内容正文:
预习06 直线的方程
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型 强知识:7大核心考点精准练
第二步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点 1 :直线的点斜式方程
1.点斜式方程的推导
如图,直线l经过点,且斜率为k.设为直线l上不同于点P0的任意一点,因为直线l的斜率为k,由斜率公式得,即.
2.直线的点斜式方程
方程由直线上一定点及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
(1)当直线l的倾斜角为0°时,,即k=0,这时直线l与x轴平行或重合,直线l的方程是,即
(2)当直线l的倾斜角为90°时,由于无意义,直线没有斜率,这时直线l与y轴平行或重合,它的方程不能用点斜式表示.又因为这时直线l上每一点的横坐标都等于x0,所以它的方程是或.
知识点 2 :直线的斜截式方程
1.斜截式方程的推导
如图,如果斜率为k的直线l过点,这时P0是直线l与y轴的交点,代入直线的点斜式方程,得,即.
2.直线的斜截式方程
我们把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.这样,方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.其中,k和b均有明显的几何意义:k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
知识点 3 :直线的两点式方程
当时,经过两点的直线的斜率.
任取中的一点,例如,取点,由直线的点斜式方程,得,
当时,上式可写为,这就是经过两点 (其中
)的直线的方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
知识点 4 :直线的截距式方程
已知直线l与x轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则由直线的两点式方程可以得到直线l的方程为
我们把直线l与x轴的交点的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.方程由直线l在两条坐标轴上的截距a与b确定,我们把方程叫做直线的截距式方程,简称截距式.
知识点 5 :直线的一般式方程
关于的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于的二元一次方程 (其中不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
直线方程的一般式与斜截式、截距式的互化
一般式
斜截式
截距式
(其中不同时为0)
【题型1 点斜式方程】
1.写出满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)经过点,斜率为;
(2)经过点,倾斜角是;
(3)经过点且与轴垂直.
2.若过点的直线的倾斜角为,且,则的方程为( )
A. B.
C. D.
3.已知直线过点,将直线绕点逆时针旋转与轴重合,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
4.将直线绕点顺时针旋转得到的直线方程是 .
5.直线l的倾斜角为,且,若l过点,则直线l的方程为 .
【题型2 斜截式方程】
6.已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
7.(多选)已知两条不同的直线与,则与的位置关系可以是图中的( )
A. B.
C. D.
8.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)写出斜率为,在y轴上截距为的直线的斜截式方程;
(2)求过点,斜率为的直线的斜截式方程;
(3)已知直线方程为,求直线的斜率,在y轴上的截距,以及与y轴交点的坐标.
9.已知的三个顶点分别为、、,求边上的中线所在直线的斜截式方程.
【题型3 两点式方程】
10.已知直线的两点式为,则( )
A.直线经过点 B.直线的斜截式为
C.直线的倾斜角为锐角 D.直线的点斜式为
11.经过与两点的直线方程为 .
12.已知直线及与函数图像的交点分别为A,B,则直线方程为 .
13.已知入射光线经过点被轴反射后,反射光线经过点,则反射光线所在直线方程为 .
14.若三点,,在同一条直线上,则的值为 .
【题型4 截距式方程】
15.直线的纵截距为( )
A. B. C.2 D.3
16.在平面直角坐标系中,直线,则直线过( )
A.一、二、三象限 B.一、二、四象限 C.二、三、四象限 D.一、三、四象限
17.过点且在坐标轴上的截距相等的直线的斜率是 .
18.直线l过点且在两坐标轴上的截距相等,则直线l的方程为 .
19.已知直线过点,且分别与轴的正半轴交于点、轴的正半轴交于点.
(1)若为的中点,求直线的方程;
(2)求的最小值.
【题型5 一般式方程】
20.已知直线l:的倾斜角为,则实数( )
A. B. C. D.
21.若直线的截距式方程化为斜截式方程为,化为一般式方程为,则( )
A. B. C. D.
22.直线在两坐标轴上的截距之和为,则实数( )
A. B. C. D.2
23.经过点,且倾斜角是直线的倾斜角的2倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
24.直线 经过平面直角坐标系的第一、第二与第四象限,则实数 的取值范围是 .
25.将直线绕点逆时针旋转得到的直线方程为 .
【题型6 直线方程与方向向量、法向量】
26.直线的方向向量可以是( )
A. B. C. D.
27.已知是直线上一点,是直线的一个法向量,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
28.若直线过点,且其一个方向向量为,则直线的方程为 .
29.直线l经过点且一个法向量为,则直线l的一般式方程为 .
30.已知定点,若直线过定点且方向向量是,直线过定点且方向向量是,直线在轴上的截距是,直线在轴上的截距是,则( )
A.2 B. C.1 D.
【题型7 直线的定点问题】
31.直线必过定点( )
A. B. C. D.
32.设点,,若直线与线段没有公共点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
33.已知直线在轴上的截距的取值范围是,则其斜率的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
34.在直线方程中,当k变化时,可得无数条直线,这些直线恒过的定点是 .
35.直线过定点 ,倾斜角的最小值是 .
【题型8 直线与坐标轴形成三角形问题】
36.已知直线过点,且与坐标轴分别相交于点A、B,若的面积为24,其中O为坐标原点,则这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
37.已知直线的斜率小于,且经过点,并与坐标轴交于两点,,当的面积取得最小值时,直线的斜率为 .
38.过点的直线分别与轴、轴交于不同的A,B两点,为坐标原点,若存在4条直线使得的面积均为,则的取值范围是 .
39.直线的方程为,.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)若直线分别交轴、轴的正半轴于点、,点是坐标原点.若的面积为,求的值.
40.在平面直角坐标系中,点,,直线.
(1)当点A到直线l的距离最大时,求k的值:
(2)在(1)的条件下,若过点的直线与直线和轴正半轴分别交于点M,N,其中M在第一象限,当的面积最小时,求直线的方程.
一、单选题
1.已知直线的一个方向向量为,则实数的值为( )
A. B. C.2 D.
2.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.若直线经过第一、二、四象限,则( )
A.且 B.且
C.且 D.且
4.已知直线l与直线夹角为45°,则l的倾斜角为( )
A.°或75° B.15°或105° C.75°或165° D.30°或60°
5.过点且斜率小于0的直线与轴,轴围成的封闭图形面积的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
6.已知直线绕点逆时针旋转,得到直线,则不过第( )象限.
A.四 B.三 C.二 D.一
7.已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8.下列说法错误的是( )
A.平面直角坐标系内的任意一条直线都存在倾斜角和斜率
B.经过点且斜率为的直线方程为
C.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D.直线x=1的斜率为0
9.已知直线在轴和轴上的截距相等,则的值可能是( )
A.1 B. C.2 D.
三、填空题
10.直线的一个方向向量为 .
11.一条光线从点射出,与轴相交于点 ,经轴反射,求反射光线所在的直线方程 .
12.在平面直角坐标系中过点作直线,分别与轴的正半轴、y轴的正半轴交于点.当直线的斜率为 时,的面积最小,最小面积是 .
四、解答题
13.求符合下列条件的直线方程.
(1)直线过点,且斜率为;
(2)斜率为,且与两坐标轴围成的面积为6;
(3)直线过点,且横截距为纵截距的两倍.
14.直线过点且与轴、轴的正半轴分别交于两点,为坐标原点,求分别满足下列条件的直线方程:
(1)的周长为12;
(2)的面积为6.
15.已知直线过点,且的一个法向量是.
(1)求直线的方程;
(2)若直线与轴交于点,将直线绕着点逆时针旋转,点所对应的点为,求直线的方程;
(3)在(2)的条件下,求的角平分线所在的直线方程.
16.已知直线与坐标轴形成的三角形的面积为.
(1)当时,求直线的方程;
(2)针对的不同取值,直线构成集合,讨论集合中的元素个数.
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知识点 1 :直线的点斜式方程
1.点斜式方程的推导
如图,直线l经过点,且斜率为k.设为直线l上不同于点P0的任意一点,因为直线l的斜率为k,由斜率公式得,即.
2.直线的点斜式方程
方程由直线上一定点及该直线的斜率k确定,我们把它叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
(1)当直线l的倾斜角为0°时,,即k=0,这时直线l与x轴平行或重合,直线l的方程是,即
(2)当直线l的倾斜角为90°时,由于无意义,直线没有斜率,这时直线l与y轴平行或重合,它的方程不能用点斜式表示.又因为这时直线l上每一点的横坐标都等于x0,所以它的方程是或.
知识点 2 :直线的斜截式方程
1.斜截式方程的推导
如图,如果斜率为k的直线l过点,这时P0是直线l与y轴的交点,代入直线的点斜式方程,得,即.
2.直线的斜截式方程
我们把直线l与y轴的交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距.这样,方程y=kx+b由直线的斜率k与它在y轴上的截距b确定,我们把方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.其中,k和b均有明显的几何意义:k是直线的斜率,b是直线在y轴上的截距.
知识点 3 :直线的两点式方程
当时,经过两点的直线的斜率.
任取中的一点,例如,取点,由直线的点斜式方程,得,
当时,上式可写为,这就是经过两点 (其中
)的直线的方程,我们把它叫做直线的两点式方程,简称两点式.
知识点 4 :直线的截距式方程
已知直线l与x轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则由直线的两点式方程可以得到直线l的方程为
我们把直线l与x轴的交点的横坐标a叫做直线在x轴上的截距,此时直线在y轴上的截距是b.方程由直线l在两条坐标轴上的截距a与b确定,我们把方程叫做直线的截距式方程,简称截距式.
知识点 5 :直线的一般式方程
关于的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于的二元一次方程 (其中不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
直线方程的一般式与斜截式、截距式的互化
一般式
斜截式
截距式
(其中不同时为0)
【题型1 点斜式方程】
1.写出满足下列条件的直线的点斜式方程:
(1)经过点,斜率为;
(2)经过点,倾斜角是;
(3)经过点且与轴垂直.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)直线的点斜式方程为:.
(2)由倾斜角是,则直线的斜率为,
所以直线的点斜式方程为:.
(3)由于直线与轴垂直,斜率不存在,
所以该直线的方程为.
2.若过点的直线的倾斜角为,且,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由及,可得,
所以的斜率,
所以由点斜式方程得的方程为:
,即.
故选:C.
3.已知直线过点,将直线绕点逆时针旋转与轴重合,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】直线过点,将直线绕点逆时针旋转与轴重合,
所以直线的倾斜角为,所以,
直线的方程为:.
故选:D.
4.将直线绕点顺时针旋转得到的直线方程是 .
【答案】
【详解】因为直线的斜率为1,所以其倾斜角为.
将其顺时针旋转,所得直线的倾斜角为,所以所求直线的斜率为:.
所以所求直线方程为:即.
故答案为:
5.直线l的倾斜角为,且,若l过点,则直线l的方程为 .
【答案】或
【详解】由直线l的倾斜角为,且,得,则,
因此直线l的斜率,直线l的方程为或,
所以直线l的方程为或.
故答案为:或
【题型2 斜截式方程】
6.已知,,则下列直线的方程不可能是的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】,
直线的方程在轴上的截距不小于2,且当时,轴上的截距为2,
故D正确,当时,, 故B不正确,当时,或,由图象知AC正确.
故选:B
7.(多选)已知两条不同的直线与,则与的位置关系可以是图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【详解】对于A:由图像判断,符合,正确;
对于B:,在轴上的截距为1,图像不符合;错误;
对于C:由于,在轴上的截距为1,在轴上的截距为,结合图像可得:,图像符合;正确;
对于D: 由于,在轴上的截距为1,在轴上的截距为,
结合图像可知:,即,此时的图像矛盾,错误;
故选:AC
8.根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)写出斜率为,在y轴上截距为的直线的斜截式方程;
(2)求过点,斜率为的直线的斜截式方程;
(3)已知直线方程为,求直线的斜率,在y轴上的截距,以及与y轴交点的坐标.
【答案】(1);
(2);
(3)斜率,在y轴上的截距1,直线与y轴交点的坐标为.
【详解】(1)直线的斜率,纵截距,
所以该直线的斜截式方程为.
(2)过点,斜率为的直线的点斜式方程为,
所以该直线的斜截式方程为.
(3)直线方程化为,
所以该直线的斜率为,在y轴上的截距为1,直线与y轴交点的坐标为.
9.已知的三个顶点分别为、、,求边上的中线所在直线的斜截式方程.
【答案】
【详解】因为、,所以边上的中点,
而,所以,所以所在直线的斜截式方程为.
【题型3 两点式方程】
10.已知直线的两点式为,则( )
A.直线经过点 B.直线的斜截式为
C.直线的倾斜角为锐角 D.直线的点斜式为
【答案】C
【详解】由题意,直线经过两点,,故AD错误,
将两点式化为斜截式:,故B错误,
直线的斜率为,所以直线的倾斜角为锐角,故C正确.
故选:C.
11.经过与两点的直线方程为 .
【答案】
【详解】由题意可知,经过与两点的直线方程为,即.
故答案为:.
12.已知直线及与函数图像的交点分别为A,B,则直线方程为 .
【答案】
【详解】由,得,,得,
所以直线AB的方程为,即.
故答案为:.
13.已知入射光线经过点被轴反射后,反射光线经过点,则反射光线所在直线方程为 .
【答案】
【详解】由题意利用反射定律可得,点关于轴的对称点在反射光线所在的直线上,故反射光线所在直线的方程为,化简可得.
故答案为:.
14.若三点,,在同一条直线上,则的值为 .
【答案】
【详解】由题意得直线的方程为,即,
将代入直线中,则,解得.
故答案为:
【题型4 截距式方程】
15.直线的纵截距为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【详解】直线即,所以纵截距为-2.
故选:A.
16.在平面直角坐标系中,直线,则直线过( )
A.一、二、三象限 B.一、二、四象限 C.二、三、四象限 D.一、三、四象限
【答案】D
【详解】解:直线在x轴上截距为2,y轴上截距为-3,
所以直线l过一、三、四象限.
故选:D.
17.过点且在坐标轴上的截距相等的直线的斜率是 .
【答案】或
【详解】当直线过原点时,在坐标轴上的截距都为0,
此时直线的斜率为:;
当直线不过原点时,设直线的方程为,
则,即,
则直线的方程为,斜率为.
故答案为:或.
18.直线l过点且在两坐标轴上的截距相等,则直线l的方程为 .
【答案】或
【详解】当截距均为0时,即过,此时直线l的方程为;
当截距不为0时,设直线l的方程为,
满足,解得,此时直线l的方程为;
综上可得直线l的方程为或.
故答案为:或
19.已知直线过点,且分别与轴的正半轴交于点、轴的正半轴交于点.
(1)若为的中点,求直线的方程;
(2)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意可设的方程为,
由为的中点可知:,,
故的方程为,即;
(2)将代入方程,得,
故
当且仅当时,取等号,此时
故的最小值为.
【题型5 一般式方程】
20.已知直线l:的倾斜角为,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由直线l:的倾斜角为,得斜率,
所以.
故选:D
21.若直线的截距式方程化为斜截式方程为,化为一般式方程为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】易知,由,得到,
由已知一般式方程为,所以有,
则,解得,
又,,
所以,则,
故选:A.
22.直线在两坐标轴上的截距之和为,则实数( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【详解】直线,
令,解得,令,解得,
由题意得:,解得.
故选:B
23.经过点,且倾斜角是直线的倾斜角的2倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设所求直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,
所以,
所以直线的方程为,即为,
故选:B.
24.直线 经过平面直角坐标系的第一、第二与第四象限,则实数 的取值范围是 .
【答案】
【详解】直线的斜率,,直线与轴的交点为,,
由题意可知,,解得:或.
故答案为:
25.将直线绕点逆时针旋转得到的直线方程为 .
【答案】
【详解】直线的斜率为,则倾斜角为,
又点在直线,将直线绕点逆时针旋转,
得到的直线的倾斜角为,则斜率为,
所以得到的直线方程为,即.
故答案为:.
【题型6 直线方程与方向向量、法向量】
26.直线的方向向量可以是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】的方向向量是与向量共线的向量,故D符合,
故选:D
27.已知是直线上一点,是直线的一个法向量,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由是直线的一个法向量,可知直线的斜率为,
又直线过点,所以直线的方程为,即.
故选:C
28.若直线过点,且其一个方向向量为,则直线的方程为 .
【答案】
【详解】由题意可知,直线的斜率为.
而直线过点,所以直线方程为,
即:.
故答案为:.
29.直线l经过点且一个法向量为,则直线l的一般式方程为 .
【答案】
【详解】由直线方程一个法向量为,所以直线的斜率为,点斜式得l的方程,即
故答案为:
30.已知定点,若直线过定点且方向向量是,直线过定点且方向向量是,直线在轴上的截距是,直线在轴上的截距是,则( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】A
【详解】因为,即,所以,
因为,即,所以,
所以.
故选:A.
【题型7 直线的定点问题】
31.直线必过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据题意,直线,
即,
令,得,
故直线必过定点.
故选:B
32.设点,,若直线与线段没有公共点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由可知直线的斜率为,且经过定点,
由点,可得直线的斜率分别为:,
作图如下,由图知,要使直线与线段没有公共点,
需使,解得.
故选:C.
33.已知直线在轴上的截距的取值范围是,则其斜率的取值范围是( )
A. B.或
C.或 D.或
【答案】D
【详解】已知直线,所以
所以直线过点,
由题知,在轴上的截距取值范围是,
所以直线过点时的斜率分别为,如图:
所以或.
故选:D
34.在直线方程中,当k变化时,可得无数条直线,这些直线恒过的定点是 .
【答案】
【详解】将直线方程变形为,
由直线方程的点斜式可知直线恒过的定点是.
故答案为:
35.直线过定点 ,倾斜角的最小值是 .
【答案】
【详解】直线可以化为,
则令,解得,
即直线过定点,
又直线可化为,,
则倾斜角的最小值是.
故答案为:;
【题型8 直线与坐标轴形成三角形问题】
36.已知直线过点,且与坐标轴分别相交于点A、B,若的面积为24,其中O为坐标原点,则这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【详解】解:由题知直线的斜率存在,且不过原点,
所以设直线方程为,,
所以直线与轴交点坐标为,直线与轴交点坐标为
所以面积为,即,
所以或,
解方程,即,解得,
解方程,即,解得
所以这样的直线有3条.
故选:C
37.已知直线的斜率小于,且经过点,并与坐标轴交于两点,,当的面积取得最小值时,直线的斜率为 .
【答案】
【详解】设直线l的方程为,令,得,令,得.
则和坐标轴的交点为,.
所以,
可得的面积为,当且仅当,即等号成立;
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是设出直线的方程并求出两点坐标.
38.过点的直线分别与轴、轴交于不同的A,B两点,为坐标原点,若存在4条直线使得的面积均为,则的取值范围是 .
【答案】.
【详解】显然直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
令得,令得,
则,
由题意关于的方程有四个不同的实数解,
,
所以有两个不等实根且有两个不等实根,
,解得或.
又,所以.
故答案为:.
39.直线的方程为,.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)若直线分别交轴、轴的正半轴于点、,点是坐标原点.若的面积为,求的值.
【答案】(1)或
(2)或
【详解】(1)当即时,直线的方程为,不满足题意;
当,即时,令得,令,得,
由截距相等得,解得或,
当时,直线的方程为,当时,直线的方程为,
故综上所述,所求直线的方程为或.
(2)由题意知,,,且在轴、轴上的截距分别为、,
所以,解得,
所以的面积,
由题意知,化简得,解得或,均满足条件,
所以或.
40.在平面直角坐标系中,点,,直线.
(1)当点A到直线l的距离最大时,求k的值:
(2)在(1)的条件下,若过点的直线与直线和轴正半轴分别交于点M,N,其中M在第一象限,当的面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当直线时,点到直线的距离最大,
因为直线OA的斜率为,所以.
(2)当直线轴时,易得,,此时的面积为.
当直线的斜率存在时,设,,,则,
联立解得,.
所以的面积;
当时,等号成立.
综上,的面积的最小值为24,此时直线.
一、单选题
1.已知直线的一个方向向量为,则实数的值为( )
A. B. C.2 D.
【答案】C
【详解】因为直线的一个方向向量为,可得直线的斜率为,即.
故选:C.
2.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由直线,则斜率为,即为倾斜角的正切值,
结合倾斜角的范围,知倾斜角的大小为.
故选:C
3.若直线经过第一、二、四象限,则( )
A.且 B.且
C.且 D.且
【答案】B
【详解】由题意直线经过第一、二、四象限,
所以直线的斜率为负值,纵截距为正值.
直线方程化为斜截式:,
所以斜率且纵截距,
所以且,
故选:B.
4.已知直线l与直线夹角为45°,则l的倾斜角为( )
A.°或75° B.15°或105° C.75°或165° D.30°或60°
【答案】C
【详解】直线的斜率,则其倾斜角为,
由直线与直线夹角为,得的倾斜角为或.
故选:C
5.过点且斜率小于0的直线与轴,轴围成的封闭图形面积的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【详解】设直线为,代入得,
即,,
设直线与x轴交点,与y轴交点,
则所围成封闭图形面积为
,
当且仅当,即时等号成立,
所以所围成封闭图形面积的最小值为4.
故选:C.
6.已知直线绕点逆时针旋转,得到直线,则不过第( )象限.
A.四 B.三 C.二 D.一
【答案】D
【详解】对于直线(为斜率),直线,其斜率,设其倾斜角为,根据,可得,又因为倾斜角,所以.
直线绕点逆时针旋转,则直线的倾斜角.
直线的斜率.
因为直线过点,根据直线的点斜式方程(为直线上一点,为斜率),可得直线的方程为,即.
直线的斜率为负,截距为负,所以直线不过第一象限.
故选:D.
7.已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】因为直线的方程为,所以,
即直线的斜率,又,
所以,又直线的倾斜角的取值范围为,
由正切函数的性质可得,直线的倾斜角范围为,
故选:B.
二、多选题
8.下列说法错误的是( )
A.平面直角坐标系内的任意一条直线都存在倾斜角和斜率
B.经过点且斜率为的直线方程为
C.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D.直线x=1的斜率为0
【答案】ABD
【详解】当直线与轴垂直时,直线的倾斜角为,斜率不存在,
所以直线的斜率不存在,所以AD错误;
对于B,过点且斜率为的直线的方程为即,错误;
对于C,对于直线,令,则,令则,
则在轴上的截距为,在轴上的截距为,
所以与坐标轴围成的三角形的面积为,正确.
故选:ABD
9.已知直线在轴和轴上的截距相等,则的值可能是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】AC
【详解】当时,不满足题设,故,
令,则;令,则,
所以,可得或.
故选:AC
三、填空题
10.直线的一个方向向量为 .
【答案】答案不唯一
【详解】斜率,所以直线的方向向量可以为.
故答案为:答案不唯一.
11.一条光线从点射出,与轴相交于点 ,经轴反射,求反射光线所在的直线方程 .
【答案】
【详解】由条可知入射光线和反射光线所在直线的斜率互为相反数,
入射光线的斜率,所以反射光线所在直线的斜率为,且过点,
所以反射光线所在的直线方程为,即.
故答案为:
12.在平面直角坐标系中过点作直线,分别与轴的正半轴、y轴的正半轴交于点.当直线的斜率为 时,的面积最小,最小面积是 .
【答案】 2
【详解】设,,
则,将代入得,
由基本不等式得,
当且仅当,即时,等号成立,
∴,
,
所以直线的斜率为,的面积最小值为.
故答案为:①;②.
四、解答题
13.求符合下列条件的直线方程.
(1)直线过点,且斜率为;
(2)斜率为,且与两坐标轴围成的面积为6;
(3)直线过点,且横截距为纵截距的两倍.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)所求直线过点
,且斜率为,
直线方程为,
即.
(2)设直线方程为,
令,得,
令,得,
,解得,
直线方程为,
即.
(3)当横截距与纵截距都为0时,可设直线方程为,
又直线过点,
,解得,
直线方程为,即;
当横截距与纵截距都不为0时,可设直线方程为,
由题意可得解得
直线方程为,即;
综上,所求直线方程为或.
14.直线过点且与轴、轴的正半轴分别交于两点,为坐标原点,求分别满足下列条件的直线方程:
(1)的周长为12;
(2)的面积为6.
【答案】(1)或
(2)或
【详解】(1)设直线方程为,
由题意可知,.①
又因为直线过点,
所以,②
由①②可得,
解得或
所以所求直线的方程为或,
即或.
(2)设直线方程为,
由题意可知解得或
所以所求直线的方程为或,
即或.
15.已知直线过点,且的一个法向量是.
(1)求直线的方程;
(2)若直线与轴交于点,将直线绕着点逆时针旋转,点所对应的点为,求直线的方程;
(3)在(2)的条件下,求的角平分线所在的直线方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因为直线的一个法向量是,
又过点所以可得直线的方程为,
化简得,所以所求直线的方程为.
(2)因为直线与轴交于点,由(1)知的方程为,所以,
因为,所以,
将直线绕着点逆时针旋转,点所对应的点为,
则,所以.
由点可知直线方程为,即.
(3)设直线的倾斜角为,因为,
所以,,则,
所以,的角平分线所在直线的倾斜角为,
则的角平分线所在直线的斜率为
,
因此,的角平分线所在直线的方程为,即.
16.已知直线与坐标轴形成的三角形的面积为.
(1)当时,求直线的方程;
(2)针对的不同取值,直线构成集合,讨论集合中的元素个数.
【答案】(1)或
(2)答案见解析
【详解】(1)解:由题意知,直线的斜率存在,且,
则直线与轴的交点为,与轴的交点为,
所以的面积为;
因为,可得,
①当时,方程化为,解得或1,
此时直线的方程为:或;
②当时,方程化为,此时,方程无解(舍去),
综上可得,当时,直线的方程为或.
(2)解:由,可得方程,
①若时,方程化为,此时,
可得,方程有两正解,即有两条直线;
②若时,方程化为,
当时,,方程无实数根,此时无直线;
当时,,方程有一负根,此时有一条直线;
当时,,方程有两负根,即有两条直线;
综上知,当时有两条直线;当时有三条直线;当时有四条直线;
所以,当时,集中的元素有2个;当时,集合中的元素有3个;当时,集合中的元素有4个.
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