第7期 2.3 直线的交点 坐标与距离公式-【数理报】2024-2025学年高二数学选择性必修第一册同步学案(人教A版2019)

2024-10-21
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教辅
《数理报》社有限公司
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教A版选择性必修第一册
年级 高二
章节 2.3 直线的交点坐标与距离公式
类型 学案-导学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2024-2025
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.99 MB
发布时间 2024-10-21
更新时间 2024-10-21
作者 《数理报》社有限公司
品牌系列 数理报·高中同步学案
审核时间 2024-10-21
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/48100687.html
价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

书 高中数学·选择性必修第一册(人教 A版)2024年 第4~7期参考答案 第4期 核心素养阶段测评(一) 一、单项选择题 1~4 BBAA 5~8 ADCC 提示: 1.由题可得a+2b=(2x+1,4,4-y), 2a-b=(2-x,3,-2y-2), 则 2x+1 2-x= 4 3 = 4-y -2y-2,解得x= 1 2,y=-4. 2.因为d=3a+4b+c,且d=x(a+2b)+y(b+3c)+z(c+a)= (x+z)a+(2x+y)b+(3y+z)c, 所以 x+z=3, 2x+y=4, 3y+z=1 { , 解得 x=2, y=0, z=1 { . 3.由题可得→ → → →AF=AD+DF=AD+12 → →DC′=AD+12( → →DC+DD′) →=AD+ 12 →AB+ 12 →  AA′,所以x= 12,y= 1 2,所以x-y=0. 4.平面α的方程为3x-5y+z-7=0, 所以平面α的法向量可取m =(3,-5,1), 平面x-3y-7=0的法向量为a=(1,-3,0), 平面4y+2z+1=0的法向量为b=(0,4,2), 设两平面的交线l的方向向量为c=(p,q,r), 由 c·a=p-3q=0, c·b=4q+2r=0{ ,令p=3,则q=1,r=-2,c=(3,1,-2), 设直线l与平面α所成角的大小为θ, 则sinθ=|cos〈c,m〉|= 2 槡14·槡35 =槡1035.故选:(A). 5.设平面ABCD的法向量为n=(x,y,z), 则 2x-y+3z=0, -2x+y=0{ , 令x=1可得y=2,z=0,即n=(1,2,0), 所以cos〈n,→AP〉= n·→AP |n →||AP| = 1 槡5×槡26 , 设AP与平面ABCD所成角为α,则sinα= 1 槡5×槡26 , 于是点P到平面ABCD的距离为 →|AP|sinα=槡55, 即四棱锥P-ABCD的高为槡55. 6.设O1(m,0,2),O2(m-4,0,2),A(0,-1,0),B(0,1,0), 所以AO→ 1=(m,1,2),BO→ 2=(m-4,-1,2), 由AO1⊥BO2,所以m2-4m-1+4=m2-4m+3=0. 所以m1=1,m2=3,不妨取m=1, 则O1(1,0,2),O2(-3,0,2),SO→ 1=(1,0,-2),SO→ 2=(-3,0,-2), 所以SO1=槡5,SO2=槡13, 因此cos∠O1SO2= |SO→ 1·SO→ 2| |SO→ 1||SO→ 2| =槡6565. 7.以D为坐标原点,DA,DC,DD1所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐 标系,设正方体的棱长为1, 则有A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,1). 所以D1→ B=(1,1,-1),所以D1→ P=(λ,λ,-λ), 所以→PA=PD→ 1+D1→ A=(-λ,-λ,λ)+(1,0,-1)=(1-λ,-λ,λ- 1),→PC=PD→ 1+D1→ C=(-λ,-λ,λ)+(0,1,-1)=(-λ,1-λ,λ-1), ∠APC为钝角等价于cos∠APC<0,所以→PA·→PC<0,所以(1-λ)(-λ) +(-λ)(1-λ)+(λ-1)2=(λ-1)(3λ-1)<0, 解得 1 3 <λ<1,所以λ (的取值范围是 13, )1 . 8 → → →.|AB×AD|=|AB|· →|AD|· sin〈→AB,→AD〉=2×2×槡32 = 槡23, 如图1,设底面△ABD的中心为O, 连接CO,AO,则OC⊥平面ABD, 又AO,AB,AD平面ABD,故OC⊥ AO,OC⊥AB,OC⊥AD, AO=槡32 ×2× 2 3 = 槡23 3,OC= AC2-AO槡 2= 4-槡 4 3 = 槡26 3, 在△ACO中,cos∠ACO=OCAC= 槡26 3 2 = 槡6 3, 则cos〈→AC,→OC〉=cos∠ACO=槡63,又 → →AB×AD的方向与→OC相同, 所以(→ →AB×AD) →×AC= 槡23×2×槡63 = 槡42. 二、多项选择题 9.ABD; 10.ABC; 11.BD. 提示: 9.a=(2,6,-3)θ=2e1+6e2-3e3,b=(3,-1,0)θ=3e1-e2, 可得a+b=5e1+5e2-3e3=(5,5,-3)θ,故(A)正确; a·b=(2e1+6e2-3e3)·(3e1-e2)=10cosθ=0,故(B)正确; 显然当x∶y=3∶1时,a与b共线,此时夹角为0或π,故(C)错误; 当→OA=(2,0,0)π 3 ,→OB=(0,2,0)π 3 ,→OC=(0,0,2)π 3 时,三棱锥 O-ABC为以2为棱长的正四面体,表面积为4×12 ×2×2× 槡3 2 = 槡43, 故(D)正确.故选(A)(B)(D). 10.若m=n= 12,即D,E分别为PA,PB的中点,又点F为PC的中 点,所以DE∥AB,DF∥AC,又DE面ABC,AB面ABC,所以DE∥ 面ABC,同理可证DF∥面ABC,又DE∩DF=D,DE,DF面DEF,所 以平面DEF∥平面ABC,故(A)正确; 如图2所示,设BC中点为H,连接AH,AM,因 为点G为△ABC重心,所以点G在线段AH上, 所以→ → → →PG=PA+AG=PA+23 → →AH=PA+ 2 3 × 1 2( → →AB+AC) →=PA+13( → → →AP+PB+AP →+PC)= 13 →PA+13 →PB+13 →PC,故(B)正确; → → → →AM =AP+PM =AP+ 12 → →PG=AP+ (12 13→PA+13→PB+13→ )PC = 56→AP+ 1 6( → →PA+AB)+16( → →PA+AC)= 12 →AP+16 →AB+16 →AC,故(C)正确; 因为→PG=2→PM= 13( → → →PA+PB+PC)= (13 1m→PD+ 1n→PE+ 2→ )PF ,所以→PM= 16m→PD+16n→PE+13→PF,若M,D,E,F四点共面,则 1 6m+ 1 6n+ 1 3 =1,解得 1 m + 1 n =4,故(D)错误. 故选(A)(B)(C). 11.以A为坐标原点,AB,AD,AS所在直线为x,y,z轴,建立空间直角 坐标系,设DE=1,则SA=AB=2;所以A(0,0,0),B(2,0,0),S(0,0,2), N(1,0,1),M(2,1,0), 对于(A),假设存在点Q(m,2,0)(0≤m≤2),使得NQ⊥SB,则→NQ =(m-1,2,-1),→SB=(2,0,-2),所以→NQ·→SB=2(m-1)+2=0, 解得m=0,即点Q与D重合时,NQ⊥SB,(A)错误; 对于(B),假设存在点Q(m,2,0)(0≤m≤2),使得异面直线NQ与 SA所成的角为60°,因为→NQ=(m-1,2,-1),→SA=(0,0,-2),所以 |cos〈→NQ,→SA〉|= →|NQ·→SA|→|NQ|·→|SA| = 1 (m-1)2+槡 5 = 12,方程无解;所 以不存在点Q,使得异面直线NQ与SA所成的角为60°,(B)正确; 对于(C),(D),由上分析知,→NQ=(m-1,2,-1),→  NM =(1,1, -1),设m =(x,y,z)是面NMQ的法向量, 则 m·→NQ=(m-1)x+2y-z=0, m·→  NM =x+y-z=0{ , 令x=1,得y=2-m,z=3-m,则m =(1,2-m,3-m), 平面AMQ的法向量n=(0,0,1), 所以|cos〈m,n〉|=|m·n||m||n|= |3-m| 1+(2-m)2+(3-m)槡 2 ,令t =3-m∈[1,3], 则|cos〈m,n〉|= |t| 1+(t-1)2+t槡 2 = 1 槡2 (· 1t- )12 2 +槡 3 4 , 而 1 t [∈ 13, ]1 , 由Q从D到C的过程,|cos〈m,n〉|先变大后变小,即平面NMQ与 平面MQA的夹角先变小后变大,(C)错误,(D)正确.故选(B)(D). 三、填空题  12. 槡3 10; 13.10; 14.90°,1. 提示: 12.由题可得,a-2b=(2,-3,5)-2(-3,1,2)=(8,-5,1), 所以|a-2b|= 82+(-5)2+1槡 2= 槡3 10. 13.由题可设存在实数m,n使得c=ma+nb. 所以 7=2m-n, 6=m+2n, λ=3m-2n { ,  解得 m=4, n=1, λ=10 { . 14.以D为原点,DA,DC,DD1所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标 系,则D(0,0,0),D1(0,0,1),A(1,0,0),A1(1,0,1),C(0,2,0), 设E(1,m,0),0≤m≤2,则D1→ E=(1,m,-1),A1→ D=(-1,0,-1), 所以D1→ E·A1→ D=-1+0+1=0, 所以直线D1E与A1D所成角的大小是90°. 因为D1→ E=(1,m,-1),→EC=(-1,2-m,0),D1E⊥EC, 所以D1→ E·→EC=-1+m(2-m)+0=0,解得m=1,所以AE=1. 四、解答题 15.解:→ →  →  OQ=OM+MQ= 12 →OA+13 →  MN= 12 →OA+13( → →  ON-OM) = 12 →OA+ (13 →ON-12→ )OA = 13→OA+13 ×12 ×(→ →OB+OC)= 1 3 →OA+ 16 →OB+ 16 →OC. 16.解:(1)因为 PA⊥ 平面 ABCD,AD 平面 ABCD,AB 平面 ABCD,所以PA⊥AD,PA⊥AB,又因为四边形ABCD是矩形,AD⊥AB,所 以AD,AB,AP两两垂直.以点A为坐标原点,AB,AD,AP所在直线分别为 x,y,z轴建立空间直角坐标系A-xyz,则B(1,0,0),C(1,2,0),P(0,0,2), E(0,2,1). CE与PB不平行,理由如下: 易得→CE=(-1,0,1),→PB=(1,0,-2). 显然→CE与→PB不平行,即CE与PB不平行. (2)易得→PE=(0,2,-1), 设平面PEC的一个法向量为n=(x,y,z), 则 n·→CE=-x+z=0, n·→PE=2y-z=0{ ,取x=2,可得n=(2,1,2). 设AF=t,则F(0,0,t),t∈[0,2],所以→CF=(-1,-2,t), 因为点F到平面 PCE的距离 d= →|CF·n| |n| = |-2-2+2t| 3 = |2t-4| 3 =1,解得t= 1 2,故线段AF的长为 1 2. 17.解:(1)由已知可得→AB=(-2,1,3), 因为向量m与→AB平行,设m =λ→AB,其中λ∈R, 则|m|=|λ|·→|AB|=|λ| 4+1+槡 9=槡14|λ|=槡14,解得 λ=±1.所以m →=AB=(-2,1,3)或m →=-AB=(2,-1,-3). (2)设平面ABC的一个法向量为a=(x,y,z), →CA=(-1,-3,-2),→CB=(-3,-2,1), 则 a·→CA=-x-3y-2z=0, a·→CB=-3x-2y+z=0{ ,所以 x=-y, z=-y{ , 取y=-1,可得a=(1,-1,1), 因为向量n分别与→CB,→CA垂直,则n∥a,设n=μa,其中μ∈R, 则|n|=|μ|·|a|=槡3|μ|=槡3,解得μ=±1, 所以n=a=(1,-1,1)或n=-a=(-1,1,-1). (3)cosC= →CA·→CB →|CA|·→|CB| = 7 槡14×槡14 = 12, 因为0≤C≤π,则C= π3, 所以以CB,CA为邻边的平行四边形的面积 →|CA|· →|CB|sinC= (槡14)2×槡 3 2 = 槡73. 18.(1)证明:因为SA⊥底面ABCD,且AD⊥AB,所以以点A为坐标原点, AD,AB,AS所在直线为x轴,y轴,z轴建立的空间直角坐标系(图略),则A(0,0, 0),B(0,2,0),C(2,2,0),D(1,0,0),S(0,0,2),M(0,1,1), 所以→AM=(0,1,1),→SD=(1,0,-2),→DC=(1,2,0), 设平面SCD的一个法向量为n=(x,y,z), 则 →SD·n=0, →DC·n=0{ ,即 x-2z=0, x+2y=0{ , 令z=1,得n=(2,-1,1). 因为→AM·n=0,所以→AM⊥n,所以AM∥平面SCD. (2)解:易知平面SAB的一个法向量为m=(1,0,0), 设平面SCD与平面SAB的夹角为φ, 易知0<φ< π2,则cosφ= n·m |n||m| = 槡6 3, 所以平面SCD与平面SAB夹角的余弦值为槡63. (3)解:设N(x,2x-2,0),则→  MN=(x,2x-3,-1), 易知平面SAB的一个法向量为m =(1,0,0), 所以sinθ=|cos〈→MN,m〉|= x 5x2-12x+槡 10 = 1 10 (× 1 )x 2 -12× 1x +槡 5 = 1 10 (× 1x - )35 2 +槡 7 5 , 当 1 x = 3 5,即x= 5 3时,sinθ取得最大值,且sinθ的最大值为 槡35 7. 书 3.|AB|= (-3-3)2+(0+2)槡 2= 槡2 10, |BC|= (-1-3)2+(2+2)槡 2= 槡42, |AC|= (-1+3)2+(2-0)槡 2= 槡22, |AC|2+|BC|2=|AB|2, 所以三角形ABC是直角三角形.故选(C). 4.设M(x,y),且M1→ M = 32 MM → 2, 则(x-6,y-2)= 32(1-x,7-y), 得 x-6= 32(1-x), y-2= 32(7-y { ),解得 x=3,y=5{ , 代入直线y=mx-7,得5=3m-7,解得m=4. 5.对于①,若点C在线段AB上,设C点的坐标为(x0,y0),则x0在x1, x2之间,y0在y1,y2之间,即||AC||+||CB||=|x0-x1|+|y0-y1|+ |x2-x0|+|y2-y0|=|x2-x1|+|y2-y1|=||AB||,故①成立; 对于②,取C(0,0),A(-1,1),B(1,1),则||AC||=2,||CB||= 2,||AB||=2,||AC||2+||CB||2≠||AB||2,故②不成立; 对于③,取C(0,0),A(0,1),B(1,0),则||AC||+||CB||=1+1= 2=||AB||=2,故③不成立.故选(A). 6.当x≥0时,由 -a|x|=-a+x可得,-ax=-a+x, 当a≠-1时,解得x= aa+1; 当x<0时,由 -a|x|=-a+x可得,ax=-a+x, 解得x=- aa-1, 所以 a a+1≥0, - aa-1<0 { ,其中a<0,解得a<-1. 7.因为直线y=kx+2023的斜率存在,所以x1≠x2, 由题意 y1=kx1+2023, y2=kx2+2023 { , 则x1y2-x2y1=x1(kx2+2023)-x2(kx1+2023) =2023(x1-x2)≠0, 故l1:x1x+y1y=1与l2:x2x+y2y=1相交, 所以方程组总有唯一解,(A),(D)错误,(B)正确; 若 x=1, y={ 2是方程组的一组解,则 x1+2y1=1, x2+2y2=1 { , 则点 P1(x1,y1), P2(x2,y2)在直线x+2y=1,即y=- 1 2x+ 1 2 上, 但已知这两个点在直线y=kx+2023上,而这两条直线不是同一条 直线,所以 x=1, y={ 2不可能是方程组的一组解,(C)错误. 8.由|a|=3,|b|=4,a⊥b, 不妨令a=(3,0),b=(0,4),设x=(m,n), 由|x+a|<|x+b|,得|x+a|2<|x+b|2, 而x+a=(m+3,n),x+b=(m,n+4), 则(m+3)2+n2<m2+(n+4)2,整理得6m-8n-7<0, 由x·a>x·b,得3m-4n>0, 平行直线6m-8n-7=0和3m-4n=0间的距离为 d=|0-(-7)| 62+8槡 2 =07, 到直线6m-8n-7=0和直线3m-4n =0距离相等的点到这两条直线的距离为 035,如图1,阴影部分表示的区域为集合 A,因此无论d是否属于A,都有|c-d|= 05, 所以命题①②都正确.故选(C). 二、多项选择题 9.AC; 10.ABD; 11.BCD. 提示: 9.联立方程 x+y-3=0, y=kx+3k-2{ ,解得 x=5-3kk+1, y=6k-2k+1 { , 因为两直线的交点在第四象限, 所以 5-3k k+1 >0, 6k-2 k+1 <0 { ,解得 -1<k< 13.故选(A)(C). 10.对于(A)项,当k=0时,直线l2的方程为x=0, 此时直线l2的倾斜角为 π 2,故(A)项正确; 对于(B)项,当k=- 12 时,直线l2的方程为x-y-1=0, 与l1重合,此时两直线有公共点; 当k≠- 12 时,有1×k-(-1)×(k+1)=2k+1≠0, 即l1,l2一定相交. 综上所述,对任意的实数k,直线l1与直线l2都有公共点,故(B)项正确; 对于(C)项,由(B)可知,当k=-12时,直线l2与l1重合,故(C)项错误; 对于(D)项,要使直线l1与直线l2垂直, 则应有k+1-k=0,该方程无解, 所以对任意的实数k,直线l1与直线l2都不垂直,故(D)项正确. 故选(A)(B)(D). 11.由图 2知,P1(1.5,2),P2(1, 3),P3(2,3),P4(2,4),Q1(3,1),Q2(3, 2),Q3(4,3), 当直线x=25为分类直线时, dl=3-25=05, 当直线3x-y-5=0为分类直线 时,其过(2,1),(3,4), 由图可知P3(2,3),Q2(3,2)到直线3x-y-5=0距离最小, P3(2,3)到直线3x-y-5=0的距离为 d= |3×2-3-5| 32+1槡 2 = 槡10 5 ,同理Q2(3,2)到直线3x-y-5=0的距离为d= 槡10 5 , 因为槡 10 5 >05,所以直线3x-y-5=0的分类效果好,故(A)错误; 由图知L的位置由P1(1.5,2),P3(2,3),Q2(3,2)确定, 所以点P1(1.5,2),P3(2,3),Q2(3,2)到直线L的距离相等, 所以直线L过点P1Q2,P3Q2的中点, 而P1Q2 (的中点为 94, )2 ,P3O2 (的中点为 52, )52 , 故直线L的斜率为 2- 52 9 4 - 5 2 =2,故(B)正确; 由(B)知直线L的方程为y= (2 x- )52 + 52 =2x- 52, 此时点(3,3)在L的右侧,故(C)正确; 去掉点P1后,P3(2,3),Q2(3,2)到直线L的距离相等, 此时直线L为线段P3(2,3),Q2(3,2)的垂直平分线y=x,故(D)正确. 故选(B)(C)(D). 三、填空题 12.2x-y+1=0; 13.槡2; 14.1. 提示: 12.设直线l的方程为2x-y+c=0(c≠3,c≠1), 则 |3-c| 22+(-1)槡 2 = |-1-c| 22+(-1)槡 2 , 解得c=1,所以直线l的方程为2x-y+1=0. 13.因为x2+y2+1= 4x2+槡 1,所以y2= 4x2+槡 1-x2-1≥0, 4x2+槡 1≥x2+1,两边平方得4x2+1≥x4+2x2+1,即x4-2x2≤0, 解得0≤x2≤2, 故|OP|2=x2+y2= 4x2+槡 1-1∈[0,2], 则|OP|∈[0,槡2],|OP|的最大值为槡2. 14.直线l1:mx-y+m=0,即m(x+1)-y=0,恒过定点(-1,0), 直线l3:(m+1)x-y+(m+1)=0, 即m(x+1)+x-y+1=0,也恒过定点(-1,0), 所以直线l1与l3相交于定点A(-1,0). 由 x+my-m(m+1)=0, (m+1)x-y+(m+1)=0{ ,解得 x=0, y=m+1{ , 可知直线l2与直线l3相交于点B(0,m+1). 由题可得直线l1与直线l2相互垂直, 所以△ABC是C为直角的直角三角形. 因为点A到l2:x+my-m(m+1)=0的距离 |AC|=|-1-m(m+1)| 1+m槡 2 =m 2+m+1 1+m槡 2 , 点B到l1:mx-y+m=0的距离 |BC|=|-m-1+m| m2+槡 1 = 1 m2+槡 1 , 所以△ABC的面积 S= 12 |AC||BC|= 1 2 × m2+m+1 m2+1 = (12 1+ mm2+ )1 , m<0时,△ABC的面积不可能取到最大值; m=0时,S= 12; m>0时, m m2+1 ≤ m 2 m槡 2 = 12,当且仅当m=1时,等号成立,此 时Smax= (12 1+ )12 = 34. 综上,当m=1时,△ABC的面积S取得最大值 34. 四、解答题 15.解:(1)设直线l的方程为x-y+n=0, 由题可得 -2-1+n=0,解得n=3, 所以直线l的方程为x-y+3=0. (2)结合(1)设直线m的方程为x-y+t=0, 因为点P(-2,1)到直线m的距离为槡2, 则d=|-2-1+t| 槡2 =槡2,解得t=5或t=1, 直线m的方程为x-y+5=0或x-y+1=0. 16.解:(1)由 2x-y+3=0, 3x-y+2=0{ ,解得 x=1, y=5{ , 即两直线的交点坐标为(1,5). 则直线经过点(1,5)和(2,3), 由两点式方程得, y-3 5-3= x-2 1-2, 化简得所求直线方程为2x+y-7=0. (2)由3x+y-1=0可得直线的斜率为 -3, 故平行于直线3x+y-1=0的直线的斜率为 -3, 结合(1)问可知:两条直线y=2x+3与3x-y+2=0的交点为(1,5), 由点斜式方程得,y-5=-3(x-1), 化简得所求直线方程为3x+y-8=0. 17.解:(1)直线l2可化为2x-y- 1 2 =0, 所以l1与l2的距离为d= (a- - )12 22+1槡 2 = 槡7510. 因为a>0,所以a=3. (2)设存在点P(x0,y0)满足, 则点P在与l1,l2平行直线l′:2x-y+c=0上. 且 |c-3| 槡5 = 12· c+ 12 槡5 ,即c=132 或c= 11 6. 所以满足条件②的点满足2x0-y0+ 13 2 =0或2x0-y0+ 11 6 =0. 若点P满足条件③,由点到直线的距离公式, 有 |2x0-y0+3| 槡5 =槡2 槡5 · |x0+y0-1| 槡2 , 即|2x0-y0+3|=|x0+y0-1|, 所以x0-2y0+4=0或3x0+2=0, 因为点P在第一象限,所以3x0+2=0不成立. 联立方程2x0-y0+ 13 2 =0和x0-2y0+4=0,解得 x0=-3, y0= 1 2 { ,(舍去) 联立方程2x0-y0+ 11 6 =0和x0-2y0+4=0,解得 x0= 1 9, y0= 37 18 { , 所以 (P 19,37)18 即为同时满足条件的点. 18.解:(1)C(1,2)关于x轴的对称点C′(1,-2), lC′M∶y=x-3,联立y=x-3与y=-x+7,得N(5,2), 所以光所走过的路程即|C′N|= 槡42. (2)对于线段y=-x+8,x∈[3,5], 令其端点A(3,5),B(5,3),则kC′A= 7 2,kC′B= 5 4, [所以反射光斜率的取值范围是 54, ]72 . (3)若反射光与直线y=-x+b垂直, 则反射光的方程为:y=x-3, 则由 y=-x+b, y=x-{ 3 x=b+32 . ①当x=b+32 ∈[3,5],即6≤b≤7时, 光所走过的最短路程为点C′到直线y=-x+b的距离,为b+1 槡2 . ②当x=b+32 ∈(5,+∞),即b>7时,光所走过的最短路程为线 段C′B,其中B(5,b-5),|C′B|= b2-6b+槡 25. 19.解:(1)因为l1:x+y=0,所以k1=-1, 由题可知k1·k2=-3,所以k2=3, 设l1的倾斜角为θ1,l2的倾斜角为θ2,l1,l2的夹角为θ, 则tanθ=tan(θ1-θ2)= tanθ1-tanθ2 1+tanθ1tanθ2 = k1-k2 1+k1k2 = -1-31+(-3)=2. (2)设直线PQ:y=kAx+1,QR:y=kB(x+1),RP:y=kC(x-1), 由题可知 kAkB=4, kAkC=1, kBkC=9 { , 解得 kA= 2 3, kB=6, kC= { 3 2 或 kA=- 2 3, kB=-6, kC=- 3 2 { , 当 kA= 2 3, kB=6, kC= { 3 2 时,联立 y= 23x+1, y= 32(x-1 { )可得P(3,3), 当 kA=- 2 3, kB=-6, kC=- { 3 2 时,联立 y=- 23x+1, y=- 32(x-1 { )可得 (P 35, )35 , 所以P点的坐标为(3,3) (或 35, )35 . (3)l1:mx+y+m+1=0过定点Q(-1,-1),k1=-m, 因为直线l1,l2是“Q-1共轭线对”,所以k1k2=-1, 所以k2= 1 m,所以l2:x-my+1-m=0. 设原点到直线l1,l2的距离分别为d1,d2, 则d1d1= |m+1| m2+槡 1 · |1-m| m2+槡 1 = m 2-1 m2+1 = 1- 2 m2+1 , 当m2=1时,(d1d2)min=0, 又因为 2 m2+1 >0,所以1- 2 m2+1 <1,即d1d2∈[0,1). ! ! " !"#$%&'()*+,-./0 ! 1"%+ #$% 2 ! 3"4$5&'(6*+,-.70 ! 8&%+ #$% 2 !"#$ !"#$ ! " # $ % ! ! ! & ' ( ) * % " + ! " , #-.$/%& - '-.(/)*%& # / ! ! ! !! ! ! ! ! ! " # $ + 0"#$% 1 # 1 " 1 ! + $ + # + " + ! #0.2)+%& 2"#$% $ # " ! # ! " 书 6.由A(3,0),B(0,4)可得:kAB= 4-0 0-3=- 4 3, 则直线AB的方程为:y-4=- 43(x-0),即4x+3y=12. 又因为动点P(x,y)在线段AB上运动, 所以x>0,y>0, 则12=4x+3y≥2 4x·3槡 y=4 3槡xy, 当且仅当4x=3y,即x= 32,y=2时等号成立, 所以xy≤3,最大值为3.故选(C). 7.由题意可知:|AB|=1,|AD|=2,|DF|=2 1 3, 则C(1,2),F(0,2+2 1 3), 设E(m,0),可知直线EF:xm + y 2+2 1 3 =1, 代入C(1,2)可得 1m + 2 2+2 1 3 =1,解得m=2+2 1 3 2 1 3 , 则|BE|=2+2 1 3 2 1 3 -1= 2 2 1 3 =2 2 3, 可得 →b=BE·→ →CE=EB·→ →EC=EB2=243, 所以b3 (= 2 )43 3=24=16. 8.m(x+1)+n(y+2)=0可化为mx+ny+m+2n=0, ① 要使l与两坐标轴能围成三角形,则mn≠0且m+2n≠0, 由①令x=0得y=-m+2nn ;令y=0得x=- m+2n m . 依题意, 1 2 (× -m+2n)n (× -m+2n)m = 12 × m2+4mn+4n2 mn = 1 2 × m n + 4n m +4 =6, 所以 m n + 4n m +4=12或 m n + 4n m +4=-12, 所以 m n + 4n m =8或 m n + 4n m =-16. 设t= mn,则t+ 4 t =8或t+ 4 t =-16, 则t2-8t+4=0或t2+16t+4=0, 解得t=4± 槡23或t=-8± 槡2 15, 即 m n =4± 槡23或 m n =-8± 槡2 15, 所以这样的直线有4条. 二、多项选择题 9.ACD; 10.BC; 11.ACD. 提示: 9.由ax+by+c=0可知直线斜率k=- ab >0, 直线在y轴上的截距y=- cb <0,满足条件的只有(B), 所以不可能是(A)(C)(D). 10.由直线方程知直线斜率为槡3,因此倾斜角为 π 3,又纵截距是1, 因此直线过一、二、三象限,(A)错,(B)正确; 直线槡3x-y-4=0与直线l平行,且槡3× 槡23-2-4=0, 即过点(槡23,2),(C)正确; 槡3×1+(-1)×(-槡3)= 槡23≠0,m与l不垂直,(D)错. 故选(B)(C). 11.对于(A),整理mx+y+1-3m=0,得m(x-3)+y+1=0,令 x-3=0, y+1=0{ ,解得 x=3, y=-1{ ,所以直线l恒过点(3,-1),(A)正确; 对于(B),可知所求直线的斜率存在且不为0,设为k, 则它的方程为y-1=k(x-1). 令x=0,得y=1-k,即该直线在y轴上的截距为1-k; 令y=0,得x=1- 1k,即该直线在x轴上的截距为1- 1 k. 因为该直线在 x,y轴上的截距相等, 所以1-k=1- 1k,解得k=±1, 所以所求直线的方程为x-y=0或x +y-2=0,(B)错误; 对于(C),点 B关于 x轴的对称点为 B′(-1,-1),连接AB′交x轴于点P0,点 P是x轴上任意一点,连接 BP0,AP,BP, PB′,如图1. 于是|PA|+|PB|=|PA|+|PB′|≥|AB′|=|AP0|+|B′P0|= |AP0|+|BP0|, 当且仅当点P与P0重合时,等号成立, 因此(|PA|+|PB|)min=|AB′|= 32+4槡 2=5,(C)正确; 对于(D),直线l与x,y轴的正半轴分别交于A,B两点,可知直线l的 斜率为负数,设直线l:y-2=k(x-3),k<0, 令x=0,得y=2-3k,令y=0,得x=3- 2k, 可知2-3k>0,3- 2k >0, 所以S△AOB= 1 2 ×(2-3k () 3- 2 )k = [12 (-9k)+ 4-k+ ]12 ≥ 12( 槡2 36+12)=12, 当且仅当 -9k= 4-k,即k=- 2 3 时,等号成立, 所以△AOB面积的最小值为12,(D)正确. 故选(A)(C)(D). 三、填空题 12.垂直; 13.y=-2x+2; 14.25. 提示: 12.由题可得两直线的方向向量分别为(1,2),(-2,1), 又因为1×(-2)+2×1=0,故两向量垂直,故两直线垂直. 13.直线l1的方程为 x 2 + y 2 =1, 即x+y-2=0, 直线l2:y=kx+b过点C(1,0), 即k+b=0,b=-k,所以y=kx-k, 设l2过点D(0,-k),依题意可知0<-k <2,即 -2<k<0, 且 1 2 ×1×(-k)= 1 2 (× 12 ×2× )2 ,解得k=-2,此时A,D两点重合. 所以直线l2的方程为y=-2x+2. 14.直线2x+my+6=0,整理成my=-2x-6,过定点A(-3,0);直 线mx-2y-m+6=0,整理成m(x-1)=2y-6,过定点B(1,3). 又m∈R,过定点A的动直线2x+my+6=0和过定点B的动直线 mx-2y-m+6=0始终垂直,P(x,y)为两条垂直直线的交点,则有PA⊥ PB,所以|PA|2+|PB|2=|AB|2=42+32=25. 四、解答题 15.解:(1)当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线. 令m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3; 令2m2+m-1=0,解得m=-1或m= 12. 所以x,y的系数同时为零时m=-1, 故若方程表示一条直线,则m≠-1, 即实数m的取值范围为{m|m≠-1}. (2)当x的系数不为0,y的系数为0时斜率不存在, 由(1)知当m= 12 时,2m 2+m-1=0且m2-2m-3≠0, 方程表示的直线的斜率不存在, 此时直线方程为3x-4=0. (3)易知m≠-1且m≠3时,直线在x轴上的截距存在. 依题意,令y=0,得直线在x轴上的截距 2m-6 m2-2m-3 =-3, 解得m=- 53(m=3舍去), 所以实数m的值为 - 53. (4)易知m≠-1且m≠ 12 时,直线的斜率存在, 方程即y=-m 2-2m-3 2m2+m-1 x- 6-2m 2m2+m-1 (m∈R), 故斜率为 -m 2-2m-3 2m2+m-1 . 因为直线的倾斜角是45°,所以斜率为1, 所以 -m 2-2m-3 2m2+m-1 =1,解得m= 43,(m=-1舍去). 所以实数m的值为 43. 16.解:(1)(1,5)(-2,-1)=1×(-2)+5×(-1)=-7. (2)因为(3,a)∈M,即点(3,a)在直线2x-y+3=0上, 所以2×3-a+3=0,得a=9. 同理由2b-5+3=0,得b=1. 则(3,a)(b,5)=(3,9)(1,5)=3×1+9×5=48. 所以可以确定(3,a)(b,5)的值为48. (3)由(3,a)∈M,(b,c)∈M知2×3-a+3=0,即a=9, 且2×b-c+3=0,即c=2b+3. 则(3,a)(b,c)=3b+ac=3b+9(2b+3)=21b+27<0, 解得b<- 97. 取b=-2,知c=-1,此时(3,a)(b,c)=(3,9)(-2,-1)= -6-9=-15<0,即a=9,b=-2,c=-1符合题意.(答案不唯一) 17.解:(1)由直线的两点式方程, 得边AC所在直线的方程为y-40-4= x-0 -8-0,即x-2y+8=0. 同理得边AB所在直线的方程为y-46-4= x-0 -2-0,即x+y-4=0. (2)由题意,得点D的坐标为(-4,2),由直线的两点式方程, 得中线BD所在直线的方程为y-26-2= x-(-4) -2-(-4), 即2x-y+10=0. 18.解:(1)选择①:由题意可设直线l2的方程为y-1=k(x+4), 因为直线l2的斜率是直线y=- 1 4x的斜率的2倍, 所以k=- 12, 所以直线l2的方程为y-1=- 1 2(x+4),即x+2y+2=0. 选择②:由题意可设直线l2的方程为 x 2m+ y m =1,m≠0, 因为直线l2过点A(-4,1),所以 -4 2m+ 1 m =1,解得m=-1. 所以直线l2的方程为 x -2+ y -1=1,即x+2y+2=0. (2)由(1)可知直线l2的方程为x+2y+2=0, 令y=0,可得x=-2,所以直线l2在x轴上的截距为 -2, 所以直线l1在x轴上的截距为 -2. 故直线l1过点(-2,0),代入ax+2y-12=0, 得 -2a+2×0-12=0,解得a=-6. 19.(1)证明:由kx-y+2+3k=0可得:k(x+3)+2-y=0, 由 x+3=0, 2-y=0{ ,可得 x=-3, y=2{ ,所以l经过定点P(-3,2), 即直线l过定点(-3,2),且定点在第二象限, 所以无论k取何值,直线l始终经过第二象限. (2)解:设直线l的倾斜角为α,则0<α< π2, 可得|PA|= 2sinα ,|PB|= 3cosα , 所以 1 2 |PA|+ 1 3 |PB|= 1 sinα + 1cosα =sinα+cosαsinαcosα . 令t=sinα+cosα=槡 (2sin α+π )4 , 因为0<α< π2,可得 π 4 <α+ π 4 < 3π 4, 槡2 2 < (sin α+π )4 ≤1,则t=槡 (2sin α+π )4 ∈(1,槡2]. 将t=sinα+cosα两边平方可得: t2=(sinα+cosα)2=1+2sinα·cosα,所以sinαcosα=t 2-1 2 , 所以 1 2|PA|+ 1 3|PB|= sinα+cosα sinαcosα = 2t t2-1 = 2 t- 1t , 因为y=t- 1t在(1,槡2]上单调递增, 所以0<t- 1t≤ 槡2 2, 故y= 1 t- 1t ≥槡2,所以 2 t- 1t ≥ 槡22,当且仅当t=槡2时取等号, 此时t=槡 (2sin α+π )4 =槡2, 可得α= π4,所以k=tanα=tan π 4 =1, 所以直线l的方程为x-y+5=0. 第7期2版 专项小练一 1.A; 2.B; 3.ABD. 4.(-4,3); 5.-3. 6.解:(1)解方程组 3x-y+4=0, x+3y+2=0{ ,得 x=- 75, y=- 15 { , 所以这两条直线相交, (交点坐标是 - 75,- )15 . (2)l2:9x-15y+30=0可化为方程3x-5y+10=0, 所以 3x-5y+10=0, 9x-15y+30={ 0有无数多个解, 故l1:3x-5y+10=0与l2:9x-15y+30=0重合. 专项小练二 1.B; 2.C; 3.AD; 4.(-∞,-槡3]∪[槡3,+∞); 5. 槡2 10. 6.解:(1)由题意,|5×2-12m+6| 52+12槡 2 =4, 解得m=173 或m=-3. (2)结合(1)可得m=-3, 因为直线l1:ax-y-3=0与l2:-3x+ay+6=0平行,a>0, 所以 a -3= -1 a≠ -3 6,解得a=槡3, 所以直线l1:槡3x-y-3=0, l2:-3x+槡3y+6=0,即槡3x-y- 槡23=0, 所以直线l1与l2之间的距离为d=槡3- 3 2. 第7期3,4版 直线的交点坐标与距离公式同步核心素养测评 一、单项选择题 1~4 CCCD 5~8 ABBC 提示: 1.由题可得d=|9+4+2| 9+槡 16 =3,故选(C). 2.由 2x+y-4=0, x-y-2=0{ , x=2, y=0{ ,即两直线交点坐标为(2,0), 代入kx-y+3=0得:2k-0+3=0k=- 32. 故选:(C). 书 19.(1)①解:因为A(1,2,1),B(0,-1,1), 则→ →OA×OB= i j k 1 2 1 0 -1 1 =2i-k-j-(-i)=3i-j-k=(3, -1,-1). ②证明:设A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),则 → →OA×OB=y1z2i+z1x2j+x1y2k-x2y1k-z2x1j-y2z1i =(y1z2-y2z1,z1x2-z2x1,x1y2-x2y1), 将x2与x1互换,y2与y1互换,z2与z1互换, 可得→ →OB×OA=(y2z1-y1z2,z2x1-z1x2,x2y1-x1y2), 故→ → → →OA×OB+OB×OA=(0,0,0)=0. (2) 证 明: 因 为 sin∠AOB = 1-cos2∠槡 AOB = 1- ( →OA·→OB)2 →|OA|2 →|OB|槡 2= →|OA|2 →|OB|2-(→OA·→OB)槡 2→ →|OA||OB| , 故S△AOB= 1 2 → →|OA||OB|sin∠AOB = 12 →|OA|2 →|OB|2-(→OA·→OB)槡 2, 故要证S△AOB= 1 2 → →|OA×OB|, 只需证 → → →|OA×OB|= |OA|2 →|OB|2-(→OA·→OB)槡 2, 即证 →|OA×OB|2 →=|OA|2 →|OB|2-(→OA·→OB)2, 由(1)→OA=(x1,y1,z1),→OB=(x2,y2,z2), → →OA×OB=(y1z2-y2z1,z1x2-z2x1,x1y2-x2y1), 故 → →|OA×OB|2=(y1z2-y2z1)2+(z1x2-z2x1)2+(x1y2-x2y1)2, 又 →|OA|2=x21+y21+z21,→|OB|2=x22+y22+z22,(→OA·→OB)2=(x1x2 +y1y2+z1z2)2,则 → →|OA×OB|2 →=|OA|2 →|OB|2-(→OA·→OB)2成立, 故S△AOB= 1 2 → →|OA×OB|. (3)证明:由(2)S△AOB= 1 2 → →|OA×OB|, (→ →OA×OB)2 → →=|OA×OB|2= 12 → →|OA×OB|·2→ →|OA×OB|=S△AOB ·2→ →|OA×OB|,故(→ →OA×OB)2= 13S△AOB· → →|OA×OB|·6, 故(→OA·→OB)2的几何意义表示以△AOB为底面、→ →|OA×OB|为高的 三棱锥体积的6倍. 第5期3,4版 直线的倾斜角与斜率同步核心素养测评 一、单项选择题 1~4 BBAB 5~6 DBCC 提示: 1.因为直线l的倾斜角为150°,所以tan150°=-槡33, 由斜率的定义k= y2-y1 x2-x1 可知,取x1=y1=0, 解得一组解可以是x2=-3,y2=槡3, 所以直线的一个方向向量可以是(-3,槡3). 2.由题可得kMN= m-2 2-1=槡2,解得m=槡2+2. 3.由题意得,直线l的斜率必存在, 且kAB= -1-1 a-2-(-a-2)=- 1 a(a≠0). 则 - 23 (× - 1 )a =-1,解得a=- 23.故选(A). 4.设A(2,0),B(-2,4),则点A,B所在直线的斜率为kAB= 4-0 -2-2=-1, 由题意知,过点(2023,2024),(a,b)的直线与直线AB平行, 所以 b-2024 a-2023=-1,整理得a+b=2023+2024=4047.故选(B). 5.|OA10|=|OA1|+|A1A10|=96+9×16=240m, |OP10|=|OP1|+|P1P10|=60+9×4=96m, 故B10(-240,0),P10(0,96),则kP10B10= 0-96 -240-0= 2 5. 6.由已知可得:kAB= 5-3 2+4= 1 3,kBC= 3-5 6-2=- 1 2, kCD= 0-3 -3-6= 1 3,kAD= 0-3 -3+4=-3. 所以kAB=kDC,kAD≠kBC,kAD·kAB=kAD·kDC=-1,即AB∥DC, AD不平行于BC,AD⊥AB,AD⊥DC,故构成的图形为直角梯形. 故选(B). 7.由题可得∠ABC=∠xCB-∠xAB, 又kAB= 2 3,kBC=- 1 2,得tan∠xAB= 2 3,tan∠xCB=- 1 2, 所以tan∠ABC=tan(∠xCB-∠xAB) = tan∠xCB-tan∠xAB1+tan∠xCB·tan∠xAB = - 12 - 2 3 1- 12 × 2 3 =- 74. 8.依题意,直线MA的斜率kMA= 2-0 1-(-1)=1, 直线MB的斜率kMB= -槡3-0 0-(-1)=-槡3, 如图1,直线l与线段AB有公共点, 则直线l的斜率k满足 -槡3≤k≤1, 当 -槡3≤ k<0时,直线 l的倾斜角 α [ ∈ 2π 3, )π ,当0≤k≤1时,α [∈ 0,π ]4 , 所以直线l [的倾斜角的取值范围为 0,π ]4 [∪ 2π3, )π .故选(C). 二、多项选择题 9.BC; 10.AD; 11.BC. 提示: 9.由倾斜角定义知0<α1<α4< π 2,α3> π 2,α2=0, 所以α2<α1<α4<α3,故(C)正确; 由k=tanα,知k2=0,k3<0,0<k1<k4,所以k3<k2<k1<k4, 故(B)正确.故选:(B)(C). 10.若A,B两个镇到马路l的距离相等, 当l与直线AB平行时,则k=-4-3-3-6= 7 9. 当直线AB与l相交时,则直线过AB的中点,又 AB (的中点为 32, - )12 ,所以k=- 1 2 +1 3 2 -0 = 13,故k= 7 9 或 1 3. 若A,B两个镇位于马路的两侧,则kAC= -1+4 3 =1,kBC= 3+1 6 = 2 3,故k (的取值范围为 -∞, )23 ∪(1,+∞).故选(A)(D). 11.k=kAB= 2-0 0+1=2,所以直线AB的方向向量为(1,2),(A)错误; 因为 - 12·kAB=-1,所以l⊥AB,(B)正确. 因为kBC= 0+1 -1-1=- 1 2,kBCkAB=-1,所以AB⊥BC,(C)正确. 因为kCD= 3+1 3-1=2=kAB,kAD= 1 3,kBC=- 1 2,kAD≠kBC, 所以四边形ABCD不是平行四边形,(D)错误.故选(B)(C). 三、填空题 12.4; 13.[0,2]; 14.914. 提示: 12.kAB= m+1 m2-2m-3 =tan45°=1, 解得m=4. 13.由图2,可知当直线位于如图阴影部分 所示的区域内(包括边界)时,满足题意,所以直 线l的斜率满足0≤k≤2.故[0,2]. 14.以C为原点,DC,BC边分别为x 轴,y轴建立平面直角坐标系,如图3,则 N(-120,-80),M(-60,-200), N关于 x轴的对称点为 N′(-120, 80),N′关于 y轴的对称点为 N″(120, 80), 直线MN″方向为本球射出方向, 故 (tan π2 - )θ =80+200120+60= 14 9,tanθ= 9 14. 四、解答题 15.解:(1)依题意,(-1,槡3)是直线l的一个方向向量, 所以直线l的斜率k=-槡3, 所以直线l的倾斜角为120°. (2)直线的倾斜角是钝角,则直线斜率kAB= m-3 1-m+1<0, 解得m<2或m>3. 所以实数m的范围是(-∞,2)∪(3,+∞). 16.解:(1)由斜率公式得直线AB的斜率为 -4-2-2=1, 记倾斜角为α,则tanα=1, 因为α∈[0,π),所以直线AB的倾斜角为 π4. (2)由题知 nm-2为直线BE的斜率. 记直线BC的倾斜角为β, 直线BE的倾斜角为γ, 由图4可知,γ∈[0,α]∪[β,π], 又kBC=tanβ= 1 -1-2=- 1 3, 所以,由正切函数性质可得,直线 BE的 [斜率的取值范围为 - 13, ]1 ,即 nm-2的 [取值范围为 - 13, ]1 . 17.解:(1)设Q(x,y),由题意得kMN=3,kPN=-2. 因为PQ⊥MN,所以kPQ·kMN= y x-3×3=-1. ① 又PN∥MQ,所以kMQ=kPN,即 y+1 x-1=-2. ② 由①②,得x=0,y=1,即Q(0,1). (2)设Q(x,0),因为∠NQP=∠NPQ,所以kNQ=-kNP. 又kNQ= 2 2-x,kNP=-2,所以 2 2-x=2,即x=1, 所以Q(1,0),又M(1,-1),所以MQ⊥x轴, 故直线MQ的倾斜角为90°. 18.(1)解:设M(x,y), →BM = 23 →BA(x,y-b)= 23(a,-b), 则x= 23a,y= 1 3b,即点M (的坐标为 23a,13 )b . 又因为直线OM的斜率为槡510, 于是kOM = y x = b 2a= 槡5 10,所以 b a = 槡5 5. (2)证明:由题得点C的坐标为(0,-b), 线段AC的中点N (的坐标为 12a,- 12 )b , 则kMN= 5b a,kAB=- b a,于是kMN·kAB=- 5b2 a2 =-1, 所以MN⊥AB. 19.(1)证明:如图5, 设点A(x1,log9x1),B(x2,log9x2), 则C(x1,log3x1),D(x2,log3x2). 由A,O,B三点共线,知kOA=kOB, 所以 log9x1 x1 = log9x2 x2 , 即 log3x1 x1 = log3x2 x2 ,即kOC=kOD, 所以点C,D,O在同一条直线上. (2)解:当直线BC的斜率为0时,BC∥x轴, 则log9x2=log3x1,即 1 2log3x2=log3x1,所以x2=x 2 1. 由(1)知 log3x1 x1 = log3x2 x2 ,所以 log3x1 x1 = log3x21 x21 = 2log3x1 x21 ,解得x1=2, 所以点A的坐标为(2,log92). 第6期2版 专项小练一 1.A; 2.C; 3.BD. 4.2x-y+2=0; 5.y-2=-槡3(x+1). 专项小练二 1.A; 2.A; 3.AC. 4.-3; 5.y= 2x, 1 3x+ 50 3 { ,0≤x<10,10≤x≤40. 专项小练三 1.B; 2.B; 3.BCD. 4.x-槡3y+槡3=0; 5.二. 第6期3,4版 直线的方程同步核心素养测评 一、单项选择题 1~4 BDAC 5~8 ACBD 提示: 1.直线l的倾斜角是135°,所以k=tan135°=-1, 所以由点斜式得直线l的方程为y=-(x-1)=-x+1, 当x=-1时,y=2,故点(-1,2)在直线上,(B)正确. 2.已知kb≠0,l2:y=- b kx+b,由四个选项中的l1可知k>0,可排 除(A),(C);当b<0时,可排除(B);当b>0时,(D)符合题意. 3.由题意可知直线l的斜率k=tanπ4 =1, 所以直线l的方程为y-3=x-1,即y=x+2, 所以它在y轴上的截距为2. 4.因为A∩B=, 所以直线x+ay-a=0与直线ax+(2a+3)y-1=0没有交点, 所以直线x+ay-a=0与直线ax+(2a+3)y-1=0互相平行, 所以1×(2a+3)-a×a=0,解得a=-1或a=3, 当a=-1时,两直线为:x-y+1=0,-x+y-1=0, 此时两直线重合,不满足; 当a=3时,两直线为:x+3y-3=0,3x+9y-1=0, 此时两直线平行,满足, 所以a的值为3. 5.由直线l的方程为:2x+3y-1=0, 得斜率k=tanθ=- 23, 则sin(θ-π)· (sin π2 - )θ =-sinθ·cosθ=-sinθ·cosθ1 =-sinθ·cosθ sin2θ+cos2θ = -tanθ tan2θ+1 = ( 2 3 - )23 2 +1 = 613. ! ! ! " !"#$ !"#$ !"#$%&'()*+,-./0 ! 1"%+ #$% 2 3"4$5&'(6*+,-.70 ! 8&%+ #$% 2 ! " #!!""# $ $ % ! " & ' # ( ! ) * ! # (! (" ! % ! $ # & " ) % ! ! ! ! ! + " + $ # % & &! ! " ! $ ! $ " &' " " # % ! " ! & # , " ' % ! % %-&'( ) ! ! & * # ' %-&'( # ! % " ! * 书 一、利用对称求直线的解析式 例1求直线l1:y=2x-3关于y轴对称的直线l2的 解析式. 解:设直线l1上的任一点P的坐标为(a,b), 则b=2a-3. P(a,b)关于y轴的对称点P′的坐标为(-a,b),则 P′点的坐标(x,y)满足: ①x=-a;②y=b=2a-3. 联立①②消去a得y=-2x-3. 从而所求直线l2的解析式为y=-2x-3. 点评:同学们也可以总结出一般的规律,即直线 l1: y=kx+b关于y轴对称的直线 l2的解析式为 l2:y= -kx+b. 二、利用直线的对称性求最值 例2已知直线l:3x-y-1=0,在l上确定点P,Q,使得: (1)点P到点A(4,1)和点B(0,4)的距离之差最大; (2)点Q到点A(4,1)和点C(3,4)的距离之和最小. 解:(1)如图1,点A,B在直线l 的异侧,设点B(0,4)关于l的对称 点为B′(a,b),直线AB′与l的交点 即为所求. 因为BB′⊥ l, 所以kBB′·kl=-1. ① 因为BB′的中点 M a 2, b+4( )2 在直线l上, 所以 3a-b-6=0. ② 联立①②解得 a=3,b=3.即 B′(3,3). 易得直线AB′的方程为 y-1=-2(x-4), 即 2x+y-9=0. 由 3x-y-1=0, 2x+y-9={ 0得 x=2,y=5{ . 故所求点P的坐标为(2,5). (2)如图2,点A,C在直线l的同 侧,设点 C关于直线 l的对称点为 C′(m,n),AC′与l的交点即为所求. 类似(1)可求出点 C′的坐标为 3 5, 24( )5 , 从而得直线AC′的方程为 19x+17y-93=0. 由 3x-y-1=0, 19x+17y-93={ 0得 x=117, y=267 { . 所以AC′与l的交点为 11 7, 26( )7 .即为所求. 点评:点P(x,y)关于x轴的对称点为(x,-y),关 于 y轴的对称点为(-x,y),关于原点的对称点为 (-x,-y).求最值时,若能巧妙地应用对称关系解题, 则能收到事半功倍的效果,提高解题质量. 三、利用直线的对称性求对称点的坐标 例3已知直线l:2x-3y+1=0,点A(-1,-2), 求直线l关于点A(-1,-2)对称的直线l′的方程. 解:在直线l:2x-3y+1=0上任取两点,如M(1, 1),N(4,3), 则M,N关于点A(-1,-2)的对称点M′,N′均在 直线l′上.易得M′(-3,-5),N′(-6,-7). 再由两点式可得l′的方程为2x-3y-9=0. 点评:直线关于点的对称都可以转化为点关于点的对称 来处理,处理点关于点的对称,只需用中点坐标公式即可. 书 两直线的交点求解与点、 线间的距离公式的应用是解析 几何学的重要组成部分,要顺 利地求得结果,往往需要多方 面知识综合运用.本文结合两 道典型例题来探索交点与距离 的巧解策略. 例1直线l过点P(1,2),且被两条平行直线l1:4x+ 3y+1=0和l2:4x+3y+6=0截得线段长为槡2,求直 线l的方程. 常规思路:如右图,设直线l 的方程为y-2=k(x-1),与 l1,l2 联立解得与 l1 的交点 (A 3k-73k+4,-5k+83k+ )4 ,与l2的交 点 (B 3k-123k+4,-10k+83k+ )4 . 因为|AB|=槡2,代入两点间的距离公式解得 k=-17或k=7, 故直线l的方程为7x-y-5=0或x+7y-15=0. 妙解:设l交l1于A(x1,y1),交l2于B(x2,y2), 则4x1+3y1+1=0,4x2+3y2+6=0. 两式相减得4(x1-x2)+3(y1-y2)=5. ① 由|AB|=槡2,得(x1-x2) 2+(y1-y2) 2 =2. ② 由①②解得 x1-x2 = 1 5, y1-y2 = 7{ 5 或 x1-x2 = 7 5, y1-y2 =- 1 5 { , 所以直线l的斜率k= y1-y2 x1-x2 =7或 -17. 由点斜式得l方程为y-2=7(x-1)或y-2= -17(x-1),即7x-y-5=0或x+7y-15=0. 点评:本题妙解中给出的解法依据斜率公式的特征 设而不求,使得运算量大大减小. 例2求过直线4x-2y-1=0与直线x-2y+5= 0的交点,且与P1(0,4),P2(2,0)两点距离相等的直线 的方程. 常规思路:由 4x-2y-1=0, x-2y+5=0{ ,解得两直线交点为 (P 2,7 )2 . 设所求直线为l:y-72 =k(x-2),即2kx-2y-4k +7=0. 因为P1,P2到l的距离相等, 所以 |-2×4-4k+7| (2k)2+(-2)槡 2 =|2k×2-4k+7| (2k)2+(-2)槡 2 , 解得k= 32或k=-2. 故所求直线方程为3x-2y+1=0或4x+2y-15=0. 妙解:由平面几何知识知所求直线过 P1P2的中点 或与P1P2平行. 设所求直线为l:(4x-2y-1)+λ(x-2y+5)=0, 即(4+λ)x-2(1+λ)y+(5λ-1)=0. (1)当l过P1P2的中点时, 因为P1P2的中点为(1,2), 所以(4×1-2×2-1)+λ(1-2×2+5)=0, 解得λ= 12,于是有3x-2y+1=0. (2)当l∥P1P2时,因为k=kP1P2 = 0-4 2-0=-2, 所以 - 4+λ-2(1+λ) =-2,解得λ=-85, 于是有4x+2y-15=0. 综上可知,所求直线l的方程为3x-2y+1=0或4x +2y-15=0. 点评:求过两直线的交点的直线时,若交点易求则 求,若交点不易求,就用妙解中提供的解法回避求交点. ! !" #$% ! " # $ % & " ! " " ! " # $ % ! " # $ ! &! " # "$ % & ' ! " ( ! !& '() ! " # $ ! " # $ ( & ' ! ) ! ! &! * # *$ ' 书 学习数学是需要通过做一定的练习,不断积累知识 与方法,从而更加深刻地理解概念和学会灵活运用基本 理论解决问题.因此在平时的学习中可以针对一个问 题,从多角度进行分析,争取寻找更多的解决方法,从而 达到上述目的.下面以一道直线相交题为例进行多解研 究. 例 一条直线l被两直线l1:3x-y+1=0,l2:2x+y -6=0截得的线段的中点恰好是坐标原点,则该直线方 程为 . 解法一:(方程法) 设所求直线l的方程为y=kx, 与l1,l2的交点分别是A,B, 则由 y=kx, 3x-y+1=0{ ,解得 (A 1k-3, kk- )3 ; 由 y=kx, 2x+y-6=0{ ,解得 (B 6k+2,6kk+ )2 . 于是 1 k-3+ 6 k+2=0,解得k= 16 7. 所以直线l的方程为y=167x, 即16x-7y=0. 解法回眸:本解法是最常规的一种解法,即根据题 意设出所求直线方程,然后通过解方程组求得两个交点 的坐标,再利用中点坐标公式建立方程求得直线斜率 k 的值,进而求得直线方程,但整个过程的计算量比较大. 解法二:(坐标法) 设所求直线l与l1,l2的交点分别是A,B, 则由条件知A,B关于原点对称. 由于点A在直线l1:3x-y+1=0上, 所以设点A坐标(a,3a+1), 则点B的坐标为(-a,-3a-1), 代入l2的方程得2(-a)+(-3a-1)-6=0, 解得a=-75,故 (A -75,-16)5 . 所以直线l的方程为y-0= -165-0 -75-0 (x-0), 即16x-7y=0. 解法回眸:本解法紧紧抓住交点及对称关系,通过 设出交点的坐标,充分利用点在直线上建立方程求得交 点的坐标,进而求得直线方程,整个过程运算量比较小. 解法三:(结构分析法) 设所求直线l与l1,l2的交点分别是A,B, 设A(x0,y0),则B点坐标为(-x0,-y0). 因为A,B分别在l1,l2上, 所以 3x0-y0+1=0, -2x0-y0-6=0 { , ① ② ① ×6+②得16x0-7y0 =0, 即点A在直线16x-7y=0上. 又直线16x-7y=0过原点, 即原点O和A点确定的直线方程为16x-7y=0. 所以直线l的方程为16x-7y=0. 解法回眸:本解法主要是抓住所求直线上的两个 点,利用这两个点的坐标满足结构相同的方程,然后抽 象出所求直线的方程. 书 一、巧求函数最值 函数的最值问题一直是我们学习的难点,尤其当 函数中含有两个根式时,更是难上加难,而学习中,我 们应“明知山有虎,偏向虎山行”. 例1求函数y= x2+6x+槡 73+ x 2-4x+槡 8的 最小值. 巧转妙解: 将原函数变形为 y= (x+3)2+(0-8)槡 2 + (x-2)2+(0-2)槡 2,并理解为点(x,0)到(-3,8) 与(2,2)距离之和,易得最小值即为点(-3,8)关于 x 轴的对称点(-3,-8)与点(2,2)之间的距离,为5槡5. 所以原函数的最小值为5槡5. 赋诗一首: 稀奇稀奇真稀奇,两个根式坐一起.根式里面是二 次,二次里面藏秘密.合理变形看仔细,原是两点间距 离.数形结合来分析,对称思想显神奇. 二、巧证不等式 不等式的证明也是我们学习的一个难点,目前还 没有学到.没学到的问题一定不能解决吗?关于这个问 题,我们来看下面一道例题. 例2已知 a,b,c,d都是实数,求证: a2+b槡 2 + c2+d槡 2≥ (a-c)2+(b-d)槡 2. 巧转妙解: 从题目的外表形式观察到,要证的结论的右端与 平面上两点间的距离公式很相似,而左端可看作是点 到原点的距离公式. 不妨设A(a,b),B(c,d), 如图2所示,则 |AB|= (a-c)2+(b-d)槡 2, |OA|= a2+b槡 2, |OB|= c2+d槡 2. 在△OAB中,由三角形三边之间的关系知 |OA|+|OB|>|AB|. 当且仅当线段AB过原点O时, |OA|+|OB|=|AB|. 故 a2+b槡 2 + c2+d槡 2 ≥ (a-c)2+(b-d)槡 2. 赋诗一首: 三个根式来“结义”,三个“距离”显本质.一张图 形现眼前,一目了然明道理.三角形与不等式,原来它 们有关系!有了关系好证题,披荆斩棘夺胜利! ! ' & #"+#,$ *%-&.$ ! " ! ' & %&#&&'$ %&#&'$ %"&"$ ! ! ! *+ , - ! ./ 012 书 一、应注意两种方法探究两条直线的位置关系 1.从“斜率”判断入手:两条直线l1:y=k1x+b1,l2: y=k2x+b2的位置关系:①l1∥l2k1=k2,b1≠b2;②l1 ⊥l2k1·k2=-1.当两条直线的斜率都不存在时,两条 直线也平行;当两条直线的一条斜率不存在,另一条的 斜率为0时,这两条直线也垂直. 2.从“系数比”判断入手:用“系数比”判断两条直 线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0的位置 关系:①平行A1B2-A2B1 =0(斜率)且B1C2-B2C1 ≠0(在y轴上截距);②相交A1B2-A2B1≠0;③重合 A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1=0;④垂直A1A2+ B1B2 =0. 二、应注意直线的交点和对应方程组解的一一对应 关系 1.感悟数与形的完美统一:要注意理解直线的交点 坐标与对应方程组解的一一对应关系. 2.两直线的交点求法:求两直线 A1x+B1y+C1 = 0(A1B1≠0)与A2x+B2y+C2=0(A2B2≠0)的交点坐 标, 只 需 求 两 直 线 方 程 联 立 所 得 方 程 组 A1x+B1y+C1 =0, A2x+B2y+C2 = { 0的解即可. 3.方程组的解与两直线位置关系的对应情况:①方程 组有唯一解 l1与 l2相交;② 方程组无解 l1∥ l2; ③方程组有无数个解l1与l2重合. 三、应注意两个距离公式中的数形结合思想 1.两点间的距离公式:两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2) 间的距离|P1P2|= (x2-x1) 2+(y2-y1)槡 2. 2.点到直线的距离公式:点 P(x0,y0)到直线 Ax+ By+C=0的距离d= |Ax0+By0+C| A2+B槡 2 . 特别注意: ①公式1,形助数,认识斜线段在两坐标轴上的射 影,利用勾股定理可推导和记忆公式; ②公式2中的距离是垂直距离; ③运用公式2时,直线方程先化为一般形式,且公 式中分子必须带绝对值符号. 书 18.(17分)(2024上海专题练习)一束光从光源 C(1,2)射出,经x轴反射后(反射点为 M),射到线段 y =-x+b,x∈[3,5]上N处. (1)若M(3,0),b=7,求光从C出发,到达点N时 所走过的路程; (2)若b=8,求反射光的斜率的取值范围; (3)若b≥6,求光从C出发,到达点N时所走过的 最短路程. 19.(17分)(2024上海徐汇期中)已知点P和非零 实数λ,若两条不同的直线l1,l2均过点P,且斜率之积为 λ,则称直线l1,l2是一组“Pλ共轭线对”,如直线l1:y= 2x和l2:y=- 1 2x是一组“O-1共轭线对”,其中O是坐 标原点. (1)已知l1:x+y=0,且l1,l2是一组“O-3共轭线 对”,求l1,l2的夹角的正切值; (2)已知点A(0,1),点B(-1,0)和点C(1,0)分别 是三条直线PQ,QR,RP上的点(A,B,C与P,Q,R均不重 合),且直线 RP,QP是“P1共轭线对”,直线 PQ,QR是 “Q4共轭线对”,直线 RP,QR是“R9共轭线对”,求点 P 的坐标; (3)已知直线l1:mx+y+m+1=0过定点Q,直线 l1,l2是“Q-1共轭线对”,当实数m变化时,求原点O到直 线l1,l2的距离之积的取值范围. ! " ! #"$ %! !"##" "#"$&%'!&( 3456789:; ! ! !"#$% 3<=> '?; !"#$%&'()*+,'-. !"#$ %& ( '()*+,-. ) *+ @AB , ) *+ C0D , % - .+ EFB , ) *+ G H , ) *+ I J -./01+ E K 23/01+ ELM -4506+ N O -4578+ PQR 0ST U V WXY Z [ \]^ C_` ZaL b Q c1Y deA Ufg hfi CAj kJl mnV o ^ pqr 0st 91-.+ 0uT 91:;+ pqr <=-.+ Cvw >?-.+ xyz @ABC+ {|} !"~€‚ƒ !"~€„…†‡ˆ‰Š‹ !"~€ŒŽ‘’“‚” •–—˜™š›œ ˜ž@AB Ÿ ¡¢£¤›œ¥¦ž)*!$+#,#,-3.; §¨©¦ž"!+"%& ªl•«¬­®¯°>¢±3²„ ! œ"> # : "³´*µ*œ "¶h¢›? 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(1)l1:3x-y+4=0,l2:x+3y+2=0; (2)l1:3x-5y+10=0,l2:9x-15y+30=0. 1.(2024广西钦州校考阶段练习)已知两平行直线 l1:x+3y-4=0,l2:2x+6y-5=0,则l1与l2之间的 距离为 (  ) (A)槡1020 (B) 槡3 10 20 (C) 槡3 1010 (D) 槡10 10 2.点P(cosθ,sinθ)到直线3x+4y-12=0的距离 的取值范围为 (  ) (A [) 125,17]5 (B [) 75,12]5 (C [) 75,17]5 (D [) 125,24]5 3.(多选)(2024黑龙江哈尔滨哈九中校考期末)已 知A(3,4),B(-6,-3)(A,Bl)两点到直线l:ax+y +1=0的距离相等,则a的值可能为 (  ) (A)-79 (B) 9 7 (C)-1 (D)1 4.(2024湖北阶段练习)已知 O(0,0),A(-3,0), 直线l:y=kx上存在点P,且点P关于直线l′:y=x的对 称点P′满足|P′O|=2|P′A|,则实数k的取值范围是 . 5. (2024广 东 揭 阳 期 中) 函 数 f(x) = x2-2x+槡 5+ x 2-6x+槡 25的最小值是 . 6.若点(2,-m)到直线5x+12y+6=0的距离是4. (1)求m的值; (2)当m∈(-∞,0)时,直线l1:ax-y+m=0(a >0)与l2:mx+ay+6=0平行,求直线l1与l2之间的 距离. 书 专项小练一 1.A; 2.C; 3.BD. 4.2x-y+2=0; 5.y-2=-槡3(x+1). 专项小练二 1.A; 2.A; 3.AC. 4.-3; 5.y= 2x, 1 3x+ 50 3 { ,0≤x<10,10≤x≤40. 专项小练三 1.B; 2.B; 3.BCD. 4.x-槡3y+槡3=0; 5.二. 一、单项选择题 1~4 BDAC 5~8 ACBD 二、多项选择题 9.ACD; 10.BC; 11.ACD. 三、填空题 12.垂直; 13.y=-2x+2; 14.25. 四、解答题 15.解:(1)当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线. 令m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3; 令2m2+m-1=0,解得m=-1或m= 12. 所以x,y的系数同时为零时m=-1, 故若方程表示一条直线,则m≠-1, 即实数m的取值范围为{m|m≠-1}. (2)当x的系数不为0,y的系数为0时斜率不存在, 由(1)知当m= 12时,2m 2+m-1=0且m2-2m-3≠0, 方程表示的直线的斜率不存在, 此时直线方程为3x-4=0. (3)易知m≠-1且m≠3时,直线在x轴上的截距存在. 依题意,令y=0,得直线在x轴上的截距 2m-6 m2-2m-3 =-3, 解得m=-53(m=3舍去), 所以实数m的值为 -53. (4)易知m≠-1且m≠ 12时,直线的斜率存在, 方程即y=-m 2-2m-3 2m2+m-1 x- 6-2m 2m2+m-1 (m∈R), 故斜率为 -m 2-2m-3 2m2+m-1 . 因为直线的倾斜角是45°,所以斜率为1, 所以 -m 2-2m-3 2m2+m-1 =1,解得m= 43,(m=-1舍去). 所以实数m的值为 43. 16.解:(1)(1,5)(-2,-1)=1×(-2)+5×(-1) =-7. (2)因为(3,a)∈M,即点(3,a)在直线2x-y+3=0上, 所以2×3-a+3=0,得a=9. 同理由2b-5+3=0,得b=1. 则(3,a)(b,5)=(3,9)(1,5)=3×1+9×5=48. 所以可以确定(3,a)(b,5)的值为48. (3)由(3,a)∈M,(b,c)∈M知2×3-a+3=0,即a=9, 且2×b-c+3=0,即c=2b+3. 则(3,a)(b,c)=3b+ac=3b+9(2b+3) =21b+27<0, 解得b<-97. 取b=-2,知 c=-1,此时(3,a) (b,c)=(3,9) (-2,-1)=-6-9=-15<0,即a=9,b=-2,c=-1符 合题意.(答案不唯一) 17.解:(1)由直线的两点式方程, 得边AC所在直线的方程为y-40-4= x-0 -8-0,即x-2y+8=0. 同理得边AB所在直线的方程为y-46-4= x-0 -2-0, 即x+y-4=0. (2)由题意,得点D的坐标为(-4,2), 由直线的两点式方程, 得中线BD所在直线的方程为y-26-2= x-(-4) -2-(-4), 即2x-y+10=0. 18.解:(1)选择①:由题意可设直线l2的方程为y-1=k(x+4), 因为直线l2的斜率是直线y=- 1 4x的斜率的2倍, 所以k=-12, 所以直线l2的方程为y-1=- 1 2(x+4),即x+2y+2=0. 选择②:由题意可设直线l2的方程为 x 2m+ y m =1,m≠0, 因为直线l2过点A(-4,1),所以 -4 2m+ 1 m =1,解得m=-1. 所以直线l2的方程为 x -2+ y -1=1,即x+2y+2=0. (2)由(1)可知直线l2的方程为x+2y+2=0, 令y=0,可得x=-2,所以直线l2在x轴上的截距为 -2, 所以直线l1在x轴上的截距为 -2. 故直线l1过点(-2,0),代入ax+2y-12=0, 得 -2a+2×0-12=0,解得a=-6. 19.(1)证明:由kx-y+2+3k=0可得:k(x+3)+2-y=0, 由 x+3=0, 2-y=0{ ,可得 x=-3, y=2{ ,所以l经过定点P(-3,2), 即直线l过定点(-3,2),且定点在第二象限, 所以无论k取何值,直线l始终经过第二象限. (2)解:设直线l的倾斜角为α,则0<α< π2, 可得|PA|= 2sinα ,|PB|= 3cosα , 所以 1 2|PA|+ 1 3|PB|= 1 sinα + 1cosα =sinα+cosαsinαcosα . 令t=sinα+cosα=槡 (2sin α+π )4 , 因为0<α< π2,可得 π 4 <α+ π 4 < 3π 4, 槡2 2 < (sin α+π )4 ≤1,则t=槡 (2sin α+π )4 ∈(1,槡2]. 将t=sinα+cosα两边平方可得: t2 =(sinα+cosα)2 =1+2sinα·cosα, 所以sinαcosα=t 2-1 2 , 所以 1 2|PA|+ 1 3|PB|= sinα+cosα sinαcosα = 2t t2-1 = 2 t-1t , 因为y=t-1t在(1,槡2]上单调递增, 所以0<t-1t≤ 槡2 2, 故y= 1 t-1t ≥槡2,所以 2 t-1t ≥ 槡22,当且仅当t=槡2时 取等号, 此时t=槡 (2sin α+π )4 =槡2, 可得α= π4, 所以k=tanα=tanπ4 =1, 所以直线l的方程为x-y+5=0. 书 第Ⅰ卷 选择题 (共58分) 一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目 要求的.                   1.若点P(3,1)到直线l:3x+4y+2=0的距离为 (  ) (A)1.5 (B)2 (C)3 (D)4 2.(2024安徽合肥市第六中学校联考阶段练习)已 知三条直线2x+y-4=0,kx-y+3=0,x-y-2= 0交于一点,则实数k= (  ) (A)-1 (B)1 (C)-32 (D) 1 4 3.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 4.(2024湖北模拟)已知点 M1(6,2)和 M2(1,7), 直线 y=mx-7与线段 M1M2的交点 M分有向线段 M1M2的比为3∶2,则m的值为 (  ) (A)-32 (B)- 2 3 (C)14 (D)4 5.对于直角坐标平面内的任意两点 A(x1,y1), B(x2,y2),定义它们之间的一种“距离”:||AB||=|x2 -x1|+|y2-y1|.给出下列三个命题: ①若点C在线段 AB上,则 ||AC||+||CB||= ||AB||; ②在 △ABC中,若 ∠C =90°,则 ||AC||2 + ||CB||2 =||AB||2; ③在△ABC中,||AC||+||CB||>||AB||. 其中真命题的个数为 (  ) (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 6.(2024安徽泗县第二中学阶段考)若y=-a|x| 的图象与直线y=-a+x(a<0)有两个不同的交点,则 a的取值范围是 (  ) (A)(-1,0) (B)(-∞,-1) (C)(-∞,0) (D){-1} 7.(2024湖南期中)已知 P1(x1,y1),P2(x2,y2)是 直线y=kx+2023(k为常数)上两个不同的点,则关于 x和y的方程组 x1x+y1y=1, x2x+y2y= { 1的解的情况,下列说法 正确的是 (  ) (A)无论k,P1,P2如何,总是无解 (B)无论k,P1,P2如何,总有唯一解 (C)存在k,P1,P2,使 x=1, y={ 2是方程组的一组解 (D)存在k,P1,P2,使之有无穷多解 8.(2024上海杨浦二模)平面上的向量 a,b满足: |a|=3,|b|=4,a⊥b.定义该平面上的向量集合A ={x||x+a|<|x+b|,x·a>x·b}.给出如下两个 结论: ①对任意c∈A,存在该平面的向量d∈A,满足|c -d|=05; ②对任意c∈A,存在该平面向量dA,满足|c- d|=05; 则下面判断正确的为 (  ) (A)①正确,②错误 (B)①错误,②正确 (C)①正确,②正确 (D)①错误,②错误 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18 分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部 选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分. 9.(2024海南校联考期中)若直线l1:y=kx+3k- 2与直线l2:x+y-3=0的交点在第四象限,则实数k的 取值可以是 (  ) (A)0 (B)13 (C)-12 (D)-1 10.(2024湖北孝感专题练习)已知直线l1:x-y-1 =0和直线l2:(k+1)x+ky+k=0(k∈R),则下列结 论正确的是 (  ) (A)存在实数k,使得直线l2的倾斜角为 π 2 (B)对任意的实数k,直线l1与直线l2都有公共点 (C)对任意的实数k,直线l1与直线l2都不重合 (D)对任意的实数k,直线l1与直线l2都不垂直 11.(2024辽宁一模) 对平面直角坐标系 xOy中 的两组点,如果存在一条直 线ax+by+c=0使这两组 点分别位于该直线的两侧, 则称该直线为“分类直线”. 对于一条分类直线l,记所有的点到l的距离的最小值为 dl,约定:dl越大,分类直线l的分类效果越好.某学校高 三(2)班的7位同学在 2024年期间网购文具的费用 x(单位:百元)和网购图书的费用y(单位:百元)的情况 如图所示,现将P1,P2,P3和P4归为第Ⅰ组点,将Q1,Q2 和Q3归为第Ⅱ组点.在上述约定下,可得这两组点的分 类效果最好的分类直线,记为L.下列四个结论中正确的 是 (  ) (A)直线x=25比直线3x-y-5=0的分类效 果好 (B)分类直线L的斜率为2 (C)该班另一位同学小明的网购文具与网购图书 的费用均为300元,则小明的这两项网购花销的费用所 对应的点与第Ⅱ组点位于L的同侧 (D)如果从第Ⅰ组点中去掉点P1,第Ⅱ组点保持 不变,则分类效果最好的分类直线不是L 第Ⅱ卷 非选择题 (共92分) 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12.(2024天津耀华中学校考期中)已知直线l与直 线l1:2x-y+3=0和l2:2x-y-1=0平行且距离相 等,则直线l的方程为 . 13.(2024黑龙江哈尔滨开学考试)在数学史上,平 面内到两个定点的距离之积为常数的点的轨迹称为卡 西尼卵形线.在平面直角坐标系xOy中,动点P(x,y)到 两个定点F1(-1,0),F2(1,0)的距离之积等于1,化简 得曲线 x2 +y2 +1= 4x2+槡 1.则 OP的最大值为 . 14.(2024上海华师大二附中校考期末)已知直线 l1:mx-y+m=0,l2:x+my-m(m+1)=0,l3:(m+ 1)x-y+(m+1)=0,三条直线围成 △ABC,则当 △ABC面积取得最大时m的值为 . 四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文 字说明、证明过程或演算步骤. 15.(13分)(2023江西校联考期中)已知直线l经过 点P(-2,1),且与直线x+y=0垂直. (1)求直线l的方程; (2)若直线m与直线l平行且点P到直线m的距离 为槡2,求直线m的方程. 16.(15分)(2024安徽蚌埠高二期末)求过两条直 线 y=2x+3与3x-y+2=0的交点,且分别满足下列 条件的直线方程. (1)过点P(2,3); (2)平行于直线3x+y-1=0. 17.(15分)(2024浙江温州期中)已知三条直线l1: 2x-y+a=0(a>0),l2:-4x+2y+1=0,和l3:x+ y-1=0,且l1与l2的距离是 槡 75 10. (1)求a的值; (2)能否找到一点P,使同时满足下列三个条件:① 点P是第一象限的点;②点P到l1的距离是点P到l2的 距离的 1 2;③点P到l1的距离与点P到l3的距离之比是 槡 槡2∶5,若能,求点P的坐标;若不能,请说明理由                                                                                                                                                             . ! !"#$%&'() *+,- ! ./ !"#$%&'()*+ !"#$%#&'$&() !",-%&'()*+ *"#$+#&'$$&# ! ! !"#$%&' 012345678 91:;<= ()*+, ! 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第7期 2.3 直线的交点 坐标与距离公式-【数理报】2024-2025学年高二数学选择性必修第一册同步学案(人教A版2019)
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