内容正文:
第04讲 两条直线的交点
内容导航——预习三步曲
第一步:导
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标明确内容掌握
第二步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
练考点 强知识:7大核心考点精准练
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
知识导图梳理
学习目标明确
1.会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标;
2.会根据方程解的个数判定两条直线的位置关系.
知识点1 两条直线的交点
1、两条直线的交点
设两直线的方程分别为,的交点坐标.如果这两条直线相交,由于交点同时在这两条直线上,交点的坐标一定是这两个方程的公共解;反之,如果这两个二元一次方程只有一个公共解,那么以这个解为坐标的点必是直线和的交点.
2、直线的交点与方程的解
求两直线与的交点坐标,
只需求两直线方程联立所得方程组的解即可.
若有,则方程组有无穷多个解,此时两直线重合;
若有,则方程组无解,此时两直线平行;
若有,则方程组由唯一解,此时两直线相交,此解即两直线的交点坐标.
(24-25高二上·贵州贵阳·月考)直线:与直线:的交点坐标为 .
知识点2 过两直线交点的直线系方程
1、过两条直线交点的直线系方程
一般地,具有某种共同属性的一类直线的集合称为直线系,它的方程叫做直线系方程,直线系方程中除含有以外,还有根据具体条件取不同值的变量,称为参变量,简称参数.
由于参数取法不同,从而得到不同的直线系.
过两直线的交点的直线系方程:
经过两直线,交点的直线方程为
,其中是待定系数.
在这个方程中,无论取什么实数,都得不到,因此它不能表示直线.
2、直线过定点问题
对于方程中含参数的直线过定点问题,一般先将直线方程化为以下形式:.再令,其解就是该直线所过定点的坐标.
(24-25高二上·天津·期中)已知直线的方程是,则对任意的实数,直线一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
考点一:求两条直线的交点
例1.(24-25高二上·重庆·期中)直线与直线的交点坐标为 .
【变式1-1】(24-25高二上·湖南长沙·期中)直线与直线的交点坐标为
【变式1-2】(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)直线与互相垂直,则这两条直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(24-25高三上·广东深圳·月考)过原点的直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则直线与的交点坐标为 .
考点二:由方程组的解判断直线位置
例2. (24-25高二上·河南信阳·月考)曲线与的交点的情况是( )
A.最多有两个交点 B.两个交点
C.一个交点 D.无交点
【变式2-1】(22-23高二上·江苏盐城·月考)(多选)与直线2x-y-3=0相交的直线方程是( )
A.y=2x+3 B.y=-2x+3
C.4x-2y-6=0 D.4x+2y-3=0
【变式2-2】(23-24高二上·湖南·期中)已知,是直线(为常数)上两个不同的点,则关于和的方程组的解的情况,下列说法正确的是( )
A.无论,,如何,总是无解
B.无论,,如何,总有唯一解
C.存在,,,使是方程组的一组解
D.存在,,,使之有无穷多解
【变式2-3】(24-25高二上·山东菏泽·月考)写出使得关于的方程组无解的一个的值为 .(写出一个即可)
考点三:由直线的交点求参数
例3. (24-25高二上·河北保定·期中)若直线与直线的交点在第一象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(24-25高二上·广东梅州·月考)已知直线与的交点在第四象限,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】(24-25高二上·湖南株洲·开学考试)已知直线与直线互相垂直,交点坐标为,则的值为( )
A.20 B. C.0 D.24
【变式3-3】(24-25高二上·天津南开·期中)若过点的直线与直线的交点位于第一象限,则直线斜率的范围是 .
考点四:多条直线共点问题
例4.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
【变式4-1】(24-25高二上·河南驻马店·月考)(多选)已知,,这三条直线有唯一公共点,则实数的可能取值有( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(23-24高二上·河南焦作·月考)(多选)若三条直线,,交于一点,则a的值可为( )
A. B.3 C.1 D.
【变式4-3】(23-24高二上·安徽·月考)已知三条直线交于一点,则实数=( )
A. B.1 C. D.
考点五:直线的交点系方程及应用
例5.过两直线和的交点和原点的直线方程为( )
A.3x-19y=0 B.19x-3y=0
C.19x+3y=0 D.3x+19y=0
【变式5-1】(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为1的直线的方程为 .(写成一般式)
【变式5-2】若直线l经过两直线和的交点,且斜率为,则直线l的方程为 .
【变式5-3】(23-24高二上·湖北武汉·月考)过两直线和的交点且过原点的直线方程为 .
考点六:多条直线围成三角形问题
例6.(24-25高二上·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.
【变式6-1】(24-25高二上·湖南岳阳·期中)(多选)已知直线,,把平面分成六个部分,则实数a的取值可能为( )
A.1 B. C. D.
【变式6-2】(24-25高二上·广东广州·期中)(多选)已知三条直线,,能构成三角形,则实数m的取值可能为( )
A.2 B. C. D.
【变式6-3】(24-25高二上·湖北·期中)设a为实数,若直线,,两两相交,且交点恰为直角三角形的三个顶点,则这样的,,有( )
A.2组 B.3组 C.4组 D.5组
一、单选题
1.(23-24高二上·河南三门峡·月考)已知两直线和,相交于点,则的值分别是( )
A.7,1 B.1,7 C. D.
2.(24-25高二上·云南曲靖·期中)已知直线过直线和的交点,且与平行,则的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·辽宁大连·月考)曲线与正半轴围成的凸四边形面积为( )
A. B. C.5 D.
4.(24-25高二上·广东东莞·月考)若直线:与直线:的交点位于第一象限,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·福建·月考)下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(24-25高二上·宁夏石嘴山·月考)下列选项中,正确的有( )
A.直线 和 的交点坐标为
B.直线 和 的交点坐标为
C.直线 和 没有交点
D.直线 和两两相交
7.(24-25高二上·河南驻马店·月考)已知这三条直线有唯一公共点,则实数的可能取值有( )
A.-4 B.-2 C.2 D.4
8.(24-25高二上·吉林白城·期末)设直线:,:,下列说法正确的是( )
A.当时,直线与不重合
B.当时,直线与相交
C.当时,
D.当时,
三、填空题
9.(23-24高二上·山西晋中·月考)三条直线与相交于一点,则的值为 .
10.(24-25高二上·广东湛江·月考)斜率为,且过两条直线和交点的直线方程为 .
11.(24-25高二上·江苏泰州·月考)已知平行四边形的两条边所在的直线方程分别为,,且它的对角线的交点是,求这个平行四边形其他两条边所在的直线方程是 .
四、解答题
12.(24-25高二上·河南洛阳·月考)已知两条直线,
(1)当为何值时,与相交;
(2)与是两条不同直线,经过定点,当也经过点时,求的值.
13.(24-25高二上·山东济宁·月考)若直线经过,,点分的比为,则(为参数)已知三顶点分别为,,,为内的一点,且,,的面积之比为,求点的坐标.
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第04讲 两条直线的交点
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第一步:导
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标明确内容掌握
第二步:学
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练考点 强知识:7大核心考点精准练
第三步:测
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知识导图梳理
学习目标明确
1.会用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标;
2.会根据方程解的个数判定两条直线的位置关系.
知识点1 两条直线的交点
1、两条直线的交点
设两直线的方程分别为,的交点坐标.如果这两条直线相交,由于交点同时在这两条直线上,交点的坐标一定是这两个方程的公共解;反之,如果这两个二元一次方程只有一个公共解,那么以这个解为坐标的点必是直线和的交点.
2、直线的交点与方程的解
求两直线与的交点坐标,
只需求两直线方程联立所得方程组的解即可.
若有,则方程组有无穷多个解,此时两直线重合;
若有,则方程组无解,此时两直线平行;
若有,则方程组由唯一解,此时两直线相交,此解即两直线的交点坐标.
(24-25高二上·贵州贵阳·月考)直线:与直线:的交点坐标为 .
【答案】
【解析】联立,解得,故交点为.
知识点2 过两直线交点的直线系方程
1、过两条直线交点的直线系方程
一般地,具有某种共同属性的一类直线的集合称为直线系,它的方程叫做直线系方程,直线系方程中除含有以外,还有根据具体条件取不同值的变量,称为参变量,简称参数.
由于参数取法不同,从而得到不同的直线系.
过两直线的交点的直线系方程:
经过两直线,交点的直线方程为
,其中是待定系数.
在这个方程中,无论取什么实数,都得不到,因此它不能表示直线.
2、直线过定点问题
对于方程中含参数的直线过定点问题,一般先将直线方程化为以下形式:.再令,其解就是该直线所过定点的坐标.
(24-25高二上·天津·期中)已知直线的方程是,则对任意的实数,直线一定经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【解析】,
,得,定点在第一象限,则直线一定经过第一象限故选:A
考点一:求两条直线的交点
例1.(24-25高二上·重庆·期中)直线与直线的交点坐标为 .
【答案】
【解析】联立,解得,
因此,直线与直线的交点坐标为.
【变式1-1】(24-25高二上·湖南长沙·期中)直线与直线的交点坐标为
【答案】
【解析】联立,得,
所以交点坐标为.
【变式1-2】(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)直线与互相垂直,则这两条直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】直线与互相垂直,可得,即.
把代入直线,得到.
联立方程组解得.
把代入,得.
所以交点坐标为.故选:C.
【变式1-3】(24-25高三上·广东深圳·月考)过原点的直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则直线与的交点坐标为 .
【答案】
【解析】设直线的倾斜角为,则,
则直线的斜率,
又直线过原点,所以的方程为,
联立,解得,即直线与的交点坐标为.
考点二:由方程组的解判断直线位置
例2. (24-25高二上·河南信阳·月考)曲线与的交点的情况是( )
A.最多有两个交点 B.两个交点
C.一个交点 D.无交点
【答案】A
【解析】联立两条直线方程得:得到,
两边平方得:,
当即时,,
得到方程有两个不相等的实数解,所以曲线与直线有两个交点.
当时,得到,与曲线只有一个交点.
所以曲线与的最多有两个交点.故选:A
【变式2-1】(22-23高二上·江苏盐城·月考)(多选)与直线2x-y-3=0相交的直线方程是( )
A.y=2x+3 B.y=-2x+3
C.4x-2y-6=0 D.4x+2y-3=0
【答案】BD
【解析】对于A,联立,方程组无解,两直线平行;
对于B,联立方程组,解得:,有唯一解,与原直线相交;
对于C,联立方程组有无数解,与原直线重合;
对于D,联立方程组有唯一解,与原直线相交.故选:BD.
【变式2-2】(23-24高二上·湖南·期中)已知,是直线(为常数)上两个不同的点,则关于和的方程组的解的情况,下列说法正确的是( )
A.无论,,如何,总是无解
B.无论,,如何,总有唯一解
C.存在,,,使是方程组的一组解
D.存在,,,使之有无穷多解
【答案】B
【解析】直线的斜率存在,∴,
由题意,
则,
故:与:相交,
∴方程组总有唯一解,A,D错误,B正确;
若是方程组的一组解,则,
则点,在直线,即上,
但已知这两个点在直线上,而这两条直线不是同一条直线,
∴不可能是方程组的一组解,C错误.故选:B.
【变式2-3】(24-25高二上·山东菏泽·月考)写出使得关于的方程组无解的一个的值为 .(写出一个即可)
【答案】,3,(写出一个即可)
【解析】显然,当时,不表示直线,无解,故方程组无解;
当时,由方程组可看作求两直线()与的交点,
则方程组无解,即直线无交点,
若两直线平行,则,解得.
若两直线不平行时,过点,即,解得或,
此时,不过点,方程组无解.
综上,的取值为.
故答案为:,3,(写出一个即可)
考点三:由直线的交点求参数
例3. (24-25高二上·河北保定·期中)若直线与直线的交点在第一象限,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由得,
因为两直线的交点在第一象限,
所以,解得:.故选:B.
【变式3-1】(24-25高二上·广东梅州·月考)已知直线与的交点在第四象限,则实数k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得,两条直线不平行,故它们的斜率不相等,即,
由,解得,
两直线的交点在第四象限,则有,解得或,
所以实数k的取值范围为.故选:D.
【变式3-2】(24-25高二上·湖南株洲·开学考试)已知直线与直线互相垂直,交点坐标为,则的值为( )
A.20 B. C.0 D.24
【答案】B
【解析】已知直线的斜率为,直线的斜率为.
又两直线垂直,则,解得.
,即,
将交点代入直线的方程中,得.
将交点代入直线的方程中,得.
所以,.故选:B.
【变式3-3】(24-25高二上·天津南开·期中)若过点的直线与直线的交点位于第一象限,则直线斜率的范围是 .
【答案】
【解析】设直线在轴的交点为,在轴的交点为,
则,,,
,,,
过点的直线与直线的交点位于第一象限,
直线斜率的取值范围是.
考点四:多条直线共点问题
例4.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
【答案】3
【解析】由和联立,解得,
依题意,点在直线上,解得.
【变式4-1】(24-25高二上·河南驻马店·月考)(多选)已知,,这三条直线有唯一公共点,则实数的可能取值有( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】由题意可得这三条直线交于同一点,联立,
解得直线和直线的交点坐标为,
把交点坐标代入直线的方程可得,
解得或,故选:AC.
【变式4-2】(23-24高二上·河南焦作·月考)(多选)若三条直线,,交于一点,则a的值可为( )
A. B.3 C.1 D.
【答案】CD
【解析】联立直线方程与,
即,解得,
故直线与的交点为,
因为三条直线,,交于一点,
所以将代入,
解得或,检验符合,故选:CD.
【变式4-3】(23-24高二上·安徽·月考)已知三条直线交于一点,则实数=( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【解析】由,即两直线交点坐标为,
代入得:.故选:C
考点五:直线的交点系方程及应用
例5.过两直线和的交点和原点的直线方程为( )
A.3x-19y=0 B.19x-3y=0
C.19x+3y=0 D.3x+19y=0
【答案】D
【解析】设过两直线交点的直线系方程为,
代入原点坐标,得,解得,
故所求直线方程为,即.故选:D.
【变式5-1】(23-24高二上·安徽马鞍山·期中)平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为1的直线的方程为 .(写成一般式)
【答案】
【解析】由题设,令直线的方程为,且直线过,
所以,故直线的方程为.
【变式5-2】若直线l经过两直线和的交点,且斜率为,则直线l的方程为 .
【答案】
【解析】设直线l的方程为(其中为常数),
即 ①.
又直线l的斜率为,则,解得.
将代入①式并整理,得,此即所求直线l的方程.
【变式5-3】(23-24高二上·湖北武汉·月考)过两直线和的交点且过原点的直线方程为 .
【答案】
【解析】令所求直线为,
又直线过原点,则,
所以所求直线为.
考点六:多条直线围成三角形问题
例6.(24-25高二上·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
【变式6-1】(24-25高二上·湖南岳阳·期中)(多选)已知直线,,把平面分成六个部分,则实数a的取值可能为( )
A.1 B. C. D.
【答案】BCD
【解析】当三条直线中有两条直线的斜率相等时,或者三条直线交于一点时,
不能构成三角形,可把空间分成6个部分,
因为直线的斜率为3,直线的斜率为,所以直线一定相交,
交点坐标是方程组的解,解得,
故交点坐标为,
当时,直线与横轴垂直,方程为,不经过点,
所以三条直线能构成三角形,不合要求;
当时,直线的斜率为,
当直线与直线的斜率相等时,即,
此时这两直线平行,空间被分成6个部分,满足要求;
当直线与直线的斜率相等时,即,
此时这两直线平行,空间被分成6个部分,满足要求;
当直线过直线交点时,三条直线不能构成三角形,
即有,满足要求,
综上,的可能取值为,或.故选:BCD
【变式6-2】(24-25高二上·广东广州·期中)(多选)已知三条直线,,能构成三角形,则实数m的取值可能为( )
A.2 B. C. D.
【答案】AD
【解析】因为三条直线,,能构成三角形,
所以直线与,都不平行,
且直线不过与的交点,
直线与,都不平行时,,且,
联立,解得,
即直线与的交点坐标为,
代入直线中,得,故可知,
结合选项可知实数m的取值可以为2或,故选:AD
【变式6-3】(24-25高二上·湖北·期中)设a为实数,若直线,,两两相交,且交点恰为直角三角形的三个顶点,则这样的,,有( )
A.2组 B.3组 C.4组 D.5组
【答案】B
【解析】由题设,的方向向量分别为,,,
若,则,
此时,,,它们交于一点,不符;
若,则或或,
当时,,,,满足题设;
当时,,,,满足题设;
当时,,重合,不符;
若,则或,
当时,,,,满足题设;
当时,同上分析,不符.
综上,、、时满足要求,故有3组.故选:B
一、单选题
1.(23-24高二上·河南三门峡·月考)已知两直线和,相交于点,则的值分别是( )
A.7,1 B.1,7 C. D.
【答案】B
【解析】将点代入直线的方程可得,解得;
将代入直线的方程可得,解得;故选:B
2.(24-25高二上·云南曲靖·期中)已知直线过直线和的交点,且与平行,则的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】联立直线、的方程,,解得,
故直线、的交点坐标为,
因为直线与直线平行,设直线的方程为,
将点的坐标代入直线的方程可得,解得.
因此,直线的方程为.故选:B.
3.(24-25高二上·辽宁大连·月考)曲线与正半轴围成的凸四边形面积为( )
A. B. C.5 D.
【答案】A
【解析】由,
可得,即,
所以或,
所以所求为直线、、正半轴围成的凸四边形面积,
作图如下,
联立,解得,所以,
联立,解得,所以,
且,则,点到的距离等于,
则四边形的面积等于.故选:A.
4.(24-25高二上·广东东莞·月考)若直线:与直线:的交点位于第一象限,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意联立,解得,
即直线:与直线:的交点为,
由题意可得,解得,
即实数的取值范围是,故选:A
5.(24-25高二上·福建·月考)下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当直线平行于时,.
当直线平行于时,,
当 平行于时,,无解.
当三条直线经过同一个点时,把直线 与的交点,代入,
得,解得:或,
综上,满足条件的的集合为为.故选:C.
二、多选题
6.(24-25高二上·宁夏石嘴山·月考)下列选项中,正确的有( )
A.直线 和 的交点坐标为
B.直线 和 的交点坐标为
C.直线 和 没有交点
D.直线 和两两相交
【答案】BCD
【解析】对于A,直线,,两直线重合,故有无数个交点,故A错误;
对于B,联立方程组,解得,所以与的交点坐标为,故B正确;
对于C,直线 ,,两直线斜率相等且不重合,
故与平行,所以没有交点,故C正确;
对于D,直线,,
可知直线的斜率分别为,斜率都不相等,故三条直线两两相交,故D正确;故选:BCD.
7.(24-25高二上·河南驻马店·月考)已知这三条直线有唯一公共点,则实数的可能取值有( )
A.-4 B.-2 C.2 D.4
【答案】AC
【解析】由题意可得这三条直线交于同一点,联立
解得直线和直线的交点坐标为,
把交点坐标代入直线的方程可得,解得或2,
经检验,直线有交点,不平行.故选:AC.
8.(24-25高二上·吉林白城·期末)设直线:,:,下列说法正确的是( )
A.当时,直线与不重合
B.当时,直线与相交
C.当时,
D.当时,
【答案】BD
【解析】对于A,时,若,,且时,
两直线:,:重合,A错误;
对于B,联立 ,可得,
当时,,此时方程组有唯一一组解,
故直线与相交,B正确;
对于C,时,若,则无解,此时;
若,则有无数多组解,此时重合,故C错误;
对于D,若,则由可得,
即两直线斜率之积等于,故;
若,则可得,此时满足,
直线:,:,此时,
故当时,,D正确,故选:
三、填空题
9.(23-24高二上·山西晋中·月考)三条直线与相交于一点,则的值为 .
【答案】3
【解析】由,即三条直线交于,
代入,有.
10.(24-25高二上·广东湛江·月考)斜率为,且过两条直线和交点的直线方程为 .
【答案】
【解析】联立方程组,解得,
由题意斜率为,且过的直线方程为.
即所求直线方程为.
11.(24-25高二上·江苏泰州·月考)已知平行四边形的两条边所在的直线方程分别为,,且它的对角线的交点是,求这个平行四边形其他两条边所在的直线方程是 .
【答案】,
【解析】由,解得,则平行四边形的一个顶点,
点关于点对称点,于是平行四边形的另两边过点,
它们分别与直线,平行,
设对应方程为,,,
则,,解得,,
所以这个平行四边形其他两条边所在的直线方程是,.
四、解答题
12.(24-25高二上·河南洛阳·月考)已知两条直线,
(1)当为何值时,与相交;
(2)与是两条不同直线,经过定点,当也经过点时,求的值.
【答案】(1),且,且;(2)
【解析】(1)依题意,得,
得,得,且,且.
(2),
得,得,得过定点,
又因为也经过点,得,得.
当时,与重合,故舍去,故.
13.(24-25高二上·山东济宁·月考)若直线经过,,点分的比为,则(为参数)已知三顶点分别为,,,为内的一点,且,,的面积之比为,求点的坐标.
【答案】
【解析】
由,它们有公共边,
故,到直线的距离之比为.
同理,,到直线的距离之比为,
边上靠近的三等分点为,即,
它与点连线的直线方程为.
边上靠近的四等分点为即,
它与点连线的直线方程为.
由,解得点坐标为.
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