-24高二上·湖南永州·期末)直线l的方程为,则l的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定的直线方程,求出直线的斜率,再求出倾斜角即可.
【详解】直线l:的斜率,所以直线l的倾斜角是.
故选:C
18.(24-25高二上·全国·课后作业)经过两点的直线方程可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线两点式方程可得答案.
【详解】当经过的直线不与轴、轴平行时,
所有直线均可以用表示,
由于可能相等,也可能相等,
所以只有选项C满足包括与轴、轴平行的直线.
故选:C.
19.(2024高二上·全国·专题练习)已知直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,则( )
A. B.或
C. D.或
【答案】B
【分析】求出直线在坐标轴上的截距,再利用面积公式解方程可得.
【详解】令,得;令,得.
故与坐标轴围成的三角形的面积为,解得.
故选:B
20.(23-24高二上·天津武清·期中)已知直线过点(2, 1),且横截距、纵截距满足,则该直线的方程为( )
A.2x+y-5=0 B.x+2y-4=0
C.x-2y=0或x+2y-4=0 D.x-2y=0或2x+y-5=0
【答案】C
【分析】分截距为0和截距不为0时,根据直线过点(2,1)求解.
【详解】解:当截距为0时,设直线的方程为:,
因为直线过点(2, 1),所以,即,则直线方程为:;
当截距不为0时,设直线方程为,
因为直线过点(2,1),所以,则,
所以直线方程为,即,
综上:直线的方程为: x-2y=0或x+2y-4=0,
故选:C
21.(23-24高二上·河南开封·期中)若直线经过点,则直线l在x轴和y轴上的截距之和取最小值时,( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意,由条件可得,再结合基本不等式即可得到当取最小值的条件,即可得到结果.
【详解】因为直线经过点,则,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以直线l在x轴和y轴上的截距之和取最小值为,
此时,则.
故选:D
22.(23-24高二上·河北邢台·期中)数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知的顶点分别为,,,则的欧拉线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出的重心坐标,由得出为直角三角形,外心为斜边中点,进而求出外心坐标,由于外心和重心在同一直线上,根据外心和重心的坐标即可得出答案.
【详解】因为的顶点分别为,,,
所以的重心为,
因为,,
所以,
所以,
所以的外心为的中点,
因为三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上,
所以的欧拉线为直线,
所以的欧拉线方程为,即,
故选:C.
23.(23-24高二上·江苏·课后作业)下列说法正确的是( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是4
B.直线的横截距为1
C.过,两点的直线方程为
D.若直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线l的斜率为
【答案】D
【分析】
利用代入法,结合截距的意义、直线平移的特征、直线两点式的特征逐一判断即可.
【详解】对选项A,直线,当时,,当时,,
所以与两坐标轴围成的三角形的面积,故A错误.
对选项B,令,得,则横截距为,故B错误.
对选项C,当或时,直线方程无意义,故C错误.
对选项D,由题知:直线方程斜率存在,设直线方程为,
直线l沿x轴向左平移3个单位长度,再沿y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.
故选:D
24.(22-23高二上·甘肃金昌·阶段练习)已知直线过,且在两坐标轴上的截距为相反数,那么直线的方程是( ).
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】A
【分析】根据直线在两坐标轴上的截距为相反数,可以分两种情况来讨论,两坐标轴上的截距都为0时和两坐标轴上的截距互为相反数且不等于0时,即可求解.
【详解】(1)当坐标轴上的截距都为0时,直线过原点,设直线方程为
把点代入求出,即直线方程为
(2)当坐标轴上的截距互为相反数且不等于0时,设直线方程为,
把点代入求出,即直线方程为
综上,直线方程为或
故选:A
25.(20-21高二上·上海奉贤·期末)如图,平面上过点P(1,2)的直线与x轴正半轴交于点A,与y轴正半轴交于点B.过点P分别作直线垂直于x轴与y轴,垂足分别为M,N.则满足的直线有( )条
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】设直线AB为y=k(x-1)+2,分别令x=0,y=0,求得点A,B的坐标, 然后由求解.
【详解】因为过点P(1,2),且斜率存在,
设直线AB为y=k(x-1)+2,
令x=0,y=2-k;
令y=0,x=
,
,
,
即,
,
所以k的取值只有一个,
故这样的直线有一条.
故选:B
二、多选题
26.(23-24高二上·江苏连云港·阶段练习)已知的三个顶点为,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜率为
B.直线的倾斜角为钝角
C.边上的中线所在的直线方程为
D.边所在的直线方程为
【答案】BCD
【分析】利用斜率公式可判断A选项;利用斜率与倾斜角的关系可判断B选项;利用直线的点斜式方程可判断CD选项.
【详解】对于A选项,,A错;
对于B选项,,所以,直线的倾斜角为钝角,B对;
对于C选项,线段的中点为,则,
所以,边上的中线所在的直线方程为,即,C对;
对于D选项,边所在的直线方程为,即,D对.
故选:BCD.
27.(23-24高二上·辽宁沈阳·阶段练习)在下列四个命题中,不正确的是( )
A.若直线的倾斜角越大,则直线的斜率越大
B.过点的直线方程都可以表示为:
C.经过两个不同的点,的直线方程都可以表示为:
D.经过点且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为
【答案】ABD
【分析】根据直线的倾斜角和斜率的关系,以及点斜式、两点式、截距式方程的适用范围,对每个选项进行逐一分析,即可做出判断.
【详解】对于选项A,当直线的倾斜角时,倾斜角越大,斜率越大;当时,斜率不存在;当时,倾斜角越大,斜率越大且斜率小于零;故选项A不正确;
对于选项B,当直线斜率不存在时,不可以用表示,故选项B不正确;
对于选项C,经过两个不同的点,的直线,当斜率等于零时,,方程为,能用方程表示;当直线的斜率不存在时,,方程为,能用方程表示;故选项C正确;
对于选项D,经过点且在x轴和y轴上截距都相等的直线方程为或,故选项D不正确;
故选:ABD.
28.(23-24高二上·广东中山·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.方程与方程可表示同一直线
C.经过点,且在,轴上截距互为相反数的直线方程为
D.过两点的直线都可用方程表示
【答案】AD
【分析】对于A:先求斜率,进而可得倾斜角; 对于B,注意区分方程与方程的不同之处,对于C:设直线l:,
进而可得截距,根据题意进行求解即可,对于D:根据两点式方程的变形进行判断即可.
【详解】对于选项A:直线的斜率,倾斜角为,故A正确;
对于B,表示过点斜率为k的直线,但不含点,而表示过点斜率为k的直线,且含点,故B错误;
对于C:经过点,斜率存在,设直线为,若在,轴上截距互为相反数,则,解得或,
所以直线方程为或,故C错误;
对于D,方程为直线两点式方程的变形,可以表示经过任意两点、的直线,故D正确;
故选:AD.
29.(23-24高二上·浙江舟山·期末)下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角为
B.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
C.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为,则该直线方程为
D.过两点的直线方程为
【答案】AB
【分析】求出直线的斜率判断A;求出直线的横纵截距计算判断B;举例说明判断CD.
【详解】对于A,直线的斜率为,其倾斜角为,A正确;
对于B,直线交轴分别于点,
该直线与坐标轴围成三角形面积为,B正确;
对于C,过点与原点的直线在两坐标轴上的截距都为0,符合题意,
即过点且在两坐标轴上的截距之和为的直线可以是直线,C错误;
对于D,当时的直线或当时的直线方程不能用表示出,D错误.
故选:AB
30.(23-24高二上·广东广州·期中)下列说法不正确的有( )
A.直线的倾斜角越大,斜率越大
B.过点的直线方程是
C.经过点且在轴和轴上截距相等的直线有2条
D.直线在y轴上的截距是3
【答案】ABD
【分析】根据倾斜角与斜率的关系即可判断A;根据直线的斜率公式即可判断B;分直线是否过原点讨论即可判断C;根据直线的截距式即可判断D.
【详解】对于A,当倾斜角为时,斜率为,
当倾斜角为时,斜率为,故A错误;
对于B,当时,斜率不存在,故B错误;
对于C,当直线过原点时,直线方程为,
当直线不过原点时,设直线方程为,
则,解得,
所以直线方程为,
综上所述,经过点且在轴和轴上截距相等的直线有2条,故C正确;
对于D,直线,即,
故直线直线在y轴上的截距是,故D错误.
故选:ABD.
三、填空题
31.(24-25高二上·上海·课后作业)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】
【分析】根据直线互相垂直求直线的斜率,再代入点斜式方程,即可求解.
【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:
32.(23-24高二上·全国·课后作业)已知,,则过的中点且倾斜角为,直线的点斜式方程是 .
【答案】
【分析】求出中点坐标和斜率后,根据点斜式可得结果.
【详解】设的中点为,则,
又斜率,
所以直线的点斜式方程为.
故答案为:
33.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期末)纵截距为4,与两坐标轴围成的三角形面积为10的直线的一般式方程为 .
【答案】或.
【分析】先设直线的截距式,结合已知条件求出直线方程后,化为一般式即可.
【详解】由题意可设直线方程为,
则,即,
所以直线方程为或,
所以直线的一般式方程或.
故答案为:或.
34.(23-24高二上·广东广州·期末)已知直线过点且与x轴、y轴分别交于两点,O为坐标原点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】先表示出直线的截距式,利用直线过点,得到,借助基本不等式,即可求得最小值.
【详解】直线与与x轴、y轴分别交于,
可设直线的截距式,直线过点, ,且,
,
当且仅当,即时,取得最小值.
故答案为:.
35.(20-21高二上·山东济宁·阶段练习)直线l过点且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,则面积的最小值为 ,当的面积取最小值时直线l的一般式方程是 .
【答案】 8
【分析】设直线截距式方程,由题意得,利用基本不等式求出面积的最小值,得解.
【详解】设直线l的方程为,
因为直线l过点,所以.
又,
所以,
即,当且仅当,即时取等号,
所以,
此时直线l的方程为,即.
故答案为:8;.
四、解答题
36.(2023高二上·全国·专题练习)如图,在平行四边形中,点.
(1)求所在直线方程;
(2)过点C作于点D,求所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出所在直线的斜率,然后求出所在的直线方程.
(2)根据,由求出,进而求出所在直线的方程.
【详解】(1),所在直线的斜率为,
又,
所在直线方程是,即.
(2)因为,
所以,
又因为,
所以所在直线方程为,
即.
37.(23-24高二上·湖南常德·阶段练习)直线过,与x轴正半轴交于A点,与y轴正半轴交于B点,O为坐标原点.
(1)求面积的最小值;
(2)求横截距与纵截距之和的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设直线的斜率为,得到直线的方程为,求得在坐标轴的截距,得到的面积为,结合基本不等式,即可求解;
(2)由(1)知,直线在轴和轴上的截距为和,且,得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】(1)解:根据题意,直线的斜率一定存在,设直线的斜率为,
因为直线过点,则直线的方程为,
令,可得;令,可得,
则的面积为 ,当且仅当时,即时,等号成立,
所以的面积最小值为.
(2)解:由(1)知,直线在轴和轴上的截距分别为和,且,
则,
当且仅当时,即时,等号成立,
所以横截距与纵截距之和的最小值为.
38.(23-24高二上·安徽·期末)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)
【分析】(1)分直线过原点和不过原点,利用截距式直线方程解题即可;
(2)利用点斜式直线方程以及基本不等式解题即可.
【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.
39.(22-23高二·全国·课堂例题)直线l过点,且与x轴的正半轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)若,求直线l的方程;
(2)当的面积为6时,求直线l的方程.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)设直线的截距式,由题意列出方程组,求出截距即可得解;
(2)利用截距表示出三角形面积,再联立方程求出截距,即可得解.
【详解】(1)设直线l的方程为(,),(直线l与坐标轴的交点位于正半轴)
由题意知, ①.
因为直线l过点,所以 ②.
联立①②,解得或,
所以直线l的方程为或.
(2)由题意知,即 ③,联立②③,解得或,
所以直线l的方程为或.
40.(22-23高二上·河南·阶段练习)已知的三个顶点分别满足:点在轴上,点在轴上,,直线的斜率为,直线与直线垂直.
(1)求点的坐标;
(2)求边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1),
(2).
【分析】(1)结合直线垂直时斜率的关系、两点求斜率的公式求得的坐标;
(2)根据边上的中线所过点求得中线所在直线的方程.
【详解】(1)因为直线AC的斜率为,直线AC与直线BC垂直,
所以直线BC的斜率为.
设,,则,解得;
,解得.所以,.
(2)因为BC的中点坐标为,且中线过点,
所以边BC上的中线所在直线方程为,即.
41.(22-23高二上·天津静海·阶段练习)设直线l的方程为
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程.
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
(3)若直线l交x轴正半轴于点A,交y轴负半轴于点B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
【答案】(1)或.
(2)
(3)面积的最小值是6,此时直线l的方程为
【分析】
(1)根据直线过原点、直线与不过原点两种情况进行分类讨论,由此求得直线的方程.
(2)将直线方程化为斜截式,再结合不经过第二象限列不等式组,解不等式组求得实数的取值范围.
(3)根据两点的位置确定的坐标以及的取值范围,求得面积的表达式,结合的取值范围,结合基本不等式,求得面积的最小值与此时直线l的方程.
【详解】(1)当直线过原点时满足条件,此时,解得,化为.
当直线不过原点时,则直线斜率为-1,故,解得,可得直线的方程为:.
综上所述,直线的方程为或.
(2),
∵不经过第二象限,∴,解得.
∴实数的取值范围是.
(3)令,解得,解得;
令,解得,解得或.
综上有.
∴
,
当且仅当时取等号.
∴(为坐标原点)面积的最小值是6,此时直线方程,即
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