内容正文:
第07讲 直线的方程
【知识梳理】
【知识梳理】
知识点1:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点2:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
知识点3 直线的一般式方程
关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
知识点4 直线的五种形式的方程
形式
方程
局限
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不能表示斜率不存在的直线
斜截式
y=kx+b
不能表示斜率不存在的直线
两点式
=
x1≠x2,y1≠y2
截距式
+=1
不能表示与坐标轴平行及过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0
无
知识点5 直线各种形式方程的互化
知识点6一般式下直线的平行与垂直
设直线l1与l2的方程分别为A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),
则l1∥l2⇔l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
【例题详解】
题型一:直线方程的点斜式
1.(24-25高二上·福建泉州·期末)倾斜角为的直线过点,则的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据直线的倾斜角求斜率,利用点斜式可得直线方程.
【详解】因为直线的倾斜角为,所以其斜率为.
根据点斜式可得直线方程为:,即.
故选:D
2.(24-25高二上·湖南长沙·期末)过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】由直线的点斜式方程即可求解.
【详解】因为倾斜角为,所以,
由直线的点斜式方程得.
故选:B.
3.(24-25高二上·福建福州·期中)已知直线经过点,且方向向量,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用直线的方向向量即可求得斜率,再利用直线的点斜式方程求出结果.
【详解】由题意知直线的方向向量是,可得其斜率为 ,
所以直线的方程为,即.
故选:C
题型二:直线的两点式方程
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,若的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由的中点为列方程组解,然后根据两点式方程计算即可.
【详解】由题可得,解得,
即,.
将点坐标代入两点式方程可得,
即.
故选:D.
5.(24-25高二上·全国·随堂练习)过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】直接利用直线方程的两点式写出直线方程即可.
【详解】因为直线过点,,所以直线方程为,
故选:B.
6.(23-24高二上·吉林·阶段练习)一条光线从射出与x轴相交于点,经x轴反射,求反射光线所在直线的方程( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】求出点关于x轴的对称点,由对称性知反射光线过此点,由两点式直线方程求解即可.
【详解】关于 x轴的对称点,
光线从射出与x轴相交于点,则反射光线经过点,
由两点式方程可知,
所求直线方程为,化简得.
故选:D.
题型三:直线的截距式方程
7.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】当直线经过原点时,直线方程为;当直线不经过原点时,设直线方程为,把点的坐标代入即可得出.
【详解】由题得当直线在坐标轴上的截距均为0时,直线方程为,即;
当直线在坐标轴上的截距均不为0时,直线方程可设为,
将代入可得,此时直线方程为.
综上,直线的方程为或.
故选:C.
8.(24-25高二上·江苏无锡·期中)经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】设直线在轴上的截距为,分别在,条件下利用待定系数法求直线方程即可.
【详解】设直线在轴上的截距为,
当时,所求直线的方程可设为,
因为直线过点,
所以,故,即直线方程为,
当时,可设直线方程为,
由直线过点可得,,
所以,故直线方程为.
所以经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数
的直线方程是或.
故选:C.
9.(24-25高二上·四川眉山·期中)已知直线在轴上的截距是轴上截距的倍,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得,分和两种情况讨论即可,求出直线在两坐标轴上的截距,结合题意可得出关于实数的等式,解之即可.
【详解】依题意可得,
当时,直线为,此时横纵截距都等于,满足题意;
当时,将直线的方程化为截距式方程可得,
直线在轴上的截距为,在轴上截距,
则,得或(舍去).
综上所述,的值为或.
故选:C.
题型四、直线的一般式方程
10.(24-25高二上·云南丽江·阶段练习)已知直线l:的倾斜角为,则实数( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】先求出直线的斜率,再由斜率与倾斜角的关系即可得解.
【详解】由题意可知,直线的斜率存在,所以直线l:的斜率为,
则,解得.
故选:A.
11.(24-25高二上·河南·阶段练习)已知直线在轴上的截距是,其倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据截距的定义,可得所求直线与轴的交点,根据直线求得倾斜角,通过斜率定义,可得答案.
【详解】由直线在轴上的截距是,则直线过,可得,解得;
由直线,设该直线的倾斜角为,则,解得,
设直线的倾斜角为,斜率为,
由,则,
由,则,解得.
故选:A.
12.(24-25高二上·江西赣州·期末)对于直线,下列选项正确的是( )
A.直线倾斜角为
B.直线经过第四象限
C.直线在轴上的截距为
D.直线的一个方向向量为
【答案】D
【分析】由直线的斜率和倾斜角的关系可判断A;令,求出直线过点可判断B和C;根据直线过两点,可求得两点间的向量,判断所得向量是否与向量共线可判断D.
【详解】设直线的倾斜角为,,
对于A,直线的斜率为,所以,则,故A错误;
对于B,当时,,即直线过点,且倾斜角为,
所以直线经过第一、二、三象限,不经过第四象限,故B错误;
对于C,由B知,直线在轴上的截距为,故C错误;
对于D,当时,,即直线过点,
则,所以直线的一个方向向量为,故D正确.
故选:D.
题型五:用合适的方法求直线方程
13.(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)已知的三个顶点是
(1)求边上的中线的直线方程;
(2)求边上的高的直线方程
(3)求角A的内角平分线所在的直线方程
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由中点公式得到中点,再求出边上的中线所在直线的斜率,然后由直线的点斜式方程求出边上的中线所在直线方程;
(2)先由和两点求出直线BC的斜率,由于边与高垂直,则由两直线垂直的结论求出高所在直线的斜率,再结合点,由直线的点斜式方程求出高所在直线方程;
(3)由题可得内角平分线的方向向量,据此可得角平分线斜率,然后由角平分线过点A可得角平分线所在直线方程.
【详解】(1)设边上的中点为D,则D,则中线斜率为,
则由点斜式可得边上的中线的直线方程为:;
(2)由题可得斜率为:,
则边上的高斜率为,又边上的高的直线方程过点A,
则边上的高的直线方程为:;
(3),设,
则,所以为AD的方向向量,则,
所以AD:,整理得
14.(24-25高二上·安徽亳州·阶段练习)已知的三个顶点.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出的中点坐标,求出中线所在直线的斜率,代点斜式即可求解;
(2)求出直线的斜率,即可得到边上的高线的斜率,利用直线方程的点斜式,即可求解.
【详解】(1)由题意得,边的中点,
则中线所在直线的斜率为,
所以边上的中线所在直线的方程为,即.
(2)由题意得,,则边上的高所在直线的斜率,
所以边上的高所在直线的方程为,即.
15.(24-25高二上·广东广州·阶段练习)已知平面内两点.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程.
(2)若是以为顶点的等腰直角三角形,求直线的方程.
(3)已知直线经过点且在两坐标轴上的截距之和为零,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
(3),或
【分析】(1)首先根据题意得到直线的斜率为,再利用点斜式求出直线方程即可.
(2)首先求出线段AB垂直平分线的方程为,设出,根据得到或,再求直线方程即可.
(3)分类讨论直线过原点和不过原点两种情况求解即可.
【详解】(1)因为,所以直线的斜率为,
则直线:,即.
(2)的中点坐标为,因为,
因为是以为顶点的等腰直角三角形,所以线段垂线的斜率为,
且线段AB的中垂线过点,所以线段AB垂直平分线的方程为,
即,所以点在直线上,
设点,由可得:,
解得或,所以点坐标为或,
当坐标为时,,直线:,即.
当坐标为时,,直线:,
即.
(3)①当直线经过原点时,直线在两坐标轴上截距均等于,设直线为,
因为过,得到,解得,所求直线方程为,即.
②当直线不过原点时,设其方程,
又经过点,有,解得,则方程为,即.
故所求直线的方程为,或.
题型六:一般式下直线的平行与垂直的问题
16.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)已知直线与直线相互平行,则实数的值是( )
A. B.1或 C. D.6
【答案】A
【分析】根据两直线平行列方程求解即可.
【详解】由题意,,解得或,
当时,,,满足;
当时,,即,,
两直线重合,不符合题意.
综上所述,.
故选:A.
17.(23-24高二下·湖北宜昌·期中)已知两条直线和相互垂直,则( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】C
【分析】利用一般式方程下两直线垂直的公式可求得的值.
【详解】∵直线和相互垂直,
∴,解得.
故选:C.
18.(22-23高二上·湖南邵阳·期中)已知直线;直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,且它们之间的距离为,求直线的斜截式方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由,得到,即可求解;
(2)由,求得,再结合两平行线间的距离公式,求得的值即可求解.
【详解】(1)由题意,直线,,
因为,可得,解得.
(2)由直线,,
因为,可得,可得,
此时直线,
又由间的距离为,
根据两平行线间的距离公式,可得,解得或.
所以直线的斜截式方程为或.
题型七:由两条直线平行或垂直求直线方程
19.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)据下列条件分别写出直线的方程.并化为一般式方程.
(1)求经过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知点,.求线段的垂直平分线的方程;
(3)求经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
【答案】(1)
(2)
(3)和
【分析】根据题给条件设直线方程即可.
(1)设与直线平行的直线方程为,代点即可求解.
(2)根据点求中点坐标及其斜率,与线段的垂直的直线的斜率与,点斜式写直线方程即可.
(3)设截距,考虑截距为和不为的情况,根据点斜式写直线方程即可.
【详解】(1)设与直线平行的直线方程为,过,则,则,所以直线的一般方程为.
(2)因为点,,中点为,,
则垂直平分线的斜率,则,
直线方程为,所以直线的一般方程为.
(3)设直线在两坐标轴上的截距为,即直线过
当截距时,直线过,,则,即;
当截距时,直线斜率,则,即.
所以在两坐标轴上的截距相等的直线方程为和.
20.(24-25高二上·湖北孝感·期中)求满足下列条件的直线方程;
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)过点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)根据平行直线的斜率相等即可求解;
(2)根据互相垂线直线的斜率乘积为,从而求解直线方程;
(3)分直线过原点、不过原点讨论可得答案.
【详解】(1)设与直线平行的直线方程为,
由于过点,代入,
解得,可得,
所以所求的方程为;
(2)设与直线垂直的直线方程为;
由于过点,代入,解得,
可得,
所以所求的直线方程为;
(3)当直线过原点时,设直线方程为,
代入点,,可得,
当直线不过原点时,设直线方程为,
代入点,,可得,
综上,所求直线方程为或.
21.(24-25高二上·四川·期中)已知在中,,分别在线段上,且.
(1)求边上的高所在直线的斜截式方程;
(2)若的面积为面积的,求直线的一般式方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由的斜率和垂直关系可得边上的高所在直线的斜率,接着由点斜式即可求出所求直线方程,再转化成斜截式即可.
(2)先由题意得,即为的中点,接着由中点坐标公式、直线的斜率和平行关系即可由点斜式求出直线的方程,再转化成一般式即可.
【详解】(1)由题直线的斜率为,
所以边上的高所在直线的斜率为,
所以边上的高所在直线的方程为,
化为斜截式为.
(2)因为的面积为面积的分别在线段上,且,
所以为的中点,即,
又直线的斜率为,
所以直线的斜率也为,
所以直线的方程为,即,
所以直线的一般式方程为.
题型八:直线和坐标轴围成的面积问题
22.(24-25高二上·广东东莞·期中)直线的方程为,.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)若直线分别交轴、轴的正半轴于点、,点是坐标原点.若的面积为,求的值.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)根据直线截距的概念,分别令、列式求解即可;
(2)分别求出直线在轴、轴的截距,代入三角形面积公式可得,直接解一元二次方程求解.
【详解】(1)当即时,直线的方程为,不满足题意;
当,即时,令得,令,得,
由截距相等得,解得或,
当时,直线的方程为,当时,直线的方程为,
故综上所述,所求直线的方程为或.
(2)由题意知,,,且在轴、轴上的截距分别为、,
所以,解得,
所以的面积,
由题意知,化简得,解得或,均满足条件,
所以或.
23.(24-25高二上·海南省直辖县级单位·期中)在平面直角坐标系中,点,,直线.
(1)当点A到直线l的距离最大时,求k的值:
(2)在(1)的条件下,若过点的直线与直线和轴正半轴分别交于点M,N,其中M在第一象限,当的面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)当直线时,点到直线的距离最大,再用垂直直线斜率乘积结论即可;
(2)分情况讨论,当直线轴时和当直线的斜率存在时,求出的面积,结合二次函数知识计算最小值即可.
【详解】(1)当直线时,点到直线的距离最大,
因为直线OA的斜率为,所以.
(2)当直线轴时,易得,,此时的面积为.
当直线的斜率存在时,设,,,则,
联立解得,.
所以的面积;
当时,等号成立.
综上,的面积的最小值为24,此时直线.
24.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知直线过定点,根据下列条件求直线l的方程.
(1)若直线l与两坐标轴在第一象限围成的三角形的面积为16;
(2)若直线l被两条直线和所截得的线段的中点恰好为P,求直线l的方程.
【答案】(1)或.
(2)
【分析】
(1)写出直线的截距式方程,代入点,再与面积联立,求解即可.
(2)设出直线,与两条直线和,根据,求出点坐标,再根据两点式求解即可
【详解】(1)由题意可知直线斜率存在,设直线截距方程为,
则,与联立可得或.
故直线l的方程为或.
(2)设直线l与交点为,与交点为,
所以①,②
因为点是线段中点,所以③,④
将①代入③可得将之代入②,可得,
解之可得,再根据直线两点式可得,
化简可得.
故直线l的方程为.
题型九:直线过定点问题
25.(24-25高二上·河北沧州·阶段练习)已知直线()恒过定点M,则点M的坐标为 .
【答案】
【分析】提取,通过方程组即可得定点坐标.
【详解】直线,即,
联立,解得,
即点M的坐标为,
故答案为:.
26.(24-25高二上·四川达州·阶段练习)无论为何值,直线过定点 .
【答案】
【分析】把直线方程整理成关于参数的恒等式,再由恒等式知识求解.
【详解】直线方程可化为,
由得,
所以直线过定点,
故答案为:.
27.(24-25高二上·重庆渝中·期中)当原点到动直线的距离最大时,实数的值为 .
【答案】
【分析】根据动直线恒过定点知距离最大时直线,利用斜率的关系列方程,求解即可.
【详解】由,得,则动直线恒过定点;
故原点到动直线的距离最大时,直线,
因为直线的斜率为,所以,解得;
故答案为:
题型十:直线方程的综合问题
28.(24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期中)已知直线:,:.
(1)若,求m的值.
(2)设直线过的定点为A,直线过的定点B,且当时,直线与交点为C,求中BC边上的高所在直线l的方程.
【答案】(1)0
(2)
【分析】(1)两直线平行可得,解方程再检验即可得解;
(2)求出两点,再由直线方程联立求出,根据直线垂直得的斜率,即可求出直线方程.
【详解】(1),解得或
当时,:,:满足;
当时,:,:,即,两直线重合,舍去;
故.
(2)由直线:,
即,令,可得,
所以定点,
由:,令,可得,
可知定点,
当时,联立与的方程得,
解得,
,从而,
又直线过点,
故直线的方程为,即.
29.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)已知直线.
(1)求直线所过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求的方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由方程变形可得,列方程组,解方程即可;
(2)数形结合,结合直线图象可得出关于实数的不等式,解之即可;
(3)求得直线与坐标轴的交点,可得面积,进而利用二次函数的性质可得最值.
【详解】(1)由,即,
则,解得,所以直线过定点.
(2)因为直线不过第四象限,结合图形可知,直线的斜率存在,所以,
此时,直线的方程可化为,记点,则,
由图可得,解得,因此,实数的取值范围是.
(3)已知直线,且由题意知,
令,得,得,
令,得,得,
则,
所以当时,取最小值,
此时直线的方程为,即.
30.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线.
(1)求证直线恒过定点,并求出该定点坐标;
(2)是否存在实数,使得直线与轴和轴的正半轴都相交?若存在,求出的范围,并求出与两坐标轴围成的三角形面积的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析,;
(2)存在,,面积取得最小值8.
【分析】(1)法一:直线化为,即可求定点;法二:直线化为点斜式确定定点;
(2)根据直线与坐标轴交点特征求参数范围,应用三角形面积公式得到关于参数m的表达式,进而求最值.
【详解】(1)法一:由,得.
当,即时,直线恒过定点.
法二:由,得,
表示过点的点斜式,即直线恒过定点.
(2)存在实数,由(1)知:直线恒过第一象限的点.
所以与轴和轴的交点分别为,
由题意,,所以,此时直线与轴和轴的正半轴都相交.
.
因为,所以.
当,即时,的面积取得最小值8.
【专项训练】
一、单选题
1.(24-25高二上·福建宁德·阶段练习)下列说法中,错误的是( )
A.经过点且与直线平行的直线方程是
B.直线的一个方向向量为
C.过点且在,轴上的截距相等的直线方程为
D.,,三点共线
【答案】C
【分析】A设所求直线为,代入点求参数即可判断;B根据斜率写出一个方向向量,判断两个向量是否平行即可;C注意直线过原点的情况;D利用两点式求斜率,判断是否相等即可.
【详解】A:令过点且与直线平行的直线为,
则,故所求直线为,对;
B:直线的斜率为,则一个方向向量为,
显然与向量平行,故向量也是一个方向向量,对;
C:当直线过原点时,直线方程为,错;
D:由,故三点共线,对.
故选:C
2.(24-25高二上·山东泰安·期末)若直线与平行,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.2或3
【答案】B
【分析】根据直线平行可得,运算求解并代入检验即可.
【详解】若直线与平行,
则,整理可得,解得或,
若,则与平行,符合题意;
若,则与重合,不合题意;
综上所述:.
故选:B.
3.(24-25高二上·甘肃临夏·期末)过点,且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出与已知直线平行的直线方程,再代入点即可求出;
【详解】设与直线平行的直线方程为,
因为点在直线上,所以,
所以与直线平行的直线方程为.
故选:C.
4.(24-25高三上·四川宜宾·阶段练习)设,则“”是“直线与直线平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】根据直线平行求得或,再结合包含关系分析充分、必要条件.
【详解】若直线与直线平行,
则,解得或,
当时,直线与直线平行,符合题意;
当时,直线与直线平行,符合题意;
综上所述:或.
显然是的真子集,
所以“”是“直线与直线平行”的充分不必要条件.
故选:A.
5.(24-25高三上·四川·期中)已知平行四边形的顶点,边所在直线方程是,对角线的交点为,边所在直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意且关于对称,设结合已知求点坐标,进而求参数,即可得直线方程.
【详解】由题意知,可设且,
又对角线的交点为,关于对称,则,
由点在直线上,故,
所以.
故选:A
6.(24-25高二上·浙江·期中)已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的斜率 B.直线过定点
C.若,则或 D.若,则或
【答案】D
【分析】时,直线的斜率不存在,可判断A;求出直线所过定点的坐标,可判断B;
根据两直线平行的充要条件求出实数的值,可判断C;根据两直线垂直的充要条件求出的值,可判断D.
【详解】对于A,当时,,直线的斜率不存在,故A错误;
对于B,,
当,可得,
所以直线过定点,故B错误;
对于C选项,当时,或,
解得,故C错误;
对于D选项,当时,,解得或,故D正确.
故选:D.
7.(24-25高二上·山东临沂·期中)点到直线的距离最大时,其最大值以及此时的直线的方程分别为( )
A.; B.;
C.; D.;
【答案】B
【分析】求出直线所过的定点,再确定最大值条件即可求解.
【详解】将直线变形得,
由,解得,因此直线过定点,
当时,点到直线的距离最大,
最大值为,又直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
故选:B
二、多选题
8.(24-25高二上·四川巴中·期末)下列说法中,正确的是( )
A.直线的一个方向向量为
B.三点共线
C.直线(其中)必过定点
D.经过点,倾斜角为的直线方程为
【答案】ABC
【分析】对于A:根据直线方向向量的定义分析判断;对于B:根据斜率公式分析判断;对于C:整理可得,根据直线过定点分析求解;对于D:举反例说明即可.
【详解】对于选项A:因为直线的斜率不存在,
所以直线的一个方向向量为,故A正确;
对于选项B:因为,
即,所以,,三点共线,故B正确;
对于选项C:直线即为,
令,解得,
所以直线(其中)必过定点,故C正确;
对于选项D:例如,可知不存在,故D错误;
故选:ABC.
9.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末)下列说法正确的是( )
A.若直线经过第一、二、四象限,则点在第三象限
B.直线过定点
C.斜率为,在轴上的截距为的直线的方程为
D.过点且斜率为的直线的点斜式方程为
【答案】BD
【分析】根据直线的点斜式方程、斜截式方程逐一判断即可.
【详解】因为直线经过第一、二、四象限,
所以有,因此点在第二象限,所以选项A不正确;
由,所以直线过定点,
因此选项B正确;
斜率为,在轴上的截距为的直线的方程为,
所以选项C不正确;
过点且斜率为的直线的点斜式方程为,
所以选项D正确,
故选:BD
10.(24-25高二上·甘肃嘉峪关·阶段练习)已知直线:,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜截式方程是:.
B.与直线平行
C.与直线垂直
D.直线恒过定点
【答案】BC
【分析】A选项根据斜截式方程的形式判断,BC选项根据两条直线的平行垂直的关系求解,D选项直接代入检验即可.
【详解】A选项,根据斜截式方程的定义,直线的斜截式方程是:,A选项错误;
B选项,直线化为,与斜率一样,且,则两条直线平行,B选项正确;
C选项,直线的斜率是,斜率为,且,于是两直线垂直,C选项正确;
D选项,代入,直线不过点,D选项错误.
故选:BC
11.(24-25高二上·四川成都·阶段练习)已知直线,直线,则( )
A.直线可以与轴平行 B.直线可以与轴平行
C.当时, D.当时,
【答案】ABD
【分析】根据两直线平行和垂直时的系数关系逐个选项计算判断即可.
【详解】当时,直线:,此时直线与轴平行,故A项正确;
当时,直线:,此时直线与轴平行,故B项正确;
若,则,解得,此时直线与重合,故C项错误;
若,则,解得,故D正确.
故选:ABD.
12.(24-25高二上·福建莆田·期中)下列说法的正确的是( )
A.经过定点的直线的方程都可以表示为
B.方程能表示平行轴的直线
C.不经过原点的直线的方程都可以表示为
D.经过任意两个不同的点、直线方程都可表示为
【答案】BD
【分析】取倾斜角为直角的直线可判断A选项;取可判断B选项;取直线方程或,可判断C选项;利用两点式方程可判断D选项.
【详解】对于A选项,经过定点的直线且倾斜角为的直线的斜率不存在,
不能用方程来表示,A错;
对于B选项,当时,直线方程为,该直线平行于轴,B对;
对于C选项,不经过原点的直线的方程不一定都可以表示为,比如或,C错;
对于D选项,当直线的斜率存在且不为零时,
直线的两点式方程为,即,
当直线轴时,直线的方程为,满足,
当直线轴时,直线的方程为,满足,
综上所述,经过任意两个不同的点、直线方程都可表示为,D对.
故选:BD.
13.(24-25高二上·重庆·期中)已知直线和直线,下列说法正确的是( )
A.始终过定点
B.若,则或
C.若,则或2
D.当时,始终不过第三象限
【答案】AC
【分析】求出直线过的定点判断A;取,确定的位置关系判断B;由垂直关系求出判断C;取判断D.
【详解】对于A,直线,由,得,始终过定点,A正确;
对于B,当时,与直线重合,B错误;
对于C,,则,解得或,C正确;
对于D,取,直线过第三象限,D错误.
故选:AC
三、填空题
14.(24-25高二上·广东广州·期末)已知直线,,若,则的值为 .
【答案】
【分析】根据两直线平行得到方程和不等式,求出答案.
【详解】两直线平行,故且,
由得或,
由得,因此
故答案为:2
15.(24-25高二上·江苏扬州·期末)点关于直线的对称点坐标为 .
【答案】
【分析】设对称点为,由题意可得,求解即可.
【详解】设,则中点坐标为,又和关于直线对称,
所以有,解得,即对称点坐标为.
故答案为:.
16.(24-25高二上·福建龙岩·期末)已知的三个顶点分别是,,,则边上的中线所在直线方程为 .
【答案】
【分析】根据中点坐标以及中点坐标公式即可根据点斜式方程求解.
【详解】的中点坐标为,
则,故边上的中线所在直线方程为,
即,
故答案为:
17.(24-25高二上·广东茂名·期末)已知点,若直线与线段有交点,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据题意知、两点在直线的异侧或在直线上,列出不等式,求出解集即可
【详解】由题意:、两点在直线的异侧或在直线上,
所以.
故答案为:
18.(24-25高二上·北京·期中)动直线与一点.当点到直线的距离最大时,直线的方程为 .
【答案】
【分析】根据分析直线过定点,当直线与直线垂直时,点到直线的距离最大,可得直线及其方程.
【详解】直线方程变形为:,
由解的:,即直线过定点,
当直线与直线垂直时,点到直线的距离最大,又
此时,则,则直线的方程为,即.
故答案为:.
四、解答题
19.(24-25高二上·广东肇庆·阶段练习)已知的三个顶点为,,.
(1)求过点A且平行于BC的直线的一般方程;
(2)求过点B且与A,C距离相等的直线的一般方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据直线平行得斜率相等,再根据点斜式方程即可求解;
(2)根据题意可知所求直线与AC平行或者过A,C中点,分类求解即可.
【详解】(1),∴直线BC的斜率为:.
∴过点A且平行于BC的直线的方程为:,即.
(2)由题知可知:的中点坐标为:,直线的方程为:.
当直线与AC平行时,直线的一般方程为:;
当直线经过A,C中点时,,此时直线的方程为:,即.
综上所述:过点B且与A,C距离相等的直线的一般方程为:或.
20.(24-25高二上·山西太原·期中)已知的三个顶点,,.
(1)求边AB上的中线所在直线的一般式方程;
(2)求边AB上的高所在直线的斜截式方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出边AB的中点,再由点斜式方程求直线方程即得;
(2)利用两直线的垂直求得边AB上的高线的斜率写出直线方程,化成斜截式方程即得.
【详解】(1)设是边AB的中点,则即得,
边AB上的中线CD的斜率为故其方程为,即得 ,
故边AB上的中线所在直线的一般式方程为;
(2),,,边AB上的高所在直线的斜率,
边AB上的高所在直线的方程为,其斜截式方程.
21.(24-25高二上·四川南充·期中)已知直线.
(1)求证:不论实数取何值,直线恒过一定点;
(2)在(1)的条件下,若直线与轴相交于点A,与轴相交于点,且恰为线段的中点,求直线的斜截式方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)将直线方程变换主元,联立方程组解方程即可;
(2)设,由中点坐标公式计算得,得出截距式方程转化为斜截式即可.
【详解】(1)由直线变形得,
令,解得:,
由于不论实数取何值,总是方程的一个解,
所以直线恒过这一定点.
(2)设,则由已知有,联立解得:,
所以直线的截距式方程为,即的方程为,.
22.(24-25高二上·重庆·期中)直线的方程为().
(1)证明:无论为何值,直线过定点;
(2)已知是坐标原点,若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于、两点,当的面积最小时,求的周长及此时直线的截距式方程.
【答案】(1)证明见解析
(2),
【分析】(1)将直线的方程变形为,令,解得即可;
(2)首先求出直线在、轴上的截距,即可求出的范围,再由面积公式及基本不等式
求出面积最小值及此时的值,从而求出直线的方程及三角形的周长.
【详解】(1)直线的方程变形为,
由,得到,
又时,恒成立,
故直线恒过定点
(2)由,
依题意,即,
令,得到,令,得到,
由,得到,
所以,
令,得到,
当且仅当,即时取等号,此时,直线的方程为,
又,,,
所以当的面积最小时,的周长为.
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第07讲 直线的方程
【知识梳理】
【知识梳理】
知识点1:直线的点斜式方程和斜截式方程
类别
点斜式
斜截式
适用范围
斜率存在
已知条件
点P(x0,y0)和斜率k
斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程
y-y0=k(x-x0)
y=kx+b
截距
直线l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做直线l在y轴上的截距
知识点2:直线的两点式方程和截距式方程
名称
两点式
截距式
条件
两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)
(x1≠x2,y1≠y2)
在x,y轴上的截距分别为a,b
( a≠0,b≠0)
示意图
方程
=
+=1
适用范围
斜率存在且不为0
斜率存在且不为0,不过原点
知识点3 直线的一般式方程
关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
知识点4 直线的五种形式的方程
形式
方程
局限
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不能表示斜率不存在的直线
斜截式
y=kx+b
不能表示斜率不存在的直线
两点式
=
x1≠x2,y1≠y2
截距式
+=1
不能表示与坐标轴平行及过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0
无
知识点5 直线各种形式方程的互化
知识点6一般式下直线的平行与垂直
设直线l1与l2的方程分别为A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),
则l1∥l2⇔l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
【例题详解】
题型一:直线方程的点斜式
1.(24-25高二上·福建泉州·期末)倾斜角为的直线过点,则的方程为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·湖南长沙·期末)过点,倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·福建福州·期中)已知直线经过点,且方向向量,则的方程为( )
A. B.
C. D.
题型二:直线的两点式方程
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知点,若的中点坐标为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·全国·随堂练习)过点,的直线方程是( )
A. B.
C. D.
6.(23-24高二上·吉林·阶段练习)一条光线从射出与x轴相交于点,经x轴反射,求反射光线所在直线的方程( )
A. B. C. D.
题型三:直线的截距式方程
7.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
8.(24-25高二上·江苏无锡·期中)经过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A. B.
C.或 D.或
9.(24-25高二上·四川眉山·期中)已知直线在轴上的截距是轴上截距的倍,则的值为( )
A. B. C. D.
题型四、直线的一般式方程
10.(24-25高二上·云南丽江·阶段练习)已知直线l:的倾斜角为,则实数( )
A. B. C. D.1
11.(24-25高二上·河南·阶段练习)已知直线在轴上的截距是,其倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则( )
A. B. C. D.
12.(24-25高二上·江西赣州·期末)对于直线,下列选项正确的是( )
A.直线倾斜角为
B.直线经过第四象限
C.直线在轴上的截距为
D.直线的一个方向向量为
题型五:用合适的方法求直线方程
13.(24-25高二上·四川绵阳·阶段练习)已知的三个顶点是
(1)求边上的中线的直线方程;
(2)求边上的高的直线方程
(3)求角A的内角平分线所在的直线方程
14.(24-25高二上·安徽亳州·阶段练习)已知的三个顶点.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
15.(24-25高二上·广东广州·阶段练习)已知平面内两点.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程.
(2)若是以为顶点的等腰直角三角形,求直线的方程.
(3)已知直线经过点且在两坐标轴上的截距之和为零,求直线的方程.
题型六:一般式下直线的平行与垂直的问题
16.(24-25高二上·河南南阳·阶段练习)已知直线与直线相互平行,则实数的值是( )
A. B.1或 C. D.6
17.(23-24高二下·湖北宜昌·期中)已知两条直线和相互垂直,则( )
A.2 B.3 C. D.
18.(22-23高二上·湖南邵阳·期中)已知直线;直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,且它们之间的距离为,求直线的斜截式方程.
题型七:由两条直线平行或垂直求直线方程
19.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)据下列条件分别写出直线的方程.并化为一般式方程.
(1)求经过点,且与直线平行的直线方程;
(2)已知点,.求线段的垂直平分线的方程;
(3)求经过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线方程.
20.(24-25高二上·湖北孝感·期中)求满足下列条件的直线方程;
(1)过点,且与直线平行的直线方程;
(2)过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)过点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程.
21.(24-25高二上·四川·期中)已知在中,,分别在线段上,且.
(1)求边上的高所在直线的斜截式方程;
(2)若的面积为面积的,求直线的一般式方程.
题型八:直线和坐标轴围成的面积问题
22.(24-25高二上·广东东莞·期中)直线的方程为,.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)若直线分别交轴、轴的正半轴于点、,点是坐标原点.若的面积为,求的值.
23.(24-25高二上·海南省直辖县级单位·期中)在平面直角坐标系中,点,,直线.
(1)当点A到直线l的距离最大时,求k的值:
(2)在(1)的条件下,若过点的直线与直线和轴正半轴分别交于点M,N,其中M在第一象限,当的面积最小时,求直线的方程.
24.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知直线过定点,根据下列条件求直线l的方程.
(1)若直线l与两坐标轴在第一象限围成的三角形的面积为16;
(2)若直线l被两条直线和所截得的线段的中点恰好为P,求直线l的方程.
题型九:直线过定点问题
25.(24-25高二上·河北沧州·阶段练习)已知直线()恒过定点M,则点M的坐标为 .
26.(24-25高二上·四川达州·阶段练习)无论为何值,直线过定点 .
27.(24-25高二上·重庆渝中·期中)当原点到动直线的距离最大时,实数的值为 .
题型十:直线方程的综合问题
28.(24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期中)已知直线:,:.
(1)若,求m的值.
(2)设直线过的定点为A,直线过的定点B,且当时,直线与交点为C,求中BC边上的高所在直线l的方程.
29.(24-25高二上·宁夏吴忠·期中)已知直线.
(1)求直线所过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求的方程.
30.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线.
(1)求证直线恒过定点,并求出该定点坐标;
(2)是否存在实数,使得直线与轴和轴的正半轴都相交?若存在,求出的范围,并求出与两坐标轴围成的三角形面积的最小值;若不存在,请说明理由.
【专项训练】
一、单选题
1.(24-25高二上·福建宁德·阶段练习)下列说法中,错误的是( )
A.经过点且与直线平行的直线方程是
B.直线的一个方向向量为
C.过点且在,轴上的截距相等的直线方程为
D.,,三点共线
2.(24-25高二上·山东泰安·期末)若直线与平行,则实数的值为( )
A.0 B.2 C.3 D.2或3
3.(24-25高二上·甘肃临夏·期末)过点,且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高三上·四川宜宾·阶段练习)设,则“”是“直线与直线平行”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.(24-25高三上·四川·期中)已知平行四边形的顶点,边所在直线方程是,对角线的交点为,边所在直线方程为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·浙江·期中)已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的斜率 B.直线过定点
C.若,则或 D.若,则或
7.(24-25高二上·山东临沂·期中)点到直线的距离最大时,其最大值以及此时的直线的方程分别为( )
A.; B.;
C.; D.;
二、多选题
8.(24-25高二上·四川巴中·期末)下列说法中,正确的是( )
A.直线的一个方向向量为
B.三点共线
C.直线(其中)必过定点
D.经过点,倾斜角为的直线方程为
9.(24-25高二上·新疆乌鲁木齐·期末)下列说法正确的是( )
A.若直线经过第一、二、四象限,则点在第三象限
B.直线过定点
C.斜率为,在轴上的截距为的直线的方程为
D.过点且斜率为的直线的点斜式方程为
10.(24-25高二上·甘肃嘉峪关·阶段练习)已知直线:,则下列说法正确的是( )
A.直线的斜截式方程是:.
B.与直线平行
C.与直线垂直
D.直线恒过定点
11.(24-25高二上·四川成都·阶段练习)已知直线,直线,则( )
A.直线可以与轴平行 B.直线可以与轴平行
C.当时, D.当时,
12.(24-25高二上·福建莆田·期中)下列说法的正确的是( )
A.经过定点的直线的方程都可以表示为
B.方程能表示平行轴的直线
C.不经过原点的直线的方程都可以表示为
D.经过任意两个不同的点、直线方程都可表示为
13.(24-25高二上·重庆·期中)已知直线和直线,下列说法正确的是( )
A.始终过定点
B.若,则或
C.若,则或2
D.当时,始终不过第三象限
三、填空题
14.(24-25高二上·广东广州·期末)已知直线,,若,则的值为 .
15.(24-25高二上·江苏扬州·期末)点关于直线的对称点坐标为 .
16.(24-25高二上·福建龙岩·期末)已知的三个顶点分别是,,,则边上的中线所在直线方程为 .
17.(24-25高二上·广东茂名·期末)已知点,若直线与线段有交点,则实数的取值范围是 .
18.(24-25高二上·北京·期中)动直线与一点.当点到直线的距离最大时,直线的方程为 .
四、解答题
19.(24-25高二上·广东肇庆·阶段练习)已知的三个顶点为,,.
(1)求过点A且平行于BC的直线的一般方程;
(2)求过点B且与A,C距离相等的直线的一般方程.
20.(24-25高二上·山西太原·期中)已知的三个顶点,,.
(1)求边AB上的中线所在直线的一般式方程;
(2)求边AB上的高所在直线的斜截式方程.
21.(24-25高二上·四川南充·期中)已知直线.
(1)求证:不论实数取何值,直线恒过一定点;
(2)在(1)的条件下,若直线与轴相交于点A,与轴相交于点,且恰为线段的中点,求直线的斜截式方程.
22.(24-25高二上·重庆·期中)直线的方程为().
(1)证明:无论为何值,直线过定点;
(2)已知是坐标原点,若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于、两点,当的面积最小时,求的周长及此时直线的截距式方程.
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