内容正文:
微专题——直线过定点问题【缘起】
题目出处
题目
人教A版P80第16题
已知为任意实数,当变化时,方程
表示什么图形?图形有何特点?
人教A版P102第10题
求点到直线(为任意实数)的距离的最大值.
人教A版P103第20题
已知圆,直线.
(1)求证:直线恒过定点.
(2)直线被圆截得的弦何时最长、何时最短?并求截得的弦长最短时的值以及最短弦长.
人教B版P102第3题
方程在k取遍所有实数时,可对应无数条直线,这无数条直线有什么共同点?
人教B版P177B组第4题
不论为何实数,直线3x-2y+1)=0恒过定点
北师大版P43B组第4题
求证不论取何值,方程x+(1-2)y+3-1=0总表示一条直线,且恒过一定点.
【抽象】
方法:(集项法)诸曲线过定点,是曲线系方程中的最基本的问题.解决这类问题的基本方法是把方程按含与不含可变参数重新集项(分离参数)为(为参数),则这个曲线系就是过和交点的曲线系,解方程组,便可求得定点.
原理:方程对而言,有多于一个解的充要条件是.
抽象:过两相交直线和交点的直线系方程为:
,
其中λ为任意常数,这些直线中不包括直线.若要包括这条直线,则方程为:.
【特例】
(1)
直线过定点;
(2)
直线过定点;
(3)
直线过定点;
(4)
直线过定点;
(5)
直线过定点;
(6)
直线过定点;【提升】
1、求证:不论取何值,直线系必过定点,并求出这个定点的坐标.
证 将参数分离,得: ①
因为当方程和同时成立时,无论取何值,方程①恒成立,所以直线系必经过直线和交点,
解方程组 得
因此,不论取何值,直线系必过定点.
2、
3、(平谷2024一模-10)设点,动直线l:,作于点M,则点M到坐标原点O距离的最小值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据直线垂直关系可得点M的轨迹是以为圆心,半径的圆,即可得.
【详解】由以及可得直线的方程为,
联立,消去整理可得;
所以可知点M的轨迹是以为圆心,半径的圆;
因此.
故选:C
4、(2024门头沟一模-9)9. 在平面直角坐标系中, 记 为点 到直线 的距离, 则当 变化时, 的最大值与最小值之差为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 6
【答案】D
【解析】
【分析】由直线方程得到其过定点,而可看成单位圆上的一点,故可将求点到直线之距转化为求圆心到直线之距,要使距离最大,需使直线,此时最大距离即圆心到点的距离再加上半径即得.
【详解】由直线 整理得,可知直线经过定点,
而由知,点可看成圆上的动点,
于是求点 到直线 的距离最值可通过求圆心到直线的距离得到.
如图知当直线与圆相交时, 到直线 的距离最小值为,
要使点到直线距离最大,需使圆心到直线距离最大,
又因直线过定点,故当且仅当时距离最大,(若直线与不垂直,则过点作直线的垂线段长必定比短)
此时,故点到直线距离的最大值为,即的最大值与最小值之差为.
故选:D.
5.(2024朝阳二模-14) 若直线与曲线 有两个不同的交点,则实数的一个取值为_______.
【答案】1(答案不唯一)
【解析】
【分析】画出图,由图可知有两个交点的时候的临界状态为相切与过点,求出此时直线的斜率,则实数的取值范围即可求解.
【详解】
直线过定点,
曲线 ,即,表示半圆,
如图所示,当直线与圆相切时,圆心到直线的距离,
所以(舍去)或,
由于直线与曲线 有两个不同的交点,
当直线过时,斜率最小为,
所以由图可知,实数的取值范围为:,
故实数的一个取值为1,
故答案为:1(答案不唯一).
6.(2024海淀上学期期末-6)已知,直线与交于,两点.若为直角三角形,则
(A) (B) (C) (D)
7.(西城学探诊选择性必修1·P50-14)已知曲线,其中.
(1) 证明:不论取何实数,曲线必过定点;
(2) 证明:当时,曲线是一个圆,且圆心总在同一条直线上.
8.已知直线与圆交于两点,则的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.6
9.曲线与直线(2k+1)x﹣(k+1)y+1=0有两个交点,则实数k的取值范围为( )
A.(0,+∞) B.
C. D.
10.已知直线,则下列结论正确的是( )
A.存在,使与直线平行
B.恒过定点(0,1)
C.存在,使被圆截得弦长为
D.存在,使被圆截得弦长为4
11. 已知点,过点作直线,不同时为垂线,垂足为,则的最小值为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
直线整理得 可知直线过定点T,所以点落在以为直径的圆上,点的轨迹为,圆心为C半径为1, 的最小值为;
故选B.
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