内容正文:
第3课时 直线方程的一般式
第4课时 直线方程的点法式
[基础达标练]
1.关于x,y的方程(a2-a-2)x+(2-a)
y+5=0是直线的方程,则 ( )
A.a=2 B.a=-1
C.a≠2 D.a≠-1
2.若直线Ax+By+C=0(A2+B2≠0)经
过第一、三、四象限,则系数 A,B,C 满
足的条件为 ( )
A.A,B,C同号 B.AB<0,BC<0
C.AC<0,BC>0 D.AB>0,AC<0
3.直线经过点A(4,2),且与P(-2,3),
Q(6,3)两点的连线垂直的直线方程为
( )
A.x+2y+1=0 B.x+2y=0
C.x-4=0 D.y-2=0
4.(多选)直线l1:ax-y+b=0与直线l2:
bx+y-a=0(ab≠0)的图象可能是
( )
5.(多选)对于直线l:x=my+1,下列说
法正确的是 ( )
A.直线l恒过定点(1,0)
B.直线l斜率必定存在
C.m= 3时,直线l的倾斜角为60°
D.m=2时,直线l与两坐标轴围成的
三角形面积为1
4
6.不论m 为何值,直线(m-1)x-y+2m
+1=0恒过定点 .
7.若直线(2a2-4a)x+(a2-4)y+5a2=
0的倾斜角是π4
,则实数a是 .
8.根据下列条件分别写出直线方程,并化
成一般式:
(1)斜率是 33
,经过点A(8,-2);
(2)经过点B(-2,0),且与x轴垂直;
(3)斜率为-4,在y轴上的截距为7;
(4)经过点A(-1,8),B(4,-2).
582
第一章 直线与圆
[能力提升练]
9.已知直线(a-1)x+y-a-3=0(a>
1),当此直线在x,y轴上的截距和最小
时,实数a的值是 ( )
A.1 B.2
C.2 D.3
10.(多选)如果AB<0,BC<0,那么直线
Ax+By+C=0经过 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
11.已知a+b=1(a,b∈R),则直线l∶2ax+
by-1=0过定点 ,若直线l不
过第四象限,则实数a的取值范围是
.
12.设直线l的方程为(a+1)x+y+3-a=0
(a∈R).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求a
的值;
(2)若l不经过第三象限,求a的取值
范围.
[素养培优练]
13.(多选)对于直线l:mx=y+1,下列说
法正确的是 ( )
A.直线l恒过定点(0,-1)
B.直线l斜率必定存在
C.m= 3时直线l的倾斜角为π6
D.m=2时直线l与两坐标轴围成的
三角形面积为1
4
14.已知直线x+2y=2分别与x轴,y轴
相交于A,B 两点,若动点P(a,b)在线
段AB 上,则ab的最大值为 .
682
选择性必修第一册
5.ABC [经过定点P(x0,y0)且斜率存在的直线才可用方
程y-y0=k(x-x0)表示,所以 A错;
不经过原点且与两坐标轴都不垂直的直线才可以用方
程x
a +
y
b =1
表示,所以B错;经过定点A(0,b)且斜率
存在的直线才可用方程y=kx+b表示,所以 C错;当x1
≠x2 时,经过点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线可以用方程
y-y1=
y2-y1
x2-x1
(x-x1),即(x2-x1)(y-y1)=(y2-
y1)(x-x1)表 示,当 x1 =x2 时,经 过 点 P(x1,y1),
Q(x2,y2)的直线可以用方程x=x1,即(x2-x1)(y-
y1)=(y2-y1)(x-x1)表示,因此经过任意两个不同的
点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线都可以用方程(x2-x1)
(y-y1)=(y2-y1)(x-x1)表示,所以 D对.]
6.解析:由截距式得直线方程为x3+
y
2=1
,即2x+3y=
6,所以4x8y=22x23y=22x+3y=26=64.
答案:64
7.解析:由直线方程的两点式,得过(-1,1)和(3,9)两点
的直线方程为y-1
9-1=
x-(-1)
3-(-1)
,整理得2x-y+3=0.
取y=0,得x=-32.∴
过(-1,1)和(3,9)两点的直线
在x轴上的截距是-32.
答案:-32
8.解:(1)∵直线l过点P(4,1),Q(-1,6),
∴直线l的方程为y-16-1=
x-4
-1-4
,即x+y-5=0.
(2)由题意知,直线l的斜率存在且不为0,所以设直线l
的斜率为k,则其方程为y-1=k(x-4).
令x=0,得y=1-4k;令y=0,得x=4-1k.
∴1-4k=2 4-1k( ) ,解得k=
1
4
或k=-2.
∴ 直 线 l 的 方 程 为 y -1= 14
(x-4)或 y-1
=-2(x-4),
即x-4y=0或2x+y-9=0.
9.B [两直线的方程分别化为y=nmx-n
,y=mnx-m
,
易知两直线的斜率符号相同.]
10.AB [A中直线在坐标轴上的截距分别为2,-2,所以
围成三角形的面积是2正确,B中(0+12
,2+1
2
)在直线
y=x+1上,且(0,2),(1,1)连线的斜率为-1,所以 B
正确,C选项需要条件y2≠y1,x2≠x1,故错误,D 选项
错误,还有一条截距都为0的直线y=x.]
11.解析:由题意,设直线l的方程为xa +
y
b =1
(a>0,b>0),
因为直线l过点P(1,3),所以1a+
3
b=1.①
因为直线l与x 轴、y轴正半轴围成的三角形面积等于
6,所以12ab=6.②
解①②可得a=2,b=6,所以l的方程为x2+
y
6=1
,即
3x+y-6=0.
答案:3x+y-6=0
12.解:设直线方程为xa +
y
b =1
(a>0,b>0),
若满足条件(1),则a+b+ a2+b2=12. ①
又∵直线过点P(43
,2),∴43a+
2
b=1. ②
由①②可得5a2-32a+48=0,
解得
a=4,
b=3,{ 或
a=125
,
b=92.
ì
î
í
ïï
ï
∴所求直线的方程为x4+
y
3=1
或5x
12+
2y
9=1
,
即3x+4y-12=0或15x+8y-36=0.
若满足条件(2),则ab=12,③
由题意得4
3a+
2
b=1
,④
由③④整理得a2-6a+8=0,
解得
a=4,
b=3,{ 或
a=2,
b=6,{
∴所求直线的方程为x4+
y
3=1
或x
2+
y
6 =1
,即3x
+4y-12=0或3x+y-6=0.
综上所述,存在同时满足(1)(2)两个条件的直线方程
为3x+4y-12=0.
13.D [线段AB 的方程为x3+
y
4=1
(0≤x≤3),于是y
=4(1-x3
)(0≤x≤3),从而xy=4x(1-x3
)=- 43
(x-32
)2+3,显然当x=32∈
[0,3]时,xy取最大值为
3;当x=0或3时,xy取最小值0.]
14.解析:(1)①当直线l经过坐标原点时,可得a+2=0,
解得a=-2.
所以直线l的方程为-x+y=0,即x-y=0;
②当直线l不经过坐标原点,即a≠-2且a≠-1时,
由条件得a+2
a+1=a+2
,解得a=0,所以直线l的方程为
x+y-2=0.
综上可得直线l的方程为x-y=0或x+y-2=0.
(2)在(a+1)x+y-2-a=0(a>-1)中,
令x=0,得y=a+2;令y=0,得x=a+2a+1.
所以 M(a+2a+1
,0),N(0,a+2).
由于a>-1,得a+2>a+1>0.
所以S△OMN =
1
2
a+2
a+1
(a+2)=12
(a+2)
2
a+1
=12
(a+1)
2+2(a+1)+1
a+1
=12
[(a+1)+ 1a+1+2
]≥
1
2 2 (a+1)
1
a+1+2[ ]=2.
当且仅当a+1= 1a+1
,即a=0时等号成立.此时直线l
的方程为x+y-2=0.
答案:(1)x-y=0或x+y-2=0 (2)x+y-2=0
第3课时 直线方程的一般式
第4课时 直线方程的点法式
1.C [当方程不表示直线时,
得
a2-a-2=0,
2-a=0,{ 即a=2.∴当a≠2时,表示直线.]
2.C [由题意得,直线 Ax+By+C=0,即y=-ABx-
C
B
,直线经过第一、三、四象限,所以-AB >0
,-CB <0
,
即AB<0,BC>0.]
183
参考答案
3.C [PQ
→
=(6-(-2),3-3)=(8,0),PQ
→
即为所求直线
的法向量,由点法式方程得8×(x-4)+0×(y-2)=0,
即x-4=0.]
4.BC [l1:y=ax+b,l2:y=-bx+a,在 A 中,由l1 知a
>0,b<0,则-b>0,与l2 的图象不符;在 B中,由l1 知
a>0,b>0,则-b<0,与l2 的图象相符;在C中,由l1 知
a<0,b>0,则-b<0,与l2 的图象相符;在D中,由l1 知
a>0,b>0,则-b<0,与l2 的图象不符.]
5.AD [A.由直线方程知:恒过定点(1,0),正确;B.当 m
=0时,直线斜率不存在,错误;C.m= 3时有y= 33
(x-
1),即tanθ= 33
,则倾斜角为θ= π6
,错误;D:m=2时,
直线l,x=2y+1,则l与x、y 轴 交 点 分 别 为 (1,0),
0,-12( ) ,所以直线l与两坐标轴围成的三角形面积为
1
4
,正确]
6.解析:直 线 方 程 可 化 为 m(x+2)=x+y-1.令
x+2=0,
x+y-1=0,{ 解得
x=-2,
y=3.{
所以直线经过定点(-2,3).
答案:(-2,3)
7.解析:因为直线(2a2-4a)x+(a2-4)y+5a2=0的倾斜
角是 π
4
,所以直线(2a2-4a)x+(a2-4)y+5a2=0的斜
率为 tan π4 =1
,因 此 a2 -4≠0,y=
(2a2-4a)x
-(a2-4)
+
5a2
-(a2-4)
,∴
(2a2-4a)
-(a2-4)
=1
∴3a2-4a-4=0,∴a=-23
或a=2(舍)
答案:-23
8.解:(1)由点斜式,得y+2= 33
(x-8),化简,
得 3x-3y-8 3-6=0.
(2)直线方程为x=-2,即x+2=0.
(3)由斜截式,得y=-4x+7,化成一般式为4x+y-7
=0.
(4)由两点式,得 y-8-2-8=
x-(-1)
4-(-1)
,化成一般式为2x
+y-6=0.
9.D [当x=0时,y=a+3,当y=0时,x=a+3a-1
,令t=
a+3+a+3a-1=5+
(a-1)+ 4a-1.
因为a>1,所以a-1
>0.
所以t≥5+2 (a-1) 4(a-1)=9.
当且仅当a-1=
4
a-1
,即a=3时,等号成立.]
10.ABC [直线Ax+By+C=0在x 轴上
的截距为-CA =-
BC
AB<0
,在y 轴上的
截距为-CB >0
,如图所示:由图象可知,
直线Ax+By+C=0经
过第一、二、三象限.]
11.解析:由a+b=1,得b=1
-a,
所以直线l∶2ax+by-1=
0可化为2ax+(1-a)y-1
=0,
即a(2x-y)+y-1=0,
令
2x-y=0,
y-1=0,{
解得
x=12
,
y=1,
{ 所以直线l过定点P 12,1( ).
由直线l不过第四象限,kPO=
1
1
2
=2,
得0≤- 2a1-a≤2
,解得a≤0,则实数a的取值范围是
(-∞,0].
答案: 1
2
,1( ) (-∞,0]
12.解:(1)由题意知,当a=-1时不符合题意;
当a≠ -1 时,令 x=0 得 y=a-3,令 y=0 得 x
=a-3a+1
,
若l在两坐标轴上的截距相等,则a-3=a-3a+1
,解得a
=3或a=0.
(2)直线l的方程可化为a(x-1)+x+y+3=0,所
以
x-1=0
x+y+3=0{ ,
所以
x=1
y=-4{ ,所以直线l过定点(1,-4),如图所示:
若l不 经 过 第 三 象 限,则
-(a+1)<0
-(a+1)≤-4-01-0{ ,解 得a
≥3,
故实数a的取值范围为a≥3.
13.ABD [A.由直线方程知:恒过定点(0,-1),正确;B.
m∈R,直线斜率存在,正确;C.m= 3时有y= 3x-1,
即tanθ= 3,则倾斜角为θ= π3
,错误;D:m=2时,直
线l:2x=y+1,则 与 x、y 轴 交 点 分 别 为 12
,0( ) ,
0,-1( ) ,所以直线l与两坐标轴围成的三角形面积为
1
4
,正确]
283
选择性必修第一册
14.解析:直线方程可化为x2+y=1
,故直线与x轴的交点
为A(2,0),与y轴的交点为B(0,1).由动点P(a,b)在
线段AB 上可知0≤b≤1,且a+2b=2,所以a=2-2b,
故ab=(2-2b)b=-2b2+2b=-2b-12( )
2
+ 12.
因
为0≤b≤1,所以当b=12
时ab取得最大值12.
答案:1
2
1.4 两条直线的平行与垂直
1.A [x=0是表示y轴的直线,y=0是表示x轴的直线,
两条直线互相垂直.]
2.AC [A选项中,kAB=kCD =-
4
5
,且由图(图略)可知两
直线不重合,故l1∥l2;C选项中,kAB = 3=tan60°=kl2
且两直线不重合,故l1∥l2;同理可以得出 BD选项中两
直线不平行.]
3.B [设直线l的方程为2x-3y+c=0,将点(-1,2)代
入得-2-6+c=0,∴c=8,
∴直线l的方程为2x-3y+8=0.]
4.A [由题意得:kAB=
1+1
1-5=-
1
2
;kBC=
3-1
2-1=2
,∴kAB
kBC=-1,∴AB⊥BC,∴△ABC为直角三角形.]
5.ACD [当两直线都与x轴垂直时,两直线平行,但它们
斜率不存在.所以 A错误.由直线倾斜角定义可知 B正
确,当一条直线平行x 轴,一条平行y 轴,两直线垂直,
但斜率之积不为-1,所以 C错误,当两条直线斜率都不
存在时,两直线平行,所以 D错误.]
6.解析:因为两直线平行,所以(3+a)(5+a)=2×4,解
得a=-1或-7.
当a=-1时,两直线重合,故a=-7.
答案:-7
7.解析:设直线l的方程为3x-2y+b=0,令x=0,y=b2
=9,得b=18,故所求的直线方程为3x-2y+18=0.
答案:3x-2y+18=0
8.解:设直线l1 的斜率为k1,直线l2 的斜率为k2.
(1)因为k1=
a-1
3-1=
a-1
2
,所以k2 存在且k2=
4-2
3+a-2
= 2a+1.
因为l1∥l2,所以k1=k2,即
a-1
2 =
2
a+1
,解得a=± 5.
当a=± 5时,kAM ≠kBM ,所以A,B,M 不共线,则a=
± 5符合题意.
(2)k1=
a-1
2
,①当a=1时,k1=0,k2=1,k1k2=0,不
符合题意;②当a≠1时,k1≠0,因为l1⊥l2,所以k2 存在
且k2=
2
a+1
(a≠-1),则k1k2=-1,即
a-1
2
2
a+1=
-1,解得a=0.
9.B [kBC=
3-1
1-3=-1
,∴高所在直线斜率为1,
∴方程为y-1=1×(x+1),即x-y+2=0.]
10.解析:由(a-1)×(-a)-(-2)×1=0,得a=-1或a=2.
当a=-1时,l1:x+y-2=0,l2:x+y-1=0,显然l1
与l2 不重合,∴l1∥l2.同理,当a=2时,l1:x-2y+4
=0,l2:x-2y-1=0,l1 与l2 不重合,l1∥l2.故a=-1
或a=2.]
答案:-1或2
11.解析:因为直线l的倾斜角为 34π
,所以直线l的斜率k
=-1.又l1 与l垂直,所以直线l1 的斜率k1=-
1
k =
1,即2+13-a=1
,解得a=0,且l2 与l1 平行,则k2=-
4
b
=k1=1,所以b=-4,故a+b=-4.
答案:-4
12.解:(方法一)①当a=0时,已知直线化为x=5,此时直
线斜率不存在,则所求直线l的斜率为0,因为直线l过
点A(2,1),所以直线l的方程为y-1=0(x-2),即y
=1.
②当a≠0 时,已 知 直 线 2x+ay-10=0 的 斜 率 为
-2a
,因为直线l与已知直线垂直,设直线l的斜率为
k,所以k -2a( )=-1,所以k=
a
2.
因为直线l过点A(2,1),所以所求直线l的方程为y-1=
a
2
(x-2),即ax-2y-2a+2=0.
所求直线l的方程为y=1或ax-2y-2a+2=0.
又y=1是ax-2y-2a+2=0的一个特例,
故所求直线l的方程为ax-2y-2a+2=0.
(方法二)根据与直线Ax+By+C=0垂直的直线方程
可设为Bx-Ay+m=0.
因此根据题意可设所求方程为ax-2y+m=0,
又因为该直线过点A(2,1),所以2a-2+m=0,即m=
2-2a.
所以所求方程为ax-2y-2a+2=0.
13.解析:(1)由 M,N,P 三点的坐标,得 MN 垂直x 轴,又
∠NMP=90°,
所以kMP=0,所以y=-3,
所以log8(7+y)=log84=
2
3.
(2)由log8(7+y)=
2
3
,得y=-3,故点P(5,-3),
因为 MN 垂直x 轴,kMP=0,所以∠NMP=90°.
答案:(1)23
(2)90°
14.解:(1)∵点O(0,0),C(1,3),
∴OC所在直线的斜率kOC=
3-0
1-0=3.
(2)在▱OABC中,AB∥OC.又CD⊥AB,∴CD⊥OC,
∴kOCkCD =-1,即kCD =
-1
kOC
=-13.
故直线CD 的斜
率为-13.
1.5 两条直线的交点坐标
1.A [过点A(-2,5)和B(1,-4)的直线方程为3x+y+
1=0,故它与x轴的交点的坐标为(-13
,0).故为 A.]
2.B [由 3x+y-1=0
,
x+2y-7=0,{ 可得直线3x+y-1=0与x+2y
-7=0的交点为(-1,4),与直线3x+y-1=0垂直的
直线斜率为1
3
,由点斜式,得直线方程为y-4=13
(x+
1),即x-3y+13=0.]
3.B [直线l1:y=k(x-4)经过定点(4,0),其关于点(2,
1)对称的点为(0,2),又直线l1:y=k(x-4)与直线l2 关
于点(2,1)对称,故直线l2 经过定点(0,2).]
4.ABC [A.若方程组无解,则两条直线无交点,两直线平
行;正确;B.若方程组只有一解,说明两条直线只有一个
交点,则两直线相交;正确;C.若方程组有无数多解,说
明两条直线有无数多个交点,则两直线重合.正确.D 错
误.故答案为:ABC.]
383
参考答案