内容正文:
所以
mAC→=0,
mAB1
→=0{ ⇒
2x1-y1=0,
-y1+z1=0,{
令x1= 2,则y1=z1=2,可得平面AB1C的一个法向量
m=(2,2,2).
设平面A1B1C的法向量为n=(x2,y2,z2),因为A1C
→=
(2,-1,-1),A1B1
→=(0,-1,0),
所以
nA1C
→=0,
nA1B1
→=0{ ⇒
2x2-y2-z2=0,
-y2=0,{
令x2= 2,则y2=0,z2=2,可得平面A1B1C 的一个法
向量n=(2,0,2).
设平面 A1B1C 与 平 面 AB1C 的 夹 角 为θ,则 cosθ=
|mn|
|m||n|=
15
5
,
故平面A1B1C与平面AB1C的夹角的余弦值为
15
5 .
高考冲浪
1.解:(1)因为PA⊥底面ABCD,AP,BP⊂平面PAB,所以
PA⊥AD,PA⊥BC.又AD⊥PB,且AP∩BP=P,所以
AD⊥平面PAB.在△ABC中,因为AC=2,BC=1,AB=3,所
以AC2=BC2+AB2,即AB⊥BC,又AP⊥BC,且AP∩AB=
A,AP,AB⊂平面PAB,所以BC⊥平面PAB.因此,AD∥BC,
又AD⊄平面PBC,BC⊂平面PBC,所以AD∥平面PBC.
(2)过D 点作DE∥PA,则DE
⊥平面ABCD,以D 为坐标原
点,分别以DA,DC,DE 所在的
直线为x轴,y轴,z轴建立空间
直角坐标系.设DA=m,DC=
n,其中 m2+n2=4,则 A(m,
0,0),C(0,n,0),P(m,0,2),
所以AP→=(0,0,2),CP→=(m,-n,2),DC→=(0,n,0).
设 平 面 APC 的 法 向 量 为 n = (x,y,z),则
2z=0,
mx-ny+2z=0,{ 令x=n,则y=m,所以n=(n,m,0);
设平面DPC的法向量为v=(x,y,z),同理可得v=(2,0,
-m).
因为二面角AGPCGD 为锐二面角,所以其余弦值为 77
,因
此 7
7=|cos
‹n,v›|= 2n
m2+n2 4+m2
,解得 m= 3,即
AD= 3.
2.解:(1)取CB1 中点P,连接NP,MP,
由N 是B1C1 的中点,故NP∥CC1,且NP=
1
2CC1
,
由 M 是DD1 的中点,故D1M=
1
2DD1=
1
2CC1
,且D1M
∥CC1,
则有D1M∥NP 且D1M=NP,
故四边形D1MPN 是平行四边形,故D1N∥MP,
又 MP⊂平面CB1M,D1N⊄平面CB1M,
故D1N∥平面CB1M;
(2)以A为原点建立如图所示空间直角坐标系,有A(0,0,
0)、B(2,0,0)、B1(2,0,2)、M(0,1,1)、C(1,1,0)、C1(1,1,2),
则有CB1
→=(1,-1,2)、CM→=(-1,0,1),BB1
→=(0,0,2),
设平面CB1M 与平面BB1CC1 的法向量分别为m=(x1,
y1,z1)、n=(x2,y2,z2),
则有
mCB1
→=x1-y1+2z1=0
mCM→=-x1+z1=0{ ,
nCB1
→=x2-y2+2z2=0
nBB1
→=2z2=0{ ,
分别取x1=x2=1,则有y1=3、z1
=1、y2=1,z2=0,
即m=(1,3,1),n=(1,1,0),
则 cos ‹m,n›= m
n
|m||n| =
1+3
1+9+1 1+1
=2 2211
,
故平面CB1M 与平面BB1CC1 的夹角的余弦值为
2 22
11
;
(3)由BB1
→=(0,0,2),平面CB1M 的法向量为m=(1,3,1),
则有
|BB1
→m|
|m| =
2
1+9+1
=2 1111
,
即点B 到平面CB1M 的距离为
2 11
11 .
假期必刷3 直线方程
技能提升台 技能提升
1.C [由题易知直线AB 的斜率k=1-4
3-0
=- 3,设直线
AB 的倾斜角为θ,则tanθ=- 3,得θ=120°.]
2.C [y=k(x-2)为直线的点斜式方程,只能表示斜率存
在的直线,且直线过点(2,0).]
3.C [∵A,B,C 三点共线,∴kAB=kAC,即
1
2+3
8-1=
λ+3
9-1
,
解得λ=1.]
4.B [因为k1=tanα= 3,α=60°,所以k=tan120°=
- 3,所以直线l的方程是y-1=- 3(x+1),即 3x+y
+ 3-1=0.]
5.C [∵AB>0且BC<0,∴-AB <0
,-CB >0
,直线y=
-ABx-
C
B
的斜率小于零,在y轴上的截距大于零,故直
线过第一、二、四象限,不经过第三象限.]
6.B [当直线过原点时,由直线过点(5,2),可得直线的斜
率为2
5
,故直线的方程为y=25x
,即2x-5y=0;当直线
不过原点时,设直线在x轴上的截距为b,则在y轴上的
截距是2b,直线的方程为xb +
y
2b=1
,把点(5,2)代入可得
5
b+
2
2b=1
,解得b=6.故直线的方程为x6+
y
12=1
,即2x
+y-12=0.]
7.BD [根据直线倾斜角的范围为[0,π),而π-α∈R,A 不
正确;当x=y=0时,xsinα+ycosα+1=1≠0,所以直线
必不过原点,B正确;当α=π2
时,直线斜率不存在,C不
正确;当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三
角形的面积为S=12
1
-sinα
1
-cosα =
1
|sin2α|≥1
,
D正确.]
8.ABC [当直线经过原点时,斜率为k=2-01-0=2
,所求的
直线方程为y=2x,即2x-y=0;当直线不过原点时,设
所求的直线方程为x±y=k,把点A(1,2)代入可得1-2
=k或1+2=k,求得k=-1或3,故所求的直线方程为
x-y+1=0或x+y-3=0.综上,所求的直线方程为
2x-y=0,x-y+1=0或x+y-3=0.]
06
9.解析:由点斜式可得y- 3=tan30°(x+1),即y- 3=
3
3
(x+1),化简得x- 3y+4=0.
答案:x- 3y+4=0
10.解析:由题知 M(2,4),N(3,2),故中位线 MN 所在直线
的方程为y-4
2-4=
x-2
3-2
,整理得2x+y-8=0.
答案:2x+y-8=0
11.解析:由题意知,入射光线所在
直线的斜率为tan150°=- 33
,
所以入射光线方程y-3=- 33
(x+ 3),整理得y=- 33x+2
,
令y=0 得x=2 3,所 以 入 射 光 线 与x 轴 的 交 点 为
(2 3,0),由对称性知,反射光线的斜率为 33
,所以反射
光线的方程为y-0= 33
(x-2 3),即y= 33x-2.
答案:y= 33x-2
12.解:(1)设直线y=3x的倾斜角为α,
则所求直线的倾斜角为2α.
因为tanα=3,
所以tan2α= 2tanα
1-tan2α
=-34.
又直线经过点A(-1,-3),
因此所求直线方程为y+3=-34
(x+1),
即3x+4y+15=0.
(2)由题意,可知所求直线的斜率为±1.
又过点B(3,4),
由点斜式得y-4=±(x-3).
所求直线的方程为x-y+1=0或x+y-7=0.
13.解:(1)当直线l过原点时,直线l在x 轴和y 轴上的截
距都为0,相等,∴2-a=0,a=2.∴直线l的方程为3x
+y=0.若a≠2且a≠-1,则a-2a+1=a-2
,即a+1=1,
∴a=0,∴直线l的方程为x+y+2=0.∴实数a的值
为0或2.
(2)直线l的方程可化为y=-(a+1)x+a-2,故要使l
不经过第二象限,只需 -
(a+1)≥0,
a-2≤0,{ 解得a≤-1,所以
a的取值范围为(-∞,-1].
14.(1)证明:直线l的方程可化为k(x+2)+(1-y)=0,
令
x+2=0,
1-y=0,{ 解得
x=-2,
y=1.{
∴无论k取何值,直线总经过定点(-2,1).
(2)解:由方程知,当k≠0时,直线在x 轴上的截距为
-1+2kk
,在y轴上的截距为1+2k,
要使直线不经过第四象限,则必须有 -
1+2k
k ≤0
,
1+2k≥0,{ 解得
k>0;
当k=0时,直线为y=1,符合题意,故k的取值范围是
[0,+∞).
(3)解:由 题 意 可 知 k ≠ 0,再 由 l 的 方 程,得
A -1+2kk
,0( ),B(0,1+2k),依题意得 -
1+2k
k <0
,
1+2k>0,{ 解得
k>0.∴S=12|OA|
|OB|=12
1+2k
k
|1+2k|
= 12
(1+2k)
2
k =
1
2 4k+
1
k+4( ) ≥
1
2 ×
2 4k1k+4
æ
è
ç
ö
ø
÷=4,
当且仅当4k=1k
,即k=12
时取等号,
∴Smin=4.
此时直线l的方程为x-2y+4=0.
高考冲浪
1.A [若直线是圆的对称轴,则直线过圆心,圆心坐标(a,
0),所以由2a+0-1=0,解得a=12.
]
2.解析:计算出圆心到直线的距离,利用勾股定理可得出关
于m 的等式,即可解得m 的值.
圆(x-1)2+(y-1)2=3的圆心坐标为(1,1),半径为 3,
圆心到直线x-y+m=0(m>0)的距离为|1-1+m|
2
=
m
2
,由勾股定理可得 m
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+ m2( )
2
=3,因为m>0,
解得m=2.故答案为:2.
答案:2
假期必刷4 两直线的位置关系
技能提升台 技能提升
1.A [由l1⊥l2,得2(m+1)(m-3)+2(m-3)=0,
∴m=3或 m=-2,∴m=3是l1⊥l2 的充分不必要条
件.故选 A.]
2.C [由根与系数的关系得kakb=-1,则a与b 互相
垂直.]
3.A [联立 x=2
,
3x+2y-12=0,{ 得
x=2,
y=3,{
所以两条直线的交点坐标为(2,3).]
4.D [由(m-1)x+(2m-1)y=m-5,得(x+2y-1)m
-(x+y-5)=0,由
x+2y-1=0,
x+y-5=0,{ 得定点坐标为(9,-4),
故选 D.]
5.C [直线2x+y+m=0的斜率k1=-2,直线x+2y+n
=0 的 斜 率 为k2=-
1
2
,则k1≠k2,且k1k2≠-1.故
选C.]
6.A [直线3x+4y+3=0与直线6x+my-14=0平行,
∴63=
m
4≠
-14
3
,解得m=8.
直线6x+my-14=0,即直线6x+8y-14=0,化为3x+
4y-7=0,
∴它们之间的距离=|-7-3|
32+42
=2.故选 A.]
7.BC [直线l1,l2 对应的斜率k1,k2 存在,则直线方程可
化为l1:y=-
1
ax-
b
a
,l2:y=-
1
cx-
d
c
,∴k1=-
1
a
>0,k2=-
1
c>0.
又k1>k2,∴c<a<0,C正确,D错误;
又
-ba <0
,
-dc >0
,
ì
î
í
ïï
ï
∴b<0,d>0,A错误,B正确.]
16
假期必刷3 直线方程
1.直线的倾斜角
(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x轴
相交的直线,把x轴绕着交点按 方
向 旋 转 到 直 线 重 合 时,所 转 过 的 最 小
α也能刻画直线的倾斜程度,我
们把这个角α称为这条直线的倾斜角.
(2)范围:直线的倾斜角α的取值范围是 .
2.直线的斜率
(1)我们把一条直线的倾斜角α的 叫
作这条直线的斜率,斜率常用小写字母k
表示,即k= .
(2)过两点的直线的斜率公式
经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)
的直线的斜率k= .
3.直线方程的五种形式
名称 几何条件 方程 适用条件
斜截式
纵截距、
斜率
点斜式
过一点、
斜率
与 x 轴 不 垂 直
的直线
两点式 过两点
与 两 坐 标 轴 均
不垂直的直线
截距式 纵、横截距
不 过 原 点 且 与
两 坐 标 轴 均 不
垂直的直线
一般式
Ax+By+C=0
(A2+B2≠0)
所有直线
1.(1)逆时针 正角 (2){α|0≤0<π}
2.(1)正切值 tanαα≠π2
æ
è
ç
ö
ø
÷ (2)y2
-y1
x2-x1
3.y=kx+b y-y0=k(x-x0)
y-y1
y2-y1
=
x-x1
x2-x1
xa+
y
b=1
1.直线的倾斜角α和斜率k之间的对应关系:
α 0 0<α<π2
π
2
π
2<α<π
k 0 k>0 不存在 k<0
2.截距和距离的不同之处
“截距”是直线与坐标轴交点的坐标值,它可
正,可 负,也 可 是 零,而 “距 离”是 一 个 非
负数.
3.直线的方向向量
设A(x1,y1),B(x2,y2)(其中x1≠x2)是直线
l上的两点,则向量AB
→
=(x2-x1,y2-y1)以及
与它平行的向量都是直线的方向向量.若直
线l的斜率为k,它的一个方向向量的坐标
为(x,y),则k=yx.
4.直线Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的一个法
向量v=(A,B),一个方向向量a=(-B,A).
1.经过A(0,4),B(3,1)两点的直线的倾斜
角是 ( )
A.-60° B.60°
C.120° D.150°
7
2.方程y=k(x-2)表示 ( )
A.过点(2,0)的所有直线
B.过点(2,0)且不垂直于y轴的所有直线
C.过点(2,0)且不垂直于x轴的所有直线
D.过点(2,0)且除去x轴的所有直线
3.已知A(1,-3),B 8,12
æ
è
ç
ö
ø
÷,C(9,λ),且A,B,
C三点共线,则λ= ( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
4.过点 A(-1,1)的直线l的倾斜角是直线
l1:3x-y+1=0的倾斜角的2倍,则直线
l的方程是 ( )
A.3x-y+ 3+1=0
B.3x+y+ 3-1=0
C.3x-3y+ 3+3=0
D.3x+3y+ 3-3=0
5.若AB>0且BC<0,则直线Ax+By+C=0
不经过第几象限 ( )
A.一 B.二
C.三 D.四
6.过点(5,2),且在y轴上的截距是在x 轴上
的截距2倍的直线方程是 ( )
A.2x+y-12=0
B.2x+y-12=0或2x-5y=0
C.x-2y-1=0
D.x-2y-1=0或2x-5y=0
7.(多选)已知直线xsinα+ycosα+1=0(α∈
R),则下列命题正确的是 ( )
A.直线的倾斜角是π-α
B.无论α如何变化,直线不过原点
C.直线的斜率一定存在
D.当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标
轴围成的三角形的面积不小于1
8.(多选)若直线l过点A(1,2),且在两坐标
轴上截距的绝对值相等,则直线l的方程可
能为 ( )
A.x-y+1=0 B.x+y-3=0
C.2x-y=0 D.x-y-1=0
9.过点P(-1,3)且倾斜角为30°的直线方程
为 .
10.已知△ABC 的三个顶点坐标为A(1,2),
B(3,6),C(5,2),M 为AB 的中点,N 为
AC 的中点,则中位线 MN 所在直线的方
程为 .
11.一束光线从点A(- 3,3)射出,沿倾斜角
150°的直线射到x轴上,经x轴反射后,反
射线所在的直线方程为 .
12.求适合下列条件的直线方程.
(1)经过点A(-1,-3),倾斜角等于直线
y=3x的倾斜角的2倍;
(2)经过点B(3,4),且与两坐标轴围成一
个等腰直角三角形.
8
13.直线l的方程为(a+1)x+y+2-a=0(a
∈R).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求实数
a的值;
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值
范围.
14.已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求k的取值
范围;
(3)若直线l交x 轴负半轴于点A,交y轴
正半轴于点B,△AOB 的面积为S(O为坐
标原点),求S的最小值并求此时直线l的
方程.
1.(2022北京卷,3)若直线2x+y-1=0是
圆(x-a)2+y2=1的一条对称轴,则a=
( )
A.12 B.-
1
2 C.1 D.-1
2.(2022天津卷,12)若直线x-y+m=0(m
>0)与圆(x-1)2+(y-1)2=3相交所得
的弦长为m,则m= .
9