内容正文:
第03讲 两条直线的平行与垂直
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.能根据斜率判断两条直线平行或垂直;
2.能应用两条直线平行或垂直解决有关问题.
知识点1 两条直线平行的判定
1、通过斜率判断直线平行
对于两条不重合的直线,其斜率分别为,当,具体关系如下表所示
类型
斜率存在
斜率不存在
条件
对应关系
两直线斜率都不存在
图示
2、通过一般式方程判断直线平行
已知直线的方程分别是(不同时为0),(不同时为0),若
(24-25高二上·广西南宁·期中)在同一平面直角坐标系中,直线与的位置关系是( )
A.平行 B.相交 C.重合 D.垂直
【答案】A
【解析】两直线的斜率都是2,但在轴上的截距分别为:3,-5,
故两直线平行,故选:A
知识点2 两条直线垂直的判定
1、通过斜率判断直线垂直
对应关系
与的斜率都存在,分别为,则
与中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则与的位置关系是
图示
2、通过一般式判断直线垂直
已知直线的方程分别是(不同时为0),(不同时为0),若
(24-25高二上·湖北宜昌·期中)直线和直线的位置关系为( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】A
【解析】直线和直线的斜率分别为,,
因为,所以.故选:A
考点一:两条直线平行的判断
例1.(24-25高二上·河北承德·月考)已知直线的倾斜角为,直线经过点,则直线的位置关系是( )
A.平行或重合 B.平行 C.垂直 D.重合
【答案】A
【解析】依题意,直线的斜率,直线的斜率,
即,所以或重合.故选:A
【变式1-1】已知,则直线与的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】B
【解析】,
由图可知不共线,所以.故选:B
【变式1-2】若直线的倾斜角为135°,直线经过点,,则直线与的位置关系是 .
【答案】平行或重合
【解析】直线的倾斜角为135°,故斜率.
由经过点,,得,
所以,所以直线与平行或重合.
【变式1-3】(23-24高二上·陕西西安·期末)(多选)若直线,则( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】设的斜率分别为,
结合题意易得:,
因为,所以
因为且,所以.故选:BD.
考点二:已知直线平行求参数
例2.(24-25高二下·安徽铜陵·月考)已知直线与直线互相平行,则m为( )
A. B.-2 C.-2或2 D.2
【答案】D
【解析】因为直线与直线互相平行,
所以,解得或,
又因为时,两直线重合,不符合题意,舍去.
所以,.故选:D.
【变式2-1】(23-24高二上·云南昭通·期中)已知直线与平行,则实数的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】因为直线与平行,
所以,得.故选:D
【变式2-2】(24-25高二上·江苏南京·月考)设为实数,已知直线,,若,则( )
A.6 B. C.6或 D.或3
【答案】A
【解析】因为,所以,解得或.
当时,,满足与平行;
当时,,可判断此时与重合,舍去;
所以.故选:A.
【变式2-3】(24-25高二上·广东清远·月考)已知两条直线,且,则m的值为( )
A. B.1 C.或1 D.2或
【答案】B
【解析】斜率不可能同时不存在,
和斜率相等,
则或,
时,,和重合,
当时,,和不重合,
故.
另解:,故.故选:B.
考点三:两条直线垂直的判断
例3.(24-25高二上·河南开封·期中)直线和直线的位置关系为( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】A
【解析】直线和直线的斜率分别为,
因为,所以.故选:A.
【变式3-1】(24-25高二上·广东东莞·月考)已知直线经过,两点,直线的倾斜角为,那么与( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】A
【解析】由题意,
所以,所以.故选:A.
【变式3-2】(24-25高二上·江苏南通·期末)以为顶点的三角形是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
【答案】B
【解析】因为 ,
所以 ,故
因此该三角形为直角三角形.故选:B.
【变式3-3】(24-25高二上·江苏淮安·期中)下列哪条直线与直线垂直( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】直线的斜率为2,
若直线m与直线垂直,则,,
对于A,的斜率为2,不与直线垂直;
对于B,的斜率为2,不与直线垂直;
对于C,的斜率为-1,不与直线垂直;
对于D,的斜率为 ,与直线垂直.故选:D.
考点四:已知直线垂直求参数
例4.(24-25高二下·河南新乡·期中)若直线与互相垂直,则( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知直线的斜率,
当时,直线的斜率不存在,不满足;
当时,直线的斜率,
由,得,即,解得.故选:B
【变式4-1】(24-25高二下·北京·月考)若直线 与直线 垂直,则实数为( )
A. B. C.0 D.1
【答案】C
【解析】根据题意,可得,解得.故选:C.
【变式4-2】(24-25高二上·河北邢台·月考)直线与直线垂直,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】因为直线与直线垂直,
所以,解得,故D正确.故选:D
【变式4-3】(24-25高二上·广东汕头·月考)已知点,直线AB与直线CD垂直,则
【答案】0或5
【解析】直线AB与直线CD垂直,故,
其中,
故,
解得或5.
考点五:根据平行垂直求直线方程
例5. (24-25高二上·云南曲靖·期末)经过点且与直线平行的直线是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设与直线平行的直线为:,
因为过点,所以,解得:.
故经过点且与直线平行的直线是,
即.故选:A.
【变式5-1】(24-25高二上·湖南长沙·月考)与直线平行,且在轴上的截距为的直线方程是 .
【答案】
【解析】根据题意,设所求的直线方程为,
令,得,
因为所求直线在轴上截距是,
所以,即,
所以所求的直线方程为.
【变式5-2】(24-25高二下·贵州贵阳·月考)经过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】直线的斜率为,两直线垂直,
故所求直线方程为,则.故选:B.
【变式5-3】(24-25高二上·广东广州·月考)已知平面直角坐标系内两点,,则过点且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意知,,则直线的斜率,
因为直线与直线垂直,根据两直线垂直,若存在斜率,则两斜率乘积为,
所以直线的斜率,再由直线经过点,
则由点斜式方程可得直线的方程为,
即,故选:A.
考点六:平行垂直在多边形中的应用
例6.(24-25高二上·陕西西安·月考)已知的三个顶点为.
(1)求边上的高所在直线的一般式方程;
(2)求边上的中线所在直线的一般式方程.
【答案】(1);(2).
【解析】(1)因为的三个顶点为,
所以直线的斜率为,
所以边上的高所在直线的斜率为,
所以直线的方程为,
化为一般式方程为;
(2)因为,所以的中点为,
又因为,所以直线的斜率为,
所以直线的点斜式方程为,
化为一般式为.
【变式6-1】(23-24高二上·福建厦门·期中)如图,已知平行四边形的三个顶点的坐标为,,.
(1)求平行四边形的顶点的坐标;
(2)在中,求边上的高线所在直线方程.
【答案】(1);(2)
【解析】(1)设线段中点为,则点坐标为,
设点坐标为,由平行四边形性质得为线段中点,
有,解得,所以;
(2)因为直线的斜率为,
所以边上的高线所在直线的斜率为,
又,故边上的高线所在直线的方程为,
即为.
【变式6-2】(24-25高二上·浙江绍兴·月考)菱形的顶点A,的坐标分别为,,边所在直线过点.
(1)求,边所在直线的一般式方程;
(2)求对角线所在直线的一般式方程.
【答案】(1);;(2).
【解析】(1)由菱形的性质可知,则.
所以边所在直线的方程为,即;
边所在直线的方程为,即.
(2)线段的中点为,,
由菱形的几何性质可知,且为的中点,则,
所以对角线所在直线的方程为,即.
【变式6-3】(24-25高二上·福建福州·期中)在中,已知,边上的中线所在直线方程是,边的高线所在直线方程是.
(1)求点的坐标;
(2)判断的形状.
【答案】(1);(2)直角三角形
【解析】(1)设,
因为边的高线所在直线方程是,所以,
又,所以①,
又点在直线上,所以②,
由①②解得,所以点的坐标为;
(2)设,因为点在上,所以,
因为边上的中线所在直线方程是,
所以,解得,所以,
所以,,
所以,所以,
又,,
所以是直角三角形.
一、单选题
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)直线与直线一定( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.相交但不垂直
【答案】D
【解析】由直线得,,
由直线得,,
因为,故两直线相交但不垂直.故选:D.
2.(24-25高二下·河南周口·月考)已知直线与直线垂直,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意,直线的斜率为,因为直线与直线垂直,所以直线的斜率为.
结合斜率与倾斜角的关系,得直线的倾斜角为.故选:D.
3.(24-25高二上·吉林四平·期末)已知点,,且直线与直线平行,则( )
A. B. C.2 D.-2
【答案】A
【解析】点,,所以,
又直线的斜率为,
因为直线与直线平行,所以,即,故,故选:A
4.(24-25高二上·吉林通化·月考)“”是“直线和直线不重合而平行”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】C
【解析】当时,直线和直线是不重合而平行关系,即满足充分性,
当直线和直线不重合而平行时,
有,解得,故满足必要性,故选:C.
5.(24-25高二上·四川南充·月考)若直线与直线互相垂直,且、均为正实数,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为、均为正实数,且直线与直线互相垂直,
则,可得,
所以,,
当且仅当时,即当时,等号成立,
因此,的最小值为.故选:C.
二、多选题
6.(24-25高二上·云南玉溪·期中)设平面内四点,,,,则下面四个结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】由题意可得:,,
,,,
因为,可知,故A正确;
因为,可知,故B正确;
因为,可知PS与QS不平行,故C错误;
因为,可知,故D正确;故选:ABD.
7.(24-25高二上·广东阳江·月考)直线,则下列说法正确的是( )
A.若,则或 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】AD
【解析】已知直线,
若,则,求得或,
经检验或都满足条件,故A正确,B不正确.
若,则,得,故C不正确,D正确.故选:AD
8.(24-25高二上·吉林长春·月考)已知直线,下列选项正确的是( )
A.过点且垂直于直线的直线方程为
B.直线过定点
C.当时,
D.当时,
【答案】AD
【解析】对于A,设垂直于直线的直线方程为,
将点代入得,因此所求直线方程为,A正确;
对于B,直线的方程化为:,
由,得,因此直线过定点,B错误;
对于C,当时,直线的斜率为,而直线的斜率为,,与不垂直,C错误;
对于D,当时,直线的斜率为,等于直线的斜率,
又直线在上的截距分别为,因此,D正确.故选:AD
三、填空题
9.(24-25高二上·甘肃嘉峪关·月考)已知直线,若且,则的值为
【答案】5
【解析】因为,,所以,
因为,所以,解得,
所以.
10.(24-25高二上·吉林白山·开学考试)已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
【答案】垂直或重合
【解析】由,得或,
当时,:,:,,,
显然,所以直线与垂直;
当时,:,:,所以直线与重合.
11.(24-25高二上·北京顺义·期中)已知直线过点,且和直线平行.设直线与轴相交于点,求直线绕点逆时针旋转所得直线的方程 .
【答案】
【解析】由题意可设:,
又直线过点,,解得:,
故直线:,
令,解得:,故,
设直线绕点逆时针旋转所得直线为,则易知,
故设直线:,
将代入,即,解得:,
故直线:.
四、解答题
12.(24-25高二上·湖北孝感·期中)求满足下列条件的直线方程;
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)过点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程.
【答案】(1);(2);(3)或
【解析】(1)设与直线平行的直线方程为,
由于过点,代入,解得,可得,
所以所求的方程为;
(2)设与直线垂直的直线方程为;
由于过点,代入,解得,可得,
所以所求的直线方程为;
(3)当直线过原点时,设直线方程为,
代入点,,可得,
当直线不过原点时,设直线方程为,
代入点,,可得,
综上,所求直线方程为或.
13.(24-25高二上·广东广州·月考)已知平面内两点.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程.
(2)若是以为顶点的等腰直角三角形,求直线的方程.
(3)已知直线经过点且在两坐标轴上的截距之和为零,求直线的方程.
【答案】(1);(2)或;(3),或
【解析】(1)因为,所以直线的斜率为,
则直线:,即.
(2)的中点坐标为,因为,
因为是以为顶点的等腰直角三角形,所以线段垂线的斜率为,
且线段AB的中垂线过点,所以线段AB垂直平分线的方程为,
即,所以点在直线上,
设点,由可得:,
解得或,所以点坐标为或,
当坐标为时,,直线:,即.
当坐标为时,,直线:,
即.
(3)①当直线经过原点时,直线在两坐标轴上截距均等于,设直线为,
因为过,得到,解得,所求直线方程为,即.
②当直线不过原点时,设其方程,
又经过点,有,解得,则方程为,即.
故所求直线的方程为,或.
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第03讲 两条直线的平行与垂直
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学习目标明确
1.能根据斜率判断两条直线平行或垂直;
2.能应用两条直线平行或垂直解决有关问题.
知识点1 两条直线平行的判定
1、通过斜率判断直线平行
对于两条不重合的直线,其斜率分别为,当,具体关系如下表所示
类型
斜率存在
斜率不存在
条件
对应关系
两直线斜率都不存在
图示
2、通过一般式方程判断直线平行
已知直线的方程分别是(不同时为0),(不同时为0),若
(24-25高二上·广西南宁·期中)在同一平面直角坐标系中,直线与的位置关系是( )
A.平行 B.相交 C.重合 D.垂直
知识点2 两条直线垂直的判定
1、通过斜率判断直线垂直
对应关系
与的斜率都存在,分别为,则
与中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则与的位置关系是
图示
2、通过一般式判断直线垂直
已知直线的方程分别是(不同时为0),(不同时为0),若
(24-25高二上·湖北宜昌·期中)直线和直线的位置关系为( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
考点一:两条直线平行的判断
例1.(24-25高二上·河北承德·月考)已知直线的倾斜角为,直线经过点,则直线的位置关系是( )
A.平行或重合 B.平行 C.垂直 D.重合
【变式1-1】已知,则直线与的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【变式1-2】若直线的倾斜角为135°,直线经过点,,则直线与的位置关系是 .
【变式1-3】(23-24高二上·陕西西安·期末)(多选)若直线,则( )
A. B. C. D.
考点二:已知直线平行求参数
例2.(24-25高二下·安徽铜陵·月考)已知直线与直线互相平行,则m为( )
A. B.-2 C.-2或2 D.2
【变式2-1】(23-24高二上·云南昭通·期中)已知直线与平行,则实数的值为( )
A.2 B. C. D.
【变式2-2】(24-25高二上·江苏南京·月考)设为实数,已知直线,,若,则( )
A.6 B. C.6或 D.或3
【变式2-3】(24-25高二上·广东清远·月考)已知两条直线,且,则m的值为( )
A. B.1 C.或1 D.2或
考点三:两条直线垂直的判断
例3.(24-25高二上·河南开封·期中)直线和直线的位置关系为( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【变式3-1】(24-25高二上·广东东莞·月考)已知直线经过,两点,直线的倾斜角为,那么与( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
【变式3-2】(24-25高二上·江苏南通·期末)以为顶点的三角形是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
【变式3-3】(24-25高二上·江苏淮安·期中)下列哪条直线与直线垂直( )
A. B.
C. D.
考点四:已知直线垂直求参数
例4.(24-25高二下·河南新乡·期中)若直线与互相垂直,则( )
A.0 B. C. D.
【变式4-1】(24-25高二下·北京·月考)若直线 与直线 垂直,则实数为( )
A. B. C.0 D.1
【变式4-2】(24-25高二上·河北邢台·月考)直线与直线垂直,则( )
A.1 B.2 C. D.
【变式4-3】(24-25高二上·广东汕头·月考)已知点,直线AB与直线CD垂直,则
考点五:根据平行垂直求直线方程
例5. (24-25高二上·云南曲靖·期末)经过点且与直线平行的直线是( )
A. B. C. D.
【变式5-1】(24-25高二上·湖南长沙·月考)与直线平行,且在轴上的截距为的直线方程是 .
【变式5-2】(24-25高二下·贵州贵阳·月考)经过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5-3】(24-25高二上·广东广州·月考)已知平面直角坐标系内两点,,则过点且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B. C. D.
考点六:平行垂直在多边形中的应用
例6.(24-25高二上·陕西西安·月考)已知的三个顶点为.
(1)求边上的高所在直线的一般式方程;
(2)求边上的中线所在直线的一般式方程.
【变式6-1】(23-24高二上·福建厦门·期中)如图,已知平行四边形的三个顶点的坐标为,,.
(1)求平行四边形的顶点的坐标;
(2)在中,求边上的高线所在直线方程.
【变式6-2】(24-25高二上·浙江绍兴·月考)菱形的顶点A,的坐标分别为,,边所在直线过点.
(1)求,边所在直线的一般式方程;
(2)求对角线所在直线的一般式方程.
【变式6-3】(24-25高二上·福建福州·期中)在中,已知,边上的中线所在直线方程是,边的高线所在直线方程是.
(1)求点的坐标;
(2)判断的形状.
一、单选题
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)直线与直线一定( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.相交但不垂直
2.(24-25高二下·河南周口·月考)已知直线与直线垂直,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·吉林四平·期末)已知点,,且直线与直线平行,则( )
A. B. C.2 D.-2
4.(24-25高二上·吉林通化·月考)“”是“直线和直线不重合而平行”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
5.(24-25高二上·四川南充·月考)若直线与直线互相垂直,且、均为正实数,则的最小值是( )
A. B. C. D.
二、多选题
6.(24-25高二上·云南玉溪·期中)设平面内四点,,,,则下面四个结论正确的是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·广东阳江·月考)直线,则下列说法正确的是( )
A.若,则或 B.若,则
C.若,则 D.若,则
8.(24-25高二上·吉林长春·月考)已知直线,下列选项正确的是( )
A.过点且垂直于直线的直线方程为
B.直线过定点
C.当时,
D.当时,
三、填空题
9.(24-25高二上·甘肃嘉峪关·月考)已知直线,若且,则的值为
10.(24-25高二上·吉林白山·开学考试)已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
11.(24-25高二上·北京顺义·期中)已知直线过点,且和直线平行.设直线与轴相交于点,求直线绕点逆时针旋转所得直线的方程 .
四、解答题
12.(24-25高二上·湖北孝感·期中)求满足下列条件的直线方程;
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)过点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程.
13.(24-25高二上·广东广州·月考)已知平面内两点.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程.
(2)若是以为顶点的等腰直角三角形,求直线的方程.
(3)已知直线经过点且在两坐标轴上的截距之和为零,求直线的方程.
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