内容正文:
第06讲 2.3直线的交点坐标与距离公式
(2.3.1两条直线的交点坐标+2.3.2两点间的距离公式
+2.3.3点到直线的距离公式+2.3.4两条平行线间的距离公式)
第一部分 思维导图
第二部分 知识梳理
知识点01:两条直线的交点坐标
直线:()和:()的公共点的坐标与方程组的解一一对应.
与相交方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;
与平行方程组无解;
与重合方程组有无数个解.
【即学即练1】(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)直线:与直线:的交点坐标为 .
【答案】
【分析】联立方程即可求解.
【详解】联立,解得,故交点为,
故答案为:
知识点02:两点间的距离
平面上任意两点,间的距离公式为
特别地,原点与任一点的距离.
【即学即练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
【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.
知识点03:点到直线的距离
平面上任意一点到直线:的距离.
【即学即练3】(23-24高二上·重庆·阶段练习)点到直线的距离为
【答案】
【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:
知识点04:两条平行线间的距离
一般地,两条平行直线:()和:()间的距离.
【即学即练4】(24-25高二下·安徽芜湖·期末)直线与直线间的距离是( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】利用平行线间距离公式计算得解.
【详解】直线方程为,直线方程为,
所以所求距离为.
故选:B
知识点05:对称问题
1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)
求点关于点的对称点
由:
2、点关于直线对称问题(联立两个方程)
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线:中;
②
整理得:
【即学即练5】(24-25高二上·福建福州·期中)点关于直线的对称点坐标是 .
【答案】
【分析】利用中点关系和垂直关系可求对称点的坐标.
【详解】设所求对称点坐标为,则,
故,故对称点的坐标为,
故答案为:
3、直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
方法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
方法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
方法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
【即学即练6】(23-24高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
【答案】A
【分析】根据线关于点对称即可得两直线平行,进而根据点的对称代入求解即可.
【详解】由于直线与直线关于点对称,
所以两直线平行,故,则,
由于点在直线上,关于点的对称点为,
故在上,代入可得,故,
故选:A
4、直线关于直线对称问题
4.1直线:()和:()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,两点求出直线
4.2直线:()和:()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
【即学即练7】(2024高三·全国·专题练习)已知直线,直线,若直线关于直线l的对称直线为,则直线的方程为 .
【答案】.
【分析】由于两条直线平行,所以可设,利用对称的性质,可求得,进而求得直线方程为.
【详解】由题意知,设直线,在直线上取点,
设点关于直线的对称点为,
则, 解得,即,
将代入的方程得,
所以直线的方程为.
故答案为:
【即学即练8】(24-25高二上·广东阳江·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程 .(用一般式方程表示).
【答案】
【分析】联立方程组求出两直线交点坐标,在直线任取一点,设出其关于对称点坐标,由垂直斜率的关系和中点坐标建立方程组,求得对称点坐标,由两点坐标求得对称直线方程.
【详解】联立,得,则两直线的交点为,
在直线上取点,设其关于的对称点为,
则,得,则.
故直线关于直线的对称直线为,
又,所以直线,即.
故答案为:.
第三部分 题型精讲
题型01求直线交点坐标
【典例1】(24-25高二下·河南·阶段练习)已知矩形的边所在直线的方程为,顶点,则顶点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由,求出边所在的直线方程,再联立直线,组成的方程组,方程组的解即为顶点的坐标.
【详解】因为,边所在直线的方程为,
设所在直线方程为,因为过,
所以,所以所在直线方程为,
由解得,即顶点的坐标为.
故选:A.
【典例2】(24-25高二下·上海·阶段练习)在中,已知点边上的中线所在直线的方程为,的角平分线所在直线方程为,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】设的坐标为,即可得到的中点坐标,再根据中点在中线上,点在角平分线上得到方程组,解得即可.
【详解】设的坐标为,则的中点坐标为,
则,解得,则点的坐标为.
故答案为:
【变式1】(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)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】
【分析】利用二倍角公式求出的斜率,可得其方程,然后联立的直线方程求解可得.
【详解】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.
故答案为:
【变式2】(24-25高二上·湖南长沙·期中)直线与直线的交点坐标为
【答案】
【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:
【变式3】(24-25高二上·福建·期中)已知的顶点,边上的高所在直线为,为中点,且所在直线方程为.
(1)求边所在的直线方程;
(2)求顶点的坐标.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用垂直关系求出直线的斜率,进而求出其方程.
(2)求出直线的交点坐标即可.
【详解】(1)由边上的高所在直线的斜率为1,得直线的斜率为,
又直线过,所以直线的方程为,即.
(2)由直线的方程为,而顶点为直线与直线的交点,
由,解得,
所以点.
题型02由方程组解的个数判断直线的位置关系
【典例1】(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
【分析】先得到,从而得到方程组总有唯一解,A,D错误,B正确;再假设是方程组的一组解,得到,在直线,与两点在上矛盾,C错误.
【详解】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.
【典例2】(23-24高二上·全国·课后作业)判断下列各组中直线的位置关系,若相交,求出交点的坐标:
(1),;
(2),;
(3),.
【答案】(1)相交,交点坐标为
(2)平行
(3)重合
【分析】(1)联立直线方程得到方程组,求出方程组的解,即可得到两直线的交点坐标;
(2)联立直线方程得到方程组,判断方程组无解,即可得到两直线平行;
(3)联立直线方程得到方程组,得到方程组有无数解,即可判断.
【详解】(1)由,解得,
因此直线和相交,交点坐标为.
(2)因为,,
由,
得,矛盾,
由此可知方程组无解,因此直线与平行.
(3)由,
得,
说明方程②是方程①的倍,方程①的解都是方程②的解.
因此直线与重合.
【变式1】(23-24高二上·全国·课后作业)判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标.
(1)直线;
(2)直线.
【答案】(1)相交,交点是
(2)答案见解析
【分析】(1)解方程组,可得交点坐标;根据方程组的解的个数判断位置关系;
(2)分类讨论,解方程组可得答案.
【详解】(1)联立,解得,
所以两直线相交,交点坐标为.
(2)当时,,,
联立,方程组有无数组解,故两直线重合,
当时,,,
联立,方程组无解,故两直线平行,
当,联立,解得,
所以两直线相交,交点坐标为.
综上所述:当时,两直线重合;当时,两直线平行;当时,两直线相交,交点坐标为.
【变式2】(2024高二·江苏·专题练习)判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标:
(1)l1:2x+y+3=0,l2:x-2y-1=0;
(2)l1:x+y+2=0,l2:2x+2y+3=0.
【答案】(1)相交,(-1,-1);(2)平行.
【分析】两个直线方程列方程组求解,方程组有解即得交点坐标,方程组无解则两直线平行(有无数解,则两直线重合).
【详解】(1)解方程组得所以直线l1与l2相交,交点坐标为(-1,-1).
(2)解方程组①×2-②,得1=0,矛盾,方程组无解.所以直线l1与l2无公共点,即l1//l2.
【变式3】(24-25高二·全国·阶段练习)分别判断下列直线是否相交,若相交,求出它们的交点.
(1)l1:2x-y=7和l2:3x+2y-7=0;
(2)l1:2x-6y+4=0和l2:4x-12y+8=0;
(3)l1:4x+2y+4=0和l2:y=-2x+3.
【答案】答案见解析.
【分析】直接将两直线方程联立方程组,根据方程组解的个数判断两直线是否相交.
【详解】(1)方程组的解为
因此直线l1和l2相交,交点坐标为(3,-1).
(2)方程组有无数个解,
这表明直线l1和l2重合.
(3)方程组无解,
这表明直线l1和l2没有公共点,故l1∥l2.
【点睛】本题考查了直线方程的解的个数与直线的位置关系,考查了运算求解能力,属于基础题目.
题型03由直线交点的个数求参数
【典例1】(23-24高二上·全国·课后作业)直线与直线相交,则m的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据两直线相交的条件即可求解.
【详解】因为直线与直线,即相交,
所以,解得.
所以m的取值范围为.
故答案为:
【典例2】(2024·上海奉贤·二模)若关于,的方程组有唯一解,则实数a满足的条件是 .
【答案】/
【分析】由题给方程组有唯一解,可得方程有唯一解,进而得到实数a满足的条件
【详解】由,可得,
由关于,的方程组有唯一解,
可得方程有唯一解,则
故答案为:
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知两条直线l1:(3+m)x+4y+(3m-19)=0,l2:2x+(1+m)y-8=0,当实数m分别为何值时,l1与l2:
(1)相交?
(2)平行?
(3)垂直?
【答案】(1)m≠1且m≠-5
(2)-5
(3)
【详解】解:(1) 由(3+m)(1+m)≠4×2,得m≠1且m≠-5.
(2) 由(3+m)(1+m)=4×2,得m=1(舍)或m=-5.
(3) 由2(3+m)+4(1+m)=0,得m=-.
【变式2】(23-24高二上·上海·课后作业)已知直线,直线,根据下列条件分别求实数的值:
(1)与相交;
(2)与平行;
(3)与重合.
【答案】(1)且
(2)
(3)
【分析】(1)根据两直线相交可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围;
(2)根据两直线平行可得出关于实数的等式与不等式,即可解得实数的值;
(3)根据两直线重合可得出关于实数的方程,即可解得实数的值.
【详解】(1)解:已知,直线,
若与相交,则,即,解得且.
(2)解:已知,直线,
若与平行,则,即,解得.
(3)解:已知,直线,
若与重合,则,即,解得.
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)三条直线、、有且只有两个交点,求实数的值.
【答案】或
【分析】首先确定有一个交点,则若三条直线有且仅有两个交点,需或,由此可构造方程求得结果.
【详解】由得:,即有一个交点,或;
即或,解得:或.
题型04由直线的交点坐标求参数
【典例1】(24-25高二上·广东东莞·阶段练习)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
【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
【典例2】(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】
【分析】先求出直线在轴、轴的交点,再结合直线的斜率公式与图形,即可求解.
【详解】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.
故答案为:.
【变式1】(24-25高二上·全国·课后作业)三条直线相交于两点.已知,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】先求两直线的交点,进而得是直线上的点,将点代入直线即可得解.
【详解】联立,解得,
所以是直线上的点,
代入直线得,解得.
故选:B.
【变式2】(24-25高二上·全国·课后作业)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
【分析】根据两直线垂直可求出的值,将公共点的坐标代入直线的方程,可得出的值,再将公共点的坐标代入直线的方程,可得出的值,由此可得出的值.
【详解】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】(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知三条直线,和.
(1)若,求实数的值;
(2)若三条直线相交于一点,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由两条直线平行的条件求解即可;
(2)先由两条确定的直线求出交点坐标,然后带入含参直线求解即可.
【详解】(1)因为,且,
所以.解得.
经检验,时,.
所以.
(2)由,解得即与的交点为,
因为三条直线相交于一点,所以点在上,
所以.解得.
题型05三线围成(不能围成)三角形问题
【典例1】(多选)(23-24高二上·河北张家口·期中)若直线,,不能构成三角形,则m的取值可能为( ).
A. B. C. D.
【答案】ABD
【分析】由已知可得出不能构成三角形的条件,分个讨论即可得到.
【详解】因为直线,,不能构成三角形,
所以存在,,过与的交点三种情况.
显然,.则直线的斜率分别为,,.
当时,有,即,解得;
当时,有,即,解得;
当过与的交点时.先联立,解得,则与的交点为,
代入,得,解得.
综上:或或.
故选:ABD.
【典例2】(23-24高二上·浙江宁波·期末)若三条直线与能围成一个直角三角形,则 .
【答案】或1
【分析】由三条直线两两垂直,即两直线的斜率之积为,求解即可.
【详解】显然,3x-y+1=0,x+y+3=0有交点,
若与垂直,则;
若与垂直,则.所以或1.
故答案为:或1
【变式1】(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
【分析】根据给定条件,求出直线的斜率及直线交点坐标,再利用斜率相等及3条直线共点求出值.
【详解】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2】(23-24高二上·湖南·期末)若三条不同的直线,,不能围成一个三角形,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分线线平行和三线共点讨论即可.
【详解】若,则,解得.若,则,解得.
若,,交于一点,联立方程组,解得得,
代入,得,解得,故a的取值集合为.
故选:D.
【变式3】(23-24高二上·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
【答案】
【分析】联立方程组解得交点坐标,列出直线不能围成三角形的条件,分别解出即可.
【详解】由解得,所以的交点坐标为,
过定点,
若直线不能围成三角形,只需经过点,或与平行,或与平行,
当经过点时,,解得;
当与平行时,,解得;
当与平行时,,解得.
故的值为.
故答案为:(只需写出其中一个即可).
题型06直线交点系方程及其应用
【典例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】
【分析】设交点系方程,结合直线过求方程即可.
【详解】由题设,令直线的方程为,且直线过,
所以,故直线的方程为.
故答案为:
【典例2】(23-24高二·全国·假期作业)求过直线和的交点,且斜率为3的直线方程.
【答案】
【详解】法一:解方程组得
所以两条直线的交点坐标为.
又所求直线的斜率为3,故所求直线的方程为,即.
法二:设所求直线为,因为过已知两条直线的交点,所以直线的方程可设为(其中为常数),即①,
又直线的斜率为3,所以,解得,将代入①,整理得.
【变式1】(23-24高二上·湖北武汉·阶段练习)过两直线和的交点且过原点的直线方程为 .
【答案】
【分析】根据直线相交设所求直线为,结合直线过原点求参数,即可得方程.
【详解】令所求直线为,
又直线过原点,则,
所以所求直线为.
故答案为:
【变式2】(23-24高二·全国·课堂例题)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】
【分析】先设经过交点的直线系,应用斜率求出参数即可得直线方程.
【详解】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.
故答案为:.
【变式3】(23-24高二上·全国·课后作业)经过点和两直线;交点的直线方程为 .
【答案】
【分析】设所求直线方程为,将点代入方程,求得,即可求解.
【详解】设所求直线方程为,
点在直线上,
,
解得,
所求直线方程为,即.
故答案为:.
题型07求两点间的距离公式
【典例1】(24-25高二上·全国·课后作业)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
【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
【典例2】(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)过点的直线的斜率为 ,则( )
A.10 B. C. D.180
【答案】B
【分析】由斜率公式求得,再根据两点之间距离公式计算即可.
【详解】由题意得,,解得,
所以,所以,
故选:B
【变式1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知三点,且,则有( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用两点间的距离公式可得出关于的等式,由此化简可得解.
【详解】由题意可知,
即.
故选:A.
【变式2】(23-24高二上·江苏宿迁·期末)我国著名数学家华罗庚曾经说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,当取得最小值时,实数的值为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】C
【分析】根据两点距离公式,结合直线方程即可求解.
【详解】,
表示平面上点与点,的距离和,
连接,与轴交于,此时直线方程为,
令,则
的最小值为,此时
故选:C.
【变式3】(23-24高二下·全国·课后作业)在中,已知,,且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上,则顶点C的坐标为 .
【答案】
【分析】根据题意,利用中点坐标公式,即可求点C的坐标,得到答案.
【详解】设,则AC边的中点为,BC边的中点为,
因为点M在y轴上,所以,解得.
因为点N在x轴上,所以,解得,即.
故答案为:.
题型08距离公式的应用
【典例1】(23-24高二上·重庆·期末)的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意,分析的几何意义,结合两点间的距离公式即可求解.
【详解】由题意知,
,
设,
则的几何意义为的值,
如图,作点关于x轴的对称点,连接,
与x轴的交点即为所求点P,此时取得最小值,为.
而,
即的最小值为,
所以的最小值为.
故选:D
【典例2】(23-24高二上·黑龙江·期中)著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】y可看作x轴上一点到点与点的距离之和,可知当A,P,B三点共线时取得最小值可得答案.
【详解】,
则y可看作x轴上一点到点与点的距离之和,
即,则可知当A,P,B三点共线时,取得最小值,
即.
故选:A.
【变式1】(2025高三·全国·专题练习)已知函数,则的最小值为 .
【答案】5
【分析】整理函数解析式,可转化为到点的距离之和,结合图象,可得答案.
【详解】,
转化为x轴上的动点到两定点,的距离之和最小,
由图可知,距离之和的最小值为5.
故答案为:.
【变式2】(2023高一上·山东滨州·竞赛)著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔裂分家万事休”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.请你运用数形结合的思想,得出函数的最大值为 .
【答案】
【分析】函数表示点到点和的距离之差,结合图形即可得解.
【详解】因为,
所以它表示点到点和的距离之差,如图所示:
因为,
所以的最大值为.
故答案为:.
【变式3】(2024高二上·全国·专题练习)已知,,则S的最小值是 .
【答案】2
【分析】表示点到点与点的距离之和,利用数形结合法求解.
【详解】表示点到点与点的距离之和,
即,如图所示:
由图象知:,
当点在线段上时,等号成立.
所以取得最小值为2.
故答案为:2.
题型09求点到直线的距离
【典例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
【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
【典例2】(24-25高二下·上海宝山·期中)点到直线的距离为 .
【答案】
【分析】由点到线的距离公式即可求解.
【详解】点到直线的距离为,
故答案为:
【变式1】(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线的法向量为,且经过点,则原点到的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由直线点法式得直线方程,结合点到直线的距离公式即可求解.
【详解】根据题意,直线的法向量为,
所以直线的方程为,
即,
则原点到的距离.
所以选:C.
【变式2】(24-25高二上·天津滨海新·期末)已知点,直线,则点到直线的距离为( )
A.3 B.2 C.1 D.
【答案】B
【分析】由点到直线距离公式计算
【详解】由已知所求距离为,
故选:B.
【变式3】(24-25高二上·重庆长寿·期末)点到直线的距离为 .
【答案】
【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:
题型10已知点到直线的距离求参数
【典例1】(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
【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
【典例2】(24-25高二上·浙江丽水·期中)直线经过两直线和的交点.
(1)若直线与直线平行,求直线的方程;
(2)若点到直线的距离为2,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)求出交点坐标,由平行设的方程为,代入交点坐标求解可得.
(2)分类讨论,判断斜率不存在的直线是否满足题意,斜率存在时设出直线方程,由点到直线距离公式求解.
【详解】(1)由,解得,
可得两直线和的交点为,
当直线与直线平行,设的方程为,
把点代入求得,
可得的方程为.
(2)当的斜率不存在时,直线的方程为,满足点到直线的距离为2.
当的斜率存在时,设直线的方程为,即,
则点到直线的距离为,求得,
故的方程为,即.
综上,直线的方程为或.
【变式1】(24-25高二上·陕西汉中·期中)在平面内作直线,使得点、点到直线的距离分别为1和2,则这样的直线有( )条
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】A
【分析】当斜率存在时,设直线方程,根据点到直线的距离公式列方程组求解可得.
【详解】易知,当直线的斜率不存在时不满足题意;
过点作垂直于直线,垂直分别为,
则,所以,所以,
又,所以直线过原点,
设直线方程为,即,
由题知,,解得或或,
所以满足条件的直线有4条.
故选:A
【变式2】(24-25高二上·广东深圳·期中)已知两点到直线的距离相等,则( )
A.3 B. C.3或-6 D.3或
【答案】D
【分析】利用点到直线距离公式得到方程,求出答案.
【详解】由题意得,解得或3.
故选:D
【变式3】(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)已知直线及点.
(1)若与垂直的直线过点,求与的值;
(2)若点与点到直线的距离相等,求的斜截式方程.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)由垂直关系及点在线上列出等式求解即可;
(2)由点到线的距离公式列出等式,求解即可.
【详解】(1)因为直线过点,
所以,解得,
因为与垂直,
所以.
(2)因为点与点到直线的距离相等,
由点到直线的距离公式得.
解得,
当时,的斜截式方程为,
当时,的斜截式方程为.
题型11求点关于直线的对称点
【典例1】(24-25高二下·上海·阶段练习)点关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设点关于直线的对称点为,列出方程组,即可求解.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则满足,解得,即.
故选:C.
【典例2】(24-25高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】使用待定系数法结合直线对称的几何关系求解即可.
【详解】设对称点的坐标为则解得:
故选:B.
【变式1】(24-25高二上·浙江杭州·期中)点关于直线的对称点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据斜率关系以及中点关系,即可列方程求解.
【详解】设关于直线的对称点坐标为,
则,解得,故对称点坐标为,
故选:C
【变式2】(24-25高二上·福建·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设对称点,根据线段中点在直线上,所在直线与直线垂直,即斜率相乘为,代入坐标即可求解.
【详解】设的对称点坐标为,
则对称点与已知点连线的中点为,
由题意可得,解得.
所以对称点坐标为.
答案:B
【变式3】(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)点关于直线对称的点的坐标为 .
【答案】
【分析】若两点关于直线对称,其中点在已知直线上且两点所在的直线与已知直线垂直,列方程求点坐标.
【详解】若对称点为,则,可得,即对称点为.
故答案为:
题型12求到两点距离相等的直线方程
【典例1】(23-24高二上·四川雅安·阶段练习)若点,到直线的距离相等,则( )
A.1 B. C.1或 D.或2
【答案】C
【分析】根据斜率公式以及中点坐标即可求解.
【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
【典例2】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)点,到直线的距离相等,则 .
【答案】或
【分析】根据条件,利用点到直线的距离公式建立方程,即可求解.
【详解】由题有,
整理得到,解得或,
故答案为:或.
【变式1】(23-24高二上·湖南·期中)已知,,若,到直线的距离都等于,则满足条件的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【分析】分别研究位于直线同侧以及位于直线两侧时的情况,即可得出答案.
【详解】当位于直线同侧时,只有时,且两平行线之间的距离为时,满足条件,这样的直线有2条;
又,
所以位于直线两侧时,只有当直线恰为直线的中垂线时,满足条件,此时的直线有1条.
综上所述,满足条件的直线共有3条.
故选:C.
【变式2】(多选)(23-24高二上·湖南衡阳·期末)已知点与到直线的距离相等,则的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】根据点到直线的距离相等,可得过的中点,或的斜率与的斜率相等,进而两种情况进行判断.
【详解】由题知,过的中点,或的斜率与的斜率相等,
又的中点为,
则过点的直线为AD选项;
又的斜率为,则B选项符合条件.
故选:ABD
【变式3】(多选)(23-24高三上·江苏·阶段练习)已知直线经过点,且点,到直线的距离相等,则直线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【分析】当直线的斜率不存在时不满足题意,当直线的斜率存在时,设出直线方程,利用距离相等列方程求解即可.
【详解】当直线的斜率不存在时,显然不满足题意.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,即.
由已知得,
所以或,
所以直线的方程为或.
故选:AC.
题型13直线关于直线对称
【典例1】(23-24高二上·辽宁沈阳·阶段练习)两直线方程为,,则关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,设所求直线上任一点M(x,y)且M关于直线的对称点,,利用轴对称的性质列出方程组解出用、表示、的式子,再由点在直线上代入,化简即得所求对称直线方程;
【详解】设所求直线上任一点,关于直线的对称点,,
则,解出
点在直线上, 将式代入,得,
化简得,即为关于对称的直线方程.
故选:C
【典例2】(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知直线,,若直线与关于直线l对称,则直线l的方程为 .
【答案】或
【分析】利用数形结合计算l的斜率结合直线与的交点计算即可.
【详解】
易知与纵轴交于,交横轴于点,
联立直线与方程,得两直线交点为,
如上图所示网格中构造直角三角形,易知,
即,
又,
所以,
即为两直线与夹角的平分线,
所以直线符合题意,易知其方程为;
当直线l过点C且与垂直时,也符合题意,此时直线方程为.
故答案为:或.
【变式1】(23-24高二上·全国·课后作业)直线关于直线对称的直线方程是 .
【答案】
【分析】在直线上任取一点,求该点关于的对称点的坐标,并代入直线即可得出所求方程.
【详解】设所求直线上任一点的坐标为,该点关于的对称点的坐标为,
则,得对称点的坐标为,
又点在直线上,
所以,即.
所以所求直线方程为.
故答案为:.
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)直线关于直线对称的直线方程是 .
【答案】
【分析】设点,根据中点公式和斜率关系可得,代入即可.
【详解】设所求直线上任意一点,
点P关于的对称点为,
如图所示:
则有,得
∵点P′(x0,y0)在直线2x-y+3=0上,
∴2(y-2)-(x+2)+3=0,
即x-2y+3=0.
故答案为:
【变式3】(23-24高二·江苏·课后作业)已知直线,求:
(1)直线l关于点对称的直线的方程;
(2)直线关于直线l对称的直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设直线关于的对称直线上任意一点为,求得点关于点的对称点,代入直线,即可求解;
(2)由,两直线的交点坐标为,再在直线上取一点,求得关于直线的对称点,结合直线的点斜式方程,即可求解.
【详解】(1)解:设直线关于的对称直线上任意一点为,
则点关于点的对称为,
则,解得,即,
将点代入直线,可得,
整理得,即对称直线的方程为.
(2)解:由,解得,
即直线与的交点坐标为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则,解得,即,
又由,所以直线的方程为,
整理得,
即直线关于直线l对称的直线的方程为.
题型14平行线间的距离问题
【典例1】(24-25高二下·广西河池·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【分析】根据直线平行得到方程,求出,利用两平行线距离公式得到答案.
【详解】直线与直线平行,
则,解得,
直线,即,
与的距离为.
故选:B
【典例2】(24-25高三下·上海·阶段练习)若直线与直线平行,则这两条直线间的距离为 .
【答案】
【分析】先用直线平行解出,再利用平行线间的距离公式求解.
【详解】直线与直线平行,
则,解得,
故直线,直线,
这两条直线间的距离为:.
故答案为:.
【变式1】(24-25高二下·湖南·阶段练习)直线与直线间的距离为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【分析】根据平行直线间的距离公式计算即可.
【详解】可变为,则两条平行直线间的距离为.
故选:C.
【变式2】(24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期中)直线与直线间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用两条平行直线间的距离公式即可.
【详解】可变为,
则两条平行直线间的距离为.
故选:B
【变式3】(2025高三·全国·专题练习)已知平行直线,则与的距离是 .
【答案】/
【分析】利用两平行线间的距离公式计算即可.
【详解】由题意,根据两平行线间的距离公式可得.
故答案为:.
题型15直线关于点对称的直线
【典例1】(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为( )
A.4x+3y-4=0 B.4x+3y-12=0
C.4x-3y-4=0 D.4x-3y-12=0
【答案】B
【分析】首先设对称直线上任意一点,得到关于对称点为,再代入直线即可得到答案。
【详解】设直线关于点对称的直线上任意一点,
则关于对称点为,
又因为在上,
所以,即。
故选:B
【典例2】(23-24高二上·山东·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .
【答案】
【分析】在直线上取点、,求出这两点关于点的对称点的坐标,并求出所求直线的斜率,利用点斜式可得出所求直线的方程.
【详解】在直线上取点、,
点关于点的对称点为,点关于点的对称点为,
直线的斜率为,
所以,所求直线方程为,即.
故答案为:.
【变式1】(23-24高二·全国·课后作业)关于原点对称的直线是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将直线方程中的换为,换为,即可得到关于原点对称的直线方程.
【详解】解:对于直线,将换为,换为得到,即,
所以直线关于原点对称的直线是.
故选:C
【变式2】(23-24高二上·全国·课后作业)求直线关于点对称的直线l的方程.
【答案】.
【分析】解法一设,得到对称点坐标,再代入直线即可得到答案;解法二在直线上取两特殊点,得到其关于的对称点,则得到直线l方程;解法三根据对称特点设l的方程为,代入一个具体的对称点坐标即可得到答案.
【详解】解法一:设直线l上任意一点M的坐标为,
则此点关于点的对称点为,
且在直线上,
所以,
即.
所以所求直线l的方程为.
解法二:在直线上取两点,
则点关于点的对称点为,即
点关于点的对称点为,
,所以直线的方程为
化简得,
即所求直线l的方程为.
解法三:由平面几何知识易知所求直线l与直线平行,
则可设l的方程为.
在直线上取一点,
则点关于点的对称点在直线上,
所以,所以,
所以所求直线l的方程为.
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)已知点的坐标为,直线的方程为,求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于点的对称直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据点关于线对称列式求解即可;
(2)根据相关点法分析运算即可.
【详解】(1)设,由题意可得,解得,
所以点的坐标为.
(2)在直线上任取一点,设关于点的对称点为,
则,解得,
由于在直线上,则,即,
故直线关于点的对称直线的方程为.
题型16将军饮马问题
【典例1】(24-25高二上·福建福州·期中)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. C. D.
【答案】C
【分析】作点关于直线的对称点为,则最短路程为.根据点关于
直线的对称问题,列方程组,可求得,再应用两点间的距离公式求即可.
【详解】如图,作点关于直线的对称点为,
则,解得,
所以.
则“将军饮马”的最短总路程为.
故选:C.
【典例2】(24-25高二上·内蒙古赤峰·阶段练习)唐代诗人李顾的诗《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,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为 .
【答案】
【分析】求出点关于直线对称点的坐标,再利用两点间距离公式计算得解.
【详解】设点关于对称点,则,解得,
即,所以“将军饮马”的最短总路程为.
故答案为:
【变式1】(24-25高二上·全国·单元测试)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”,即将军在白天观望烽火台之后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,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.5 C. D.
【答案】A
【分析】先求出点关于直线的对称点为,则线段的长度即为最短总路程,再利用两点间的距离公式进行求解.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则,解得,
,又点
故“将军饮马”的最短总路程为.
故选:A.
【变式2】(2024·陕西西安·一模)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,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.3 C. D.5
【答案】C
【分析】根据两点间线段最短,结合中点坐标公式、互相垂直直线斜率的性质进行求解即可.
【详解】设点关于直线对称的点为,
则有,
所以“将军饮马”的最短总路程为,
故选:C
【变式3】(23-24高二上·贵州安顺·期末)“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”这是唐代边塞诗人李颀的《古从军行》中的诗句,诗句中隐含着一个著名的数学问题——“将军饮马”问题,即将军白天察看烽火台之后,从山脚下的某处返回军营,途中须到河边饮马然后再赶回军营,将军怎样走才能使返回总路程最短?已知在平面直角坐标系中,军营所在位置为坐标原点,将军从山脚下的点处出发返回军营,河岸线所在直线方程为.则返回总路程最短为 .
【答案】
【分析】根据点关于直线的对称,进而根据两点距离公式即可求解.
【详解】过作关于直线对称的点,
设,所以,解得,
所以,故最短距离为.
故答案为:
第四部分 题型精练
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
1.(24-25高二下·浙江·期中)若直线与直线平行,那么这两条直线之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据两直线平行可得参数,进而确定平行线间距离.
【详解】有已知直线与直线平行,
则,即,
此时直线与直线,即满足平行,
则两直线间距离,
故选:D.
2.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】B
【详解】根据点到直线的距离公式列出等式,由此能求出.
【解答】两点和到直线距离相等,
,解得,或.
故选:B.
3.(24-25高二上·陕西安康·阶段练习)已知点,点在直线上,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】的最小即点到直线的距离,代入公式即可.
【详解】由题意,的最小值是点到直线的距离,
即.
故选:A.
4.(24-25高二上·吉林·期末)平行直线与之间的距离为,则,的可能值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】将直线化为,再由距离公式得到方程,从而得到,结合选项判断即可.
【详解】将直线化为,显然,
依题意可得,即,只有满足题意.
故选:A.
5.(24-25高二上·湖南·阶段练习)已知点为直线上任意一点,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【分析】利用两点之间的距离公式理解所求式,将问题转化成点到直线上的点的距离最小问题,即当时,由点到直线的距离公式即可求得.
【详解】可理解为动点到定点的距离,
而动点在直线上,
故当且仅当时,取得最小值,
即,故的最小值是.
故选:D.
6.(24-25高三上·山东临沂·阶段练习)已知点在直线上的运动,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】表示点与距离的平方,求出到直线的距离,即可得到答案.
【详解】表示点与距离的平方,
因为点到直线的距离,
所以的最小值为.
故选:C
7.(24-25高二上·山东济南·阶段练习),函数的最小值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据距离公式,利用的几何意义求最小值.
【详解】表示的几何意义为平面内的点到定点的距离,
表示的几何意义为平面内的点到定直线的距离,
所以表示的几何意义是动点到定点和到定直线的距离和,
如图,过点作直线的垂线,垂足为点,当点在线段时,最小,最小值为.
故选:C
8.(24-25高二上·河南·阶段练习)已知,,点是直线上的一点,则当取得最小值时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出点关于直线的对称点,则为直线与直线的交点时,满足条件,进而可求得答案.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则中点在直线上,即①,
直线与直线垂直,即②,
解得,即点关于直线的对称点为,
又,所以,
所以直线的方程为,即,
由,解得,,
所以当取得最小值时,点的坐标为.
故选:B.
9.(多选)(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)对于直线,.以下说法错误的有( )
A.的充要条件是 B.当时,
C.直线一定经过点 D.点到直线的距离的最大值为5
【答案】AC
【分析】求出的充要条件即可判断A;验证时,两直线斜率之积是否为-1,判断B;求出直线经过的定点即可判断C;判断何种情况下点到直线的距离最大,并求出最大值,可判断D.
【详解】当时, 解得 或,
当时,两直线为 ,符合题意;
当时,两直线为 ,符合题意,故A错误;
当时,两直线为,,
所以,故B正确;
直线即直线,故直线过定点,故C错误;
因为直线过定点,当直线与点和的连线垂直时,
到直线的距离最大,最大值为,
故D正确,
故选:AC.
10.(多选)(24-25高二上·江苏宿迁·期末)下列说法中正确的有( )
A.直线过定点
B.点关于直线的对称点为
C.两条平行直线与之间的距离为
D.当实数时,直线和互相垂直
【答案】BCD
【分析】对于A,由直线过定点,按参数整理,令参数的系数为0求解即可;对于B,利用点关于直线的对称的性质求解;对于C,利用平行线之间的距离公式求解;对于D,利用直线垂直的系数关系判定即可.
【详解】对于A,,,故直线过定点,故A错误;
对于B,设点关于直线的对称点为,则
即点关于直线的对称点为,B正确;
对于C, ,,故C正确;
对于D, 时,,故直线和互相垂直,故D正确;
故选:BCD.
11.(24-25高二下·上海奉贤·期末)若点在曲线上,点在曲线上,定义.已知有两条直线分别为:,:,则 .
【答案】
【分析】根据给定的定义,利用平行线间距离公式求解即得.
【详解】直线的方程化为:,显然,
所以.
故答案为:
12.(24-25高二上·广东清远·期中)已知点P在直线上,点,则的最小值为
【答案】
【知识点】求点关于直线的对称点后可求线段差的最小值.
【详解】如图,设关于直线的对称点为,则,
解得,则,
于是,
结合图形知,当三点共线时,此时取得最小值,
即取得最小值为
故答案为:
13.(24-25高二上·广东清远·期中)已知直线.
(1)求经过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线与的交点,且在两坐标上的截距相等的直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)利用垂直的性质可设斜截式直线方程,利用待定系数法求解直线即可;
(2)利用截距为0和不为0分类讨论,再结合过原点直线方程和截距式直线方程求解即可.
【详解】(1)由直线可得斜率为,
所以根据垂直关系可设所求直线方程为,
则依题意有,解得,
所以所求直线方程为,整理得;
(2)联立,解得,即直线与的交点为,
当直线经过原点时,满足题意,假设直线方程为,
代入得,此时;
当直线的截距都不为0时,假设直线方程为,
依题意,解得,此时直线方程为,即
综上所述:所求直线方程为或.
14.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线,直线,
(1)若与相交,求实数的值;
(2)若与平行.求实数的值并求出此时两直线间的距离.
【答案】(1)且.
(2)
【分析】(1)根据给定的直线方程,利用两直线相交的充要条件列式求解.
(2)由两直线平行列式求出,再利用平行线间距离公式求解.
【详解】(1)由直线与直线相交,
得,即,解得且,
所以实数的取值为且.
(2)由直线与平行,得,即,解得,
此时,即,直线,
所以直线与间距离.
B能力提升
1.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经、边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】建立直角坐标系,设点P的坐标,可得P关于直线BC的对称点的坐标,
和P关于y轴的对称点的坐标,由四点共线可得直线的方程,
由于过三角形的重心,代入可得关于a的方程,解得P的坐标,
即可求得PB的长和直线方程,进而求得面积.
【详解】
建立直角坐标系,可得,故直线BC的方程为,
则三角形的重心为,即,
设,其中,则点P关于直线BC的对称点,
满足,解得,即,
易得P关于y轴的对称点,由光的反射原理可知四点共线,
直线的斜率为,故直线的方程为,
由于直线过三角形的重心,代入得,
化简得或(舍去),故,,,直线的方程为,
联立,解得,即点Q的坐标为,
则三角形的面积,
故选:A
【点睛】关键点点睛:根据题干设出点P 的坐标,根据对称性和光的反射原理可知
四点共线,进而求出点的坐标,和直线的方程,进而求出点Q的坐标,即可求得结果.
2.(24-25高二上·江苏苏州·期末)直线关于直线:对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先求两直线的交点,再在直线取点,求点关于直线的对称点,依据两点,,可得所求直线的方程.
【详解】联立,解得.则交点坐标为.
取直线上一点,设点关于直线:的对称点为,
则由,且线段的中点在直线上,
得,解得.
故所求直线过点,.
所以所求直线方程为:,即.
故选:B
3.(24-25高二上·山西大同·期中)已知实数满足, , 则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】根据题意,结合两平行直线距离公式,代入计算,即可得到结果.
【详解】由题意可得,是直线上的点,
是直线上的点,则两直线平行,
的最小值是平行直线之间的距离的平方,
可得最小值为.
故选:D
4.(2025·福建漳州·模拟预测)已知直线l过点,分别与直线:,:交于A,B两点,圆C:过A,B两点,则△ABC面积的最大值为 ;当△ABC面积取最大值时,直线l的方程为
【答案】 1 或
【分析】由题意作图,根据三角形的面积计算,结合正弦函数的性质,可得面积最值,根据等腰直角三角形的性质,可得的值,分直线的斜率存在与不存在两种情况,联立方程求交点,由两点距离公式,建立方程,可得答案.
【详解】
由,则其圆心,半径,设,
易知,则当时,取得最大值为,
在等腰中,
当直线的斜率不存在时,直线,
代入直线,解得,则;
代入直线,解得,则;
所以,显然此时取得最大值为.
当直线的斜率存在时,可设直线,
联立可得,解得,,则;
联立可得,解得,,则;
,
由,则,解得,即直线,
所以取得最大值为,则直线或.
故答案为:;或.
5.(24-25高二上·湖北荆门·期中)已知直线:及点,点Q在l上,当的值最大时,点的坐标为 ,的最大值为 .
【答案】 .
【分析】由图,求出B关于l的对称点为的坐标,当A,,Q三点共线时,可求的最大值及相应Q坐标.
【详解】如图,设B关于l的对称点为,因,
则,即.
连接,则所在的直线方程为.
由得与l的交点为,记此点为Q,又在直线任取一点M,
连接BM,,由对称性,,则
当A,,M三点共线时,即M与Q重合时,
此时的值最大且为.
故答案为:;
6.(24-25高二上·福建莆田·期中)数学家莱昂哈德▪欧拉在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的重心、外心、垂心在同一条直线上,这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,,其欧拉线方程为,则外接圆的半径 ,顶点的坐标为 .
【答案】
【分析】第一空,由欧拉线定义可得AB中垂线与其交点即为外心,然后由外心坐标可得外接圆半径;第二空,设,由重心坐标公式及欧拉线方程可得纵坐标,然后由外接圆半径可得横坐标.
【详解】第一空,因,,则AB中点坐标为,,
则AB中垂线方程为:,
则其与交点为,即外心坐标为,
则外接圆半径;
第二空,设,结合,,可得重心坐标为:,
因其在上,则,则.又,外心坐标为,
则或3(与B重合,舍去),则.
故答案为:;
C综合素养
1.(24-25高二上·吉林·期末)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】问题转化为点到点的距离的平方,等价于在直线上找一点,使得它到图象的距离的平方最小,利用函数图象的对称性即可得解.
【详解】可看成点到点的距离的平方,
点在直线的图象上,点在反比例函数的图象上,
问题转化为在图象上找一点,使得它到直线的距离的平方最小.
注意到反比例函数的图象关于直线对称,直线也关于对称,
观察图象知点P到直线的距离最短,,
最短距离为,所以的最小值为.
故选:C.
【点睛】本题考查两点之间的距离,利用化归与转化思想,将问题转化为在直线上找一点使得它到图象的距离的平方最小,借助函数图象的对称性解决问题.
2.(24-25高二上·四川广安·期中)已知直线与直线交于点,点关于直线对称的点为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】解方程组求出点坐标,可得,分、、讨论,代入利用基本不等式求最值可得答案.
【详解】由,解得,可得,
所以,即,
当时,,则无意义;
当时,
,当且仅当即等号成立;
当时,
,当且仅当即等号成立;
综上,,或.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是求出点坐标,代入利用基本不等式求最值.
3.(24-25高二上·重庆·期中)“曼哈顿几何”也叫“出租车几何”,是在19世纪由赫尔曼·闵可夫斯基提出的(如图是抽象的城市路网,其中线段是欧式空间中定义的两点最短距离,但在城市路网中,我们只能走有路的地方,不能“穿墙”而过),所以在“曼哈顿几何中”,这两点最短距离用表示,又称“曼哈顿距离”;即,因此:“曼哈顿两点间距离”:若,,则,在平面直角坐标系中,我们把到两定点,的“曼哈顿距离”之和为常数的点的轨迹叫“新椭圆”,“新椭圆”上任意一点设为.
(1)已知,,求的值;
(2)分别求,的取值范围;
(3)若,,求“新椭圆”围成的面积.
【答案】(1)
(2)的取值范围为;的取值范围为
(3)6
【分析】(1)根据定义直接运算求解即可;
(2)设“新椭圆”上任意一点为,可得,分类讨论去绝对值,作出图象,即可得,的范围;
(3)根据(2)中图象,代入,即可得面积.
【详解】(1)因为,,所以.
(2)设“新椭圆”上任意一点为,
根据“新椭圆”的定义,可得,即,
当时,可得,即;
当时,可得,即;
当时,可得,即;
当时,可得,即;
当时,可得;当时,可得;
当时,可得;当时,可得;当时,可得;
作出“新椭圆”的图象,如图所示,
结合图象可知:的取值范围为;的取值范围为.
(3)设“新椭圆”的图象,围成的六边形为,
若,,由(2)可知:,
所以“新椭圆”围成的面积为.
【点睛】方法点睛:解新定义题型的步骤:
(1)理解“新定义”,明确“新定义”的条件、原理、方法、步骤和结论 ;
(2)重视“举例”,利用“举例”检验是否理解和正确运用“新定义”;归纳“举例”提供的解题方法,归纳“举例”提供的分类情况.
4.(24-25高二上·福建福州·期中)“曼哈顿距离”是一种度量距离的方式,定义如下:在平面直角坐标系内,任意两点,的曼哈顿距离为.对于动点,若存在定点使得(为大于的常数),则称动点的轨迹为“”曲线.
(1)已知,若,求;
(2)已知曲线是“”曲线(是原点),,点是上一点,
(i)写出曲线的方程并画出图形,求的最大值;
(ii)已知点在直线上,求的最小值.
【答案】(1)或
(2)(i),图象见解析,最大值为;(ii)
【分析】(1)根据“曼哈顿距离”的定义,结合条件,即可求解;
(2)(i)根据“曼哈顿距离”的定义,得到,再对与的大小分类讨论,即可作出图形,再根据条件,得到,结合图形,即可求解;(ii)设,,则,根据题设得,再对与的大小分类讨论,从而得到间的关系,再利用绝对值不等式的意义,即可求解.
【详解】(1)因为,则,解得或.
(2)(i)因为曲线是“”曲线(是原点),设曲线上任意一点,
则,所以曲线的方程为,
当时,由,得到,
当时,由,得到,
当时,由,得到,
当时,由,得到,所以图象如图1,
因为,又易知,
所以,
令,则,由图1易知的最小值为,所以的最大值为.
(ii)如图2,因为点在直线上,设,,则,
因为,当时,,
所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
当时,,所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
当时,由,得到,
所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
当时,由,得到,
所以,
易知,,不妨把看成一个常量,
当时,,当时,,当时,,
由一次函数的性质知,此时在处取到最小值为,且时取等号,
综上,的最小值为.
【点睛】方法点晴:“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.
5.(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)已知点、,设过点的直线与的边交于点(其中点异于、两点),与边交于(其中点异于、两点),若设直线的斜率为.
(1)试用来表示点和的坐标;
(2)求的面积关于直线的斜率的函数关系式;
(3)当为何值时,取得最大值?并求此最大值.
【答案】(1),
(2)
(3)当时,取最大值为
【分析】(1)由直线与线段有公共点,可得的取值范围,联立直线可得交点坐标;
(2)根据点到直线的距离及两点间距离可得三角形面积;
(3)设,结合基本不等式可得最值.
【详解】(1)如图所示,
设直线,
又直线与线段,均相交,
则,
直线方程为,
直线方程为,
联立,解得,即,
联立,解得,即;
(2)又,又,则,
点到直线,即点到直线的距离,
所以的面积,
(3)由(2)得,
设,即,
则,
又,当且仅当时等号成立,
即,当且仅当时等号成立,
即当时,取最大值为.
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第06讲 2.3直线的交点坐标与距离公式
(2.3.1两条直线的交点坐标+2.3.2两点间的距离公式
+2.3.3点到直线的距离公式+2.3.4两条平行线间的距离公式)
第一部分 思维导图
第二部分 知识梳理
知识点01:两条直线的交点坐标
直线:()和:()的公共点的坐标与方程组的解一一对应.
与相交方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;
与平行方程组无解;
与重合方程组有无数个解.
【即学即练1】(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)直线:与直线:的交点坐标为 .
知识点02:两点间的距离
平面上任意两点,间的距离公式为
特别地,原点与任一点的距离.
【即学即练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
知识点03:点到直线的距离
平面上任意一点到直线:的距离.
【即学即练3】(23-24高二上·重庆·阶段练习)点到直线的距离为
知识点04:两条平行线间的距离
一般地,两条平行直线:()和:()间的距离.
【即学即练4】(24-25高二下·安徽芜湖·期末)直线与直线间的距离是( )
A. B. C. D.1
知识点05:对称问题
1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)
求点关于点的对称点
由:
2、点关于直线对称问题(联立两个方程)
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线:中;
②
整理得:
【即学即练5】(24-25高二上·福建福州·期中)点关于直线的对称点坐标是 .
3、直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
方法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
方法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
方法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
【即学即练6】(23-24高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
4、直线关于直线对称问题
4.1直线:()和:()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,两点求出直线
4.2直线:()和:()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
【即学即练7】(2024高三·全国·专题练习)已知直线,直线,若直线关于直线l的对称直线为,则直线的方程为 .
【即学即练8】(24-25高二上·广东阳江·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程 .(用一般式方程表示).
第三部分 题型精讲
题型01求直线交点坐标
【典例1】(24-25高二下·河南·阶段练习)已知矩形的边所在直线的方程为,顶点,则顶点的坐标为( )
A. B. C. D.
【典例2】(24-25高二下·上海·阶段练习)在中,已知点边上的中线所在直线的方程为,的角平分线所在直线方程为,则点的坐标为 .
【变式1】(24-25高三上·广东深圳·阶段练习)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 .
【变式2】(24-25高二上·湖南长沙·期中)直线与直线的交点坐标为
【变式3】(24-25高二上·福建·期中)已知的顶点,边上的高所在直线为,为中点,且所在直线方程为.
(1)求边所在的直线方程;
(2)求顶点的坐标.
题型02由方程组解的个数判断直线的位置关系
【典例1】(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
【典例2】(23-24高二上·全国·课后作业)判断下列各组中直线的位置关系,若相交,求出交点的坐标:
(1),;
(2),;
(3),.
【变式1】(23-24高二上·全国·课后作业)判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标.
(1)直线;
(2)直线.
【变式2】(2024高二·江苏·专题练习)判断下列各对直线的位置关系.若相交,求出交点坐标:
(1)l1:2x+y+3=0,l2:x-2y-1=0;
(2)l1:x+y+2=0,l2:2x+2y+3=0.
【变式3】(24-25高二·全国·阶段练习)分别判断下列直线是否相交,若相交,求出它们的交点.
(1)l1:2x-y=7和l2:3x+2y-7=0;
(2)l1:2x-6y+4=0和l2:4x-12y+8=0;
(3)l1:4x+2y+4=0和l2:y=-2x+3.
题型03由直线交点的个数求参数
【典例1】(23-24高二上·全国·课后作业)直线与直线相交,则m的取值范围为 .
【典例2】(2024·上海奉贤·二模)若关于,的方程组有唯一解,则实数a满足的条件是 .
【变式1】(2024高三·全国·专题练习)已知两条直线l1:(3+m)x+4y+(3m-19)=0,l2:2x+(1+m)y-8=0,当实数m分别为何值时,l1与l2:
(1)相交?
(2)平行?
(3)垂直?
【变式2】(23-24高二上·上海·课后作业)已知直线,直线,根据下列条件分别求实数的值:
(1)与相交;
(2)与平行;
(3)与重合.
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)三条直线、、有且只有两个交点,求实数的值.
题型04由直线的交点坐标求参数
【典例1】(24-25高二上·广东东莞·阶段练习)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.
【典例2】(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 .
【变式1】(24-25高二上·全国·课后作业)三条直线相交于两点.已知,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式2】(24-25高二上·全国·课后作业)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】(23-24高二上·河南洛阳·阶段练习)已知三条直线,和.
(1)若,求实数的值;
(2)若三条直线相交于一点,求实数的值.
题型05三线围成(不能围成)三角形问题
【典例1】(多选)(23-24高二上·河北张家口·期中)若直线,,不能构成三角形,则m的取值可能为( ).
A. B. C. D.
【典例2】(23-24高二上·浙江宁波·期末)若三条直线与能围成一个直角三角形,则 .
【变式1】(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2】(23-24高二上·湖南·期末)若三条不同的直线,,不能围成一个三角形,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【变式3】(23-24高二上·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
题型06直线交点系方程及其应用
【典例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)
【典例2】(23-24高二·全国·假期作业)求过直线和的交点,且斜率为3的直线方程.
【变式1】(23-24高二上·湖北武汉·阶段练习)过两直线和的交点且过原点的直线方程为 .
【变式2】(23-24高二·全国·课堂例题)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3】(23-24高二上·全国·课后作业)经过点和两直线;交点的直线方程为 .
题型07求两点间的距离公式
【典例1】(24-25高二上·全国·课后作业)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
【典例2】(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)过点的直线的斜率为 ,则( )
A.10 B. C. D.180
【变式1】(24-25高二上·全国·课后作业)已知三点,且,则有( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高二上·江苏宿迁·期末)我国著名数学家华罗庚曾经说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,当取得最小值时,实数的值为( )
A. B.3 C. D.4
【变式3】(23-24高二下·全国·课后作业)在中,已知,,且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上,则顶点C的坐标为 .
题型08距离公式的应用
【典例1】(23-24高二上·重庆·期末)的最小值为( )
A. B. C. D.
【典例2】(23-24高二上·黑龙江·期中)著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,隔裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最小值为( )
A. B. C. D.
【变式1】(2025高三·全国·专题练习)已知函数,则的最小值为 .
【变式2】(2023高一上·山东滨州·竞赛)著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔裂分家万事休”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.请你运用数形结合的思想,得出函数的最大值为 .
【变式3】(2024高二上·全国·专题练习)已知,,则S的最小值是 .
题型09求点到直线的距离
【典例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.
【典例2】(24-25高二下·上海宝山·期中)点到直线的距离为 .
【变式1】(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线的法向量为,且经过点,则原点到的距离为( )
A. B. C. D.
【变式2】(24-25高二上·天津滨海新·期末)已知点,直线,则点到直线的距离为( )
A.3 B.2 C.1 D.
【变式3】(24-25高二上·重庆长寿·期末)点到直线的距离为 .
题型10已知点到直线的距离求参数
【典例1】(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
【典例2】(24-25高二上·浙江丽水·期中)直线经过两直线和的交点.
(1)若直线与直线平行,求直线的方程;
(2)若点到直线的距离为2,求直线的方程.
【变式1】(24-25高二上·陕西汉中·期中)在平面内作直线,使得点、点到直线的距离分别为1和2,则这样的直线有( )条
A.4 B.3 C.2 D.1
【变式2】(24-25高二上·广东深圳·期中)已知两点到直线的距离相等,则( )
A.3 B. C.3或-6 D.3或
【变式3】(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)已知直线及点.
(1)若与垂直的直线过点,求与的值;
(2)若点与点到直线的距离相等,求的斜截式方程.
题型11求点关于直线的对称点
【典例1】(24-25高二下·上海·阶段练习)点关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【典例2】(24-25高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【变式1】(24-25高二上·浙江杭州·期中)点关于直线的对称点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2】(24-25高二上·福建·期中)点关于直线对称的点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【变式3】(23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中)点关于直线对称的点的坐标为 .
题型12求到两点距离相等的直线方程
【典例1】(23-24高二上·四川雅安·阶段练习)若点,到直线的距离相等,则( )
A.1 B. C.1或 D.或2
【典例2】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)点,到直线的距离相等,则 .
【变式1】(23-24高二上·湖南·期中)已知,,若,到直线的距离都等于,则满足条件的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【变式2】(多选)(23-24高二上·湖南衡阳·期末)已知点与到直线的距离相等,则的方程可以是( )
A. B.
C. D.
【变式3】(多选)(23-24高三上·江苏·阶段练习)已知直线经过点,且点,到直线的距离相等,则直线的方程可能为( )
A. B.
C. D.
题型13直线关于直线对称
【典例1】(23-24高二上·辽宁沈阳·阶段练习)两直线方程为,,则关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【典例2】(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知直线,,若直线与关于直线l对称,则直线l的方程为 .
【变式1】(23-24高二上·全国·课后作业)直线关于直线对称的直线方程是 .
【变式2】(2024高三·全国·专题练习)直线关于直线对称的直线方程是 .
【变式3】(23-24高二·江苏·课后作业)已知直线,求:
(1)直线l关于点对称的直线的方程;
(2)直线关于直线l对称的直线的方程.
题型14平行线间的距离问题
【典例1】(24-25高二下·广西河池·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C.2 D.
【典例2】(24-25高三下·上海·阶段练习)若直线与直线平行,则这两条直线间的距离为 .
【变式1】(24-25高二下·湖南·阶段练习)直线与直线间的距离为( )
A. B. C. D.1
【变式2】(24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期中)直线与直线间的距离为( )
A. B. C. D.
【变式3】(2025高三·全国·专题练习)已知平行直线,则与的距离是 .
题型15直线关于点对称的直线
【典例1】(23-24高二上·河南南阳·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为( )
A.4x+3y-4=0 B.4x+3y-12=0
C.4x-3y-4=0 D.4x-3y-12=0
【典例2】(23-24高二上·山东·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .
【变式1】(23-24高二·全国·课后作业)关于原点对称的直线是( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高二上·全国·课后作业)求直线关于点对称的直线l的方程.
【变式3】(23-24高二·全国·课后作业)已知点的坐标为,直线的方程为,求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于点的对称直线的方程.
题型16将军饮马问题
【典例1】(24-25高二上·福建福州·期中)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. C. D.
【典例2】(24-25高二上·内蒙古赤峰·阶段练习)唐代诗人李顾的诗《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,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为 .
【变式1】(24-25高二上·全国·单元测试)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”,即将军在白天观望烽火台之后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,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.5 C. D.
【变式2】(2024·陕西西安·一模)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,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B.3 C. D.5
【变式3】(23-24高二上·贵州安顺·期末)“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”这是唐代边塞诗人李颀的《古从军行》中的诗句,诗句中隐含着一个著名的数学问题——“将军饮马”问题,即将军白天察看烽火台之后,从山脚下的某处返回军营,途中须到河边饮马然后再赶回军营,将军怎样走才能使返回总路程最短?已知在平面直角坐标系中,军营所在位置为坐标原点,将军从山脚下的点处出发返回军营,河岸线所在直线方程为.则返回总路程最短为 .
第四部分 题型精练
A夯实基础 B能力提升 C综合素养
A夯实基础
1.(24-25高二下·浙江·期中)若直线与直线平行,那么这两条直线之间的距离为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
3.(24-25高二上·陕西安康·阶段练习)已知点,点在直线上,则的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·吉林·期末)平行直线与之间的距离为,则,的可能值为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·湖南·阶段练习)已知点为直线上任意一点,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
6.(24-25高三上·山东临沂·阶段练习)已知点在直线上的运动,则的最小值是( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·山东济南·阶段练习),函数的最小值为( )
A.2 B. C. D.
8.(24-25高二上·河南·阶段练习)已知,,点是直线上的一点,则当取得最小值时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
9.(多选)(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)对于直线,.以下说法错误的有( )
A.的充要条件是 B.当时,
C.直线一定经过点 D.点到直线的距离的最大值为5
10.(多选)(24-25高二上·江苏宿迁·期末)下列说法中正确的有( )
A.直线过定点
B.点关于直线的对称点为
C.两条平行直线与之间的距离为
D.当实数时,直线和互相垂直
11.(24-25高二下·上海奉贤·期末)若点在曲线上,点在曲线上,定义.已知有两条直线分别为:,:,则 .
12.(24-25高二上·广东清远·期中)已知点P在直线上,点,则的最小值为
13.(24-25高二上·广东清远·期中)已知直线.
(1)求经过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线与的交点,且在两坐标上的截距相等的直线方程.
14.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线,直线,
(1)若与相交,求实数的值;
(2)若与平行.求实数的值并求出此时两直线间的距离.
B能力提升
1.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经、边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的面积等于( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·江苏苏州·期末)直线关于直线:对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·山西大同·期中)已知实数满足, , 则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.(2025·福建漳州·模拟预测)已知直线l过点,分别与直线:,:交于A,B两点,圆C:过A,B两点,则△ABC面积的最大值为 ;当△ABC面积取最大值时,直线l的方程为
5.(24-25高二上·湖北荆门·期中)已知直线:及点,点Q在l上,当的值最大时,点的坐标为 ,的最大值为 .
6.(24-25高二上·福建莆田·期中)数学家莱昂哈德▪欧拉在其所著的《三角形几何学》一书中提出:任意三角形的重心、外心、垂心在同一条直线上,这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,,其欧拉线方程为,则外接圆的半径 ,顶点的坐标为 .
C综合素养
1.(24-25高二上·吉林·期末)已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·四川广安·期中)已知直线与直线交于点,点关于直线对称的点为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·重庆·期中)“曼哈顿几何”也叫“出租车几何”,是在19世纪由赫尔曼·闵可夫斯基提出的(如图是抽象的城市路网,其中线段是欧式空间中定义的两点最短距离,但在城市路网中,我们只能走有路的地方,不能“穿墙”而过),所以在“曼哈顿几何中”,这两点最短距离用表示,又称“曼哈顿距离”;即,因此:“曼哈顿两点间距离”:若,,则,在平面直角坐标系中,我们把到两定点,的“曼哈顿距离”之和为常数的点的轨迹叫“新椭圆”,“新椭圆”上任意一点设为.
(1)已知,,求的值;
(2)分别求,的取值范围;
(3)若,,求“新椭圆”围成的面积.
4.(24-25高二上·福建福州·期中)“曼哈顿距离”是一种度量距离的方式,定义如下:在平面直角坐标系内,任意两点,的曼哈顿距离为.对于动点,若存在定点使得(为大于的常数),则称动点的轨迹为“”曲线.
(1)已知,若,求;
(2)已知曲线是“”曲线(是原点),,点是上一点,
(i)写出曲线的方程并画出图形,求的最大值;
(ii)已知点在直线上,求的最小值.
5.(24-25高二上·江苏扬州·阶段练习)已知点、,设过点的直线与的边交于点(其中点异于、两点),与边交于(其中点异于、两点),若设直线的斜率为.
(1)试用来表示点和的坐标;
(2)求的面积关于直线的斜率的函数关系式;
(3)当为何值时,取得最大值?并求此最大值.
侵权必究!
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