内容正文:
第二章 平面解析几何
2.2 直线及其方程
2.2.2 直线的方程
第1课时 直线的点斜式方程与斜截式方程
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2.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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3.在平面直角坐标系中,过点A(2,1)且倾斜角为45°的直线l的点斜式方程是_______________.
解析:由题意知,直线l的斜率k=tan45°=1,所以直线l的点斜式方程为y-1=x-2.
y-1=x-2
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4.经过点(0,1),且以d=(2,5)为一个方向向量的直线l的点斜式方程为___________.
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8.已知直线l与直线l1:y=2x+6在y轴上有相同的截距,且l的斜率与l1的斜率互为相反数,求直线l的方程.
解:由题意知,直线l在y轴上的截距为6,其斜率为-2,故直线l的方程为y=-2x+6.
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一、单项选择题
1.过点(-1,2)且斜率为2的直线的点斜式方程是( )
A.y-2=2(x-1) B.y+2=2(x-1)
C.y-2=2(x+1) D.y+2=2(x+1)
解析:因为直线过点(-1,2),且斜率为2,所以该直线的点斜式方程为y-2=2(x+1).故选C.
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解析:∵直线l的方程为y+2=2(x-1),∴直线的斜率为2,且过点(1,-2).故选C.
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5.已知直线l不经过第三象限,设它的斜率为k,在y轴上的截距为b(b≠0),那么( )
A.kb<0 B.kb≤0
C.kb>0 D.kb≥0
解析:当k≠0时,∵直线l不经过第三象限,∴k<0,b>0,∴kb<0;当k=0,b>0时,l也不过第三象限,∴kb=0.综上,kb≤0.
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二、多项选择题
6.直线l1:y=ax+b与l2:y=-bx+a的图象可能为( )
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解析:对于A,由l1的图象可知,a>0,b>0,由l2的图象可知,-b<0,a>0,可能成立;对于B,由l1的图象可知,a>0,b<0,由l2的图象可知,-b>0,a>0,可能成立;对于C,由l1的图象可知,a<0,b>0,由l2的图象可知,-b<0,a>0,不成立;对于D,由l1的图象可知,a<0,b>0,由l2的图象可知,-b>0,a>0,不成立.故选AB.
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三、填空题
8.若直线y=(3-2t)x-6不经过第一象限,则t的取值范围为___________.
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9.直线y=kx+2k-3(k∈R)经过的定点是_____________.
解析:因为y=kx+2k-3,即y+3=k(x+2),所以直线过定点(-2,-3).
(-2,-3)
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四、解答题
11.已知直线l经过点P(t,t),Q(t-1,2t),t≠0,则直线l能否同时经过点A(-1,15)和点B(2,-2)?若能,求出t的值;若不能,说明理由.
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13.[多选]经过点P(1,5)且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线方程可能为( )
A.y=5x B.y=x+4
C.y=2x+3 D.y=6-x
解析:若直线过原点,直线方程为y=5x;若直线的斜率为1,直线方程为y=x+4;若直线的斜率为-1,直线方程为y=6-x.综上,直线方程为y=5x或y=x+4或y=6-x.
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14.设A(-2,2),B(1,1),若直线l:y=-ax-1与线段AB有交点,求a的取值范围.
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知识点一 直线的点斜式方程
1.下列说法正确的是( )
A.经过定点P0(x0,y0)的直线都可以用方程y-y0=k(x-x0)来表示
B.过点P(1,2),且斜率为4的直线方程为eq \f(y-2,x-1)=4
C.经过点P(1,1),倾斜角为θ的直线方程为y-1=tanθ(x-1)
D.直线l过点P(x0,y0),倾斜角为90°,则其方程为x=x0
解析:对于A,点斜式方程适用斜率存在的直线,故A错误;对于B,该方程不包括点P(1,2),故B错误;对于C,当倾斜角θ=eq \f(π,2)时,tanθ无意义,故C错误;对于D,直线l过点P(x0,y0),倾斜角为90°,则其方程为x=x0,故D正确.故选D.
解析:依题意,直线l的斜率k=eq \f(5,2),所以直线l的点斜式方程为y-1=eq \f(5,2)x.
y-1=eq \f(5,2)x
5.已知直线l的倾斜角为α,sinα=eq \f(3,5),且这条直线经过点P(3,5),求直线l的点斜式方程.
解:直线l的倾斜角为α,sinα=eq \f(3,5),当α为锐角时,cosα=eq \f(4,5),直线l的斜率k=tanα=eq \f(3,4),所以直线l的点斜式方程为y-5=eq \f(3,4)(x-3);当α为钝角时,cosα=-eq \f(4,5),直线l的斜率k=tanα=-eq \f(3,4),所以直线l的点斜式方程为y-5=-eq \f(3,4)(x-3).综上,直线l的点斜式方程为y-5=eq \f(3,4)(x-3)或y-5=-eq \f(3,4)(x-3).
知识点二 直线的斜截式方程
6.直线y=eq \f(-\r(3)x,3)+eq \f(4\r(3),3)的倾斜角是( )
A.30°
B.60°
C.120°
D.150°
解析:直线的斜率为-eq \f(\r(3),3),设倾斜角为θ,则tanθ=-eq \f(\r(3),3),解得θ=150°,所以直线y=eq \f(-\r(3)x,3)+eq \f(4\r(3),3)的倾斜角是150°.
7.已知直线l的倾斜角为60°,在y轴上的截距为-2,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x+2
B.y=-eq \r(3)x+2
C.y=-eq \r(3)x-2
D.y=eq \r(3)x-2
解析:∵直线l的倾斜角为60°,∴其斜率为eq \r(3).又直线l在y轴上的截距为-2,∴直线l的方程为y=eq \r(3)x-2.故选D.
2.直线l的方程为y+2=2(x-1),则( )
A.直线l过点(2,-2),斜率为eq \f(1,2)
B.直线l过点(-2,2),斜率为eq \f(1,2)
C.直线l过点(1,-2),斜率为2
D.直线l过点(-1,2),斜率为2
3.直线l过点P(0,eq \r(3)),且倾斜角是直线y=eq \f(\r(3),3)x+eq \r(3)的倾斜角的2倍,则直线l的方程为( )
A.y=eq \r(3)x-eq \r(3)
B.y=eq \r(3)x+eq \r(3)
C.y=eq \f(2\r(3),3)x+eq \r(3)
D.y=-eq \r(3)x+eq \r(3)
解析:设直线y=eq \f(\r(3),3)x+eq \r(3)的倾斜角为θ,则θ∈[0,π),则tanθ=eq \f(\r(3),3),∴θ=eq \f(π,6),故直线l的倾斜角为eq \f(π,3),斜率k=taneq \f(π,3)=eq \r(3),又直线l过点P(0,eq \r(3)),故直线l的方程为y=eq \r(3)x+eq \r(3).故选B.
4.若直线y=eq \f(2m2+m-3,m-m2)x+eq \f(1-4m,m-m2)在x轴上的截距为1,则实数m的值为( )
A.1
B.2
C.-eq \f(1,2)
D.2或-eq \f(1,2)
解析:由题意知直线过点(1,0),∴eq \f(2m2+m-3,m-m2)+eq \f(1-4m,m-m2)=0,则m=-eq \f(1,2)或m=2.
7.已知过定点(4,5)的直线m的一个法向量是d=(2,-3t),t∈N+,则直线m的方程可以为( )
A.y=eq \f(4,5)x+9
B.y=eq \f(3,2)x-1
C.y=eq \f(1,3)x+eq \f(11,3)
D.y=eq \f(2,3)x+eq \f(7,3)
解析:∵直线m的一个法向量是d=(2,-3t),∴直线m的一个方向向量为(3t,2),∴直线m的斜率为eq \f(2,3t),又直线m过点(4,5),∴直线m的方程为y-5=eq \f(2,3t)(x-4),即y=eq \f(2,3t)x-eq \f(8,3t)+5.当t=2时,直线m的方程为y=eq \f(1,3)x+eq \f(11,3),故C正确;当t=1时,直线m的方程为y=eq \f(2,3)x+eq \f(7,3),故D正确.故选CD.
解析:由题意可得3-2t≤0,解得t≥eq \f(3,2).
eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞))
10.已知直线y=eq \f(1,2)x+k与两坐标轴围成的三角形的面积不小于1,则实数k的取值范围是__________________________.
解析:令y=0,则x=-2k.令x=0,则y=k,则直线与两坐标轴围成的三角形的面积为S=eq \f(1,2)|k|·|-2k|=k2.由题意知,三角形的面积不小于1,可得k2≥1,所以k≥1或k≤-1.故实数k的取值范围是(-∞,-1]∪[1,+∞).
(-∞,-1]∪[1,+∞)
解:假设直线l同时经过点A(-1,15)和点B(2,-2),可设直线l的方程为y=kx+b,代入点A,B的坐标,有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(15=-k+b,,-2=2k+b,))
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k=-\f(17,3),,b=\f(28,3),))所以直线l的方程为y=-eq \f(17,3)x+eq \f(28,3).
直线l经过点P(t,t),则有t=-eq \f(17,3)t+eq \f(28,3),
解得t=eq \f(7,5).
直线l经过点Q(t-1,2t),
则有2t=-eq \f(17,3)(t-1)+eq \f(28,3),解得t=eq \f(45,23).
因为eq \f(7,5)≠eq \f(45,23),与题意矛盾,
所以直线l不能同时经过点A和点B.
12.直线l的方程为y=ax+eq \f(3-a,5),
(1)证明:直线l恒经过第一象限;
(2)若直线l经过第二象限,求a的取值范围.
解:(1)证明:直线l:y=ax+eq \f(3-a,5),
可化为y-eq \f(3,5)=aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,5))),
所以直线l过定点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5),\f(3,5))),
又点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5),\f(3,5)))在第一象限,
故直线l恒经过第一象限.
(2)因为直线l过点Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,5),\f(3,5)))且点P在第一象限,故只需l在y轴上的截距大于0即可,
即eq \f(3-a,5)>0,得a<3.
故a的取值范围是(-∞,3).
解:直线l:y=-ax-1过定点P(0,-1),且斜率k=-a,如图所示,当直线l由直线PA的位置按顺时针方向旋转到直线PB的位置时,符合题意.易得kPB=eq \f(1-(-1),1-0)=2,kPA=eq \f(2-(-1),-2-0)=-eq \f(3,2).结合图形知-a≥2或-a≤-eq \f(3,2),解得a≤-2或a≥eq \f(3,2),即a的取值范围是(-∞,-2]∪eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞)).
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