内容正文:
第二章 直线和圆的方程
2.2 直线的方程
2.2.1 直线的点斜式方程
知识对点练
40分钟综合练
目录
知识对点练
知识点一 直线的点斜式方程
1.已知直线的方程是y+4=2x-6,则( )
A.直线经过点(-3,4),斜率为2
B.直线经过点(4,-3),斜率为2
C.直线经过点(3,-4),斜率为2
D.直线经过点(-4,3),斜率为-2
解析:直线的方程y+4=2x-6可化为y-(-4)=2(x-3),故直线经过点(3,-4),斜率为2.
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2.已知直线经过点A(3,1),斜率为-1,则直线的方程是( )
A.y=-x+4 B.y=x-2
C.y=-x-4 D.y=x+2
解析:由题意可知,所求直线的方程为y-1=-(x-3),即y=-x+4.故选A.
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4.经过点A(-1,4)且在y轴上的截距为2的直线的方程是( )
A.y=-2x-2 B.y=2x+2
C.y=-2x+2 D.y=2x-2
解析:在y轴上的截距为2的直线的方程可以设为y=kx+2.将点A(-1,4)代入方程,得4=-k+2,解得k=-2,即所求直线的方程为y=-2x+2.
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6.直线l1:y=ax+b与直线l2:y=bx+a(ab≠0,a≠b)在同一平面直角坐标系内的图象只可能是( )
解析:对于A,由l1得a>0,b<0,而由l2得a>0,b>0,矛盾;对于B,由l1得a<0,b>0,而由l2得a>0,b>0,矛盾;对于C,由l1得a>0,b<0,而由l2得a<0,b>0,矛盾;对于D,由l1得a>0,b>0,由l2得a>0,b>0.故选D.
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一、单项选择题
1.方程y=k(x-2)表示( )
A.过点(2,0)的所有直线
B.过点(2,0)且不垂直于y轴的所有直线
C.过点(2,0)且不垂直于x轴的所有直线
D.过点(2,0)且除去x轴的所有直线
解析:y=k(x-2)为直线的点斜式方程,只能表示斜率存在的直线,且直线过点(2,0).故选C.
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2.过点(2,3)且一个方向向量为(1,-1)的直线方程为( )
A.y=-x+5 B.y=-x+1
C.y=x+1 D.y=x-5
解析:由题意知,直线的一个方向向量为(1,-1),所以斜率为k=-1,因为直线过点(2,3),所以直线的方程为y-3=-(x-2),即y=-x+5.故选A.
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3.已知直线(a-2)y=(3a-1)x-1,为使这条直线不经过第二象限,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,2) B.(-∞,2]
C.(2,+∞) D.[2,+∞)
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5.已知k∈R,b=k2-2k+3,则下列直线的方程不可能是y=kx+b的是( )
解析:∵b=k2-2k+3=(k-1)2+2,∴直线的方程y=kx+b在y轴上的截距不小于2,且当k=1时,y轴上的截距为2,故D可能;当k=-1时,b=6, 故B不正确;当b=3时,k=0或k=2,由图象知A,C可能.
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解析:对于A,点斜式方程y-y1=k(x-x1)适用于过点(x1,y1)且不垂直于x轴的任何直线,满足点斜式方程的条件,故A正确;对于B,显然P(x1,y1)不满足方程,故B不正确;对于C,斜截式y=kx+b适用于不垂直于x轴的任何直线,故C正确;对于D,直线y=kx+b与y轴交于点B(0,b),其中截距b=|OB|不正确,因为截距是b,其值可正、可负、可为零,故D不正确.故选AC.
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7.在同一直角坐标系中表示直线y=ax与y=x+a,一定错误的是( )
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解析:解法一:①当a>0时,直线y=ax的倾斜角为锐角且过原点,直线y=x+a在y轴上的截距a>0,A,B,C,D都不成立;②当a=0时,直线y=ax的倾斜角为0°,所以A,B,C,D都不成立;③当a<0时,直线y=ax的倾斜角为钝角且过原点,直线y=x+a的倾斜角为锐角,且在y轴上的截距a<0,C成立.故选ABD.
解法二:直线y=x+a的倾斜角为锐角,B,D满足题意;A中,直线y=ax的倾斜角为锐角,所以a>0,而直线y=x+a在y轴上的截距a<0,所以满足题意.故选ABD.
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三、填空题
8.已知直线l过点(1,2),倾斜角为45°,则直线l在y轴上的截距为____.
解析:由题意知,直线l的斜率为tan45°=1,则直线l的方程为y-2=x-1,令x=0,得y=1,所以直线l在y轴上的截距为1.
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y=-2x+1
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10.设点A(-1,0),B(1,0),直线y=-2x+b与线段AB相交,则b的取值范围是________.
解析:b为直线y=-2x+b在y轴上的截距,如图,当直线y=-2x+b过点A(-1,0)和点B(1,0)时,b分别取得最小值和最大值.所以b的取值范围是[-2,2].
[-2,2]
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四、解答题
11.求满足下列条件的m的值:
(1)直线l1:y=-x+1与直线l2:y=(m2-2)x+2m平行;
(2)直线l1:y=-2x+3与直线l2:y=(2m-1)x-5垂直.
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12.已知△ABC的三个顶点分别为A(1,6),B(-1,-2),C(6,3),求AB边上的中线CM所在直线的斜截式方程.
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知识点二 直线的斜截式方程
3.已知直线l的倾斜角为120°,且在y轴上的截距是3,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x+3
B.y=-eq \r(3)x-3
C.y=-eq \r(3)x+3
D.y=eq \r(3)x-3
解析:由题意可知,直线l的斜率为tan120°=-eq \r(3),又因为该直线在y轴上的截距是3,故直线l的方程为y=-eq \r(3)x+3.
知识点三 两条直线的位置关系
5.已知过点A(-2,m)和点B(m,4)的直线为l1,l2:y=-2x+1,l3:y=-eq \f(1,n)x-eq \f(1,n).若l1∥l2,l2⊥l3,则m+n的值为( )
A.-10
B.-2
C.0
D.8
解析:∵l1∥l2,∴kAB=eq \f(4-m,m+2)=-2,解得m=-8.又l2⊥l3,∴eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,n)))×(-2)=-1,解得n=-2.∴m+n=-10.故选A.
7.判断下列各对直线是否平行或垂直.
(1)l1:y=eq \f(1,2)x+3,l2:y=eq \f(1,2)x-2;(2)l1:y=eq \f(5,3)x,l2:y=-eq \f(3,5)x.
解:(1)因为l1:y=eq \f(1,2)x+3,l2:y=eq \f(1,2)x-2,
所以k1=eq \f(1,2),b1=3,k2=eq \f(1,2),b2=-2,
因为k1=k2且b1≠b2,所以l1∥l2.
(2)因为l1:y=eq \f(5,3)x,l2:y=-eq \f(3,5)x,
所以k1=eq \f(5,3),k2=-eq \f(3,5),
因为k1k2=eq \f(5,3)×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,5)))=-1,所以l1⊥l2.
知识点四 直线方程的应用
8.求斜率为eq \f(3,4),且与两坐标轴围成的三角形的面积是6的直线l的方程.
解:设直线l的方程为y=eq \f(3,4)x+b,易知直线l与x轴、y轴的交点分别为Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)b,0)),B(0,b),
∴eq \f(1,2)·eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)b))·|b|=6,解得b=±3.
∴直线l的方程为y=eq \f(3,4)x±3.
解析:若a-2=0,即a=2时,直线的方程可化为x=eq \f(1,5),此时直线不经过第二象限,满足条件;若a-2≠0,直线的方程可化为y=eq \f(3a-1,a-2)x-eq \f(1,a-2),此时若直线不经过第二象限,则eq \f(3a-1,a-2)>0且eq \f(1,a-2)≥0,解得a>2.综上,满足条件的实数a的取值范围是[2,+∞).
4.将直线y=3x绕原点逆时针旋转90°,再向右平移1个单位长度,所得到的直线方程为( )
A.y=-eq \f(1,3)x+eq \f(1,3)
B.y=-eq \f(1,3)x+1
C.y=3x-3
D.y=eq \f(1,3)x+1
解析:将直线y=3x绕原点逆时针旋转90°,得到直线y=-eq \f(1,3)x,再向右平移1个单位长度,所得到的直线为y=-eq \f(1,3)(x-1),即y=-eq \f(1,3)x+eq \f(1,3).
二、多项选择题
6.下列叙述中正确的是( )
A.点斜式方程y-y1=k(x-x1)适用于过点(x1,y1)且不垂直于x轴的任何直线
B.eq \f(y-y1,x-x1)=k表示过点P(x1,y1)且斜率为k的直线方程
C.斜截式y=kx+b适用于不垂直于x轴的任何直线
D.直线y=kx+b与y轴交于点B(0,b),其中截距b=|OB|
解析:设垂直于直线y=eq \f(1,2)x的直线l的方程为y=-2x+m.因为直线l在y轴上的截距为1,所以m=1,所以直线l的方程是y=-2x+1.
9.已知直线l在y轴上的截距为1,且垂直于直线y=eq \f(1,2)x,则直线l的方程是_________________.
解:(1)∵l1∥l2,∴两条直线的斜率相等,
∴m2-2=-1且2m≠1,∴m=±1.
(2)∵l1⊥l2,∴2m-1=eq \f(1,2),∴m=eq \f(3,4).
解:因为A(1,6),B(-1,-2),
所以AB边上的中点M(0,2),
又C(6,3),所以kCM=eq \f(3-2,6-0)=eq \f(1,6),
所以AB边上的中线CM所在直线的斜截式方程为y=eq \f(1,6)x+2.
解析:在y=eq \r(3)x+3中,令y=0,得x=-eq \r(3),即M(-eq \r(3),0).因为直线l的斜率为eq \r(3),所以其倾斜角为60°.若直线l绕点M逆时针旋转30°,则得到的直线l′的倾斜角为90°,此时直线l′的斜率不存在,故其方程为x=-eq \r(3);若直线l绕点M顺时针旋转30°,则得到的直线l′的倾斜角为30°,此时直线l′的斜率为tan30°=eq \f(\r(3),3),故其方程为y=eq \f(\r(3),3)(x+eq \r(3)),即y=eq \f(\r(3),3)x+1.综上,直线l′的方程为x=-eq \r(3)或y=eq \f(\r(3),3)x+1.
13.已知点M是直线l:y=eq \r(3)x+3与x轴的交点,将直线l绕点M旋转30°,则所得到的直线l′的方程为________________________.
x=-eq \r(3)或y=eq \f(\r(3),3)x+1
14.(1)求过点M(m,0)和点N(2,1)的直线的方程;
(2)已知等腰三角形ABC的顶点A(-1,2),AC的斜率为eq \r(3),点B(-3,2),求直线AC,BC及∠A的平分线所在直线的方程.
解:(1)当m=2时,过点M(m,0)和点N(2,1)的直线斜率不存在,其方程为x=2;
当m≠2时,直线的斜率为k=eq \f(0-1,m-2)=-eq \f(1,m-2),
又直线过点N(2,1),
∴直线的点斜式方程为y-1=-eq \f(1,m-2)(x-2).
综上,当m=2时,所求直线的方程为x=2;
当m≠2时,所求直线的方程为y-1=-eq \f(1,m-2)(x-2).
(2)直线AC的方程为y=eq \r(3)x+2+eq \r(3).
∵直线AB∥x轴,直线AC的倾斜角为60°,
∴直线BC的倾斜角α为30°或120°.
当α=30°时,直线BC的方程为y=eq \f(\r(3),3)x+2+eq \r(3),
∠A的平分线的倾斜角为120°,
其所在直线的方程为y=-eq \r(3)x+2-eq \r(3);
当α=120°时,直线BC的方程为y=-eq \r(3)x+2-3eq \r(3),
∠A的平分线的倾斜角为30°,
其所在直线的方程为y=eq \f(\r(3),3)x+2+eq \f(\r(3),3).
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