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猜题01 直线与方程(易错必刷51题11种题型专项训练)
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题型一:斜率与倾斜角的关系
1.(2024·高二·上海长宁·期末)直线与直线的夹角大小为 .
2.(2024·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系xOy中,经过两点,的直线倾斜角为45°,则实数m的值为 .
3.(2024·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系中,是直线上不同的两点,直线上的向量以及与它平行的非零向量都称为直线的方向向量.已知直线的一个方向向量坐标为,则直线的倾斜角为 .
4.(2024·高二·重庆·期末)已知直线,则直线的倾斜角为 .
题型二:直线与线段的相交关系求斜率范围
5.(2024·高二·天津北辰·期中)设点,,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A.或 B.或 C. D.
6.(2024·高二·广东深圳·期中)已知点,若过点的直线与线段AB相交,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.[1,4]
7.(2024·高二·陕西西安·期中)已知点,,若过点的直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.(2024·高二·湖北·期中)已知,,经过作直线,若直线与线段恒有公共点,则直线倾斜角的范围( )
A. B.
C. D.
题型三:直线方程的求法及应用
9.(2024·高二·贵州黔西·期中)根据下列条件,求直线方程:
(1)过点,且与直线垂直;
(2)经过点,且在两坐标轴上的截距相等.
10.(2024·高二·上海奉贤·期中)已知直线,
(1)求该直线的斜率;
(2)若点的坐标为,求过点且垂直于直线的直线方程.
11.(2024·高二·重庆·期中)在中,、、,线段的中点为,且.
(1)求实数的值;
(2)求边上的中线所在的直线方程.
12.(2024·高二·北京石景山·期末)菱形的顶点的坐标分别为边所在直线过点.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求对角线所在直线的方程.
13.(2024·高二·广东珠海·期末)已知的三个顶点是,,.
(1)求边上的中线的直线方程;
(2)求边上的高的直线方程
(3)求AC边的垂直平分线
题型四:两直线的平行与垂直
14.(2024·高二·安徽黄山·期中)已知直线,直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
15.(2024·高二·辽宁·期中)已知直线:,直线:
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
16.(2024·高二·四川南充·期末)已知直线.
(1)若直线与直线垂直,且经过,求直线的斜截式方程;
(2)若直线与直线平行,且与两坐标轴围成的三角形的面积为2,求直线的一般式方程.
17.(2024·高二·江西九江·期末)(1)直线与直线平行,求的值;
(2)直线与直线垂直,求的值.
题型五:两直线的交点
18.(2024·高二·重庆长寿·期末)直线与直线的交点坐标是( )
A. B. C. D.
19.(2024·高二·陕西宝鸡·期中)已知三条直线,,不能围成三角形,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
20.(2024·高二·江苏连云港·期中)若直线与直线交于点,与直线交于点,且线段的中点是,则的斜率为( )
A. B. C. D.
21.(2024·高二·浙江绍兴·期中)若直线经过两直线和的交点,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
题型六:两点距离、点到直线的距离、平行直线的距离问题
22.(2024·高二·上海杨浦·期末)平行直线及之间的距离是 .
23.(2024·高二·新疆喀什·期末)已知点与点之间的距离为5,则实数a的值为 .
24.(2024·高二·上海金山·期末)已知直线过点,倾斜角为,则坐标原点到直线的距离为 .
25.(2024·高二·上海·期末)已知直线与直线互相平行,则它们之间的距离是 .
26.(2024·高二·甘肃兰州·期末)已知直线和直线.
(1)试判断,能否平行,若平行,请求出两平行线之间的距离;
(2)若原点到距离最大,求此时的直线的方程.
题型七:线段和差最值问题
27.(2024·高二·内蒙古锡林郭勒盟·期末)设直线l:,点,,P为l上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
28.(2024·高二·江苏无锡·期中)已知直线与直线垂直,点在直线上运动,且点,点,则的最大值是()
A. B. C. D.
29.(2024·高二·浙江杭州·期末)已知点在直线,点在直线上,且,的最小值为( )
A. B. C. D.5
30.(2024·高二·福建福州·期末)已知点,,H是直线:上的动点,则的最小值为( )
A.6 B. C. D.
题型八:直线与坐标轴围成的面积问题
31.(2024·高二·贵州铜仁·期末)在下列三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.①垂直于直线;②平行于直线;③截距相等问题:直线l经过两条直线和的交点,且________.
(1)求直线l的方程;
(2)直线l不过坐标原点O,且与x轴和y轴分别交于两点,求的面积.
32.(2024·高二·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.
33.(2024·高二·四川南充·期中)直线方程为.
(1)证明:无论为何值,直线过定点;
(2)已知是坐标原点,若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于A,两点,当的面积最小时,求的周长及此时直线的方程.
34.(2024·高二·陕西西安·期中)已知直线的方程为.
(1)求证:不论为何值,直线必过定点;
(2)过点引直线交坐标轴正半轴于,两点,当面积最小时,求的周长.
题型九:点线对称、线点对称、线线对称问题
35.(2024·高二·北京大兴·期末)直线关于y轴对称的直线的方程为 .
36.(2024·高二·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
37.(2024·高二·北京·期中)点关于直线的对称点坐标是( )
A. B. C. D.
38.(2024·高二·全国·期末)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.(1,0)
39.(2024·高二·湖北孝感·期末)设直线和直线的交点为.
(1)若直线经过点,且与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线与直线关于点对称,求直线的方程.
40.(2024·高二·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
41.(多选题)(2024·高二·山西太原·期中)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线与相交于点
B.直线和轴围成的三角形的面积为
C.直线关于原点O对称的直线方程为
D.直线关于直线对称的直线方程为
题型十:坐标法的应用
42.(2024·高二·辽宁营口·期末)若、、是三个雷达观察哨,在的正东,两地相距,在的北偏东30°,两地相距,在某一时刻,观察哨发现某种信号,测得该信号的传播速度为,后、两个观察哨同时发现该信号,在如图所示的平面直角坐标系中,指出发出了这种信号的点的坐标 .
43.(2024·高二·四川自贡·期中)直线被两条直线:和:截得的线段的中点为,求直线的方程.
44.(2024·高一·贵州铜仁·期末)已知的顶点坐标为.
(1)试判断的形状:
(2)求边上的高所在直线的方程.
45.(2024·高一·江苏·期末)如图,在道路边安装路灯,路面OD宽12m,灯柱OB高14m,灯杆AB与地面所成角为30°.路灯采用锥形灯罩,灯罩轴线AC与灯杆AB垂直,轴线AC,灯杆AB都在灯柱OB和路面宽线OD确定的平面内.
(1)当灯杆AB长度为多少时,灯罩轴线AC正好通过路面OD的中线?
(2)如果灯罩轴线AC正好通过路面OD的中线,此时有一高2.5m的警示牌直立在C处,求警示牌在该路灯灯光下的影子长度.
46.(2024·高二·安徽亳州·期中)城市发展,拼“内涵”也要拼“颜值”,近年来,多地持续推进城市绿化,以城市绿化增量提质,擦亮城市生态底色,街头随处可见的“口袋公园”已规划完善,一幅“推窗见绿、出门即景”的美丽画卷正徐徐展开.某市规划四边形空地OABC建设“口袋公园”,已知三角形区域OAC与ABC关于中心道路AC对称,在AC的中点P处规划建一公共厕所.测得且,点C到OA的距离为20米,米.设计人员方便规划计算,在图纸上以O为坐标原点,以直线OA为x轴建立如图所示平面直角坐标系xOy.
(1)求点P到OC的距离;
(2)求出BC所在直线方程及该口袋公园的总面积.
题型十一:距离新定义
47.(2024·高二·上海·期末)在平面直角坐标系xOy中,定义为,两点之间的“折线距离”.已知点,若动点P满足,则点P的轨迹所围成图形的面积为 .
48.(2024·高二·江苏扬州·期中)在平面直角坐标系中,定义为两点之间的“折线距离”.
①若,则 ;
②原点与直线上任意一点之间的折线距离的最小值为 .
49.(2024·高二·河北保定·期中)在平面直角坐标系中,定义为,两点之间的“折线距离”.已知,,,,点在矩形内(含边界)且到点,的“折线距离”相等,则点的轨迹长度为 .
50.(2024·高二·重庆·期中)“曼哈顿几何”也叫“出租车几何”,是在19世纪由赫尔曼·闵可夫斯基提出的(如图是抽象的城市路网,其中线段是欧式空间中定义的两点最短距离,但在城市路网中,我们只能走有路的地方,不能“穿墙”而过),所以在“曼哈顿几何中”,这两点最短距离用表示,又称“曼哈顿距离”;即,因此:“曼哈顿两点间距离”:若,,则,在平面直角坐标系中,我们把到两定点,的“曼哈顿距离”之和为常数的点的轨迹叫“新椭圆”,“新椭圆”上任意一点设为.
(1)已知,,求的值;
(2)分别求,的取值范围;
(3)若,,求“新椭圆”围成的面积.
51.(2024·高二·福建福州·期中)“曼哈顿距离”是一种度量距离的方式,定义如下:在平面直角坐标系内,任意两点,的曼哈顿距离为.对于动点,若存在定点使得(为大于的常数),则称动点的轨迹为“”曲线.
(1)已知,若,求;
(2)已知曲线是“”曲线(是原点),,点是上一点,
(i)写出曲线的方程并画出图形,求的最大值;
(ii)已知点在直线上,求的最小值.
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题型一:斜率与倾斜角的关系
1.(2024·高二·上海长宁·期末)直线与直线的夹角大小为 .
【答案】
【解析】因为直线的斜率为,则倾斜角为,
所以直线与直线的夹角大小为.
故答案为:.
2.(2024·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系xOy中,经过两点,的直线倾斜角为45°,则实数m的值为 .
【答案】4
【解析】设直线的倾斜角为,则直线的斜率,
又,解得.
故答案为:4.
3.(2024·高二·江苏南京·期末)在平面直角坐标系中,是直线上不同的两点,直线上的向量以及与它平行的非零向量都称为直线的方向向量.已知直线的一个方向向量坐标为,则直线的倾斜角为 .
【答案】
【解析】因为直线的一个方向向量为,
所以直线的斜率,
设直线的倾斜角为,则,
因为,所以,
即直线的倾斜角为.
故答案为:
4.(2024·高二·重庆·期末)已知直线,则直线的倾斜角为 .
【答案】
【解析】设直线的倾斜角为,,
由直线,可得:,
因为,因为,所以.
故答案为:
题型二:直线与线段的相交关系求斜率范围
5.(2024·高二·天津北辰·期中)设点,,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A.或 B.或 C. D.
【答案】D
【解析】,,
数形结合知,直线的斜率需满足,
即.
故选:D
6.(2024·高二·广东深圳·期中)已知点,若过点的直线与线段AB相交,则该直线斜率的取值范围是( )
A. B. C. D.[1,4]
【答案】D
【解析】记为点,则直线PA的斜率,直线PB的斜率,
因为直线过点,且与线段AB相交,结合图象,可得直线的斜率的取值范围是[1,4].
故选:D.
7.(2024·高二·陕西西安·期中)已知点,,若过点的直线与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】,,
存在与线段相交的直线与轴垂直,
所以直线的斜率的范围是.
故选:B.
8.(2024·高二·湖北·期中)已知,,经过作直线,若直线与线段恒有公共点,则直线倾斜角的范围( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
设直线的斜率为,直线的倾斜角为,则,
因为直线的斜率为,直线的斜率为,
因为直线经过点,且与线段总有公共点,
所以,即,
因为,
所以或,
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:C.
题型三:直线方程的求法及应用
9.(2024·高二·贵州黔西·期中)根据下列条件,求直线方程:
(1)过点,且与直线垂直;
(2)经过点,且在两坐标轴上的截距相等.
【解析】(1)直线的斜率为,故所求直线的斜率为,
所求直线方程为,即.
(2)①当直线过原点时,所求直线方程为,
②当直线不过原点时,斜率为,所求直线方程为:,即,
由①②知所求直线方程为或.
10.(2024·高二·上海奉贤·期中)已知直线,
(1)求该直线的斜率;
(2)若点的坐标为,求过点且垂直于直线的直线方程.
【解析】(1)当时,即当时,直线的方程为,此时,直线的斜率不存在;
当时,即当时,此时,直线的斜率为.
综上所述,当时,直线的斜率不存在;
当时,直线的斜率为.
(2)过点且垂直于直线的直线的方程为,
将点的坐标代入所求直线的方程可得,解得,
因此,所求直线的方程为.
11.(2024·高二·重庆·期中)在中,、、,线段的中点为,且.
(1)求实数的值;
(2)求边上的中线所在的直线方程.
【解析】(1)由题意,直线的中点为,则,
因为,则,即,解得.
(2)由(1)知点,线段的中点为,所以,,
所以,边上的中线所在的直线方程为,即.
12.(2024·高二·北京石景山·期末)菱形的顶点的坐标分别为边所在直线过点.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求对角线所在直线的方程.
【解析】(1)由菱形的性质可知,则.
所以边所在直线的方程为,即;
边所在直线的方程为,即.
(2)线段的中点为,
由菱形的几何性质可知,且为的中点,则,
所以对角线所在直线的方程为,即.
13.(2024·高二·广东珠海·期末)已知的三个顶点是,,.
(1)求边上的中线的直线方程;
(2)求边上的高的直线方程
(3)求AC边的垂直平分线
【解析】(1),,由中点坐标公式得中点为,
又,由直线方程的两点式得边上的中线的直线方程为,
整理得:.
(2),,则,所以边上的高的直线的斜率为,
又,则边上的高的直线方程为,
整理得:.
(3)因为,,则其中点坐标为,
而,则AC边的垂直平分线的斜率为1,其方程为:,
即.
题型四:两直线的平行与垂直
14.(2024·高二·安徽黄山·期中)已知直线,直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【解析】(1)因为,所以,
整理得:,即:,解得:或,
当时,, ,即,符合题意;
当时,,即,
,即,此时与重合,不符合题意.
所以.
(2)因为,所以,
整理得:,即:,解得:或,
所以或.
15.(2024·高二·辽宁·期中)已知直线:,直线:
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【解析】(1)由,则,即,
所以或,
当,,,两线重合,不合题设;
当,,,符合题设;
综上,
(2)由,则,即,
所以,即或.
16.(2024·高二·四川南充·期末)已知直线.
(1)若直线与直线垂直,且经过,求直线的斜截式方程;
(2)若直线与直线平行,且与两坐标轴围成的三角形的面积为2,求直线的一般式方程.
【解析】(1)由题意设直线的方程为:,
由直线经过得:,解得:,
直线的方程为:,即.
(2)由题意设直线的方程为:,
令,则;令,则,
所以直线两坐标轴围成的三角形的面积三角形的面积,
解得:,
所以直线的一般式方程为.
17.(2024·高二·江西九江·期末)(1)直线与直线平行,求的值;
(2)直线与直线垂直,求的值.
【解析】(1)因为直线与直线平行,
所以,解得,
经检验,当时,两直线重合,
所以;
(2)因为直线与直线垂直,
所以,解得或.
题型五:两直线的交点
18.(2024·高二·重庆长寿·期末)直线与直线的交点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】……①
……②
①+②得:……③
③代入②有:……④
由③④得交点坐标为:.
故选:B.
19.(2024·高二·陕西宝鸡·期中)已知三条直线,,不能围成三角形,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】直线的斜率分别为,纵截距分别为
由,解得,即直线的交点为,
由直线不能围成三角形,得直线或或点在直线上,
则或或,解得或或,
所以实数的取值集合为.
故选:C
20.(2024·高二·江苏连云港·期中)若直线与直线交于点,与直线交于点,且线段的中点是,则的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设,由题意得,,
又的中点是,则,故,
又在上,则,故,
又,故,于是,
根据斜率公式,.
故选:A
21.(2024·高二·浙江绍兴·期中)若直线经过两直线和的交点,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】B
【解析】联立,可得,即交点为,
由题意.
故选:B
题型六:两点距离、点到直线的距离、平行直线的距离问题
22.(2024·高二·上海杨浦·期末)平行直线及之间的距离是 .
【答案】
【解析】平行直线及之间的距离.
故答案为:
23.(2024·高二·新疆喀什·期末)已知点与点之间的距离为5,则实数a的值为 .
【答案】或
【解析】,
化简为,解得:或.
故答案为:或
24.(2024·高二·上海金山·期末)已知直线过点,倾斜角为,则坐标原点到直线的距离为 .
【答案】
【解析】由题意知,斜率为,
则直线方程为,即,
则坐标原点到直线的距离为.
故答案为:.
25.(2024·高二·上海·期末)已知直线与直线互相平行,则它们之间的距离是 .
【答案】
【解析】由直线与直线互相平行,得,
则直线与直线的距离为:.
故答案为:
26.(2024·高二·甘肃兰州·期末)已知直线和直线.
(1)试判断,能否平行,若平行,请求出两平行线之间的距离;
(2)若原点到距离最大,求此时的直线的方程.
【解析】(1)因为,所以直线的斜率为,
又,若,则斜率必存在,所以且斜率为,
由,得到或,
当时,,,此时与重合,不合题意,
当时,,,此时,所以,能平行,
两平行线之间的距离为.
(2)由,得到,所以直线过定点,
当时,原点到的距离最大,
此时直线的斜率为,直线的斜率不存在,
所以此时的直线的方程为.
题型七:线段和差最值问题
27.(2024·高二·内蒙古锡林郭勒盟·期末)设直线l:,点,,P为l上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设点关于直线l的对称点为,
则有,解之得,则,
则的最小值为
故选:B
28.(2024·高二·江苏无锡·期中)已知直线与直线垂直,点在直线上运动,且点,点,则的最大值是()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】直线,直线,
因为与垂直,所以,解得,
,
设点关于直线的对称点为,
则的中点在直线上,且,
所以,解得,
当且仅当三点共线时等号成立
的最大值为,
故选:D.
29.(2024·高二·浙江杭州·期末)已知点在直线,点在直线上,且,的最小值为( )
A. B. C. D.5
【答案】D
【解析】由已知表示点到点的距离,
表示点到点的距离,
所以,
过点作,垂足为,
因为直线的方程为,,
所以,
又直线与直线平行,,
所以,所以,
所以四边形为平行四边形,所以,
所以,
又,当且仅当三点共线时等号成立,
所以当点为线段与直线的交点时,
取最小值,最小值为,
因为过点与直线垂直的直线的方程为,
联立,可得,
所以点的坐标为,所以,
所以的最小值为,
故选:D.
30.(2024·高二·福建福州·期末)已知点,,H是直线:上的动点,则的最小值为( )
A.6 B. C. D.
【答案】A
【解析】设点关于直线的对称点为,
则,解得,即,
所以.
故选:A.
题型八:直线与坐标轴围成的面积问题
31.(2024·高二·贵州铜仁·期末)在下列三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.①垂直于直线;②平行于直线;③截距相等问题:直线l经过两条直线和的交点,且________.
(1)求直线l的方程;
(2)直线l不过坐标原点O,且与x轴和y轴分别交于两点,求的面积.
【解析】(1)由,解得,所以交点坐标为.
选①,垂直于直线,设直线l的方程为:,
其过点,则,即,故直线l的方程为.
选②,平行于直线,设直线l的方程为:,
其过点,则,即,故直线l的方程为.
选③,截距相等,当直线l经过原点时,,符合题意;当直线l不过原点时,
设为,其经过点,故,即.得直线l:,
化简得,故直线l的方程为或;
(2)由(1)知选①时,直线l的方程为,
可知其在x轴和y轴的交点分别为,,故.
选②时,直线l的方程为,
可知其在x轴和y轴的交点分别为,,故.
选③时,直线l的方程为,可知其
在x轴和y轴的交点分别为,故.
32.(2024·高二·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.
【解析】(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.
33.(2024·高二·四川南充·期中)直线方程为.
(1)证明:无论为何值,直线过定点;
(2)已知是坐标原点,若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于A,两点,当的面积最小时,求的周长及此时直线的方程.
【解析】(1)因为直线的方程,即,
令,解得,
所以直线恒过定点;
(2)因为直线的方程,依题意,即,
令,得到;令,得到;
令,解得,
可得,
令,则,
当且仅当,即时,等号成立
此时直线的方程为,
且,,,
所以当的面积最小时,的周长为,直线的方程.
34.(2024·高二·陕西西安·期中)已知直线的方程为.
(1)求证:不论为何值,直线必过定点;
(2)过点引直线交坐标轴正半轴于,两点,当面积最小时,求的周长.
【解析】(1)由可得:,
令,解得,
经检验,满足,
所以直线过定点.
(2)由题意可设直线的方程为,
设直线与轴,轴正半轴交点分别为,
令,得;令,得,
所以面积 ,
当且仅当,即时,面积最小,
此时,,,
所以的周长为.
所以当面积最小时,的周长为.
题型九:点线对称、线点对称、线线对称问题
35.(2024·高二·北京大兴·期末)直线关于y轴对称的直线的方程为 .
【答案】
【解析】设所求直线上任一点为 ,则关于轴的对称点为,
将代入直线得,,
即直线关于y轴对称的直线的方程为.
故答案为:.
36.(2024·高二·山东泰安·期末)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意,
在直线中,斜率为,
垂直于直线且过点的直线方程为,即,
设两直线交点为,
由,解得:,
∴,
∴点关于直线的对称点的坐标为,
即,
故选:C.
37.(2024·高二·北京·期中)点关于直线的对称点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设点关于直线的对称点坐标为,
可得,①
斜率,②.
由①②解得:.
则点关于直线的对称点坐标为.
故选:B.
38.(2024·高二·全国·期末)点在直线上,直线与关于点对称,则一定在直线上的点为( )
A. B. C. D.(1,0)
【答案】C
【解析】由题设关于对称的点为,若该点必在上,
∴,解得,即一定在直线上.
故选:C.
39.(2024·高二·湖北孝感·期末)设直线和直线的交点为.
(1)若直线经过点,且与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线与直线关于点对称,求直线的方程.
【解析】(1)由得交点,
由直线与直线垂直,则可设直线的方程为,
又直线过点,代入得,则,
所以直线的方程为;
(2)法一:由题意可得直线与直线平行,
则可设直线方程为:,
由直线与直线关于点对称,得到两条直线的距离相等,
即,得(舍)或,所以直线的方程为.
法二:设直线上任意一点,则点关于点对称的点为,
且点在直线上,得,
化简得直线的方程为.
40.(2024·高二·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
【答案】A
【解析】由于直线与直线关于点对称,
所以两直线平行,故,则,
由于点在直线上,关于点的对称点为,
故在上,代入可得,故,
故选:A
41.(多选题)(2024·高二·山西太原·期中)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线与相交于点
B.直线和轴围成的三角形的面积为
C.直线关于原点O对称的直线方程为
D.直线关于直线对称的直线方程为
【答案】AC
【解析】由解得,所以交点坐标为,A选项正确.
直线与轴的交点为,与轴的交点为,
直线过原点,由图可知,直线和轴围成的三角形的面积为,
所以B选项错误.
由上述分析可知,直线关于原点O对称的直线过点,
所以直线关于原点O对称的直线方程为,
所以C选项正确.
点关于直线的对称点是;
点关于直线的对称点是,
所以直线关于直线对称的直线方程为,
即,所以D选项错误.
故选:AC
题型十:坐标法的应用
42.(2024·高二·辽宁营口·期末)若、、是三个雷达观察哨,在的正东,两地相距,在的北偏东30°,两地相距,在某一时刻,观察哨发现某种信号,测得该信号的传播速度为,后、两个观察哨同时发现该信号,在如图所示的平面直角坐标系中,指出发出了这种信号的点的坐标 .
【答案】
【解析】由题意,点,,即,
则线段的中点为,直线的斜率,
所以线段的垂直平分线的斜率,
所以线段的垂直平分线的方程为即,
设,由可得点在线段的垂直平分线上,
又,所以点在以、为焦点的双曲线的左支上,
该双曲线的方程为,
所以,解得.
所以点的坐标为.
故答案为:.
43.(2024·高二·四川自贡·期中)直线被两条直线:和:截得的线段的中点为,求直线的方程.
【解析】设l与l1的交点坐标为,l与l2的交点坐标为,
,由中点坐标公式得,,
即,解得
则l的方程为,即.
44.(2024·高一·贵州铜仁·期末)已知的顶点坐标为.
(1)试判断的形状:
(2)求边上的高所在直线的方程.
【解析】(1),,
,
,又,,
为直角三角形
(2)因为,
所以边上高线所在直线的斜率为,
直线的方程是,即
45.(2024·高一·江苏·期末)如图,在道路边安装路灯,路面OD宽12m,灯柱OB高14m,灯杆AB与地面所成角为30°.路灯采用锥形灯罩,灯罩轴线AC与灯杆AB垂直,轴线AC,灯杆AB都在灯柱OB和路面宽线OD确定的平面内.
(1)当灯杆AB长度为多少时,灯罩轴线AC正好通过路面OD的中线?
(2)如果灯罩轴线AC正好通过路面OD的中线,此时有一高2.5m的警示牌直立在C处,求警示牌在该路灯灯光下的影子长度.
【解析】(1)分别以图中OD、OB所在直线为x、y轴,建立平面直角坐标系,如图所示,
灯杆AB与地面所成角为30°,B(0,14),AB方程为:y=x+14,…①
因为灯罩线AC与灯杆AB垂直,
可设的斜率为,则=,
又C(6,0),
所以直线AC的方程为:y=(x﹣6),…②
由①②组成方程组,求得点A(,15);
所以|AB|==2,
即当灯杆AB长度为2m时,灯罩轴线AC正好通过路面OD的中线;
(2)设警示牌为CM,且CM⊥OD,
则M(6,),A(,15),
所以直线AM的方程为:y﹣15=(x﹣),
令yN=0,解得xN=7,
所以CN=7﹣6=.
所以警示牌在该路灯灯光下的影子长度为m.
46.(2024·高二·安徽亳州·期中)城市发展,拼“内涵”也要拼“颜值”,近年来,多地持续推进城市绿化,以城市绿化增量提质,擦亮城市生态底色,街头随处可见的“口袋公园”已规划完善,一幅“推窗见绿、出门即景”的美丽画卷正徐徐展开.某市规划四边形空地OABC建设“口袋公园”,已知三角形区域OAC与ABC关于中心道路AC对称,在AC的中点P处规划建一公共厕所.测得且,点C到OA的距离为20米,米.设计人员方便规划计算,在图纸上以O为坐标原点,以直线OA为x轴建立如图所示平面直角坐标系xOy.
(1)求点P到OC的距离;
(2)求出BC所在直线方程及该口袋公园的总面积.
【解析】(1)过作轴,垂足为,
由可知,直线OC的斜率,
直线OC的方程为,
因为点C到OA的距离为20米,设,故,可得,
因为,则为的中点,,
则,所以,
所以点P到OC的距离;
(2)因为,,得AC所在直线方程为,
设,因为点O与点B关于AC对称,故可得
得,,即,
所以所在直线方程为,
,
所以该口袋公园的总面积200平方米.
题型十一:距离新定义
47.(2024·高二·上海·期末)在平面直角坐标系xOy中,定义为,两点之间的“折线距离”.已知点,若动点P满足,则点P的轨迹所围成图形的面积为 .
【答案】/0.5
【解析】设,,
当时,则,即,
当时,则,即,
当时,则,即,
当时,则,即,
联立,解得,同理可得其他点的坐标,
故点的轨迹所围成图形为正方形,
则
故答案为:
48.(2024·高二·江苏扬州·期中)在平面直角坐标系中,定义为两点之间的“折线距离”.
①若,则 ;
②原点与直线上任意一点之间的折线距离的最小值为 .
【答案】 2 3
【解析】对于①若则;
对于②,设,则,
函数图象如下所示:则.
故答案为:2;3
49.(2024·高二·河北保定·期中)在平面直角坐标系中,定义为,两点之间的“折线距离”.已知,,,,点在矩形内(含边界)且到点,的“折线距离”相等,则点的轨迹长度为 .
【答案】
【解析】
设,因为点在矩形内(含边界),
则,,
因为点到点,的“折线距离”相等,
所以,即,
则,
当时,,
当时,,
设,,则点的轨迹为线段,
故点的轨迹长度为.
故答案为:.
50.(2024·高二·重庆·期中)“曼哈顿几何”也叫“出租车几何”,是在19世纪由赫尔曼·闵可夫斯基提出的(如图是抽象的城市路网,其中线段是欧式空间中定义的两点最短距离,但在城市路网中,我们只能走有路的地方,不能“穿墙”而过),所以在“曼哈顿几何中”,这两点最短距离用表示,又称“曼哈顿距离”;即,因此:“曼哈顿两点间距离”:若,,则,在平面直角坐标系中,我们把到两定点,的“曼哈顿距离”之和为常数的点的轨迹叫“新椭圆”,“新椭圆”上任意一点设为.
(1)已知,,求的值;
(2)分别求,的取值范围;
(3)若,,求“新椭圆”围成的面积.
【解析】(1)因为,,所以.
(2)设“新椭圆”上任意一点为,
根据“新椭圆”的定义,可得,即,
当时,可得,即;
当时,可得,即;
当时,可得,即;
当时,可得,即;
当时,可得;当时,可得;
当时,可得;当时,可得;当时,可得;
作出“新椭圆”的图象,如图所示,
结合图象可知:的取值范围为;的取值范围为.
(3)设“新椭圆”的图象,围成的六边形为,
若,,由(2)可知:,
所以“新椭圆”围成的面积为.
51.(2024·高二·福建福州·期中)“曼哈顿距离”是一种度量距离的方式,定义如下:在平面直角坐标系内,任意两点,的曼哈顿距离为.对于动点,若存在定点使得(为大于的常数),则称动点的轨迹为“”曲线.
(1)已知,若,求;
(2)已知曲线是“”曲线(是原点),,点是上一点,
(i)写出曲线的方程并画出图形,求的最大值;
(ii)已知点在直线上,求的最小值.
【解析】(1)因为,则,解得或.
(2)(i)因为曲线是“”曲线(是原点),设曲线上任意一点,
则,所以曲线的方程为,
当时,由,得到,
当时,由,得到,
当时,由,得到,
当时,由,得到,所以图象如图1,
因为,又易知,
所以,
令,则,由图1易知的最小值为,所以的最大值为.
(ii)如图2,因为点在直线上,设,,则,
因为,当时,,
所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
当时,,所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
当时,由,得到,
所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
当时,由,得到,
所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
综上,的最小值为.
$$