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
=07,
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
035,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|=
05,
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=25为分类直线时,
dl=3-25=05,
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 >05,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).
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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=0k=- 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.
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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.
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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!
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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∥l2k1=k2,b1≠b2;②l1
⊥l2k1·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.
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书
1.(2024北京顺义统考期末)若直线x-ay=0与
直线2x+y-1=0的交点为(1,y0),则实数a的值为
( )
(A)-1 (B)-12 (C)1 (D)2
2.(2024天津校联考期末)过直线x+y+1=0和
x-2y+4=0的交点,且与直线x+2y-3=0垂直的
直线方程是 ( )
(A)2x-y+3=0 (B)2x-y+5=0
(C)x+2y-4=0 (D)2x-y-3=0
3.(多选)(2024湖南长沙校考期末)若直线l1:3x+
y=4,l2:x-y=0,l3:2x-3my=4不能构成三角形,则
m的取值为 ( )
(A)23 (B)-
2
3 (C)
2
9 (D)-
2
9
4.(2024甘肃武威课时训练)直线3x+2y+6=0和
2x+5y-7=0的交点坐标为 .
5.(2024江苏宿迁阶段测试)已知直线l1:ax+y+1
=0与l2:2x-by-1=0相交于点M(1,1),则a-b=
.
6.(2024山西课时作业)判断下列直线是否相交,
若相交,求出交点的坐标.
(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,Bl)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|=05;
②对任意c∈A,存在该平面向量dA,满足|c-
d|=05;
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=25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
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