内容正文:
专题07 两条直线的位置关系
题型1 求直线的交点坐标
1.直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
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.
3.(2023·海南海口·二模)若直线与直线的交点在直线上,则实数( )
A.4 B.2 C. D.
4.直线与的交点坐标为,则 , .
5.(24-25高二上·湖南长沙·期中)直线与直线的交点坐标为
6.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
7.过直线与直线的交点且在两坐标轴上截距相等的直线方程为 .
题型2 由交点求直线方程或参数
1.(22-23高二上·河北邯郸·周测)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.
2.(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.
3.若直线与直线的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.若直线与直线的交点在直线上,则k的值为 .
5.(22-23高二上·北京·周测)已知两直线,.若直线与,不能构成三角形,求实数 .
6.(22-23高二上·天津静海·月考)直线和交于一点,则m的值为 .
题型3 两点间的距离公式的应用
1.已知点在轴上,点在轴上,线段的中点的坐标是,则( )
A.10 B.5 C.8 D.6
2.(24-25高二上·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系中,点和点之间的距离为( )
A.2 B.3 C. D.5
3.(24-25高二上·广东汕头·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是( )
A.5 B. C.4 D.
4.(24-25高二上·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
题型4 点到直线间的距离公式的应用
1.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知直线l过点且倾斜角为,则点到直线l的距离为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·云南玉溪·期中)若点,到直线的距离相等,则( )
A.4 B. C.4或 D.或
3.(23-24高二上·云南昭通·周测)(多选题)已知点到直线的距离为,则点的坐标可以是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·四川乐山·期末)点到直线(为任意实数)距离的最大值为( )
A. B.1 C. D.2
5.(23-24高二上·重庆·周测)点到直线的距离为
6.(24-25高二上·重庆长寿·期末)点到直线的距离为 .
7.(24-25高二下·上海松江·月考)已知点和直线,则点P到直线l的距离最大值为 .
题型5 两条平行直线间的距离公式的应用
1.(2025·四川成都·模拟预测)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江苏徐州·期末)两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二下·上海杨浦·期中)已知直线:与直线:平行,其中,则直线与之间的距离等于 .
5.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线与直线平行,则与之间的距离是 .
题型6 与距离有关的最值问题
1.(24-25高二上·贵州黔东南·期中)已知点在直线上,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
2.已知点,在直线和轴上各找一点和,则的周长的最小值为 .
3.(24-25高二上·山西·期中)已知点,直线l:,则A到l的距离的最大值为( )
A.3 B. C. D.5
4.(24-25高二上·天津和平·开学考试)直线与之间的距离的最大值为 .
5.(18-19高一下·天津和平·期末)已知点和点,点在轴上,若的值最小,则点的坐标为 .
题型7 点、直线关于点的对称问题
1.(2025高三·全国·周测)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
2.(21-22高二上·四川绵阳·月考)直线关于点P(2,3)对称的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·海南海口·期中)下列说法正确的是( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是4
B.点关于直线的对称点为
C.直线关于直线的对称直线的方程为
D.直线关于点的对称直线的方程为
4.(24-25高二上·重庆·周测)直线关于点对称的直线方程为 .
5.直线关于点对称的直线的方程为 .
题型8 点、直线关于直线的对称问题
1.(24-25高二上·贵州贵阳·周测)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·北京·期中)若点关于直线的对称点在轴上,则满足的条件为( )
A. B.
C. D.
3.(20-21高二上·黑龙江哈尔滨·期中)直线关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
4.(23-24高二上·湖南常德·期中)若直线:关于直线l:对称的直线为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
题型9 光线反射问题
1.光线从点射出,与x轴交于点,经x轴反射,则反射光线所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
2.一条经过点的入射光线的斜率为,若入射光线经轴反射后与轴交于点,为坐标原点,则的面积为( )
A.16 B.12 C.8 D.6
3.(23-24高一上·江西宜春·期末)在等腰直角三角形ABC中,AB=AC=4,点P是边AB边上异于AB的一点,光线从点P出发,经BC,CA反射后又回到点P(如图),若光线QR经过△ABC的重心,则三角形PQR周长等于( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·贵州贵阳·月考)如图,已知直线与轴和轴分别交于点,,从点射出的光线经直线反射后再射到轴上,最后经轴反射后又回到点,则光线所经过的路程是 .
5.(23-24高二上·江西南昌·周测)设入射光线沿直线射向直线,则被反射后,反射光线所在的直线方程是
6.(2023·江苏南通·一模)如图,已知为等腰直角三角形,其中,且,光线从边上的中点出发,经,反射后又回到点(反射点分别为,),则光线经过的路径总长 .
题型10 将军饮马问题
1.(24-25高二上·黑龙江大庆·周测)已知点,直线,在直线上找一点使得最小,则这个最小值为( )
A. B.8 C.9 D.10
2.(23-24高二上·湖南益阳·月考)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军白天观望烽火台,黄昏时从山脚下某处出发先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知将军从山脚下的点处出发,军营所在的位置为,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
3.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.5 C. D.
4.已知两点,点在直线上,则的最小值为( )
A. B.9 C. D.10
5.(24-25高二下·上海·周测)已知点,点在轴上,则的最小值为 .
6.(24-25高二上·湖北·期中)已知点,动点P在直线上,则的最小值为 .
7.(24-25高二上·贵州贵阳·周测)已知点和为直线上的动点,则的最小值为 .
题型11 直线的综合问题
1.(23-24高二上·重庆·周测)已知三条直线:,,,且与间的距离是,
(1)求 的值;
(2)能否找到一点,使同时满足下列三个条件:①点在第一象限;②点 到的距离是点 到的距离的;③点 到的距离与点 到的距离之比是,若能,求点 的坐标;若不能,说明理由
2.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知直线和直线.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求实数的值;
(2)若,求直线与之间的距离.
3.已知直线,点.求:
(1)点A关于直线l的对称点的坐标;
(2)直线关于直线l的对称直线m'的方程;
(3)直线l关于点对称的直线l'的方程.
4.(23-24高二上·江苏无锡·周测)已知直线与直线.
(1)若,求的值;
(2)若点在直线上,直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程;
(3)中,为直线过的定点,边上的高所在直线的方程为,边上的中线所在直线的方程为,求直线的方程.
5.(24-25高二上·河北石家庄·期中)已知直线的方程为.
(1)当时,求点到直线的距离;
(2)当时,为直线上一动点,若,,求的最小值.
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专题07 两条直线的位置关系
题型1 求直线的交点坐标
1.直线和的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】求直线交点坐标
【分析】解二元一次方程组即得交点坐标.
【详解】解方程组,得,
所以所求交点坐标为.
故选:B
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
【难度】0.65
【知识点】已知直线垂直求参数、求直线交点坐标
【分析】先利用垂直关系求出,再代入方程联立求解交点.
【详解】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.
3.(2023·海南海口·二模)若直线与直线的交点在直线上,则实数( )
A.4 B.2 C. D.
【答案】A
【难度】0.94
【知识点】求直线交点坐标、由直线的交点坐标求参数
【分析】求出直线与直线的交点,再代入求解作答.
【详解】解方程组,得直线与直线的交点,
依题意,,解得,
所以实数.
故选:A
4.直线与的交点坐标为,则 , .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由直线的交点坐标求参数
【分析】由题意知点既在上也在上,联立方程组求出即可.
【详解】由题意知点既在上也在上,
由解得.
故答案为:;.
5.(24-25高二上·湖南长沙·期中)直线与直线的交点坐标为
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求直线交点坐标
【分析】联立两条直线方程,即可求解.
【详解】联立,得,
所以交点坐标为.
故答案为:
6.(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
【难度】0.94
【知识点】求直线交点坐标、由直线的交点坐标求参数
【分析】先由两直线方程求得交点,再将该点代入第三条直线方程,计算即得.
【详解】由和联立,解得,
依题意,点在直线上,解得.
故答案为:3.
7.过直线与直线的交点且在两坐标轴上截距相等的直线方程为 .
【答案】或
【难度】0.65
【知识点】直线的斜截式方程及辨析、直线截距式方程及辨析、直线一般式方程与其他形式之间的互化、求直线交点坐标
【分析】联立两已知直线方程求得交点,按截距是否为分类,设出直线方程待定系数,代入交点坐标求解可得.
【详解】由,解得,则两直线交点.
由题意所求直线在两坐标轴上截距相等,
①当截距为0时,设直线方程为,
将点坐标代入,得,
则此时所求直线方程为,即;
②当截距不等于0时,设直线方程为,即,
将点坐标代入,得,
则此时所求直线方程为,即.
综上所述,所求直线方程为或.
故答案为:或
题型2 由交点求直线方程或参数
1.(22-23高二上·河北邯郸·周测)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
【难度】0.85
【知识点】求直线交点坐标、由直线的交点坐标求参数
【分析】联立两直线方程求出交点坐标,由交点在第四象限,列方程组求实数k的取值范围.
【详解】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.
2.(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
【难度】0.85
【知识点】求直线交点坐标、由直线的交点坐标求参数
【分析】联立直线方程求出交点坐标,由题意可列出不等式组,即可求得答案.
【详解】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
3.若直线与直线的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】直线的倾斜角、求直线交点坐标、由直线的交点坐标求参数、直线与线段的相交关系求斜率范围
【分析】法一:联立直线方程求交点,根据所在象限求斜率范围,进而确定倾斜角范围;法二:确定直线位于第一象限部分的端点,结合直线l与其交点在第一象限,数形结合确定倾斜角范围.
【详解】法一:联立两直线方程,得,解得,
所以两直线的交点坐标为.
因为两直线的交点在第一象限,所以,解得,
设直线l的倾斜角为θ,则,又,所以.
法二:由题意,直线l过定点,
设直线与x轴、y轴的交点分别为.
如图,当直线l在阴影部分(不含边界)运动时,两直线的交点在第一象限,易知,
∴的倾斜角为,的倾斜角为.
∴直线l的倾斜角的取值范围是.
故选:D
4.若直线与直线的交点在直线上,则k的值为 .
【答案】/
【难度】0.65
【知识点】由直线的交点坐标求参数
【分析】用字母表示出交点坐标,再代入到第三条直线的方程中,列出关于的方程,然后求解.
【详解】因为直线与直线相交,则,则且,
由,解得,
即直线与直线的交点坐标为,
将点的坐标代入,得,
即,即,因为,解得.
故答案为:.
5.(22-23高二上·北京·周测)已知两直线,.若直线与,不能构成三角形,求实数 .
【答案】或或
【难度】0.85
【知识点】已知直线平行求参数、由直线的交点坐标求参数
【分析】分别讨论或或过与的交点时,即可求解.
【详解】由题意可得,①当时,不能构成三角形,此时:,解得:;
②当时,不能构成三角形,此时:,解得:;
③当过与的交点时,不能构成三角形,此时:
联立与,得,解得,
所以与过点,将代入得:,解得;
综上:当或或时,不能构成三角形.
故答案为:或或.
6.(22-23高二上·天津静海·月考)直线和交于一点,则m的值为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求直线交点坐标、由直线的交点坐标求参数
【分析】求出的交点坐标,再代入求解即可.
【详解】联立可得,故三条直线交于,故,解得.
故答案为:
题型3 两点间的距离公式的应用
1.已知点在轴上,点在轴上,线段的中点的坐标是,则( )
A.10 B.5 C.8 D.6
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求平面两点间的距离
【分析】由中点坐标公式确定,坐标,再由两点间距离公式即可求解.
【详解】设,则,
即,
所以.
故选:A
2.(24-25高二上·山东菏泽·期中)在平面直角坐标系中,点和点之间的距离为( )
A.2 B.3 C. D.5
【答案】D
【难度】0.94
【知识点】求平面两点间的距离
【分析】利用两点之间的距离公式计算即得.
【详解】点和点之间的距离为.
故选:D.
3.(24-25高二上·广东汕头·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是( )
A.5 B. C.4 D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】直线过定点问题、求平面两点间的距离
【分析】首先求出直线过定点,则到直线的最远距离为,此时直线垂直于,求出,即可得解.
【详解】将直线方程变形为,
令,解得,由此可得直线恒过点,不妨设为,
所以到直线的最远距离为,此时直线垂直于.
又,
所以到直线的距离的最大值为.
故选:B
4.(24-25高二上·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】已知两点求斜率、求平面两点间的距离
【分析】根据斜率列方程,求得,进而求得.
【详解】依题意,,解得,
所以,所以.
故选:B
题型4 点到直线间的距离公式的应用
1.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知直线l过点且倾斜角为,则点到直线l的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】直线斜率的定义、直线的点斜式方程及辨析、求点到直线的距离
【分析】利用直线的点斜式方程求出直线的方程,再代入点到直线距离公式即可.
【详解】易知直线的斜率为,又过点,
所以其方程为,即,
可得点到直线l的距离为.
故选:C
2.(24-25高二下·云南玉溪·期中)若点,到直线的距离相等,则( )
A.4 B. C.4或 D.或
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】已知直线平行求参数、已知点到直线距离求参数
【分析】分在直线的同侧和分别在直线的两侧两种情况分析即可求解.
【详解】若,在直线的同侧,则,解得;
若,分别在直线的两侧,则直线经过的中点,
则,解得.
故选:C
3.(23-24高二上·云南昭通·周测)(多选题)已知点到直线的距离为,则点的坐标可以是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【难度】0.65
【知识点】已知点到直线距离求参数
【分析】根据题意结合点到直线的距离公式运算求解即可.
【详解】直线l:可化为,
依题意得,整理得,所以或.
当时,点的坐标为;
当时,点的坐标为.
综上所述:点的坐标为或.
故选:AB.
4.(24-25高二上·四川乐山·期末)点到直线(为任意实数)距离的最大值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求点到直线的距离
【分析】法一:写出点到直线的距离的表达式,换元,利用对勾函数的性质即可求解;法二:利用几何法即可求出最值.
【详解】法一:点到直线的距离为,
,
令,当时,,
当时,,由对勾函数的性质可知,
所以,所以,
所以.
法二:易知直线过定点,则点到直线的距离最大值为定点到的距离,即.
故选:C.
5.(23-24高二上·重庆·周测)点到直线的距离为
【答案】
【难度】0.94
【知识点】求点到直线的距离
【分析】根据点到直线距离公式计算即可.
【详解】点到直线的距离为.
故答案为:
6.(24-25高二上·重庆长寿·期末)点到直线的距离为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求点到直线的距离
【分析】由点到线的距离公式求解即可;
【详解】由得到,
所以点到直线的距离为,
故答案为:
7.(24-25高二下·上海松江·月考)已知点和直线,则点P到直线l的距离最大值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】直线过定点问题、求平面两点间的距离
【分析】先求得直线的定点,分析可得时,点到直线的距离最大,进而求解即可.
【详解】由,
即,
令,解得,则直线恒过定点,
当时,点到直线的距离最大,
此时最大距离为.
故答案为:.
题型5 两条平行直线间的距离公式的应用
1.(2025·四川成都·模拟预测)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】已知直线平行求参数、求平行线间的距离
【分析】先求出,然后由平行线之间的距离求解即可.
【详解】直线即直线,与直线平行,则,
故所求即为平行直线与之间的距离,
即所求为.
故选:B.
2.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】已知直线平行求参数、求平行线间的距离
【分析】由条件可得,然后利用平行线间的距离公式可算出答案.
【详解】已知直线与直线平行,则,解得.
直线化为;直线为直线.
它们之间的距离为.
故选:A.
3.(24-25高二上·江苏徐州·期末)两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】已知直线平行求参数、求平行线间的距离
【分析】根据直线平行的充要条件求出,再由平行线间的距离公式求解.
【详解】因为直线与平行,
所以且,解得,
所以直线方程为与,
故,
故选:C
4.(24-25高二下·上海杨浦·期中)已知直线:与直线:平行,其中,则直线与之间的距离等于 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】已知直线平行求参数、求平行线间的距离
【分析】利用两条直线平行的条件求出,再利用平行线间的距离公式计算得到所求距离.
【详解】由题意,直线,则且,所以.
所以:与直线:之间的距离.
故答案为:.
5.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线与直线平行,则与之间的距离是 .
【答案】/0.8
【难度】0.65
【知识点】已知直线平行求参数、求平行线间的距离
【分析】根据直线平行求出,再由平行线间的距离公式得解.
【详解】因为直线与直线平行,
所以且,
解得,
所以两平行线间的距离,
故答案为:
题型6 与距离有关的最值问题
1.(24-25高二上·贵州黔东南·期中)已知点在直线上,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求平面两点间的距离、求点关于直线的对称点
【分析】由点关于直线的对称点方法求出,再有三点共线求出最小值即可;
【详解】如图,设关于直线对称的点为,则
解得,则,
所以.
故选:D.
2.已知点,在直线和轴上各找一点和,则的周长的最小值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点
【分析】根据点关于直线对称的性质进行求解即可.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则有,
点关于轴的对称点为,如图所示:
当四点共线时,的周长的最小,
最小值为.
故答案为:
3.(24-25高二上·山西·期中)已知点,直线l:,则A到l的距离的最大值为( )
A.3 B. C. D.5
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】直线过定点问题、求点到直线的距离
【分析】先求出定点,再根据当时,点P到l的距离最大,运用两点间距离公式计算即可.
【详解】将直线l的方程变形为,由,
得,所以直线l过定点,
当时,点P到l的距离最大,故最大距离为.
故选:D.
4.(24-25高二上·天津和平·开学考试)直线与之间的距离的最大值为 .
【答案】5
【难度】0.65
【知识点】直线过定点问题、求平面两点间的距离
【分析】分别求出直线,过的定点,,当与两直线垂直时距离最大,且最大值为,由此即可求解.
【详解】直线化简为:,
令且,解得,,
所以直线过定点,
直线化简为:,
令且,解得,,
所以直线过定点,
且与平行,
故当与直线,垂直时,直线,的距离最大,
且最大值为,
故答案为:5.
5.(18-19高一下·天津和平·期末)已知点和点,点在轴上,若的值最小,则点的坐标为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线、将军饮马问题求最值
【分析】作出图形,作点关于轴的对称点,由对称性可知,结合图形可知,当、、三点共线时,取最小值,并求出直线的方程,与轴方程联立,即可求出点的坐标.
【详解】如下图所示,作点关于轴的对称点,由对称性可知,
则,
当且仅当、、三点共线时,的值最小,
直线的斜率为,直线的方程为,即,
联立,解得,因此,点的坐标为.
故答案为:.
【点睛】本题考查利用折线段长的最小值求点的坐标,涉及两点关于直线对称性的应用,考查数形结合思想的应用,属于中等题.
题型7 点、直线关于点的对称问题
1.(2025高三·全国·周测)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线
【分析】设出所求对称直线上的点的坐标,求出关于原点的对称点坐标,代入已知直线方程,即可.
【详解】设直线上一点关于坐标原点对称的点为,
则,,解得,,
代入,得,
即所求直线的方程为.
故选:D.
2.(21-22高二上·四川绵阳·月考)直线关于点P(2,3)对称的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线
【分析】由题可得和平行,设出方程,根据点P到两直线距离相等即可求出.
【详解】因为和关于点对称,则两直线平行,可设方程为(),
点P到两直线的距离相等,则,解得或3(舍去),
所以直线的方程是.
故选:A.
3.(23-24高二上·海南海口·期中)下列说法正确的是( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是4
B.点关于直线的对称点为
C.直线关于直线的对称直线的方程为
D.直线关于点的对称直线的方程为
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】直线围成图形的面积问题、求点关于直线的对称点、求直线关于点的对称直线、直线关于直线对称问题
【分析】求出三角形的面积判断A;求出两点的中点坐标判断B;在直线上取点,求出对称点判断C;求出关于点的对称直线的方程判断D.
【详解】对于A,直线与两坐标轴交于,则所求三角形面积为,A错误;
对于B,点和的中点不在直线上,则点关于直线的对称点不是,B错误;
对于C,在直线上取点,设其关于直线的对称点为,
则,解得,而点不在直线上,C错误;
对于D,在所求方程的直线上任取点,则该点关于点的对称点为在直线上,
于是,即,因此所求的直线方程为,D正确.
故选:D
4.(24-25高二上·重庆·周测)直线关于点对称的直线方程为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线
【分析】设直线关于点对称的直线任一点为,根据点对称代入即可求解.
【详解】设直线上任一点关于点对称的直线任一点为,
可得,解之可得,
所以在直线上,代入即可得,
化简的,即.
故答案为:
5.直线关于点对称的直线的方程为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线
【分析】根据直线关于点对称,设上的点坐标,写出关于对称的点坐标,根据点在已知直线上求直线方程.
【详解】设为上任意一点,则关于点的对称点为,
因为在直线l上,所以,即直线的方程为.
故答案为:
题型8 点、直线关于直线的对称问题
1.(24-25高二上·贵州贵阳·周测)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点
【分析】求出垂直于直线且过点的表达式,求出交点坐标,即可得出关于直线的对称点.
【详解】由题意,
在直线中,斜率为,
垂直于直线且过点的直线方程为,即,
设两直线交点为,
由,解得:,
,
点关于直线的对称点的坐标为,
即.
故选:D.
2.(24-25高二上·北京·期中)若点关于直线的对称点在轴上,则满足的条件为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点
【分析】由已知,设点关于直线的对称点为,再由垂直直线的斜率关系和点与点的中点在上,建立方程组,即可得到.
【详解】因为点关于直线的对称点在轴上,
设点关于直线的对称点为,
则有 ,解得.
故选:B.
3.(20-21高二上·黑龙江哈尔滨·期中)直线关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】利用点关于直线对称点的求法可求得直线上一点关于直线的对称点,代入直线中即可得到对称直线方程.
【详解】设直线上一点关于直线对称点的坐标为,
则,整理可得:,,
即直线关于对称的直线方程为:.
故选:A.
【点睛】方法点睛:本题考查直线关于对称轴的对称直线的求解,解决思路是将直线上一点坐标,利用其关于对称轴的对称点坐标表示出来,代入原直线即可,核心依然是求解点关于直线的对称点的求解. 求解点关于直线的对称点的基本方法如下:
①与连线与直线垂直,即;
②中点在直线上,即;
③与到直线的距离相等,即;
上述三个等量关系中任选两个构成方程组,即可求得对称点坐标.
4.(23-24高二上·湖南常德·期中)若直线:关于直线l:对称的直线为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】直线的点斜式方程及辨析、求点关于直线的对称点、光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】直线与l的交点在直线上,并且直线上任取一点,该点关于直线l的对称点也在直线上,根据两点坐标求出斜率,即可求出直线的方程.
【详解】联立,解得,即与l的交点为.
又点在上,设A关于l的对称点为,
则,解得,即,
所以直线的斜率,
从而直线的方程为,
即.
故选:D
题型9 光线反射问题
1.光线从点射出,与x轴交于点,经x轴反射,则反射光线所在的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】利用入射光线与反射光线的对称性,设在反射光线则在入射光线上,结合入射光线方程求反射光线所在的直线方程.
【详解】由题设,反射光线所在的直线与直线关于对称,
∴若在反射光线上,则在入射光线上,
又入射光线的直线方程为,
∴将代入整理得:.
故选:C
2.一条经过点的入射光线的斜率为,若入射光线经轴反射后与轴交于点,为坐标原点,则的面积为( )
A.16 B.12 C.8 D.6
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】直线的点斜式方程及辨析、光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】由已知求得直线l的方程,令,可求得直线与轴的交点,继而求得反射直线的方程,求得点B的坐标,由三角形的面积公式可得选项.
【详解】设直线与轴交于点,因为的方程为,令,得点的坐标为,
从而反射光线所在直线的方程为,令得,
所以的面积.
故选:B.
3.(23-24高一上·江西宜春·期末)在等腰直角三角形ABC中,AB=AC=4,点P是边AB边上异于AB的一点,光线从点P出发,经BC,CA反射后又回到点P(如图),若光线QR经过△ABC的重心,则三角形PQR周长等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】建立如图所求的直角坐标系,得,设,求出关于直线的对称点坐标,关于轴对称性坐标,由反射性质四点共线,求得直线方程,由在直线上可求得,然后计算即得.
【详解】建立如图所求的直角坐标系,得,直线方程为,的重心为,
设,关于直线的对称为,
则,解得,则,
易知关于轴的对称点为,根据光线反射原理知四点共线,
∴直线的方程为,即,又直线过,
∴,解得或(舍去),,
∴,,
.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题考查直线方程的应用,解题关键是利用对称性,把的三边转化为到同一条直线上,利用直线方程求得点位置,然后得路程的最小值.
4.(24-25高二上·贵州贵阳·月考)如图,已知直线与轴和轴分别交于点,,从点射出的光线经直线反射后再射到轴上,最后经轴反射后又回到点,则光线所经过的路程是 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求平面两点间的距离、求点关于直线的对称点、光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】作出点关于直线的对称点,点关于轴的对称点C,从而将题目问题转化为求解.
【详解】如图,
点关于直线的对称点为,则,即,
解得,即点关于直线的对称点为,又点关于轴的对称点为,
则光线所经过的路程为.
故答案为:
5.(23-24高二上·江西南昌·周测)设入射光线沿直线射向直线,则被反射后,反射光线所在的直线方程是
【答案】
【难度】0.65
【知识点】光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】通过直线与的交点,以及直线上一点关于的对称点求得反射光线所在直线方程.
【详解】由解得,
所以直线与的交点为,
点在直线上,
点关于直线的对称点在反射光线上,
所以反射光线所在直线方程为,
整理得
故答案为:
6.(2023·江苏南通·一模)如图,已知为等腰直角三角形,其中,且,光线从边上的中点出发,经,反射后又回到点(反射点分别为,),则光线经过的路径总长 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求平面两点间的距离、求点关于直线的对称点、光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】以A为坐标原点,AB、AC分别为x轴y轴建立平面直角坐标系,求P关于直线BC及y轴的对称点,两点间距离即为所求
【详解】以A为坐标原点,AB、AC分别为x轴y轴建立平面直角坐标系,因为为等腰直角三角形,其中,且,则,点,所以点关于轴的对称点为,设点关于直线的对称点为,则且,解得,则
【点睛】本题考查直线与点的对称问题,涉及直线方程的求解以及光线的反射原理的应用,要根据光线的反射原理,将折现问题转化为直线问题求解
题型10 将军饮马问题
1.(24-25高二上·黑龙江大庆·周测)已知点,直线,在直线上找一点使得最小,则这个最小值为( )
A. B.8 C.9 D.10
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】利用对称求关于直线对称点为,结合将军饮马模型求最小值.
【详解】令关于直线对称点为,则,可得,
由,则,
当且仅当共线时取等号,故最小值为10.
故选:D
2.(23-24高二上·湖南益阳·月考)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句为“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,其中隐含了一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军白天观望烽火台,黄昏时从山脚下某处出发先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,已知将军从山脚下的点处出发,军营所在的位置为,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求平面两点间的距离、求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】确定关于的对称点,设饮马点为,利用求最短路程.
【详解】若是关于的对称点,则,
设饮马点为,如下图示,
由图知:,当且仅当共线时等号成立,
所以.
故选:C
3.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.5 C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】求平面两点间的距离、求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】设关于的对称点为,列方程求对称点坐标,再应用两点距离公式求“将军饮马”的最短总路程.
【详解】由关于的对称点为,
所以,可得,即对称点为,又
所以“将军饮马”的最短总路程为.
故选:D
4.已知两点,点在直线上,则的最小值为( )
A. B.9 C. D.10
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】将军饮马问题求最值
【分析】根据给定条件求出B关于直线的对称点坐标,再利用两点间距离公式计算作答.
【详解】依题意,若关于直线的对称点,
∴,解得,
∴,连接交直线于点,连接,如图,
在直线上任取点C,连接,显然,直线垂直平分线段,
则有,当且仅当点与重合时取等号,
∴,故 的最小值为.
故选:C
5.(24-25高二下·上海·周测)已知点,点在轴上,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求点关于直线的对称点
【分析】依题意作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,连接,则,计算即得的最小值.
【详解】如图作出点关于轴的对称点,连接,交轴于点,
连接,则,此时即为最小值.
理由:在轴上任取点,连接,易得,
则,
故上述点即是使取得最小值的点.
故答案为:.
6.(24-25高二上·湖北·期中)已知点,动点P在直线上,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】先判断 A,B在直线的同侧,作B关于直线的对称点,当A,P,三点共线时,最小.
【详解】解:由题意知点A,B在直线的同侧,
设点B关于直线的对称点为,
则解得
即,
所以
故答案为:
7.(24-25高二上·贵州贵阳·周测)已知点和为直线上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】根据题意,作出图形,数形结合,利用三角形两边之和大于第三边与两点距离公式即可得解.
【详解】因为点和,直线为,
而,所以点A与在直线的同侧,
易知点关于,即的对称点为,
所以,
当点为和直线交点时,即三点共线时,等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:.
题型11 直线的综合问题
1.(23-24高二上·重庆·周测)已知三条直线:,,,且与间的距离是,
(1)求 的值;
(2)能否找到一点,使同时满足下列三个条件:①点在第一象限;②点 到的距离是点 到的距离的;③点 到的距离与点 到的距离之比是,若能,求点 的坐标;若不能,说明理由
【答案】(1);
(2)存在点.
【难度】0.65
【知识点】求点到直线的距离、求平行线间的距离
【分析】(1)由两平行线间距离公式代入数据即可求解;
(2)由点在第一象限,结合点到线的距离公式列出等式求解即可.
【详解】(1),
与间的距离为,
即 ,
,
;
(2)假设存在,设点,
由条件知,点在与平行的直线上,
且,
或,
或,
由条件知,,
,即或,
因为点在第一象限,,舍,
或
解得(舍),,
所以存在点同时满足①②③.
2.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知直线和直线.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求实数的值;
(2)若,求直线与之间的距离.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】求平行线间的距离、已知直线平行求参数、直线截距式方程及辨析
【分析】(1)求出在轴和轴的截距,利用截距相等构造方程求得结果;
(2)由求出,再由两平行线的距离求解即可.
【详解】(1)由题意可知,
直线在轴的截距为,在轴的截距为,
则,解得.
(2)若,则,得,
此时直线,即,
又直线,
∴直线与之间的距离.
3.已知直线,点.求:
(1)点A关于直线l的对称点的坐标;
(2)直线关于直线l的对称直线m'的方程;
(3)直线l关于点对称的直线l'的方程.
【答案】(1).
(2).
(3)
【难度】0.65
【知识点】求直线交点坐标、求点关于直线的对称点、直线两点式方程及辨析、光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】(1)根据中点和斜率列方程组来求得对称点的坐标.
(2)在直线上取一点,并求其关于直线的对称点,然后结合直线与直线的交点来求得对称直线的方程.
(3)利用相关点代入法来求得对称直线的方程.
【详解】(1)设,由已知条件得,解得所以.
(2)在直线m上取一点,则关于直线l的对称点M'必在直线m'上.设对称点,
则解得故.
设直线m与直线l的交点为N,则由解得即.
又因为m'经过点,所以由两点式得直线m'的方程为.
(3)设为上任意一点,
则关于点的对称点为,
因为在直线上,所以,即.
4.(23-24高二上·江苏无锡·周测)已知直线与直线.
(1)若,求的值;
(2)若点在直线上,直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程;
(3)中,为直线过的定点,边上的高所在直线的方程为,边上的中线所在直线的方程为,求直线的方程.
【答案】(1)或
(2)或
(3)
【难度】0.65
【知识点】已知直线垂直求参数、直线截距式方程及辨析、直线过定点问题、求直线交点坐标
【分析】(1)由两直线互相垂直列方程即可求;
(2)根据题意求出,分直线的截距均为0和均不为0两种情况讨论即可;
(3)由直线求出,由边上的高方程求出,得到直线的方程,联立直线与求出点,设,求出,代入直线的方程,与直线联立得出,即可求直线的方程.
【详解】(1)因为,所以,
解得或.
(2)因为点在直线上,
所以,解得,
因为直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,
当两截距均为0时,设直线方程为,
所以,此时直线的方程为;
当两截距均不为0时,设直线的方程为,
将点代入得,解得,
此时直线的方程为,
综上所述,所以直线的方程为:或.
(3)由可得,
由得,所以,
因为边上的高所在直线的方程为,
所以直线,
所以直线的方程为:即,
又因为所在直线的方程为,
由解得,所以,
设,则中点,
代入得,整理得,
由,解得,所以,
所以直线的方程为:即.
5.(24-25高二上·河北石家庄·期中)已知直线的方程为.
(1)当时,求点到直线的距离;
(2)当时,为直线上一动点,若,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】求点到直线的距离、将军饮马问题求最值、求点关于直线的对称点
【分析】(1)运用点到线的距离公式求解即可.
(2)设点关于直线的对称点,求出坐标,结合求解即可.
【详解】(1)当时,直线的方程为,
所以点到直线的距离为.
(2)当时,直线的方程为,
设点关于直线的对称点,如图所示,
则,解得,即,
所以,
故的最小值为.
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