内容正文:
数学 选择性必修·第一册[人教A版]作业与测评
2.2.2 直线的两点式方程
知识点一 直线的两点式方程
1.经过点A(2,5),B(-3,6)的直线在x轴上的截距为( )
A.2 B.-3
C.-27 D.27
答案:D
解析:由两点式得直线的方程为=,即x+5y-27=0.令y=0,得x=27.
2.已知点P(3,m)在过点M(2,-1)和N(-3,4)的直线上,则m的值是( )
A.5 B.2
C.-2 D.-6
答案:C
解析:由两点式方程,得直线MN的方程为=,化简,得x+y-1=0.又点P(3,m)在此直线上,代入得3+m-1=0,解得m=-2.
知识点二 直线的截距式方程
3.在平面直角坐标系Oxy中,直线-=1在y轴上的截距为( )
A.-8 B.8
C.- D.
答案:A
解析:对于方程-=1,令x=0,解得y=-8,故直线-=1在y轴上的截距为-8.
4.过坐标平面内两点P1(2,0),P2(0,3)的直线的方程是( )
A.+=1 B.+=0
C.+=1 D.-=1
答案:C
解析:由直线方程的截距式,得所求直线的方程为+=1.故选C.
5.若直线+=1的倾斜角为θ,则tanθ=( )
A.- B.-
C. D.
答案:B
解析:由题意,得tanθ=-.
6.已知直线l过点A(-2,1),且在两坐标轴上的截距互为相反数,那么直线l的方程是( )
A.x+2y=0或x-y+3=0
B.x-y-1=0或x-y+3=0
C.x-y-1=0或x+y-3=0
D.x+2y=0或x+y-3=0
答案:A
解析:①当直线在两坐标轴上的截距都为0时,直线过原点,设直线方程为y=kx,把点(-2,1)代入,得k=-,即直线l的方程为x+2y=0;②当直线在两坐标轴上的截距互为相反数且不等于0时,设直线方程为+=1,把点(-2,1)代入,得+=1,解得a=-3,即直线l的方程为x-y+3=0.综上,直线l的方程为x+2y=0或x-y+3=0.故选A.
知识点三 直线方程的应用
7.菱形的两条对角线AC,BD的长分别为8和6,并且分别位于x轴和y轴上,求菱形各边所在直线的方程.
解:由题意不妨设A(-4,0),C(4,0),B(0,-3),D(0,3),
由截距式方程可知,边AB所在直线的方程为+=1,即3x+4y+12=0.
同理可得,边BC所在直线的方程为3x-4y-12=0,
边CD所在直线的方程为3x+4y-12=0,
边AD所在直线的方程为3x-4y+12=0.
8.已知点D在直线BC上.若直线BC在两坐标轴上的截距之和是9,求直线BC的方程.
解:由已知得直线BC的斜率存在且不为0.
设直线BC在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,
则直线BC的截距式方程为+=1.
由题意得a+b=9,①
又点D在直线BC上,∴+=1,
∴6b+3a=2ab,②
由①②联立,得2a2-21a+54=0,
即(2a-9)(a-6)=0,解得a=或a=6.
∴或
故直线BC的方程为+=1或+=1,
即2x+2y-9=0或x+2y-6=0.
一、单项选择题
1.若直线+=1经过第一、二、三象限,则( )
A.a>0,b>0 B.a>0,b<0
C.a<0,b>0 D.a<0,b<0
答案:C
解析:因为直线经过第一、二、三象限,所以结合图形可知a<0,b>0.
2.若直线-=1被两坐标轴截得的线段长为,则实数c的值为( )
A. B.
C.6 D.5
答案:B
解析:直线-=1在x轴、y轴上的截距分别为3和-4.依题意得=,所以c=.
3.一条光线从A处射到点B(0,1)后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程为( )
A.y=2x+1 B.y=-2x+1
C.y=x- D.y=-x-
答案:B
解析:由光的反射定律可得,点A关于y轴的对称点M在反射光线所在的直线上.再由点B(0,1)也在反射光线所在的直线上,用截距式可求得反射光线所在直线的方程为+=1,即y=-2x+1.
4.已知直线l经过点A(-4,-2),且点A是直线l被两坐标轴截得的线段中点,则直线l的方程为( )
A.x+2y+8=0 B.-x-2y+8=0
C.x-2y+8=0 D.x-2y-8=0
答案:A
解析:设直线l与两坐标轴的交点坐标为(a,0),(0,b),由题意知=-4,=-2,∴a=-8,b=-4,∴直线l的方程为+=1,即x+2y+8=0.
5.直线l:+=1中,a∈{1,3,5,7},b∈{2,4,6,8}.若l与两坐标轴围成的三角形的面积不小于10,则这样的直线的条数为( )
A.6 B.7
C.8 D.16
答案:B
解析:因为a>0,b>0,所以直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为S=ab,于是ab≥10⇒ab≥20,当a=1时,没有这样的b满足条件;当a=3时,b=8;当a=5时,b∈{4,6,8};当a=7时,b∈{4,6,8},所以这样的直线的条数为7.故选B.
二、多项选择题
6.有关直线方程,下列说法正确的是( )
A.直线方程的两点式适用于求与两坐标轴不垂直的直线方程
B.直线方程=也可写成=
C.所有可以用截距式表示的直线都可以用两点式表示
D.不经过原点的直线都可以用方程+=1表示
答案:ABC
解析:A正确,从两点式方程的形式看,只要x1≠x2,y1≠y2,就可以用两点式来求解直线的方程;B正确,方程=与=的形式有异,但实质相同,均表示过点(x1,y1)和(x2,y2)的直线;C显然正确;D错误,不经过原点的直线,当斜率不存在时,方程为x=a(a≠0)的形式.故选ABC.
7.已知直线l的两点式方程为=,则下列说法不正确的是( )
A.直线l经过点(5,2)
B.直线l的斜截式方程为x=y-
C.直线l的倾斜角为锐角
D.直线l的截距式方程为+=1
答案:ABD
解析:由题意,得直线l经过两点(8,9),(2,5),故A,D不正确;将两点式化为斜截式,为y=x+,故B不正确;直线l的斜率为>0,所以直线l的倾斜角为锐角,故C正确.
三、填空题
8.直线l在x轴与y轴上的截距均为2,则直线l的倾斜角为________.
答案:135°
解析:由题意,可得直线l的方程为+=1,化简可得y=-x+2,所以k=-1,即直线l的倾斜角为135°.
9.已知A(-1,2),B(5,6),经过线段AB的中点M,且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程为________.
答案:2x-y=0或x+y-6=0
解析:由题意知,线段AB的中点M的坐标为(2,4).当直线过原点时,所求直线的方程为y=x=2x,即2x-y=0;当直线不过原点时,设直线的方程为+=1,把中点M的坐标(2,4)代入直线的方程,得a=6,故所求直线的方程为+=1,即x+y-6=0.综上,所求直线的方程为2x-y=0或x+y-6=0.
10.过点P(4,3)的直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于点A,B,O为坐标原点,则△AOB面积的最小值为________,此时直线l在两坐标轴上的截距之和为________.
答案:24 14
解析:设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),把点P(4,3)代入,得+=1,∴1≥2,得ab≥48,当且仅当a=8,b=6时取等号,∴S△AOB=ab≥24,即△AOB面积的最小值为24,此时a+b=8+6=14.
四、解答题
11.求过点P(2,5)且分别满足下列条件的直线的方程:
(1)在两个坐标轴上的截距相等;
(2)与两个坐标轴的正半轴所围成的三角形的面积是20.
解:(1)①若直线经过原点,设其方程为y=kx,因为直线过点P(2,5),故有5=2k,解得k=,所以直线的方程为y=x,即5x-2y=0.
②若直线不经过原点,设直线在两坐标轴上的截距为a,方程为+=1,因为直线过点P(2,5),所以+=1,解得a=7,所以直线的方程为+=1,即x+y-7=0.
综上,所求直线的方程为5x-2y=0或x+y-7=0.
(2)设直线在x轴、y轴上的截距分别为a,b(a>0,b>0),
可设直线的方程为+=1,
由题意得解得
所以所求直线的方程为+=1,即5x+2y-20=0.
12.已知直线l:+=1.
(1)若直线l的斜率等于2,求实数m的值;
(2)若直线l分别与x轴、y轴的正半轴交于点A,B,O是坐标原点,求△AOB面积的最大值及此时直线l的方程.
解:(1)直线l过点(m,0),(0,4-m),
则k==2,则m=-4.
(2)由m>0,4-m>0,得0<m<4,
则S△AOB==,
易知当m=2时,S△AOB有最大值2,
此时直线l的方程为x+y-2=0.
13.过点P(1,3)作直线l,若l经过点A(a,0)和B(0,b),且a,b均为正整数,则这样的直线l可以作出( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.无数条
答案:B
解析:∵a,b均为正整数,∴可设直线l:+=1,将点P(1,3)代入直线l的方程,得+=1,当b=3时,=0,方程无解,∴a===1+,∵a∈N*,≠0,∴∈N*,∴b-3=1或b-3=3,∴或即满足题意的直线l有2条.
14.已知直线l过点A(2,3),且与x轴的正半轴交于点M,与y轴的正半轴交于点N.
(1)若A为MN的中点,求直线l的方程;
(2)求|OM|+2|ON|的最小值.
解:(1)由题意可设直线l的方程为+=1,
由A(2,3)为MN的中点,可知m=|OM|=4,n=|ON|=6,
故直线l的方程为+=1,
即3x+2y-12=0.
(2)将点A(2,3)代入方程+=1(a,b>0),得+=1,
故|OM|+2|ON|=a+2b=(a+2b)=2+6++≥8+4,
当且仅当=时取等号,此时a=2+2,b=3+,
故|OM|+2|ON|的最小值为8+4.
8
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