内容正文:
03 直线方程
【题型1】直线的倾斜角与斜率
【基础知识】
直线的倾斜角
定义
当直线与轴相交时,取轴作为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
特别地,当直线与轴平行或重合时,规定.
范围
直线倾斜角 与轴垂直时,.
直线的斜率
定义
直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,记作.
当直线与轴平行或重合时,,
当直线与轴垂直时,不存在.
倾斜角与斜率之间的关系
,.
斜率公式
经过两点的直线的斜率公式是
使用斜率公式的时候要注意的前提条件.
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·广东汕头·期中)直线l:(参数,)的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【巩固练习】
1(2024高三·全国·专题练习)若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
2(2024高三·全国·专题练习)已知两点、,直线过点且与线段有交点,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【题型2】两条直线平行与垂直的判定
【基础知识】
1两直线平行
(1) 对于斜率分别为,的两条直线,有.
2 两直线垂直
对于斜率分别为,的两条直线,有.
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·浙江·期中)已知,两直线,若,则的最小值为( )
A.12 B.20 C.26 D.32
【巩固练习】
1(24-25高二上·浙江温州·期中)设,则“”是“直线与直线平行”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2(24-25高二上·湖南长沙·阶段练习)已知直线与垂直,垂足为,则的值为( )
A. B. C. D.
3(24-25高二上·山东济南·阶段练习)已知倾斜角为的直线与直线垂直,则( )
A. B. C. D.
【题型3】直线方程
【基础知识】
直线方程的几种形式
名称
方程的形式
已知条件
局限性
点斜式
为直线上一定点
为斜率
不包括垂直于轴的直线
斜截式
为斜率
是直线在轴上的截距
不包括垂直于轴的直线
两点式
经过两点
且
不包括垂直于轴和轴的直线
截距式
是直线在轴上的非零截距
是直线在轴上的非零截距
不包括垂直于轴和轴或原点的直线
一般式
为系数
无限制,可表示任何
位置的直线
【经典例题】
情况1 直线方程的理解或直接使用
【例1】(24-25高二上·浙江·期中)已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的斜率 B.直线过定点
C.若,则或 D.若,则或
【巩固练习】
1(24-25高二上·江苏镇江·期中)将直线绕点顺时针旋转得到直线,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
2(2024高二·全国·专题练习)对于直线l:,下列说法不正确的是( )
A.l的斜率一定存在 B.l恒过定点
C.时,l的倾斜角为60° D.时,l不经过第二象限
3(24-25高二上·广东·阶段练习)数学家欧拉在1765年发现,任意三角形的外心、重心、垂心位于同一条直线上,这条直线称为三角形的欧拉线.已知△ABC的顶点坐标为,则△ABC欧拉线的方程为( )
A.x+y-4=0 B.x-y+4=0
C.x+y+4=0 D.x-y-4=0
情况2 对称或反射问题
【例1】(23-24高二上·江苏常州·阶段练习)两直线方程为,则关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【巩固练习】
1(23-24高二上·湖北武汉·期中)一束光线从点射出,沿倾斜角为的直线射到轴上,经轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
2(24-25高二上·云南玉溪·期中)与直线关于轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)如图所示,已知点,从点射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A.3 B. C. D.
【题型4】 距离问题
【基础知识】
1两点距离公式
平面上的两点间的距离公式.
2 点到直线的距离公式
点到直线的距离.
3 两平行直线间的距离
两条平行线与间的距离.
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·重庆·期中)已知直线与圆,点在直线上,过点作圆的切线,切点分别为,当取最小值时,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1(2018·北京·高考真题)在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为( )
A. B.
C. D.
2(24-25高二上·四川南充·期中)中,,,则的面积
A.4 B.5 C.6 D.7
3(24-25高二上·河北沧州·期中)已知点在直线上,点在直线上,点的坐标为,且,,三点不共线,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.8
4(22-23高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知,若过定点的动直线:和过定点的动直线:交于点(与,不重合),则以下说法错误的是( )
A.点的坐标为 B.
C. D.的最大值为5
【题型5】 综合问题
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)如图,已知,,,直线.
(1)证明直线经过某一定点,并求此定点坐标;
(2)若直线等分的面积,求直线的一般式方程;
【巩固练习】
1(24-25高二上·四川·期中)在等腰直角三角形中,,点是边上异于、的一点,光线从点出发,经、反射后又回到原点,光线经过的重心.(若、、、分别是三角形的重心和三个顶点,且分别为、、、,则有.
(1)建立适当的坐标系,请求的重心的坐标;
(2)求点的坐标;
(3)求的周长.
2(23-24高二上·江西九江·期中)已知圆的圆心在直线上,且经过点和.
(1)求圆的标准方程;
(2)若自点发出的光线经过轴反射后,其反射光线所在的直线与圆相切,求反射光线所在直线的方程.
【A组---基础题】
1(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)直线的倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
2(24-25高二上·山东淄博·期中)已知直线和直线,则是两直线平行的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3(24-25高二上·江苏连云港·期中)已知直线过点,且在轴与轴上的截距互为相反数,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
4(24-25高二上·安徽·期中)已知入射光线所在的直线的倾斜角为,与y轴交于点,则经y轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
5(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线,直线是直线绕点逆时针旋转得到的直线,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
6(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,AB中点为Q,则的值为( )
A. B. C. D.与m的取值有关
7(23-24高二上·湖南常德·期中)若直线:关于直线l:对称的直线为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
8(多选)(24-25高二上·山西朔州·期中)已知的三个顶点是,,,则( )
A.边的长度是
B.直线的方程为
C.边上的高所在直线的方程为
D.的面积是4
9(24-25高二上·山东淄博·期中)已知的三个顶点,,,
(1)边所在直线的方程
(2)边上的中线所在直线的方程.
(3)的面积
10(24-25高二上·广东广州·期中)如图,A、B是射线OM、ON上的两点,点Q是线段AB上一点,点Q到OM、ON的距离分别为2,.测得,.以点O为坐标原点,射线OM为x轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系,点Q在第一象限.
(1)求点Q的坐标;
(2)设点P在平面xOy内,,且,线段AB上一动点C离点P最近时的坐标.
【B组---提高题】
1(24-25高二上·吉林长春·期中)如图,在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的周长等于( )
A. B.
C. D.
2(19-20高一上·江西新余·期末)已知在中,其中,,的平分线所在的直线方程为,则的面积为( )
A. B. C.8 D.
3(24-25高二上·湖北·期中)在平面直角坐标系中,过点作斜率分别为的直线,若,则称直线是定积直线或定积直线.
(1)已知直线是定积直线,且直线,求直线的方程;
(2)如图所示,已知点,点和点分别是三条倾斜角为锐角的直线上的点(与均不重合),且直线是定积直线,直线是定积直线,直线是定积直线,求点的坐标;
(3)已知点,直线是定积直线,若,求三角形的面积.
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03 直线方程
【题型1】直线的倾斜角与斜率
【基础知识】
直线的倾斜角
定义
当直线与轴相交时,取轴作为基准,轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
特别地,当直线与轴平行或重合时,规定.
范围
直线倾斜角 与轴垂直时,.
直线的斜率
定义
直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,记作.
当直线与轴平行或重合时,,
当直线与轴垂直时,不存在.
倾斜角与斜率之间的关系
,.
斜率公式
经过两点的直线的斜率公式是
使用斜率公式的时候要注意的前提条件.
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·广东汕头·期中)直线l:(参数,)的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据正弦函数的取值范围,结合直线斜率与倾斜角的关系求解即可.
【详解】直线 ,
因为,所以,设直线的倾斜角为,
则直线的斜率,
因为,所以,或.
故选:B.
【巩固练习】
1(2024高三·全国·专题练习)若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据斜率公式可得出,可得出实数的值.
【详解】由于、、三点共线,则,
即,解得.
故选:A.
2(2024高三·全国·专题练习)已知两点、,直线过点且与线段有交点,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求出直线、的斜率,数形结合可得出直线斜率的取值范围,进而可得出直线倾斜角的取值范围.
【详解】如图所示,直线的斜率,直线的斜率.
由图可知,当直线与线段有交点时,直线的斜率,
因此直线的倾斜角的取值范围是.
故选:C.
【题型2】两条直线平行与垂直的判定
【基础知识】
1两直线平行
(1) 对于斜率分别为,的两条直线,有.
2 两直线垂直
对于斜率分别为,的两条直线,有.
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·浙江·期中)已知,两直线,若,则的最小值为( )
A.12 B.20 C.26 D.32
【答案】D
【分析】由垂直关系可构造关于a,b的方程,再结合基本不等式即可求得的最小值.
【详解】由得:,
化简得:,
,
当且仅当时等号成立,
故选:D.
【巩固练习】
1(24-25高二上·浙江温州·期中)设,则“”是“直线与直线平行”的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】由两条直线平行的充要条件判断即可;
【详解】解:因为直线与直线平行,
所以且,所以或.
又因为“”成立可得“或”成立,
而“或”成立不能得到“”成立,
所以“”是“直线与直线平行”的充分不必要条件.
故选:B.
2(24-25高二上·湖南长沙·阶段练习)已知直线与垂直,垂足为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两直线垂直的充要条件求出,再把点代入直线,可把值求出,再把已知点代入另一直线中,求出得解.
【详解】因为直线:与直线:互相垂直,
则,解得,
又因两直线垂足为,则,解得,
将代入直线,则,
解之得,
所以.
故选:B.
3(24-25高二上·山东济南·阶段练习)已知倾斜角为的直线与直线垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,求出直线l的斜率,进而求出倾斜角即可计算作答.
【详解】直线的斜率为,而直线l与直线垂直,
且为直线的倾斜角,于是得,而,
则,计算可得.
故选:C.
【题型3】直线方程
【基础知识】
直线方程的几种形式
名称
方程的形式
已知条件
局限性
点斜式
为直线上一定点
为斜率
不包括垂直于轴的直线
斜截式
为斜率
是直线在轴上的截距
不包括垂直于轴的直线
两点式
经过两点
且
不包括垂直于轴和轴的直线
截距式
是直线在轴上的非零截距
是直线在轴上的非零截距
不包括垂直于轴和轴或原点的直线
一般式
为系数
无限制,可表示任何
位置的直线
【经典例题】
情况1 直线方程的理解或直接使用
【例1】(24-25高二上·浙江·期中)已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的斜率 B.直线过定点
C.若,则或 D.若,则或
【答案】D
【分析】时,直线的斜率不存在,可判断A;求出直线所过定点的坐标,可判断B;
根据两直线平行的充要条件求出实数的值,可判断C;根据两直线垂直的充要条件求出的值,可判断D.
【详解】对于A,当时,,直线的斜率不存在,故A错误;
对于B,,
当,可得,
所以直线过定点,故B错误;
对于C选项,当时,或,
解得,故C错误;
对于D选项,当时,,解得或,故D正确.
故选:D.
【巩固练习】
1(24-25高二上·江苏镇江·期中)将直线绕点顺时针旋转得到直线,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由题意可知:,所以,可得到的斜率,再由点斜式方程,即可得到答案.
【详解】由方程可知:的斜率为,
由题意可知:,所以,所以,
因为过点,所以由直线点斜率式方程可知的方程为:,
即.
故选:C.
2(2024高二·全国·专题练习)对于直线l:,下列说法不正确的是( )
A.l的斜率一定存在 B.l恒过定点
C.时,l的倾斜角为60° D.时,l不经过第二象限
【答案】C
【分析】由直线方程的相关性质逐一判断即可.
【详解】对A,直线方程为,斜率为,一定存在,故A正确;
对B,,所以直线过点,故B正确;
对C,时斜率为,倾斜角为,故C错误;
对D,时,直线方程为,即,斜率是2,为正,与坐标轴的交点分别是和,因此直线过一、三、四象限,不过第二象限,故D正确.
故选:C.
3(24-25高二上·广东·阶段练习)数学家欧拉在1765年发现,任意三角形的外心、重心、垂心位于同一条直线上,这条直线称为三角形的欧拉线.已知△ABC的顶点坐标为,则△ABC欧拉线的方程为( )
A.x+y-4=0 B.x-y+4=0
C.x+y+4=0 D.x-y-4=0
【答案】A
【分析】根据给定条件,判断三角形形状并求出垂心及外心,进而求出欧拉线的方程.
【详解】由,得,则的垂心为,外心为,
所以欧拉线的方程为,即.
故选:A
情况2 对称或反射问题
【例1】(23-24高二上·江苏常州·阶段练习)两直线方程为,则关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先求出两直线的交点,再在直线取点,并求其关于直线的对称点,由两点即可求出结果.
【详解】联立直线和的方程,得到,故直线和的交点为,
在上取一点,设它关于直线的对称点为,
则有,整理得,解得,即,
由,,可得所求直线方程为,即,
故选:C.
【巩固练习】
1(23-24高二上·湖北武汉·期中)一束光线从点射出,沿倾斜角为的直线射到轴上,经轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】先求得入射光线所在直线与轴的交点,进而求得反射光线所在直线方程.
【分析】倾斜角为的直线,斜率为,
所以入射光线为,
令,解得,所以入射光线与轴的交点为,
反射光线的斜率为,则反射光线的方程为.
故选:D
2(24-25高二上·云南玉溪·期中)与直线关于轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】首先求出直线的斜率及与轴的交点,从而得到所求直线的斜率,再由点斜式计算可得.
【详解】直线的斜率为,且过点,
则直线关于轴对称的直线的斜率为,且过点,
所以所求直线方程为,即.
故选:D
3(24-25高二上·江苏南京·阶段练习)如图所示,已知点,从点射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A.3 B. C. D.
【答案】B
【分析】求出关于直线的对称点和它关于轴的对称点,则的长就是所求路程.
【详解】依题意,直线方程为,设关于直线的对称点,
则,解得,即,又关于轴的对称点为,
,光线所经过的路程即的周长,
而的周长为,
所以光线所经过的路程是.
故选:B
【题型4】 距离问题
【基础知识】
1两点距离公式
平面上的两点间的距离公式.
2 点到直线的距离公式
点到直线的距离.
3 两平行直线间的距离
两条平行线与间的距离.
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·重庆·期中)已知直线与圆,点在直线上,过点作圆的切线,切点分别为,当取最小值时,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由切线长公式知当时,最小,结合点到直线距离公式求得的最小值,然后作关于直线的对称点,可知当点为与直线的交点时,最小,由对称知,此时与重合,从而易得最小值.
【详解】由可知圆心为,半径,
由题意,
所以当时,取最小值,
由点到直线的距离公式可得,
此时,
过作直线的对称点,连接,,与直线的交点即为所求的点,
由于与关于直线对称,,与关于直线对称,
因此与就是同一条直线,即点即为所求的点,
所以的最小值为.
故选:C
【巩固练习】
1(2018·北京·高考真题)在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】为单位圆上一点,而直线过点,则根据几何意义得的最大值为.
【详解】 为单位圆上一点,而直线过点,
所以的最大值为,选C.
【点睛】与圆有关的最值问题主要表现在求几何图形的长度、面积的最值,求点到直线的距离的最值,求相关参数的最值等方面.解决此类问题的主要思路是利用圆的几何性质将问题转化.
2(24-25高二上·四川南充·期中)中,,,则的面积( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】求直线的方程和,以及点到直线的距离,即可得面积.
【详解】由题意可知:,
可知直线,即,
可得点到直线的距离,
所以的面积.
故选:C.
3(24-25高二上·河北沧州·期中)已知点在直线上,点在直线上,点的坐标为,且,,三点不共线,则周长的最小值为( )
A. B. C. D.8
【答案】C
【分析】利用对称将三角形周长转化为四点共线问题,求出两点之间距离即可.
【详解】依题意,点关于直线的对称点,关于直线的对称点,
则, 的周长 ,
当且仅当点分别是直线与直线及直线的交点时取等号,
所以周长的最小值为.
故选:C
4(22-23高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知,若过定点的动直线:和过定点的动直线:交于点(与,不重合),则以下说法错误的是( )
A.点的坐标为 B.
C. D.的最大值为5
【答案】D
【分析】根据定点判断方法、直线垂直关系、勾股定理、三角函数辅助角求最值即可得解.
【详解】因为可以转化为,
故直线恒过定点A,故A选项正确;
又因为:即恒过定点B,
由 和 , 满足 ,
所以 , 可得 , 故B选项正确;
所以 , 故C选项正确;
因为 , 设为锐角,
则,
所以, 所以当 时, 取最大值 , 故选项D错误.
故选:D.
【题型5】 综合问题
【经典例题】
【例1】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)如图,已知,,,直线.
(1)证明直线经过某一定点,并求此定点坐标;
(2)若直线等分的面积,求直线的一般式方程;
【答案】(1)证明见解析;定点为
(2)
【分析】(1)方程整理得,可得方程组,解之即得定点坐标;
(2)判断为正三角形,推理点为的三等分点(靠近点),由求得,设,利用求出点坐标,即得直线方程.
【详解】(1)由,整理得,
由解得,即直线经过定点;
(2)
如图,因,,,,可得:,
即为正三角形,又由,可知点为的三等分点(靠近点),
则,由题意,直线必与边相交(否则若与边相交于点,则,不合题意),
设交点为,依题意,由,可得,
解得,则.设点,
由,可得,解得,即,
于是,,故直线的方程为:,
即.
【巩固练习】
1(24-25高二上·四川·期中)在等腰直角三角形中,,点是边上异于、的一点,光线从点出发,经、反射后又回到原点,光线经过的重心.(若、、、分别是三角形的重心和三个顶点,且分别为、、、,则有.
(1)建立适当的坐标系,请求的重心的坐标;
(2)求点的坐标;
(3)求的周长.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)
【分析】(1)以为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立平面直角坐标系,写出三个顶点的坐标,即可求出该三角形重心的坐标;
(2)设,求出点直线、的对称点、的坐标,根据、、、共线且光线经过的重心,结合斜率公式可得出关于的等式,结合求出的值,即可得出点的坐标;
(3)由对称性可知,,可得出的周长为,结合两点间的距离公式求解即可.
【详解】(1)在等腰直角三角形中,,则,
以为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立平面直角坐标系,
则、、,
故的重心的坐标为,即;
(2)设,关于直线、的对称点分别设为、,则,
设,直线的方程为,
则,解得,即,
由光的反射原理可知、、、共线,且光线经过的重心,
故,解得或(舍去),故.
(3)由(2)可得、,由题意可知,,
故的周长.
2(23-24高二上·江西九江·期中)已知圆的圆心在直线上,且经过点和.
(1)求圆的标准方程;
(2)若自点发出的光线经过轴反射后,其反射光线所在的直线与圆相切,求反射光线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由已知设圆心,根据,可解得与半径,即可得圆的方程;
(2)求点关于轴的对称点,可知直线过点,设直线方程,利用圆心到直线的距离为半径,列方程,可得直线方程.
【详解】(1)因为圆的圆心在直线上,
设,
由可得,解得,
可知圆心,半径,
所以圆的标准方程为;
(2)取点关于轴的对称点,
可知直线过点,且与圆相切,
若直线的斜率不存在,则,
此时圆心到直线的距离,不合题意;
所以直线的斜率存在,设为,则,即,
则圆心到直线的距离,整理得,
解得或,
所以直线的方程为或.
【A组---基础题】
1(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)直线的倾斜角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由斜率得倾斜角的正切,再利用同角间的三角函数关系求得正弦值.
【详解】由题意,又,所以,
从而,,而,
所以,
故选:A.
2(24-25高二上·山东淄博·期中)已知直线和直线,则是两直线平行的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据两直线平行求出参数的值,再利用充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.
【详解】若直线和直线平行,
则,解得或,
因此,是两直线平行的充分不必要条件.
故选:A.
3(24-25高二上·江苏连云港·期中)已知直线过点,且在轴与轴上的截距互为相反数,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】设所求直线的横截距为,分和讨论,设出直线方程,将点代入,求出即可得出答案.
【详解】设所求直线的横截距为,
当时,可设直线为,将点代入,可得,
所以直线方程为,
当时,可设直线为,将点代入,可得,
所以直线方程为,
综上,直线的方程为或.
故选:C.
4(24-25高二上·安徽·期中)已知入射光线所在的直线的倾斜角为,与y轴交于点,则经y轴反射后,反射光线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题设得反射光线所在直线的斜率为,再应用点斜式写出直线方程.
【详解】由题意,所求反射光线所在直线的斜率为,且与y轴交于点,
所求直线的方程为,即.
故选:A
5(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线,直线是直线绕点逆时针旋转得到的直线,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据给定条件,表示出直线的倾斜角,再利用和角的正切公式求出斜率即可得解.
【详解】设直线的倾斜角为,则,,
则直线的倾斜角为,
故其斜率,
而直线过点,则直线的点斜式方程为,
即直线的方程是.
故选:A
6(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,AB中点为Q,则的值为( )
A. B. C. D.与m的取值有关
【答案】A
【分析】求解直线经过的定点,根据两直线垂直,即可根据直角三角形的性质求解.
【详解】由于经过的定点为,所以,
直线变形为,
所以经过定点,故,
因为,所以两直线垂直,如图,
因此为直角三角形,
所以,
故选:A
7(23-24高二上·湖南常德·期中)若直线:关于直线l:对称的直线为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】直线与l的交点在直线上,并且直线上任取一点,该点关于直线l的对称点也在直线上,根据两点坐标求出斜率,即可求出直线的方程.
【详解】联立,解得,即与l的交点为.
又点在上,设A关于l的对称点为,
则,解得,即,
所以直线的斜率,
从而直线的方程为,
即.
故选:D
8(多选)(24-25高二上·山西朔州·期中)已知的三个顶点是,,,则( )
A.边的长度是
B.直线的方程为
C.边上的高所在直线的方程为
D.的面积是4
【答案】ABD
【分析】根据给定条件,结合距离公式、斜率坐标公式、直线的点斜式方程逐项求解判断.
【详解】对于A,,A正确;
对于B,直线的斜率,方程为,即,B正确;
对于C,边上的高所在直线的斜率为,方程为,即,C错误;
对于D,点到直线的距离,的面积是,D正确.
故选:ABD
9(24-25高二上·山东淄博·期中)已知的三个顶点,,,
(1)边所在直线的方程
(2)边上的中线所在直线的方程.
(3)的面积
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)首先求出,再由斜截式求出直线的方程;
(2)首先求出的中点的坐标,从而求出,再由点斜式计算可得;
(3)首先求出,以及点到直线的距离,最后由面积公式计算可得.
【详解】(1)因为,,所以,
所以直线的方程为,即;
(2)因为,的中点为,
又,所以,
所以边上的中线所在直线的方程为,即;
(3)因为,
点到直线:的距离,
所以.
10(24-25高二上·广东广州·期中)如图,A、B是射线OM、ON上的两点,点Q是线段AB上一点,点Q到OM、ON的距离分别为2,.测得,.以点O为坐标原点,射线OM为x轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系,点Q在第一象限.
(1)求点Q的坐标;
(2)设点P在平面xOy内,,且,线段AB上一动点C离点P最近时的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意写出直线的直线方程,利用两个距离建立方程,解得点到直线的距离公式,可得答案;
(2)根据两直线垂直与点到直线距离,结合两点之间距离公式,建立方程,可得答案.
【详解】(1)由题意可得射线所在直线的斜率,
直线的方程为,一般式为,
由点到的距离为,且为轴,则设,,
由点到的距离为,则,整理可得,
解得或(舍去),所以点的坐标为.
(2)由,且,则,由题意易知时,距离最近,
设,直线的斜率,
由题意可得,且在上,直线的斜率,
由,则,可得,即,
直线的方程为,整理可得,
点到的距离,
由,则到的距离为,可得,
所以,,解得或,
因为在线段上,所以,则,解得,
所以点的坐标为.
【B组---提高题】
1(24-25高二上·吉林长春·期中)如图,在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的周长等于( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】建立如图所求的直角坐标系,得,设,求出关于直线的对称点的坐标,关于轴对称点的坐标,由反射性质四点共线,求得直线方程,由在直线上可求得,然后计算即可.
【详解】建立如图所求的直角坐标系,得,
则直线方程为,
且的重心为,即,
设,关于直线的对称为,
则,解得,则,
易知关于轴的对称点为,
根据光线反射原理知四点共线,
所以直线的方程为,,即,
又直线过,
所以,解得或(舍去),
所以,,,
所以.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题考查直线方程的应用,解题关键是利用对称性,把的三边转化为到同一条直线上,利用直线方程求得点位置,然后得路程的最小值.
2(19-20高一上·江西新余·期末)已知在中,其中,,的平分线所在的直线方程为,则的面积为( )
A. B. C.8 D.
【答案】C
【分析】首先求得直线与直线的交点的坐标,利用到直线的距离相等列方程,解方程求得点的坐标.利用到直线的距离以及的长,求得三角形的面积.
【详解】直线的方程为,即.
由解得.
设,直线的方程分别为 ,即
,.根据角平分线的性质可知,到直线的距离相等,所以
,
,由于,所以上式可化为,两边平方并化简得
,解得(),所以.
所以到直线的距离为,而,所以.
故选:C
【点睛】本小题主要考查直线方程的求法,考查直线与直线交点坐标,考查点到直线距离公式、两点间的距离公式,考查角平分线的性质,考查数形结合的数学思想方法,属于中档题.
3(24-25高二上·湖北·期中)在平面直角坐标系中,过点作斜率分别为的直线,若,则称直线是定积直线或定积直线.
(1)已知直线是定积直线,且直线,求直线的方程;
(2)如图所示,已知点,点和点分别是三条倾斜角为锐角的直线上的点(与均不重合),且直线是定积直线,直线是定积直线,直线是定积直线,求点的坐标;
(3)已知点,直线是定积直线,若,求三角形的面积.
【答案】(1)
(2);
(3)
【分析】(1)根据新定义求得的斜率,得直线方程;
(2)设直线的斜率分别为,由新定义列方程组解得,求得直线方程,再联立直线方程求得交点坐标;
(3)设出点坐标,根据新定义列出关系式,得到动点轨迹方程,假定在轴上方,根据直线斜率与角之间关系转化列出等式,求出点坐标,进而求得三角形面积.
【详解】(1)由已知得,又,
且直线过点,
的方程;
(2)(2)设直线的斜率分别为,
则.
得(负值舍去),
当时,
直线的方程为,直线的方程为
联立得;故所求为;
(3)设,
得的轨迹方程为:
由图形的对称性,不妨设在轴上方,则
,得,即此时的纵坐标为
.
所以三角形的面积为.
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