内容正文:
数学 选择性必修·第一册 作业与测评
第2课时 直线的两点式方程、截距式方程与一般式方程
知识点一 直线的两点式方程、截距式方程
1.经过点A(-3,2),B(4,4)的直线在x轴上的截距是( )
A.-10 B.10
C. D.-
答案:A
解析:由A(-3,2),B(4,4),得直线的两点式方程为=,整理,得y-4=,再令y=0,解得x=-10.
2.已知直线l的两点式方程为=,则直线l的斜率为( )
A.- B.-
C.-3 D.3
答案:A
解析:解法一:将原方程整理,得y=-x-3,所以直线l的斜率为-.
解法二:由题意知,直线l过点(-3,2),(0,-3),所以直线l的斜率为=-.
3.若直线l过点(-1,-1)和(2,5),且点(91,b)在直线l上,则b的值为( )
A.183 B.182
C.181 D.180
答案:A
解析:因为直线l过点(-1,-1)和(2,5),由直线的两点式方程,得直线l的方程为=,即y=2x+1.由于点(91,b)在直线l上,所以b=2×91+1=183.故选A.
4.过点(5,2),且在y轴上的截距是在x轴上截距的2倍的直线方程是( )
A.+=1
B.+=1或y=x
C.x-=1
D.x-=1或y=x
答案:B
解析:当直线过原点时满足题意,所求方程为y=x;当直线不过原点时,可设其截距式方程为+=1,由该直线过点(5,2),解得a=6,故直线方程为+=1.综上,直线方程为y=x或+=1.故选B.
知识点二 直线的一般式方程
5.直线l:x+y+2026=0的倾斜角为( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
答案:D
解析:因为直线l:x+y+2026=0,所以直线l的斜率k=-,设直线l的倾斜角为α,则tanα=-,因为0°≤α<180°,所以α=150°.
6.如果AC<0,BC<0,那么直线Ax+By+C=0不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
答案:C
解析:∵直线的斜率k=-<0,截距b=->0,∴直线不经过第三象限.
7.已知△ABC的三个顶点分别为A(3,-1),B(-5,2),C(7,4),则BC边上的中线所在直线的方程为( )
A.x+2y-1=0 B.2x+y-5=0
C.2x-y-7=0 D.x-2y-5=0
答案:B
解析:BC中点的坐标为(1,3),所以BC边上的中线所在直线的方程为=,整理,得2x+y-5=0.
8.根据下列条件写出直线的方程,并化为一般式.
(1)斜率是-,经过点(2,0);
(2)经过A(-1,5),B(2,-1)两点.
解:(1)由点斜式方程,可知所求直线的方程为y-0=-(x-2),化为一般式方程为x+2y-2=0.
(2)由两点式方程,可知所求直线的方程为=,化为一般式方程为2x+y-3=0.
一、单项选择题
1.过(1,2),(5,3)的直线方程是( )
A.= B.=
C.= D.=
答案:B
解析:因为所求直线过点(1,2),(5,3),所以直线方程为=.故选B.
2.若直线-=1经过第一、二、三象限,则实数a,b满足( )
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:将直线-=1化为+=1,又直线经过第一、二、三象限,所以它在x轴上的截距为负,在y轴上的截距为正,所以a<0,-b>0,所以a<0,b<0.故选C.
3.不论m为何值,直线mx-y+2m+1=0恒过定点( )
A. B.(-2,1)
C.(2,-1) D.
答案:B
解析:直线方程可变形为y-1=m(x+2),所以直线恒过定点(-2,1).
4.已知线段BC的中点为D.若线段BC所在直线在两坐标轴上的截距之和是9,则BC所在直线的方程为( )
A.+=1
B.+=1
C.+=1或+=1
D.+=1或+=1
答案:C
解析: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BC所在直线的方程为+=1或+=1.
5.直线l:ax+(1-a)y+1=0经过第一象限的充要条件是( )
A.0<a<1 B.a<0或a>1
C.a>0 D.a<1
答案:B
解析:ax+(1-a)y+1=0即a(x-y)+y+1=0,令解得故ax+(1-a)y+1=0过定点(-1,-1),故若直线l经过第一象限,则直线l的斜率大于0,即->0,即a(a-1)>0,解得a<0或a>1.故选B.
二、多项选择题
6.直线l:mx-m2y+3=0经过点P(2,1),则倾斜角与直线l的倾斜角互为补角且过点P的直线的方程可以是( )
A.x-y-1=0 B.3x-y-5=0
C.x+y-3=0 D.x+3y-5=0
答案:AD
解析:将点(2,1)代入直线方程有m2-2m-3=0,解得m=3或m=-1,当m=3时,直线l的方程为x-3y+1=0,即y=x+,斜率为,故所求直线的斜率k=-,方程为y-1=-(x-2),即x+3y-5=0.当m=-1时,直线l的方程为x+y-3=0,即y=-x+3,斜率为-1,故所求直线的斜率为k=1,方程为y-1=1×(x-2),即x-y-1=0.故选AD.
7.下列说法错误的是( )
A.过任意两点A(x1,y1),B(x2,y2)的直线方程都可以写成=
B.直线在x轴和y轴上的截距相等,则直线的斜率为-1
C.若直线的斜率为1,则直线在x轴和y轴上的截距之和为0
D.若直线与两坐标轴围成的三角形是等腰直角三角形,则直线的斜率为1
答案:ABD
解析:当x1=x2或y1=y2时,直线方程不能写成=,故A错误;当直线过原点时,在x轴和y轴上的截距相等,但斜率不一定为-1,故B错误;设直线在y轴上的截距为b,则直线方程为y=x+b.令y=0,得x=-b,因此直线在x轴上的截距为-b,于是b+(-b)=0,故C正确;若直线与两坐标轴围成的三角形是等腰直角三角形,则直线的斜率为±1,故D错误.故选ABD.
三、填空题
8.已知直线方程为5x+4y-20=0,则此直线在x轴上的截距为________,在y轴上的截距为________.
答案:4 5
解析:将方程5x+4y-20=0化为截距式为+=1,所以此直线在x轴、y轴上的截距分别为4,5.
9.过点(-1,2),且以直线2x-3y-7=0的一个法向量为方向向量的直线的一般式方程为________.
答案:3x+2y-1=0
解析:由题意可得所求直线的一个方向向量为(2,-3),所以所求直线的斜率为-,所以所求直线的方程为y-2=-(x+1),即3x+2y-1=0.
10.直线l过原点且平分平行四边形ABCD的面积,若平行四边形的两个顶点分别为B(1,4),D(5,0),则直线l的方程为________.
答案:2x-3y=0
解析:由平面几何知识知,若直线l平分平行四边形ABCD的面积,则直线l过平行四边形对角线的交点,即过BD的中点(3,2),又直线l过原点,由两点式,得直线l的方程为2x-3y=0.
四、解答题
11.已知方程(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y+6-2m=0(m∈R).
(1)若方程表示一条直线,求实数m的取值范围;
(2)若方程表示的直线的斜率不存在,求实数m的值,并求出此时的直线方程;
(3)若方程表示的直线在x轴上的截距为-3,求实数m的值;
(4)若方程表示的直线的倾斜角是45°,求实数m的值.
解:(1)当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线,
令m2-2m-3=0,解得m=-1或m=3;
令2m2+m-1=0,解得m=-1或m=.
所以若方程表示一条直线,则m≠-1,
即实数m的取值范围为{m|m≠-1}.
(2)由(1),易知当m=时,方程表示的直线的斜率不存在,且直线方程为x=.
(3)依题意,得=-3,
解得m=-.
(4)因为直线的倾斜角是45°,所以斜率为1,
所以-=1,解得m=.
12.已知直线l经过点P(-5,-4),且与两坐标轴围成的三角形的面积为5,求直线l的方程.
解:由题意,设直线l的方程为+=1,
则
即或
∴或
∴直线l的方程为-=1或-+=1,
即2x-5y-10=0或8x-5y+20=0.
13.设a<c<b,如果把函数y=f(x)的图象被两条直线x=a,x=b所截的一段近似地看作一条线段,则下列关系中,f(c)的最佳近似表示式是( )
A.f(c)=[f(a)+f(b)]
B.f(c)=
C.f(c)=f(a)+[f(b)-f(a)]
D.f(c)=f(a)-[f(b)-f(a)]
答案:C
解析:依题意,经过点(a,f(a)),(b,f(b))的直线方程为y-f(a)=(x-a),而点(c,f(c))在以点(a,f(a)),(b,f(b))为端点的线段上,因此f(c)-f(a)=·(c-a),所以f(c)=f(a)+[f(b)-f(a)],C符合题意,D不符合题意;当且仅当(c,f(c))是线段的中点时,f(c)=[f(a)+f(b)],A不符合题意;显然f(a),f(b)可能异号,此时B项无意义,B不符合题意.故选C.
14.在平面直角坐标系中,过点P(3,1)作直线l分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A,B.
(1)若=,求直线l的一般式方程;
(2)求当·取得最小值时,直线l的方程.
解:设A(a,0),B(0,b),其中a>0,b>0.
(1)∵=,
∴(3-a,1)=(-3,b-1),
即解得
∴直线l的方程为+=1,
即2x+3y-9=0.
(2)∵A,P,B三点共线,∴kPA=kPB,
即=,整理得+=1,
∴·=(3-a,1)·(-3,b-1)=3a+b-10=(3a+b)-10=+≥2=6,
当且仅当=,即a=b=4时,等号成立,
∴当·取得最小值时,直线l的方程为+=1,即x+y-4=0.
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