内容正文:
专题2.2 直线的方程
教学目标
根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系.
教学重难点
重点
掌握直线方程的几种形式.
知识点01 直线的点斜式方程
方程由直线上_________决定,我们把叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
【即学即练】
1.已知的三个顶点分别为,则边上的中线所在直线的方程是( )
A. B. C. D.
2.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
知识点02 直线的斜截式方程
如果直线的斜率为,且与轴的交点为,根据直线的点斜式方程可得_________,即.我们把直线与轴的交点的纵坐标叫做直线在轴上的截距,方程由_________与它在轴上的截距确定,所以方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
【即学即练】
1.在同一平面直角坐标系中,直线:和直线:有可能是( )
A. B.
C. D.
2.如图,在同一直角坐标系中,表示直线与正确的是( )
A. B.
C. D.
知识点03 直线的两点式方程
经过两点(其中)的直线方程为,称这个方程为直线的_________,简称两点式.
【即学即练】
1.已知直线过点,若直线过点及点关于坐标原点的对称点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.若过点的直线与坐标轴交于两点,围成三角形的面积为16,则符合条件的直线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
知识点04 直线的截距式方程
若直线与轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则过AB两点的直线方程为_________,这个方程称为直线的截距式方程.a叫做直线在x轴上的截距,b叫做直线在y轴上的截距.
【即学即练】
1.已知直线在轴上的截距是轴上截距的倍,则的值为( )
A. B. C. D.
2.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
知识点05 直线方程几种表达方式的选取
在一般情况下,使用斜截式比较方便,这是因为斜截式只需要两个独立变数,而点斜式需要三个独立变数.在求直线方程时,要根据给出的条件采用适当的形式.一般地,已知一点的坐标,求过这点的直线,通常采用点斜式,再由其他条件确定斜率;已知直线的斜率,常用斜截式,再由其他条件确定在y轴上的截距;已知截距或两点选择截距式或两点式.从结论上看,若求直线与坐标轴所围成的三角形的面积或周长,则选择_________求解较方便,但不论选用哪一种形式,都要注意各自的限制条件,以免遗漏.
【即学即练】
1.1.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.
2.中,,,C点在y轴上,若AB边上的中线CD也是AB边上的高,则直线CD的方程为( )
A. B.
C. D.
知识点06 直线方程的一般式
关于x和y的一次方程都表示一条直线.我们把方程写为_________,这个方程(其中A、B不全为零)叫做直线方程的一般式.
【即学即练】
1.若直线,,则下列向量可以作为直线的方向向量的是( )
A. B. C. D.
2.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
知识点07 直线方程的不同形式间的关系
直线方程的五种形式的比较如下表:
名称
方程的形式
常数的几何意义
适用范围
点斜式
是直线上一定点,是斜率
不垂直于轴
斜截式
是斜率,是直线在y轴上的截距
不垂直于轴
两点式
,是直线上两定点
不垂直于轴和轴
截距式
是直线在x轴上的非零截距,是直线在y轴上的非零截距
不垂直于轴和轴,且不过原点
一般式
、、为系数
任何位置的直线
【即学即练】
1.直线l过点,且纵截距为横截距的两倍,则直线l的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
2.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
知识点08 直线方程的综合应用
1.已知所求曲线是直线时,用_________求.
2.根据题目所给条件,选择适当的直线方程的形式,求出直线方程.
对于两直线的平行与垂直,直线方程的形式不同,考虑的方向也不同.
(1)从斜截式考虑已知直线,,
;
于是与直线平行的直线可以设为;垂直的直线可以设为.
(2)从一般式考虑:
且或,记忆式()
与重合,,,
于是与直线平行的直线可以设为;垂直的直线可以设为.
【即学即练】
1.若直线与平行,则 ( )
A.1 B. C.1或 D.
2.数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点为、、,则其欧拉线的一般式方程为( )
A. B. C. D.
题型01 点斜式直线方程
【典例1】已知两点,以下各点一定在直线上的是( )
A. B. C. D.
(1)利用点斜式求直线方程的步骤是:①判断斜率是否存在,并求出存在时的斜率;②在直线上找一点,并求出其坐标.
(2)要注意点斜式直线方程的逆向运用,即由方程可知该直线过定点且斜率为.
【变式1】已知点,直线与线段相交,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】已知两点,,动点在线段AB上运动,则xy的最大值为( )
A. B. C.3 D.4
【变式3】已知直线l过点,且分别交两直线于x轴上方的两点,O点为坐标原点,则面积的最小值为( )
A.8 B.9 C. D.20
题型02 斜截式直线方程
【典例1】一次函数与为常数,且,它们在同一坐标系内的图象可能为( )
A. B.
C. D.
(1)选用斜截式表示直线方程的依据是知道(或可以求出)直线的斜率和直线在轴上的截距.
(2)直线的斜截式方程的好处在于它比点斜式方程少一个参数,即斜截式方程只要两个参数、即可确定直线的方程,而点斜式方程则需要三个参数、、才能确定,而且它的形式简洁明了,这样当我们仅知道直线满足一个条件时,由参数选用斜截式方程具有化繁为简的作用.
(3)若直线过某一点,则这一点坐标一定满足直线方程,这一隐含条件应充分利用.
【变式1】下列命题中正确的是( )
A.经过点的直线都可以用方程表示
B.经过定点的直线都可以用方程表示
C.经过任意两个不同点的直线都可用方程表示
D.不经过原点的直线都可以用方程表示
【变式2】倾斜角为135°,在y轴上的截距为-1的直线方程是 ( )
A.y=x+1 B.y=x-1
C.y=-x+1 D.y=-x-1
【变式3】已知直线不过第一象限,则实数t的取值范围为 .
题型03 两点式直线方程
【典例1】若,则直线的方程为 ;设直线与两坐标轴的交点为且点在线段上,则的最大值为 .
当已知两点坐标,求过这两点的直线方程时,首先要判断是否满足两点式方程的适用条件,若满足即可考虑用两点式求方程.在斜率存在的情况下,也可以先应用斜率公式求出斜率,再用点斜式写出方程.
【变式1】经过点,的直线在轴上的截距为 .
【变式2】已知直线l截圆所得的弦AB的中点坐标为,则弦AB的垂直平分线方程为( )
A. B. C. D.
【变式3】下列说法正确的是( )
A.当直线与的斜率,满足时,两直线一定垂直
B.直线的斜率为
C.过(,),(,)两点的所有直线的方程
D.经过点(1,1)且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
题型04 截距式直线方程
【典例1】过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
应用截距式求直线方程时,一定要注意讨论截距是否为零
【变式1】已知直线经过第一、二、三象限且斜率小于1,那么下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2】直线经过点,在轴上的截距为,在轴上的截距为,且满足,则直线的斜率为( )
A.2 B. C. D.或
【变式3】过点作直线,若经过点和,且均为正整数,则这样的直线可以作出( ),
A.条 B.条 C.条 D.无数条
题型05 中点坐标公式
【典例1】已知点,若的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
(1)中点坐标公式是一个重要的公式,要注意灵活地运用它来解决问题.
(2)在运用中点坐标公式时,要注意与“中点”等价的有关概念的运用.
(3)在具体解题时,还应注意创设条件运用中点坐标公式,如由平面几何知识可知,平行四边形的对角线相交于一点且互相平分,也就是对角线上两顶点的中点重合等.
【变式1】已知三顶点坐标,为的中点,为的中点,则中位线所在直线的截距式方程为 ( )
A. B.
C. D.
【变式2】若直线l与两坐标轴的交点分别为A,B,且线段AB的中点为,则直线l的方程为: .
【变式3】若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),求直线l的方程 .
题型06 直线的一般式方程
【典例1】已知直线的一个方向向量为,向量,若与是共线向量,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.8
让学生体会直线方程的各种形式,以及各种形式向一般式的转化,对于直线方程的一般式,一般作如下约定:的系数为正,,的系数及常数项一般不出现分数,一般按含项、项、常数项顺序排列.求直线方程的题目,无特别要求时,结果写成直线方程的一般式.
【变式1】已知,若直线与线段没有公共点,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【变式2】设,若直线与线段AB有交点,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式3】已知直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
题型07 直线方程的综合应用
【典例1】已知函数的图象经过点和点,直线经过点,且直线交线段于点,记的周长为的周长为,若,则( )
A.2 B.4 C.-2 D.-4
求直线的方程的关键是选择适当的直线方程的形式.
【变式1】若直线与平行,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.2或3
【变式2】 ,过定点的直线与过定点的直线交于点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式3】下列说法中,错误的是( )
A.经过点且与直线平行的直线方程是
B.直线的一个方向向量为
C.过点且在,轴上的截距相等的直线方程为
D.,,三点共线
题型08 判断动直线所过定点
【典例1】已知点,,若直线与线段(含端点)有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
合并参数,另参数的系数为零解方程.
【变式1】已知直线及两点,,若直线与线段相交,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式2】已知两点直线与线段AB相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【变式3】已知直线,若直线与连接、两点的线段总有公共点,则直线的斜率的范围为( )
A. B.
C. D.
题型09 直线与坐标轴形成三角形问题
【典例1】直线的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线与坐标轴所围成的三角形的面积为,则直线的方程可能是( )
A. B.
C. D.
(1)由于已知直线的倾斜角(与斜率有关)及直线与坐标轴围成的三角形的面积(与截距有关),因而可选择斜截式直线方程,也可选用截距式直线方程,故有“题目决定解法”之说.
(2)在求直线方程时,要恰当地选择方程的形式,每种形式都具有特定的结论,所以根据已知条件恰当地选择方程的类型往往有助于问题的解决.例如:已知一点的坐标,求过这点的直线方程,通常选用点斜式,再由其他条件确定该直线在轴上的截距;已知截距或两点,选择截距式或两点式.在求直线方程的过程中,确定的类型后,一般采用待定系数法求解,但要注意对特殊情况的讨论,以免遗漏.
【变式1】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
【变式2】已知过定点作直线与两坐标轴围成的三角形面积为,这样的直线有( )条
A. B. C. D.
【变式3】过点的直线与两坐标轴的正半轴分别交于A、B两点,O为坐标原点,当 的面积最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
题型10 直线方程的实际应用
【典例1】如图,在路边安装路灯,路宽14m,在路边的点处立有一根高为灯柱,灯杆长1m,且与灯柱成.路灯采用锥形灯罩(灯罩顶点在点处),灯罩轴线与灯杆垂直.当灯柱高约多少时,灯罩轴线正好与道路路面的中线相交?(精确到0.01m,其中)
用坐标法解决生活问题.
【变式1】足球是一项很受欢迎的体育运动.如图,某标准足球场的底线宽码,球门宽码,球门位于底线的正中位置.在比赛过程中,攻方球员带球运动时,往往需要找到一点,使得最大,这时候点就是最佳射门位置.当攻方球员甲位于边线上的点处(,)时,根据场上形势判断,有、两条进攻线路可供选择.
(1)若选择线路,则甲带球多少码时,到达最佳射门位置;
(2)若选择线路,则甲带球多少码时,到达最佳射门位置.
【变式2】已知直线经过点.
(1)若在两坐标轴上的截距互为相反数,求的方程
(2)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【变式3】已知两直线.
(1)求过两直线的交点,且垂直于直线的直线方程;
(2)已知两点,动点在直线运动,求的最小值.
1.“”是“直线与直线相互平行”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
2.,和围成的三角形内部和边上的整点有( )个.
A.35 B.36 C.37 D.38
3.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.
4.直线的倾斜角为,则( )
A.1 B. C. D.
5.已知为直线上的动点,点满足,记的轨迹为,则( )
A.是一个半径为的圆
B.上的点到的距离均为
C.是两条平行直线
D.是一条与相交的直线
6.已知直线,,若,则实数a的值为( )
A.3 B. C. D.
7.经过点且与直线平行的直线是( )
A. B. C. D.
8.以为端点的线段的垂直平分线的方程为( )
A. B.
C. D.
9.已知直线.
(1)证明:对任意实数,直线都经过一个定点;
(2)若直线在轴、轴上截距相等,求直线的方程.
10.已知直线:,:.
(1)若,求m的值.
(2)设直线过的定点为A,直线过的定点B,且当时,直线与交点为C,求中BC边上的高所在直线l的方程.
11.已知直线经过点.
(1)若不过原点且在两坐标轴上截距和为零,求的方程;
(2)设的斜率与两坐标轴的交点分别为,当的面积最小时,求的斜截式方程.
12.如图所示,将一块直角三角形板置于平面直角坐标系中,已知,,点是三角板内一点,现因三角板中阴影部分受到损坏,要把损坏部分锯掉,可用经过点的任一直线将三角形锯成三角形,设直线的斜率为.
(1)求直线的方程(用表示);
(2)求锯成的面积的最小值.
13.已知直线.
(1)求恒过的定点的坐标;
(2)若经过点,求直线的方程.
14.根据下列条件,写出直线方程的一般式:
(1)经过点,且倾斜角为;
(2)经过点和点
(3)经过点,在x,y轴上有相等的截距.
15.已知的三个顶点.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
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专题2.2 直线的方程
教学目标
根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系.
教学重难点
重点
掌握直线方程的几种形式.
知识点01 直线的点斜式方程
方程由直线上一定点及其斜率决定,我们把叫做直线的点斜式方程,简称点斜式.
【即学即练】
1.已知的三个顶点分别为,则边上的中线所在直线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由中点坐标公式可得边的中点坐标为,可得边上的中线的斜率,由点斜式可得边上的中线所在直线的方程.
【详解】因为,
设边的中点为,则,即,
又,所以,
故边上的中线所在直线的方程为,即.
故选:D.
2.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
【分析】首先求出直线的倾斜角,再根据旋转角度求出直线的倾斜角,进而得到直线的斜率,再根据直线所过的点求出直线方程,从而判断直线不过第几象限.
【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.
知识点02 直线的斜截式方程
如果直线的斜率为,且与轴的交点为,根据直线的点斜式方程可得,即.我们把直线与轴的交点的纵坐标叫做直线在轴上的截距,方程由直线的斜率与它在轴上的截距确定,所以方程叫做直线的斜截式方程,简称斜截式.
【即学即练】
1.在同一平面直角坐标系中,直线:和直线:有可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据每个选项中与的图象,分别确定的取值即可判断.
【详解】对于A,直线单调递减,与轴交于正半轴,则,
直线单调递减,与轴交于负半轴,则,不成立,故A错误;
对于B,直线单调递减,与轴交于负半轴,则,
直线单调递减,与轴交于负半轴,则,成立,故B正确;
对于C,直线单调递增,与轴交于负半轴,则,
直线单调递增,与轴交于正半轴,则,不成立,故C错误;
对于D,直线单调递增,与轴交于正半轴,则,
直线单调递减,与轴交于正半轴,则,不成立,故D错误;
故选:B.
2.如图,在同一直角坐标系中,表示直线与正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由与中同号,分类讨论递增与递减,得到结果.
【详解】当时,直线过原点,且单调递增,
直线单调递增,且纵截距为正数,
没有符合的图象.
当时,直线过原点,且单调递减,
直线单调递增,且纵截距为负数,
C选项符合.
故选:C
知识点03 直线的两点式方程
经过两点(其中)的直线方程为,称这个方程为直线的两点式方程,简称两点式.
【即学即练】
1.已知直线过点,若直线过点及点关于坐标原点的对称点,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】计算出点及点关于坐标原点的对称点的坐标,然后由两点式求解即可.
【详解】因为直线过点,代入得,即,
则点关于坐标原点的对称点为.
又直线过两点,
所以直线的方程为,
即.
故选:A.
2.若过点的直线与坐标轴交于两点,围成三角形的面积为16,则符合条件的直线的条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】由题意可设直线的方程为:,则满足关系式,化简得,对进行分类讨论即可求解.
【详解】由题意直线显然不过原点,所以不妨设直线:,,
又点在直线上,所以,,
又三角形的面积为16,所以,,
所以,整理得;
当时,方程变为,解得或满足题意,
将和分别代入,解得对应的分别为;
当时,方程变为,解得或满足题意,
将和分别代入,解得对应的分别为;
综上所述:满足题意的直线为:,共有4条.
故选:D.
知识点04 直线的截距式方程
若直线与轴的交点为,与y轴的交点为,其中,则过AB两点的直线方程为,这个方程称为直线的截距式方程.a叫做直线在x轴上的截距,b叫做直线在y轴上的截距.
【即学即练】
1.已知直线在轴上的截距是轴上截距的倍,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得,分和两种情况讨论即可,求出直线在两坐标轴上的截距,结合题意可得出关于实数的等式,解之即可.
【详解】依题意可得,
当时,直线为,此时横纵截距都等于,满足题意;
当时,将直线的方程化为截距式方程可得,
直线在轴上的截距为,在轴上截距,
则,得或(舍去).
综上所述,的值为或.
故选:C.
2.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式即可得解.
【详解】当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为,满足题意,
又因为直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
因为点在直线上,
所以,解得,
所以直线方程为,
故所求直线方程为或.故D项正确.
故选:D
知识点05 直线方程几种表达方式的选取
在一般情况下,使用斜截式比较方便,这是因为斜截式只需要两个独立变数,而点斜式需要三个独立变数.在求直线方程时,要根据给出的条件采用适当的形式.一般地,已知一点的坐标,求过这点的直线,通常采用点斜式,再由其他条件确定斜率;已知直线的斜率,常用斜截式,再由其他条件确定在y轴上的截距;已知截距或两点选择截距式或两点式.从结论上看,若求直线与坐标轴所围成的三角形的面积或周长,则选择截距式求解较方便,但不论选用哪一种形式,都要注意各自的限制条件,以免遗漏.
【即学即练】
1.1.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
【分析】设直线为,代入得,表示出所围成封闭图形面积为,进而结合基本不等式求解即可.
【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.
2.中,,,C点在y轴上,若AB边上的中线CD也是AB边上的高,则直线CD的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用中点坐标公式得,根据两直线垂直斜率之积等于可得,然后利用点斜式即可得
【详解】由题意,得D是AB的中点,则,且,
又,则,
则直线CD的方程为,即
故选:B
知识点06 直线方程的一般式
关于x和y的一次方程都表示一条直线.我们把方程写为,这个方程(其中A、B不全为零)叫做直线方程的一般式.
【即学即练】
1.若直线,,则下列向量可以作为直线的方向向量的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】取作为的一个方向向量,设为的方向向量,可得,由此可得正确答案.
【详解】取上两点,,则可以作为的一个方向向量.
设为的方向向量,
∵,∴,故,即,B选项正确.
故选:B.
2.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先将给定直线方程转化为斜截式方程,从而得到直线的斜率,再根据倾斜角与斜率的关系以及倾斜角的取值范围求出倾斜角.
【详解】对于直线方程,得到,斜率.
设直线的倾斜角为,,根据直线倾斜角与斜率的关系,
已知斜率,所以.
在这个范围内,正切值等于的角只有,所以.
故选:B.
知识点07 直线方程的不同形式间的关系
直线方程的五种形式的比较如下表:
名称
方程的形式
常数的几何意义
适用范围
点斜式
是直线上一定点,是斜率
不垂直于轴
斜截式
是斜率,是直线在y轴上的截距
不垂直于轴
两点式
,是直线上两定点
不垂直于轴和轴
截距式
是直线在x轴上的非零截距,是直线在y轴上的非零截距
不垂直于轴和轴,且不过原点
一般式
、、为系数
任何位置的直线
【即学即练】
1.直线l过点,且纵截距为横截距的两倍,则直线l的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】当直线过原点时,可求得直线斜率,进而得到直线方程.当直线不过原点时,设直线的截距式方程,代入点坐标可得结果.
【详解】当直线过原点时,直线斜率为,直线方程为,整理得.
当直线不过原点时,设直线方程为,代入得,,解得,直线方程为,整理得.
综上得,直线的方程为或.
故选:C.
2.直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将直线的一般式改成斜截式,根据倾斜角和斜率的关系,即可求出结果
【详解】根据题意可知直线可可变形为
故直线的斜率为,
设直线倾斜角为,
由可得.
故选:B
知识点08 直线方程的综合应用
1.已知所求曲线是直线时,用待定系数法求.
2.根据题目所给条件,选择适当的直线方程的形式,求出直线方程.
对于两直线的平行与垂直,直线方程的形式不同,考虑的方向也不同.
(1)从斜截式考虑已知直线,,
;
于是与直线平行的直线可以设为;垂直的直线可以设为.
(2)从一般式考虑:
且或,记忆式()
与重合,,,
于是与直线平行的直线可以设为;垂直的直线可以设为.
【即学即练】
1.若直线与平行,则 ( )
A.1 B. C.1或 D.
【答案】C
【分析】根据两直线平行可得,解得或,检验均符合题意,得到结果.
【详解】直线与平行,所以,即,解得或,
当时,直线为;为,两直线不重合.
当时,直线为;为,两直线不重合.
所以或.
故选:C
2.数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知的顶点为、、,则其欧拉线的一般式方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出的重心和外心后可得欧拉线的方程.
【详解】的重心坐标为即,
中垂线的方程为:,中垂线的方程为:,
故外心坐标为,故欧拉线的方程为:,
整理得到:,
故选:C.
题型01 点斜式直线方程
【典例1】已知两点,以下各点一定在直线上的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用两点可求出直线的斜率,再利用点斜式写出直线的方程,最后代入即可得解.
【详解】因为,,
所以,
所以直线的方程为:,
即,
当时,,
所以点在直线上.
故选:A.
(1)利用点斜式求直线方程的步骤是:①判断斜率是否存在,并求出存在时的斜率;②在直线上找一点,并求出其坐标.
(2)要注意点斜式直线方程的逆向运用,即由方程可知该直线过定点且斜率为.
【变式1】已知点,直线与线段相交,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由直线恒过定点,分别计算,结合图象即可得的范围.
【详解】直线经过定点,如图所示,
则,
因为直线与线段相交,
所以由图可知.
故答案为:.
【变式2】已知两点,,动点在线段AB上运动,则xy的最大值为( )
A. B. C.3 D.4
【答案】C
【分析】先写出直线AB的方程;再利用基本不等式即可求解.
【详解】由,可得:,
则直线AB的方程为:,即.
又因为动点在线段AB上运动,
所以,
则,当且仅当,即,时等号成立,
所以.最大值为3.
故选:C.
【变式3】已知直线l过点,且分别交两直线于x轴上方的两点,O点为坐标原点,则面积的最小值为( )
A.8 B.9 C. D.20
【答案】A
【分析】判断直线斜率存在并设直线l的方程为,求出两点的横坐标,表示出三角形的面积,并化简,结合基本不等式即可求得答案.
【详解】由题意知直线l的斜率一定存在,斜率设为k,则直线l的方程为,
分别与联立可得两点的横坐标:,
故,两点都在x轴的上方,
故,
故,
当且仅当,即时等号成立,
故面积的最小值为8,
故选:A.
题型02 斜截式直线方程
【典例1】一次函数与为常数,且,它们在同一坐标系内的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象分析b、k取值符号进行判断即可.
【详解】对于选项A中,直线的直线的∴A错;
对于选项B中,直线的直线的,∴B错;
对于选项C中,直线的直线的∴C对;
对于选项D中,直线的直线的∴D错.
故选:C.
(1)选用斜截式表示直线方程的依据是知道(或可以求出)直线的斜率和直线在轴上的截距.
(2)直线的斜截式方程的好处在于它比点斜式方程少一个参数,即斜截式方程只要两个参数、即可确定直线的方程,而点斜式方程则需要三个参数、、才能确定,而且它的形式简洁明了,这样当我们仅知道直线满足一个条件时,由参数选用斜截式方程具有化繁为简的作用.
(3)若直线过某一点,则这一点坐标一定满足直线方程,这一隐含条件应充分利用.
【变式1】下列命题中正确的是( )
A.经过点的直线都可以用方程表示
B.经过定点的直线都可以用方程表示
C.经过任意两个不同点的直线都可用方程表示
D.不经过原点的直线都可以用方程表示
【答案】C
【分析】根据斜率不存在时不能用点斜式与斜截式表示、截距为零的直线不能用截距式表示,从而可得结果.
【详解】因为直线与轴垂直时不能用点斜式与斜截式表示,所以选项不正确;
因为直线与坐标轴垂直时不能与截距式表示,所以选项不正确;
故选C.
【点睛】本题主要考查直线的方程,直线方程主要有五种形式,每种形式的 直线方程都有其局限性,斜截式与点斜式要求直线斜率存在,所以用这两种形式设直线方程时要注意讨论斜是否存在;截距式要注意讨论截距是否为零;两点式要注意讨论直线是否与坐标轴平行;求直线方程的最终结果往往需要化为一般式.
【变式2】倾斜角为135°,在y轴上的截距为-1的直线方程是 ( )
A.y=x+1 B.y=x-1
C.y=-x+1 D.y=-x-1
【答案】D
【详解】∵ 直线的倾斜角为
∴直线的斜率等于
∵在轴上的截距为
∴由直线方程的斜截式可得直线方程为:
故选D
【变式3】已知直线不过第一象限,则实数t的取值范围为 .
【答案】
【分析】分析得到直线经过的象限,结合一次函数的性质求解即可.
【详解】当时,,故直线不过原点,
则直线一定通过三个象限,
而直线不过第一象限,故其必过第二,三,四象限,
得到,解得.
故答案为:
题型03 两点式直线方程
【典例1】若,则直线的方程为 ;设直线与两坐标轴的交点为且点在线段上,则的最大值为 .
【答案】
【详解】由两点式得,整理为.又在上,
,当且仅当,即时,等号成立.
所以的最大值为.
当已知两点坐标,求过这两点的直线方程时,首先要判断是否满足两点式方程的适用条件,若满足即可考虑用两点式求方程.在斜率存在的情况下,也可以先应用斜率公式求出斜率,再用点斜式写出方程.
【变式1】经过点,的直线在轴上的截距为 .
【答案】27
【分析】先求得经过两点和的直线方程,然后求得横截距.
【详解】经过两点和的直线方程为,
即,令,得.
故答案为:27.
【变式2】已知直线l截圆所得的弦AB的中点坐标为,则弦AB的垂直平分线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据圆的性质可知弦AB的垂直平分线过圆心,结合题中所给的弦AB的中点坐标,利用两点式写出直线方程,整理得结果.
【详解】将圆的方程化为,得圆心为,
由圆的性质可知弦AB的垂直平分线过圆心,
弦AB的中点坐标为,
所以弦AB的垂直平分线方程为,
整理得,
故选:B.
【变式3】下列说法正确的是( )
A.当直线与的斜率,满足时,两直线一定垂直
B.直线的斜率为
C.过(,),(,)两点的所有直线的方程
D.经过点(1,1)且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
【答案】A
【解析】A. 当直线与的斜率,满足时,可得两直线一定垂直;
B.分类讨论和两种情况;
C.分类讨论:过两点的所有直线的方程为或或;
D. 过点且在轴和轴上截距都相等,分类讨论:截距为0和不为0两种情况.
【详解】A.当直线与的斜率,满足时,两直线一定垂直,A项正确;
B.直线,当时,其斜率为,所以不正确;
C.过两点的所有直线的方程为或或,因此不正确;
D.过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为或,所以不正确;
综上,只有A正确,
故选:A.
题型04 截距式直线方程
【典例1】过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式即可得解.
【详解】当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为,满足题意,
又因为直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
因为点在直线上,
所以,解得,
所以直线方程为,
故所求直线方程为或.故C项正确.
故选:C.
应用截距式求直线方程时,一定要注意讨论截距是否为零
【变式1】已知直线经过第一、二、三象限且斜率小于1,那么下列不等式中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意首先确定,的范围,然后逐一考查所给命题的真假即可.
【详解】已知直线经过第一、二、三象限,则直线在轴上的截距,在轴上的截距,
由直线的斜率小于1,可知,结合可得,
对于A,由绝对值的性质可知,故选项A错误,
对于B,由幂函数的单调性可知,故选项B错误,
对于C,由不等式的性质,可得,,则,故选项C错误,
对于D,,,则,故选项D正确.
故选:D
【变式2】直线经过点,在轴上的截距为,在轴上的截距为,且满足,则直线的斜率为( )
A.2 B. C. D.或
【答案】C
【分析】由题意设直线的方程为,列出关于的方程组,求解即可.
【详解】由题意设直线的方程为,则①,
又,∴②,
由①②解得,或,,
又由知,则,,
则直线的斜率为.
故选:C.
【变式3】过点作直线,若经过点和,且均为正整数,则这样的直线可以作出( ),
A.条 B.条 C.条 D.无数条
【答案】B
【分析】假设直线截距式方程,代入已知点坐标可得之间关系,根据为正整数可分析得到结果.
【详解】均为正整数,可设直线,
将代入直线方程得:,
当时,,方程无解,,
,,,或,
或,即满足题意的直线方程有条.
故选:B.
题型05 中点坐标公式
【典例1】已知点,若的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由的中点为列方程组解,然后根据两点式方程计算即可.
【详解】由题可得,解得,
即,.
将点坐标代入两点式方程可得,
即.
故选:D.
(1)中点坐标公式是一个重要的公式,要注意灵活地运用它来解决问题.
(2)在运用中点坐标公式时,要注意与“中点”等价的有关概念的运用.
(3)在具体解题时,还应注意创设条件运用中点坐标公式,如由平面几何知识可知,平行四边形的对角线相交于一点且互相平分,也就是对角线上两顶点的中点重合等.
【变式1】已知三顶点坐标,为的中点,为的中点,则中位线所在直线的截距式方程为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由中点坐标公式得到点的坐标,即可得到直线的两点式方程,由两点式方程转化为截距式方程即可.
【详解】解:因为三顶点坐标为,
又为的中点,为的中点,由中点坐标公式可得:,
则直线的两点式方程为:,故截距式方程为.
故选:A.
【变式2】若直线l与两坐标轴的交点分别为A,B,且线段AB的中点为,则直线l的方程为: .
【答案】
【分析】应用截距式求直线方程.
【详解】依题知,直线与x轴y轴的截距都存在且都不为0,
设直线方程为,
又线段AB的中点为,则,即
则直线方程为,即.
故答案为:
【变式3】若直线l与直线y=1,x=7分别交于点P,Q,且线段PQ的中点坐标为(1,-1),求直线l的方程 .
【答案】x+3y+2=0
【分析】设出点坐标,由中点坐标公式求得坐标后,用两点式写出直线方程并整理.
【详解】解析 依题意,设点P(a,1),Q(7,b),则有,解得a=-5,b=-3,
即P(-5,1),Q(7,-3).由两点式可得=,化简得,l的方程为x+3y+2=0.
故答案为:x+3y+2=0.
题型06 直线的一般式方程
【典例1】已知直线的一个方向向量为,向量,若与是共线向量,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.8
【答案】A
【分析】根据直线方程,可得,利用向量共线的坐标表示可求.
【详解】取,由可得,解得.
故选:A.
让学生体会直线方程的各种形式,以及各种形式向一般式的转化,对于直线方程的一般式,一般作如下约定:的系数为正,,的系数及常数项一般不出现分数,一般按含项、项、常数项顺序排列.求直线方程的题目,无特别要求时,结果写成直线方程的一般式.
【变式1】已知,若直线与线段没有公共点,则实数的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据条件得直线过点,再数形结合,即可求解.
【详解】直线过点,画出图象如下图所示,,
由于直线与线段没有公共点,当时,直线与线段有公共点,不符合题意,
当时,直线的斜率为,
根据图象可知的取值范围是,所以的取值范围是.
故选:A.
【变式2】设,若直线与线段AB有交点,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】直线恒过定点,若直线与线段有交点,画图图形,求出临界时直线的斜率与直线的斜率,即可得解.
【详解】由得,
因此直线过定点,且斜率,
如图所示,当直线由直线按顺时针方向旋转到直线的位置时,符合题意.
易得,.
结合图形知或,解得或,
即的取值范围是.
故选:C
【变式3】已知直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由直线方程得直线斜率,由斜率得倾斜角.
【详解】由直线可知斜率,
所以直线的倾斜角为,
故选:A.
题型07 直线方程的综合应用
【典例1】已知函数的图象经过点和点,直线经过点,且直线交线段于点,记的周长为的周长为,若,则( )
A.2 B.4 C.-2 D.-4
【答案】D
【分析】先判断的图象关于直线对称,可得,设根据求出,从而可得答案.
【详解】因为
所以的图象关于直线对称,故.
因为在都单调递增,在都单调递减
在单调递增; 在单调递减.
所以直线与的图象只有两个交点和点,
设则,
设直线与交点为,
所以,
则,即,
因为直线经过点,,
所以.
故选:D
求直线的方程的关键是选择适当的直线方程的形式.
【变式1】若直线与平行,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.2或3
【答案】B
【分析】根据直线平行可得,运算求解并代入检验即可.
【详解】若直线与平行,
则,整理可得,解得或,
若,则与平行,符合题意;
若,则与重合,不合题意;
综上所述:.
故选:B.
【变式2】 ,过定点的直线与过定点的直线交于点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先计算出两条动直线经过的定点,即和,注意到两条动直线相互垂直的特点,则有;再利用基本不等式放缩即可得出的最大值.
【详解】由题意可知,动直线经过定点,
动直线即,经过点定点,
注意到动直线和动直线始终垂直,
又是两条直线的交点,
则有,
.
故当且仅当时取等
故选:C.
【变式3】下列说法中,错误的是( )
A.经过点且与直线平行的直线方程是
B.直线的一个方向向量为
C.过点且在,轴上的截距相等的直线方程为
D.,,三点共线
【答案】C
【分析】A设所求直线为,代入点求参数即可判断;B根据斜率写出一个方向向量,判断两个向量是否平行即可;C注意直线过原点的情况;D利用两点式求斜率,判断是否相等即可.
【详解】A:令过点且与直线平行的直线为,
则,故所求直线为,对;
B:直线的斜率为,则一个方向向量为,
显然与向量平行,故向量也是一个方向向量,对;
C:当直线过原点时,直线方程为,错;
D:由,故三点共线,对.
故选:C
题型08 判断动直线所过定点
【典例1】已知点,,若直线与线段(含端点)有公共点,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先求出直线的定点,再结合直线的斜率公式,即可求解.
【详解】直线,即,
则直线过定点,
,,,
,,
直线与线段(含端点)有公共点,
或,解得或,
故实数的取值范围为.
故选:D.
合并参数,另参数的系数为零解方程.
【变式1】已知直线及两点,,若直线与线段相交,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线过定点以及两点间斜率公式计算可得结果.
【详解】易知直线过定点,如下图所示:
易知当直线与线段相交时,直线需处在直线与直线之间;
且,,
又易知可化为,其斜率为,
因此可得,解得.
即的取值范围是.
故选:C
【变式2】已知两点直线与线段AB相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据直线方程可得直线经过定点.根据直线与线段相交,结合图形则可得直线的斜率取值范围.
【详解】直线,即,令,可得直线经过定点,
又,.
直线与线段相交,
由图可得,则直线的斜率取值范围是.
故选:D.
【变式3】已知直线,若直线与连接、两点的线段总有公共点,则直线的斜率的范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】求出直线所过定点的坐标,数形结合求出直线的斜率的取值范围.
【详解】直线的方程化为,由,解得,
因此直线过定点,线的斜率,
直线的斜率,
如下图所示,由直线与线段总有公共点,得直线的斜率有或,
又直线的斜率,
所以直线的斜率的范围为.
故选:A
题型09 直线与坐标轴形成三角形问题
【典例1】直线的倾斜角是直线倾斜角的一半,且直线与坐标轴所围成的三角形的面积为,则直线的方程可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由斜率的几何意义结合二倍角公式可以先求出所求直线的斜率,再结合已知条件即可求出直线方程.
【详解】由题意不妨设直线与直线的斜率分别为,倾斜角分别为,
而,,又由二倍角公式,
所以有,整理得,解得或(舍去),
所以设直线的方程为,
则直线与坐标轴分别交于,
所以由题意直线与坐标轴所围成的三角形的面积为,
解得,所以设直线的方程为,
当时,它可以变形为.
故选:C.
(1)由于已知直线的倾斜角(与斜率有关)及直线与坐标轴围成的三角形的面积(与截距有关),因而可选择斜截式直线方程,也可选用截距式直线方程,故有“题目决定解法”之说.
(2)在求直线方程时,要恰当地选择方程的形式,每种形式都具有特定的结论,所以根据已知条件恰当地选择方程的类型往往有助于问题的解决.例如:已知一点的坐标,求过这点的直线方程,通常选用点斜式,再由其他条件确定该直线在轴上的截距;已知截距或两点,选择截距式或两点式.在求直线方程的过程中,确定的类型后,一般采用待定系数法求解,但要注意对特殊情况的讨论,以免遗漏.
【变式1】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
【分析】根据题意直线的斜率存在,且不过原点,进而设方程为,,再根据题意得,解方程即可得答案.
【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
【变式2】已知过定点作直线与两坐标轴围成的三角形面积为,这样的直线有( )条
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设直线的方程为,求出直线与两坐标轴的交点坐标,由已知条件可得出关于的方程,判断出方程根的个数,即可得解.
【详解】由题意可知,直线的斜率存在且不为零,设直线的方程为,即.
在直线的方程中,令,可得;令,可得.
所以,直线交轴于点,交轴于点.
由题意可得,即.
①当时,可得,即,;
②当时,可得,即,.
综上所述,符合条件的直线有条.
故选:B.
【变式3】过点的直线与两坐标轴的正半轴分别交于A、B两点,O为坐标原点,当 的面积最小时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由截距式设出的方程,由此得出,结合基本不等式得出,从而得出当时,的面积最小,即可得出此时直线的方程.
【详解】设的方程为,则有
因为,所以,即
所以,当且仅当,即时,取“=”.
即当时,的面积最小.
此时的方程为,即.
故选:A
题型10 直线方程的实际应用
【典例1】如图,在路边安装路灯,路宽14m,在路边的点处立有一根高为灯柱,灯杆长1m,且与灯柱成.路灯采用锥形灯罩(灯罩顶点在点处),灯罩轴线与灯杆垂直.当灯柱高约多少时,灯罩轴线正好与道路路面的中线相交?(精确到0.01m,其中)
【答案】10.12m
【分析】建立如图所示坐标系,利用垂直关系得到斜率关系从而得到直线方程,再代入点即可求出;
【详解】如图,记路面宽,以灯柱底端为原点,,分别为,轴建立平面直角坐标系,
则点的坐标为,的中点的坐标为.
因为,所以直线的倾斜角为,
由,得点的坐标为,即.
又因为,所以,
所以直线的方程为.
又直线过点,所以,解得.
故灯柱高约为10.12m.
用坐标法解决生活问题.
【变式1】足球是一项很受欢迎的体育运动.如图,某标准足球场的底线宽码,球门宽码,球门位于底线的正中位置.在比赛过程中,攻方球员带球运动时,往往需要找到一点,使得最大,这时候点就是最佳射门位置.当攻方球员甲位于边线上的点处(,)时,根据场上形势判断,有、两条进攻线路可供选择.
(1)若选择线路,则甲带球多少码时,到达最佳射门位置;
(2)若选择线路,则甲带球多少码时,到达最佳射门位置.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先由题意表示出,,然后表示出,从而利用基本不等式求出的最大值,进而得到取得最大值时点的位置;
(2)建立平面直角坐标系,从而利用斜率公式表示出,,然后表示出,从而利用基本不等式求出的最大值,进而得到取得最大值时点的位置.
【详解】(1)若选择线路,设,其中,,,
则,,
所以
,
当且仅当时,即当时,等号成立,此时,
由题意知,因为函数在上单调递增,
所以最大时,最大,
所以,若选择线路,则甲带球码时,到达最佳射门位置.
(2)若选择线路,以线段的中点为坐标原点,、的方向分别为、轴的正方向建立如图所示的平面直角坐标系,
则,,,,
则,直线的方程为,
设点,其中,
,,
所以
,
令,则,
所以,
当且仅当,即,即时,等号成立,
所以,
当且仅当时,等号成立,此时,,
由题意知,因为函数在上单调递增,
所以最大时,最大,
所以,若选择线路,则甲带球码时,到达最佳射门位置.
【变式2】已知直线经过点.
(1)若在两坐标轴上的截距互为相反数,求的方程
(2)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【答案】(1)或.
(2)最小值为4,.
【分析】(1)截距相等时,要考虑到截距为和不为两种情况分类讨论;
(2)设直线方程为点斜式,表示直角三角形的面积,通过基本不等式即可求得最值.
【详解】(1)当截距为时,设直线方程为,
因为直线过点,则,
解得,
所以直线方程为;
当截距相等且不为时,设直线方程为,
因为直线过点,则代入直线方程得,,
则直线方程为.
所以直线方程为或.
(2)由题意可知,直线的截距不为,且斜率存在且,
设直线方程为,
令,;令,
则,
当且仅当时,等号成立.
所以的最小值为,此时的直线方程为.
【变式3】已知两直线.
(1)求过两直线的交点,且垂直于直线的直线方程;
(2)已知两点,动点在直线运动,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出两直线的交点,利用垂直得出斜率,点斜式可得方程;
(2)求出点的对称点,利用两点之间直线最短可求答案.
【详解】(1)联立方程,解得;
因为所求直线垂直于直线,所以所求直线的斜率为,
故所求直线方程为,即;
(2)设点关于直线对称的点为,
则,解得,即;
则,
故的最小值为.
1.“”是“直线与直线相互平行”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【答案】C
【分析】根据直线平行的条件建立方程求出,再检验即可得解.
【详解】若直线与直线相互平行,
则,即,解得或,
当时,直线与直线相互平行,符合题意;
当时,直线即,
直线,两直线重合,不符合题意;
所以“”是“直线与直线相互平行”的充要条件.
故选:C
2.,和围成的三角形内部和边上的整点有( )个.
A.35 B.36 C.37 D.38
【答案】C
【分析】做出直线的图像,依据图像进行求解.
【详解】
显然直线,上无整点,
当,,有1个点;
当,,有1个点;
当,,有2个点;
当,,有3个点;
当,,有3个点;
当,,有4个点;
当,,有5个点;
当,,有5个点;
当,,有6个点;
当,,有7个点;
得到37个整点.
故选:C.
3.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
【分析】将化为一般式,结合条件有,且,即可求解.
【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.
4.直线的倾斜角为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据直线的一般式方程表示直线斜率,利用倾斜角和斜率之间的关系可得结果.
【详解】由题意得,直线方程可化为,直线斜率为,
∵直线的倾斜角为,
∴,即.
故选:D.
5.已知为直线上的动点,点满足,记的轨迹为,则( )
A.是一个半径为的圆
B.上的点到的距离均为
C.是两条平行直线
D.是一条与相交的直线
【答案】B
【分析】由向量关系得到坐标关系后可得的轨迹方程,再逐项判断后可得正确的选项.
【详解】设,则,故,
故,故即,
故为一条直线,该直线与平行,它到的距离为,
故ACD错误,B正确,
故选:B.
6.已知直线,,若,则实数a的值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据两直线垂直的公式计算可得结果.
【详解】∵,
∴,解得.
故选:C.
7.经过点且与直线平行的直线是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设直线方程为,将代入化简即可得出答案.
【详解】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.
8.以为端点的线段的垂直平分线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】线段的垂直平分线过线段中点,且斜率与线段所在直线斜率相乘等于,据此即可求出线段垂直平分线方程.
【详解】因为
则,
所以线段AB的中垂线的斜率为,
又线段的中点为,即,
所以线段中垂线方程为:,即.
故选:C.
9.已知直线.
(1)证明:对任意实数,直线都经过一个定点;
(2)若直线在轴、轴上截距相等,求直线的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)或.
【分析】(1)令,解方程组即可得解;
(2)由已知条件可知,求得直线与轴、轴的交点分别为,列方程即可求解.
【详解】(1)将直线整理得
对任意实数都成立,
所以,解得
所以对任意实数,直线都经过一个定点;
(2)由已知条件可知,求得直线与轴、轴的交点分别为
,
则有,化简得,
当时,直线的方程为
当时,直线的方程为
所以直线的方程为或.
10.已知直线:,:.
(1)若,求m的值.
(2)设直线过的定点为A,直线过的定点B,且当时,直线与交点为C,求中BC边上的高所在直线l的方程.
【答案】(1)0
(2)
【分析】(1)两直线平行可得,解方程再检验即可得解;
(2)求出两点,再由直线方程联立求出,根据直线垂直得的斜率,即可求出直线方程.
【详解】(1),解得或
当时,:,:满足;
当时,:,:,即,两直线重合,舍去;
故.
(2)由直线:,
即,令,可得,
所以定点,
由:,令,可得,
可知定点,
当时,联立与的方程得,
解得,
,从而,
又直线过点,
故直线的方程为,即.
11.已知直线经过点.
(1)若不过原点且在两坐标轴上截距和为零,求的方程;
(2)设的斜率与两坐标轴的交点分别为,当的面积最小时,求的斜截式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设的点斜式方程为,求出两坐标轴上的截距,求出,即可得解;
(2)求出两坐标轴上的截距,再根据的面积结合基本不等式求出的面积最小时的值,即可得解.
【详解】(1)由题意知,的斜率存在且不为0,
设斜率为,则的点斜式方程为,
则它在两坐标轴上截距分别为和,
所以,解得(此时直线过原点,舍去)或,
所以的点斜式方程为,即;
(2)由(1)知,,,
所以的面积,
当且仅当即时,等号成立,
的点斜式方程为,
所以的斜截式方程为.
12.如图所示,将一块直角三角形板置于平面直角坐标系中,已知,,点是三角板内一点,现因三角板中阴影部分受到损坏,要把损坏部分锯掉,可用经过点的任一直线将三角形锯成三角形,设直线的斜率为.
(1)求直线的方程(用表示);
(2)求锯成的面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用待定系数法可求得直线的方程;(2)先由题意确定的范围,再联立直线方程组即可求得M、N的坐标,再利用(1)结论可得到与M到直线的距离,由此得到的面积关于的关系式,利用基本不等式即可求解.
【详解】(1)设直线,
因为直线过点,所以,即,
所以,
(2)又因为,,易得直线,直线,
联立,解得;联立,解得,
故,.
因为,,所以,所以,
因为,
设M到直线的距离为d,则,
所以
,
当且仅当,即时,等号成立,
所以S的最小值为.
13.已知直线.
(1)求恒过的定点的坐标;
(2)若经过点,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)整理直线方程,得到关于实数的方程组,求解方程组即可;
(2)根据直线过点,将点代入直线方程,求出,得到直线方程..
【详解】(1)由可得,
由解得,所以直线恒过点.
(2)若经过点,所以,解得
所以直线的方程为.
14.根据下列条件,写出直线方程的一般式:
(1)经过点,且倾斜角为;
(2)经过点和点
(3)经过点,在x,y轴上有相等的截距.
【答案】(1)
(2);
(3)或.
【分析】(1)由题知直线的斜率为,进而根据斜截式方程求解并化为一般式方程即可;
(2)根据斜率公式得直线斜率为,进而根据点斜式方程求解并化为一般式方程即可;
(3)分截距为0和不为0两种情况求解.
【详解】(1)因为直线经过点,且倾斜角为,
所以直线的斜率为,则直线方程为,
所以直线的一般方程为;
(2)因为直线经过点和点,
所以直线斜率为,直线方程为,
所以直线的一般式方程为;
(3)当直线在x,y轴上截距都为0时,
设直线方程为,则,得,
设直线方程为,即;
当直线在x,y轴上截距都不为0时,
由题设直线方程为,
因为直线过点,所以,解得,
所以直线的一般式方程为,
综上所述,所求直线为或.
15.已知的三个顶点.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出的中点坐标,求出中线所在直线的斜率,代点斜式即可求解;
(2)求出直线的斜率,即可得到边上的高线的斜率,利用直线方程的点斜式,即可求解.
【详解】(1)由题意得,边的中点,
则中线所在直线的斜率为,
所以边上的中线所在直线的方程为,即.
(2)由题意得,,则边上的高所在直线的斜率,
所以边上的高所在直线的方程为,即.
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