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高中数学 选择性必修 第一册
课时达标检测(六)
两条直线的交点坐标
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课时达标检测(六) 两条直线的交点坐标
基础达标
一、单项选择题
1.过直线l1:x-2y+4=0与直线l2:x+y+1=0的交点,且过原点的直线方程为( )
A.2x-y=0 B.2x+y=0
C.x-2y=0 D.x+2y=0
解析 联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x-2y+4=0,,x+y+1=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=-2,,y=1,))则直线l1:x-2y+4=0与直线l2:x+y+1=0的交点坐标为(-2,1)。所以过点(-2,1)且过原点(0,0)的直线方程为x+2y=0。故选D。
答案 D
答案与解析
2.直线eq \r(3)x-y=0与x+y=0的位置关系是( )
A.相交但不垂直
B.平行
C.重合
D.垂直
解析 易知A1=eq \r(3),B1=-1,A2=1,B2=1,则A1B2-A2B1=eq \r(3)×1-1×(-1)=eq \r(3)+1≠0,又A1A2+B1B2=eq \r(3)×1+(-1)×1=eq \r(3)-1≠0,则这两条直线相交但不垂直。
答案 A
答案与解析
3.过直线x+y-3=0和2x-y+6=0的交点,且与直线2x+y-3=0垂直的直线方程是( )
A.4x+2y-9=0
B.4x-2y+9=0
C.x+2y-9=0
D.x-2y+9=0
解析 联立eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+y-3=0,,2x-y+6=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=-1,,y=4,))设与直线2x+y-3=0垂直的直线方程为x-2y+m=0,所以把(-1,4)代入该直线方程,得m=9。故所求直线的方程为x-2y+9=0。故选D。
答案 D
答案与解析
4.直线kx-y+2k+1=0与x+2y-4=0的交点在第四象限,则k的取值范围为( )
A.(-6,2)
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,6),0))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-\f(1,6)))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))
解析 联立方程eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(kx-y+2k+1=0,,x+2y-4=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=\f(2-4k,2k+1),,y=\f(6k+1,2k+1),))由直线kx-y+2k+1=0与x+2y-4=0的交点在第四象限可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=\f(2-4k,2k+1)>0,,y=\f(6k+1,2k+1)<0,))解此不等式组可得-eq \f(1,2)<k<-eq \f(1,6),即k的取值范围为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-\f(1,6)))。故选C。
答案 C
答案与解析
5.方程(a-1)x-y+2a+1=0(a∈R)所表示的直线( )
A.恒过定点(-2,3)
B.恒过定点(2,3)
C.恒过点(-2,3)和点(2,3)
D.都是平行直线
解析 方程(a-1)x-y+2a+1=0可化为-x-y+1+a(x+2)=0,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(-x-y+1=0,,x+2=0,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=-2,,y=3。))故选A。
答案 A
答案与解析
6.若直线l1:y=kx-k+1与直线l2关于点(3,3)对称,则直线l2一定过定点( )
A.(3,1) B.(2,1) C.(5,5) D.(0,1)
解析 因为y=kx-k+1=k(x-1)+1,所以直线l1:y=kx-k+1过定点(1,1)。设定点(1,1)关于点(3,3)对称的点的坐标为(x,y),所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(1+x,2)=3,,\f(1+y,2)=3,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=5,,y=5,))即直线l2恒过定点(5,5)。故选C。
答案 C
答案与解析
二、多项选择题
7.若三条直线l1:x+y-1=0,l2:kx-2y+3=0,l3:x-(k+1)y-5=0可围成三角形,则( )
A.k≠-7 B.k≠-2
C.k≠-1 D.k≠1
解析 若三条直线交于一点,则k≠-2,解由l1,l2的方程组成的方程组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x+y-1=0,,kx-2y+3=0,))得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=-\f(1,k+2),,y=\f(3+k,k+2),))即l1与l2的交点为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,k+2),\f(3+k,k+2))),代入l3的方程得-eq \f(1,k+2)-(k+1)×eq \f(3+k,k+2)-5=0,解得k=-7或-2(舍去)。即三条直线交于一点时k=-7。若l1与l2平行或重合,则1×(-2)-k×1=0,k=-2。若l1与l3平行或重合,则1×[-(k+1)]-1×1=0,k=-2。若l2与l3平行或重合,则k×[-(k+1)]-1×
(-2)=0,k=-2或1。综上可知,当三条直线可围成三角形时,k≠-7且k≠-2且k≠1。故选ABD。
答案 ABD
答案与解析
8.若三条直线2x+y-4=0,x-y+1=0与ax-y+2=0共有两个交点,则实数a的值可以为( )
A.1 B.2 C.-2 D.-1
解析 由题意可得三条直线中,有两条直线互相平行。因为直线x-y+1=0和直线2x+y-4=0不平行,所以直线x-y+1=0和直线ax-y+2=0平行或直线2x+y-4=0和直线ax-y+2=0平行。因为x-y+1=0的斜率为1,2x+y-4=0的斜率为-2,ax-y+2=0的斜率为a,所以a=1或a=
-2。
答案 AC
答案与解析
三、填空题
9.已知两条直线l1:ax+3y-3=0,l2:4x+6y-1=0,若l1与l2相交,则实数a满足的条件是________。
解析 因为l1与l2相交,则有eq \f(a,4)≠eq \f(3,6),所以a≠2。
答案 a≠2
答案与解析
10.已知直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0互相垂直,垂足为(1,p),则m-n+p=________。
解析 由题意知,2×m-4×5=0,解得m=10,所以直线mx+4y-2=0即5x+2y-1=0。又垂足(1,p)在直线5x+2y-1=0上,所以5×1+2×p-1=0,解得p=-2。又垂足(1,-2)也在直线2x-5y+n=0上,所以2×1-5×(-2)+n=0,解得n=-12。故m-n+p=10+12-2=20。
答案 20
答案与解析
11.直线l被两条直线l1:4x+y+3=0和l2:3x-5y-5=0截得的线段的中点为P(-1,2),则直线l的方程为__________________。
解析 设直线l与l1的交点为A(x0,y0)。由已知条件,得直线l与l2的交点为B(-2-x0,4-y0),且满足eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(4x0+y0+3=0,,3-2-x0-54-y0-5=0,))
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(4x0+y0+3=0,,3x0-5y0+31=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x0=-2,,y0=5,))即A(-2,5),所以直线l的方程为eq \f(y-2,5-2)=eq \f(x--1,-2--1),即3x+y+1=0。
答案 3x+y+1=0
答案与解析
四、解答题
12.已知在平行四边形ABCD中,A(1,1),B(7,1),D(4,6),点M是边AB的中点,CM与BD交于点P。
(1)求直线CM的方程;
(2)求点P的坐标。
解 (1)设点C的坐标为(x,y),
因为在平行四边形ABCD中,AB∥DC,AD∥BC,
所以线段AB,DC所在直线的斜率相等,线段AD,BC所在直线的斜率相等,
则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(1-1,7-1)=\f(y-6,x-4),,\f(6-1,4-1)=\f(y-1,x-7),))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=10,,y=6,))即C(10,6)。
又点M是边AB的中点,所以M(4,1),
所以直线CM的方程为eq \f(y-1,6-1)=eq \f(x-4,10-4),
即5x-6y-14=0。
(2)因为B(7,1),D(4,6),
所以直线BD的方程为eq \f(y-1,6-1)=eq \f(x-7,4-7),
即5x+3y-38=0。
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(5x-6y-14=0,,5x+3y-38=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(x=6,,y=\f(8,3),))
即点P的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6,\f(8,3)))。
13.在△ABC中,已知BC边上的高所在直线的方程为eq \a\vs4\al(x-2y+1=0),∠A的平分线所在直线的方程为y=0。若点B的坐标为(1,2),求点C的坐标。
解 点A为直线y=0与x-2y+1=0的交点,
所以点A的坐标为(-1,0)。
所以kAB=eq \f(2-0,1--1)=1,
又因为∠A的平分线所在直线的方程是y=0,
所以kAC=-1。
所以直线AC的方程是y=-x-1。
而BC与直线x-2y+1=0垂直,
所以kBC=-2。
所以直线BC的方程是y=-2x+4。
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(y=-x-1,,y=-2x+4,))解得C(5,-6)。
素养升级
14.已知0<k<4,直线l1:kx-2y-2k+8=0和直线l2:2x+k2y-4k2-4=0与两坐标轴围成一个四边形,则使得这个四边形面积最小的k值为________。
解析 由题意知,直线l1,l2恒过定点P(2,4),直线l1的纵截距为4-k,直线l2的横截距为2k2+2,所以四边形的面积S=eq \f(1,2)×2×(4-k)+eq \f(1,2)×4×(2k2+2)=4k2-k+8,故面积最小时,k=eq \f(1,8)。
答案 eq \f(1,8)
答案与解析
15.已知直线l:3x-y-1=0及点A(4,1),B(0,4),C(2,0)。
(1)试在l上求一点P,使|AP|+|CP|最小;
(2)试在l上求一点Q,使||AQ|-|BQ||最大。
解 (1)如图①,设点C关于l的对称点为C′(a,b),连接AC′交直线l于点P,此时|AP|+|CP|最小。
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(b-0,a-2)=-\f(1,3),,3·\f(a+2,2)-\f(b+0,2)-1=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a=-1,,b=1,))
所以eq \a\vs4\al(C′-1),1),
所以直线AC′的方程为y=1。
由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(y=1,,3x-y-1=0))得l与直线AC′的交点为Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),1)),
此时|AP|+|CP|取最小值5。
(2)如图②,设点B关于l的对称点为B′(m,n),连接AB′并延长交直线l于点Q,此时||AQ|-eq \a\vs4\al(|BQ||)最大。由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(\f(n-4,m-0)=-\f(1,3),,3·\f(m+0,2)-\f(n+4,2)-1=0,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(m=3,,n=3,))所以B′(3,3),所以直线AB′的方程为2x+y-9=0,由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(2x+y-9=0,,3x-y-1=0))得AB′与l的交点为Q(2,5),此时||AQ|-eq \a\vs4\al(|BQ||)取最大值eq \r(5)。
$$