内容正文:
专题1.3 两条直线的平行与垂直重难点题型专训
(2个知识点+5大题型+1大拓展训练+自我检测)
题型一 由斜率判断两条直线平行
题型二 由斜率判断两条直线垂直
题型三 已知直线平行求参数
题型四 已知直线垂直求参数
题型五 直线平行、垂直的判定在几何中的应用
拓展训练一 通过一般式判断直线平行与垂直
知识点一:通过斜率判断平行与垂直
1、通过斜率判断直线平行:
对于两条不重合的直线,其斜率分别为,当
具体关系如下表所示
类型
斜率存在
斜率不存在
条件
对应关系
两直线斜率都不存在
图示
2、通过斜率判断直线垂直
对应关系
与的斜率都存在,分别为,则
与中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则与的位置关系是
图示
【即时训练】
1.(24-25高一上·全国·假期作业)下列各对直线互相平行的是( )
A.直线经过点,直线经过点
B.直线经过点,直线经过点
C.直线经过点,直线经过点
D.直线经过点,直线经过点
【答案】A
【详解】根据斜率公式求出各直线的斜率,判断直线的斜率是否相等或不存在,进而可得出结论.
【解答过程】对于A,因为,所以,故A对;
对于B,因为,所以直线不平行,故B错;
对于C,由直线经过点,,直线经过点,,
得直线的斜率都不存在,且两直线重合,故C错;
对于D,因为直线经过点,,所以直线直线的斜率不存在,
而,所以直线不平行,故D错.
故选:A.
2.(24-25高二上·全国·课后作业)以点为顶点的直角三角形,其直角顶点为 .
【答案】A
【分析】利用斜率公式计算AB,AC的斜率,通过计算从而可得,从而得解.
【详解】因为,,
所以,,
所以,
所以,所以以A点为直角顶点的直角三角形,
故答案为:A.
知识点二:通过一般式判断直线平行与垂直
已知直线的方程分别是(不同时为0),
(不同时为0)
(1)若
(2)若
【即时训练】
1.(22-23高二上·湖南邵阳·期中)下列直线中与直线平行的直线是( ).
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】
根据两条直线存在斜率时,它们的斜率相等且在纵截距不相等,两直线平行,逐一对四个选项进行判断.
【详解】∵直线的斜率,纵截距为,
对A:直线的斜率,纵截距为;
对B:直线的斜率,纵截距为;
对C:直线的斜率,纵截距为;
对D:直线的斜率,纵截距为;
若两直线平行,由题意可知:斜率相等,纵截距不相等,只有C选项符合.
故选:C.
2.(22-23高三下·云南曲靖·阶段练习)若,为正实数,直线与直线互相垂直,则的最大值为 .
【答案】/
【分析】根据直线垂直的充要条件可得a,b关系,然后由基本不等式可解.
【详解】因为直线与直线互相垂直,
所以,即,
由基本不等式可得,即,当且仅当时等号成立.
所以的最大值为.
故答案为:
【经典例题一 由斜率判断两条直线平行】
【例1】(23-24高二·全国·课后作业)直线与直线的位置关系是( )
A.相交 B.平行 C.重合 D.不能确定
【答案】D
【分析】根据直线方程判断直线的位置关系,注意讨论参数的数量关系.
【详解】当时,两直线重合,
当时,两直线平行,
所以题设两直线位置可能重合、平行.
故选:D
【例2】(24-25高二上·全国·课堂例题)判断下列各组直线是否平行,并说明理由:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
【答案】(1),理由见解析
(2)与不平行,理由见解析
(3),理由见解析
(4)与重合,理由见解析
【分析】(1)(2)(3)(4)根据直线是否平行与斜率以及截距的关系一一分析即可.
【详解】(1)设两直线,的斜率分别为,,在轴上的截距分别为,.
因为,,,,所以.
(2)因为,,.
所以与不平行.
(3)由两直线的方程可知,轴,轴,且两直线在轴上的截距不相等,所以.
(4),因为,,
所以与重合.
1.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)设与是平面内不重合的直线,甲:与的斜率相等;乙:,则甲是乙的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.充要条件
D.既不充分条件也不必要条件
【答案】A
【分析】根据直线位置关系与斜率的关系,结合充分条件、必要条件的定义判断即可.
【详解】因为若平面内两条不重合的直线的斜率相等,则两直线平行,所以甲是乙的充分条件;
若两直线平行,则两直线的斜率可能都不存在,即斜率可能不相等,则甲不是乙的必要条件,
所以甲是乙的充分条件但不是必要条件.
故选:A.
2.(23-24高一下·上海·期末)已知直线,点、,设,,比下选项中命题都正确的为( )
(1)若,则线段的中点在直线上
(2)若,则直线与直线平行
(3)若,则点、分布在直线的两侧
A.(1)(2)(3) B.(1)(2) C.(2)(3) D.(1)(3)
【答案】D
【分析】根据条件,结合点与直线的位置关系,转化为坐标运算,即可判断选项.
【详解】对于(1),因为,
所以
,即,所以(1)正确;
对于(2),当时,满足,
此时有,,
即,均在直线上,所以(2)错误;
对于(3),由,得到,
由直线分平面区域的点满足“同侧同号,异侧异号”,知选项D正确;
故选:D
3.(23-24高二下·全国·课前预习)直线,那么与 .
【答案】平行
【分析】根据两条直线斜率关系即可判断.
【详解】由题可得,且与不重合,所以与平行;
故答案为:平行
4.(2024高二·全国·专题练习)根据下列给定的条件,判断直线l1与直线l2是否平行.
(1)经过点,经过点;
(2)经过点,经过点;
(3)的倾斜角为,经过点;
(4)平行于轴,经过点.
【答案】(1)
(2)直线与直线重合
(3)直线与直线平行或重合
(4)
【分析】根据直线的斜率求得正确答案.
【详解】(1)由题意知,,
所以直线与直线l2平行或重合,
又,故.
(2)由题意知,,所以直线与直线平行或重合,
又,故直线与直线重合.
(3)由题意知,,则,
所以直线与直线平行或重合.
(4)由题意知的斜率不存在,且不是轴,的斜率也不存在,恰好是轴,所以.
【经典例题二 由斜率判断两条直线垂直】
【例1】(24-25高二上·陕西渭南·阶段练习)直线与 (不同时为0)的位置关系是( )
A.平行 B.垂直
C.相交 D.与的值有关
【答案】B
【分析】判断两条直线的位置关系,分类讨论,通过计算斜率的乘积来确定即可.
【详解】当、都不为时,直线的斜率为,直线的斜率为.因为两条直线斜率的乘积为:,所以两条直线垂直.
当,时,直线可化为,其斜率不存在.
直线可化为,其斜率为,此时两条直线垂直.
当,时,直线可化为,其斜率为.
直线可化为,其斜率不存在,此时两条直线垂直.
故选:B.
【例2】(24-25高二上·全国·课堂例题)判断下列两条直线是否垂直,并说明理由:
(1),;
(2),;
(3),.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由两直线斜率乘积等于得垂直;
(2)由两直线斜率乘积等于得垂直;
(3)由两直线一条斜率为0,一条斜率不存在得垂直.
【详解】(1)两直线的斜率,,由,则.
(2)两直线的斜率,,由,则.
(3)的斜率为0,的斜率不存在,.
1.(24-25高一上·四川成都·开学考试)在平面直角坐标系中,两条直线( )时候垂直?
A.斜率之积为-1时
B.两条直线有1个公共点的时候
C.两条直线分别与坐标轴垂直的时候
D.以上答案均不正确
【答案】A
【分析】由两直线垂直的定义逐个判断即可.
【详解】对于A:斜率之积为-1时,两直线垂直,正确
对于B:两条直线有1个公共点的时候,可能相交但不垂直,错误
对于C:两条直线分别与坐标轴垂直的时候,如果是同一坐标轴,那么平行,错误
对于D:错误
故选:A
2.(2024·全国·模拟预测)已知两条直线和,其斜率分别是一元二次方程的两不等实数根,则其位置关系是( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.异面
【答案】B
【分析】由斜率乘积判断两直线的位置关系可得.
【详解】由题意,设两条直线和的斜率分别为,
且为一元二次方程的两不等实数根,
则,所以.
故选:B
3.(23-24高二下·全国·课前预习)若直线,则 .
【答案】
【分析】通过讨论斜率是否存在,确定充要条件.
【详解】已知直线,(、、、、、为常数).
当直线和的斜率都存在时,则,,
直线的斜率为,直线的斜率为,若,则,可得;
当直线和分别与两坐标轴垂直,不妨设轴,则轴,则,,满足.
综上所述,若直线,则;
故答案为:
4.(23-24高二上·江苏·课后作业)判断下列各组直线是否垂直,并说明理由:
(1),;
(2),;
【答案】(1)垂直,理由见解析
(2)垂直,理由见解析
【分析】(1)两直线的斜率存在,则根据斜率之积为-1判别是否垂直即可;
(2)两直线的斜率存在,则根据斜率之积为-1判别是否垂直即可.
【详解】(1)直线的斜率为,直线的斜率为,
因为,所以与垂直;
(2)直线的斜率为,直线的斜率为,
因为,所以与垂直.
【经典例题三 已知直线平行求参数】
【例1】(2025·宁夏中卫·三模)若直线:与直线:平行,则( )
A.4 B.1 C.1或-4 D.-1或4
【答案】D
【分析】根据直线一般方程的平行关系求的值,并代入检验即可.
【详解】依题意得,,
得,
解得或,
若时,直线与直线平行,符合题意;
若时,直线与直线平行,符合题意;
综上所述:或.
故选:D
【例2】(23-24高二上·江苏·课后作业)已知直线和直线.若,求实数的值.
【答案】
【分析】根据两直线平行的性质列式求解即可,但是要注意检验是否重合的情况.
【详解】若,则,所以,解得或1.
当时,,满足,
当时,,此时与重合,
所以.
1.(2025·天津红桥·模拟预测)若直线:与直线:互相平行,则m的值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】C
【分析】根据平行线的性质进行求解即可.
【详解】由题意,,解得,
此时,,满足题意.
故选:C.
2.(24-25高二上·甘肃兰州·期中)已知直线与直线平行,则实数a的值为( )
A. B. C.或1 D.或1
【答案】D
【分析】利用两条直线平行的条件列式求解.
【详解】由直线与直线平行,得,解得或,
所以实数a的值为或1.
故选:D
3.(2025·山东济南·模拟预测)已知直线与直线,若,则
【答案】
【分析】根据可得出关于的等式,计算可解得的值.
【详解】若,则,
所以或.
当时,,重合;当时,符合题意.
故答案为:
4.(23-24高二上·上海·课后作业)已知两条直线和,且,求实数的值.
【答案】或.
【分析】直接根据平行得,解出再检验即可.
【详解】若两直线平行,则,解得:或.
检验:当时,直线,直线,两直线平行;
当时,直线,即,直线,两直线平行,
所以或.
【经典例题四 已知直线垂直求参数】
【例1】(24-25高二下·河南南阳·期末)已知直线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据直线垂直的充要条件可求解.
【详解】因为直线与直线垂直,
所以,解得.
故选:B.
【例2】(24-25高二上·新疆喀什·阶段练习)已知直线互相垂直,求实数的值
【答案】0或1
【分析】根据直线垂直的结论计算即可.
【详解】因为直线互相垂直,
所以根据直线垂直的结论知道,,
解得,
即或.
1.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线:,:,当时,实数的值为( )
A.0 B. C.3 D.
【答案】C
【分析】利用两条直线相互垂直列式计算得解.
【详解】由直线:与:垂直,得,
所以.
故选:C
2.(24-25高二上·河南焦作·期末)已知直线与互相垂直,则( )
A.-2或0 B.-1 C.0 D.-2
【答案】D
【分析】根据两直线垂直的公式,结合题意验根,可得答案.
【详解】由题可得,解得或(舍去).
故选:D.
3.(24-25高二上·上海松江·阶段练习)若直线:与直线:垂直,则实数的值等于 .
【答案】
【分析】写出两直线斜率,由直线垂直得到斜率乘积为,建立方程后解出参数的值.
【详解】由题意知两直线斜率存在,
,,
,
解得.
故答案为:
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知为直角三角形,,求点的坐标.
【答案】或.
【分析】根据题意,分别讨论角为直角的情况,结合斜率的乘积为,代入计算,即可得到结果.
【详解】因为为直角三角形,,所以.
若,则,解得.
若,则,解得.
若,则,无解.
所以点坐标为或.
【经典例题五 直线平行、垂直的判定在几何中的应用】
【例1】(23-24高三上·重庆·阶段练习)已知直线过点,直线与直线的交点B在第一象限, 点O为坐标原点. 若三角形OAB为钝角三角形时,则直线的斜率的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】找到三个极端位置的斜率值,并旋转相关直线得到斜率范围.
【详解】当三角形为直角三角形时,或,
此时的斜率或0.
当从顺时针旋转到轴之间时,三角形为钝角三角形,此时;
当从逆时针旋转到与直线平行之间时,三角形为钝角三角形,此时,
综上,,
故选:C.
故选:C.
【例2】(24-25高二上·全国·课后作业)已知四边形的四个顶点分别为,,试判断四边形的形状,并给出证明.
【答案】四边形是平行四边形,证明见解析
【分析】根据直线的斜率和图象进行判断.
【详解】由题得,边所在直线的斜率,
边所在直线的斜率,
边所在直线的斜率,
边所在直线的斜率,
因为,所以,
所以四边形是平行四边形.
.
1.(24-25高二·全国·课后作业)顺次连接A(-4,3),B(2,5),C(6,3),D(-3,0)所构成的图形是( )
A.平行四边形 B.直角梯形
C.等腰梯形 D.以上都不对
【答案】B
【分析】结合直角梯形的性质,利用两直线间的平行和垂直关系来判断即可得出结论.
【详解】,,则,
所以,与不平行,
因此
故构成的图形为直角梯形.
故选:B.
2.(2024高二·全国·专题练习)已知A(-1,2),B(1,3),C(0,-2),点D使AD⊥BC,AB∥CD,则点D的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】设D(x,y),根据两直线平行和垂直时,其斜率间的关系得出方程组,解之可求得点D的坐标得选项.
【详解】解:设D(x,y),∵AD⊥BC,∴·=-1,∴x+5y-9=0,
∵AB∥CD,∴=,∴x-2y-4=0,由得,,
故选:D.
3.(23-24高二上·广东珠海·期中)已知直线,若直线,则直线的倾斜角大小为 .
【答案】/
【分析】根据直线方程可求出;根据求出,进而可求出直线的倾斜角.
【详解】直线方程直线的倾斜角大小为
故答案为:
4.(23-24高二上·上海·课后作业)已知四边形的四个顶点的坐标分别为、、、.求证:四边形是梯形.
【答案】证明见解析
【分析】利用向量共线定理证明,再证明其长度不等即可.
【详解】,
,且不在一条直线上,
则直线与直线平行,且,
则四边形是梯形.
【拓展训练一 通过一般式判断直线平行与垂直】
【例1】(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.
【例2】(23-24高二·全国·课后作业)讨论直线:和:的位置关系.
【答案】答案见详解
【分析】根据直线位置关系与系数之间的关系分类讨论可得.
【详解】当,即且时,直线、相交;
当,即时,直线,垂直;
当,即时,直线、平行;
当,即时,直线、重合.
1.(22-23高三上·江西新余·期末)已知直线:与直线;相互平行,则实数的值是( )
A. B.1 C. D.或1
【答案】A
【分析】根据两条直线平行,斜率相等求解即可.
【详解】因为直线:的斜率,斜率存在,且,
所以直线;的斜率存在,且,
化简得:,解得或.
当时,直线:,直线;,此时.
当时,直线:,直线;,此时重合,舍去.
所以.
故选:A
2.(23-24高二上·四川·期中)直线:和直线:()的位置关系是( )
A.平行 B.垂直
C.相交但不垂直 D.重合
【答案】B
【分析】讨论和两种情况,再由斜率关系得出两直线位置关系.
【详解】当时,直线:与直线:相互垂直;
当时,直线方程可化为,直线方程可化为
因为,所以直线与直线相互垂直
故选:B
3.(24-25高二上·上海·课后作业)在下列各种情况下,直线(A,B不同时为零)的系数A、B、C需满足什么条件:
(1)直线与x轴平行时: ;
(2)直线与y轴平行时: ;
(3)直线过原点时: ;
(4)直线过点时: .
【答案】 且 且 且A、B不同时为0
【分析】根据直线与x轴、y轴的位置关系可得答案.
【详解】(1)直线与x轴平行时:且;
(2)直线与y轴平行时:且;
(3)直线过原点时:且A、B不同时为0;
(4)直线过点时:.
故答案为:①且;②且;
③且A、B不同时为0;④
4.(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.
1.(24-25高二上·广西玉林·阶段练习)下列命题:①若两条不重合的直线的斜率相等,则它们平行;②若两直线平行,则它们的斜率相等;③若两直线的斜率之积为,则它们垂直;④若两直线垂直,则它们的斜率之积为.其中正确的为( )
A.①②③④ B.①③ C.②③ D.①④
【答案】B
【分析】两直线斜率存在时,根据直线平行和垂直位置关系的判定可知①③正确;②④的直线中均可以有斜率不存在的直线,则②④错误.
【详解】当两条不重合的直线的斜率相等,则它们平行,可知①正确;
当两条直线均与轴垂直时,两直线平行,但斜率不存在,可知②错误;
根据直线垂直的判定定理可知两直线的斜率之积为,则它们垂直,可知③正确;
当两条直线一条与轴垂直,一条与轴垂直时,则两直线垂直,
但与轴垂直的直线斜率不存在,可知④错误.
故选:B
2.(24-25高二上·广东深圳·期末)直线,则 “”的充要条件是( )
A. B.
C.或 D.以上均不对
【答案】B
【分析】先根据两直线平行的条件列出方程,求出可能的值,再分别代入检验两直线是否重合,从而确定两直线平行的充要条件.
【详解】因为直线,
当时,,解得或,
当时,,此时两直线重合,舍去,
又时,,此时,
所以 “”的充要条件是“”.
故选:B.
3.(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.
4.(24-25高二上·福建龙岩·期末)若直线:与直线:平行,则实数为( )
A.-3 B.3 C.3或-3 D.1或-1
【答案】B
【分析】由直线平行的判定,列出等式求解并验证即可;
【详解】由题意可得:,
解得:,
当时,直线:与直线:平行,
当时,直线:即,与直线:,重合,舍去,
故,
故选:B
5.(24-25高二上·湖北荆门·期中)已知直线和直线,以下论述中:
(1)当或时,与相交;
(2)当时,或
(3) 当且仅当时,
(4)当时, 正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【分析】直线和直线平行,则;若两直线垂直,则.根据这些结论分别判断每个论述的正确性即可.
【详解】对于直线和直线,
若两直线相交,则. 由可得.
解得且,所以(1)错误.
若,则.
由可得,即,解得或.
当时,即,,两直线重合.
同理,当,,,,满足题意,所以(2)错误.
由前面分析可知,当时,两直线平行,所以(3)正确.
若,则.
展开式子得,即,解得,所以(4)正确.
故正确的有(3)(4).
故选:B.
6.(24-25高二上·河北保定·期中)若直线与直线垂直,且直线与直线₄:垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由直线垂直的充要条件,可列出方程组解出即可.
【详解】由题意知:直线与直线垂直,则,
直线与直线垂直,则,
即得.
故选:B.
7.(24-25高二上·湖南长沙·阶段练习)已知直线与垂直,垂足为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两直线垂直的充要条件求出,再把点代入直线,可把值求出,再把已知点代入另一直线中,求出得解.
【详解】因为直线:与直线:互相垂直,
则,解得,
又因两直线垂足为,则,解得,
将代入直线,则,
解之得,
所以.
故选:B.
8.(2024高一·全国·课后作业)已知直线的倾斜角为,直线,直线,则直线与的倾斜角分别是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线的位置关系,结合倾斜角的定义求解即可.
【详解】解:∵直线的倾斜角为,,∴的倾斜角为.
∵,∴ 的倾斜角为 .
故选:C
9.(23-24高二上·内蒙古呼和浩特·期末)已知直线与直线垂直,则的值为( )
A.2 B.4 C. D.
【答案】B
【分析】根据直线垂直的性质即可得解.
【详解】因为直线与直线垂直,
所以,解得,
故选:B
10.(23-24高二上·浙江·期中)已知直线:,则下列选项错误的是( )
A.当直线与直线平行时,
B.当直线与直线垂直时,
C.当实数变化时,直线恒过点
D.原点到直线的距离小于
【答案】C
【分析】A项:根据与直线平行可求出值,即可求解;
B项:根据与直线垂直可求出值,即可求解;
C项:将直线整理得:,从而求出定点,即可求解;
D项:当原点与直线过的定点连线垂直直线时有最大距离,验证后从而求解.
【详解】对于A项:当直线与直线平行,得斜率为:,解得:,故A项正确;
对于B项:当直线与直线垂直,得斜率:,解得:,故B项正确;
对于C项:直线化简为:,由,解得:,即l恒过定点,故C项错误;
对于D项:当原点与直线的定点的连线垂直于直线时距离最大,由两点间距离得:,此时直线l的斜率为,
但该直线的斜率,所以原点到直线的距离小于,故D项正确.
故选:C.
11.(22-23高二·全国·课后作业)判断下列各组直线的位置关系:
(1), ;
(2),, .
【答案】 平行 相交
【分析】
根据直线方程分别求出两直线的斜率,利用两直线斜率之间的关系判断直线的位置关系
【详解】(1)由直线,知直线斜率为,
由直线,知直线斜率为,
两直线的斜率相等,且两直线不重合,故两直线平行;
由直线,知直线斜率为,
由直线,知直线斜率不存在,所以直线与直线相交.
故答案为:平行;相交
12.(23-24高二·全国·课后作业)已知两条直线的斜率是方程的两个根,则与的位置关系是
【答案】垂直
【分析】根据二次方程的根与韦达定理,并结合斜率关系判断即可.
【详解】解析由方程,知恒成立.
故方程有两相异实根,即与的斜率均存在.
设两根为,则 ,所以
故答案为:垂直
13.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)直线与直线平行,则 .
【答案】或4
【分析】利用两条直线平行列式求解.
【详解】由直线与直线平行,
若,则直线的方程为,的方程可化为,两直线不平行,
故,所以,解得或.
故答案为:或4
14.(24-25高二上·广东深圳·期末)若直线与直线垂直,则 .
【答案】2
【分析】运用直线垂直的结论计算即可.
【详解】直线与直线垂直,则,解得.
故答案为:2.
15.(23-24高二上·浙江·阶段练习)已知正数满足,则 .
【答案】/.
【分析】
如图建立平面直角坐标系,设,由已知条件可得,,可得四边形为正方形,设,从而可求出,进而可求得答案.
【详解】设,
则四边形为矩形,
因为,
所以,
而,即,即,
所以,又是等边三角形,所以过的中点,
所以矩形为正方形,由整个图形的对称性可知.
设,得,
,
所以.
故答案为:.
【点睛】
16.(24-25高二上·广西南宁·阶段练习)已知点,,,,
(1)试判断直线和直线的位置关系;
(2)试判定四边形的形状.
【答案】(1)
(2)四边形为直角梯形
【分析】(1)求出可得两直线线关系;
(2)求出且可得四边形形状;
【详解】(1)由题意可得,
则,,
所以两条直线平行,即,
(2)因为,,
所以,即与不平行,
又,所以,
所以四边形为直角梯形.
17.(22-23高二上·安徽滁州·阶段练习)已知直线与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点,点在线段上,满足,直线为原点的斜率为.
(1)求的值;
(2)设点与点关于轴对称,为线段的中点,求证:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据及,坐标即可得点的坐标为,从而可得,即可得的值;
(2)根据对称可得点的坐标为,从而可得的坐标,计算,验证,即可证明结论.
【详解】(1)解:点在线段上且满足,所以,
则,即点的坐标为.
又因为直线的斜率为,于是,
所以;
(2)证明:点与点关于轴对称,
点的坐标为,
线段的中点的坐标为,
则,
于是,
所以.
18.(23-24高一下·内蒙古乌兰察布·期中)直线经过,,直线经过点,.
(1)若,求m的值;
(2)若,求m的值.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)易得直线的斜率存在,则根据,可得两直线斜率相等,再结合斜率公式即可得解;
(2)分直线的斜率等于零和直线的斜率存在且不为0,两种情况讨论,再结合斜率公式即可得解.
【详解】(1)由题知直线的斜率存在且,
若,则直线的斜率也存在,由,
得,解得或,
经检验,当或时,;
(2)若,当时,
此时,斜率存在,不符合题意;
当时,直线的斜率存在且不为0,
则直线的斜率也存在,且,
即,
解得或,
所以当或时,.
19.(2024高二·全国·专题练习)的顶点,若是以点为直角顶点的直角三角形,求的值.
【答案】
【分析】用两直线垂直的定义计算即可.
【详解】由为直角顶点可得为直角,则,
所以,
即,解得.
故值为.
20.(23-24高二上·福建厦门·期中)如图,已知平行四边形的三个顶点的坐标为,,.
(1)求平行四边形的顶点的坐标;
(2)在中,求边上的高线所在直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出线段中点坐标,再利用平行四边形的性质得为线段中点,从而利用中点坐标公式列方程组求解即可;
(2)通过直线垂直求出高线的斜率,代入点斜式直线公式求解即可.
【详解】(1)设线段中点为,则点坐标为,
设点坐标为,由平行四边形性质得为线段中点,有,
解得,所以;
(2)因为直线的斜率为,
所以边上的高线所在直线的斜率为,
又,故边上的高线所在直线的方程为,
即为.
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专题1.3 两条直线的平行与垂直重难点题型专训
(2个知识点+5大题型+1大拓展训练+自我检测)
题型一 由斜率判断两条直线平行
题型二 由斜率判断两条直线垂直
题型三 已知直线平行求参数
题型四 已知直线垂直求参数
题型五 直线平行、垂直的判定在几何中的应用
拓展训练一 通过一般式判断直线平行与垂直
知识点一:通过斜率判断平行与垂直
1、通过斜率判断直线平行:
对于两条不重合的直线,其斜率分别为,当
具体关系如下表所示
类型
斜率存在
斜率不存在
条件
对应关系
两直线斜率都不存在
图示
2、通过斜率判断直线垂直
对应关系
与的斜率都存在,分别为,则
与中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则与的位置关系是
图示
【即时训练】
1.(24-25高一上·全国·假期作业)下列各对直线互相平行的是( )
A.直线经过点,直线经过点
B.直线经过点,直线经过点
C.直线经过点,直线经过点
D.直线经过点,直线经过点
2.(24-25高二上·全国·课后作业)以点为顶点的直角三角形,其直角顶点为 .
知识点二:通过一般式判断直线平行与垂直
已知直线的方程分别是(不同时为0),
(不同时为0)
(1)若
(2)若
【即时训练】
1.(22-23高二上·湖南邵阳·期中)下列直线中与直线平行的直线是( ).
A. B.
C. D.
2.(22-23高三下·云南曲靖·阶段练习)若,为正实数,直线与直线互相垂直,则的最大值为 .
【经典例题一 由斜率判断两条直线平行】
【例1】(23-24高二·全国·课后作业)直线与直线的位置关系是( )
A.相交 B.平行 C.重合 D.不能确定
【例2】(24-25高二上·全国·课堂例题)判断下列各组直线是否平行,并说明理由:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
1.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)设与是平面内不重合的直线,甲:与的斜率相等;乙:,则甲是乙的( )
A.充分条件但不是必要条件
B.必要条件但不是充分条件
C.充要条件
D.既不充分条件也不必要条件
2.(23-24高一下·上海·期末)已知直线,点、,设,,比下选项中命题都正确的为( )
(1)若,则线段的中点在直线上
(2)若,则直线与直线平行
(3)若,则点、分布在直线的两侧
A.(1)(2)(3) B.(1)(2) C.(2)(3) D.(1)(3)
3.(23-24高二下·全国·课前预习)直线,那么与 .
4.(2024高二·全国·专题练习)根据下列给定的条件,判断直线l1与直线l2是否平行.
(1)经过点,经过点;
(2)经过点,经过点;
(3)的倾斜角为,经过点;
(4)平行于轴,经过点.
【经典例题二 由斜率判断两条直线垂直】
【例1】(24-25高二上·陕西渭南·阶段练习)直线与 (不同时为0)的位置关系是( )
A.平行 B.垂直
C.相交 D.与的值有关
【例2】(24-25高二上·全国·课堂例题)判断下列两条直线是否垂直,并说明理由:
(1),;
(2),;
(3),.
1.(24-25高一上·四川成都·开学考试)在平面直角坐标系中,两条直线( )时候垂直?
A.斜率之积为-1时
B.两条直线有1个公共点的时候
C.两条直线分别与坐标轴垂直的时候
D.以上答案均不正确
2.(2024·全国·模拟预测)已知两条直线和,其斜率分别是一元二次方程的两不等实数根,则其位置关系是( )
A.平行 B.垂直 C.重合 D.异面
3.(23-24高二下·全国·课前预习)若直线,则 .
4.(23-24高二上·江苏·课后作业)判断下列各组直线是否垂直,并说明理由:
(1),;
(2),;
【经典例题三 已知直线平行求参数】
【例1】(2025·宁夏中卫·三模)若直线:与直线:平行,则( )
A.4 B.1 C.1或-4 D.-1或4
【例2】(23-24高二上·江苏·课后作业)已知直线和直线.若,求实数的值.
1.(2025·天津红桥·模拟预测)若直线:与直线:互相平行,则m的值为( )
A. B.1 C. D.2
2.(24-25高二上·甘肃兰州·期中)已知直线与直线平行,则实数a的值为( )
A. B. C.或1 D.或1
3.(2025·山东济南·模拟预测)已知直线与直线,若,则
4.(23-24高二上·上海·课后作业)已知两条直线和,且,求实数的值.
【经典例题四 已知直线垂直求参数】
【例1】(24-25高二下·河南南阳·期末)已知直线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【例2】(24-25高二上·新疆喀什·阶段练习)已知直线互相垂直,求实数的值
1.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线:,:,当时,实数的值为( )
A.0 B. C.3 D.
2.(24-25高二上·河南焦作·期末)已知直线与互相垂直,则( )
A.-2或0 B.-1 C.0 D.-2
3.(24-25高二上·上海松江·阶段练习)若直线:与直线:垂直,则实数的值等于 .
4.(24-25高二上·全国·课后作业)已知为直角三角形,,求点的坐标.
【经典例题五 直线平行、垂直的判定在几何中的应用】
【例1】(23-24高三上·重庆·阶段练习)已知直线过点,直线与直线的交点B在第一象限, 点O为坐标原点. 若三角形OAB为钝角三角形时,则直线的斜率的范围是( )
A. B.
C. D.
【例2】(24-25高二上·全国·课后作业)已知四边形的四个顶点分别为,,试判断四边形的形状,并给出证明.
1.(24-25高二·全国·课后作业)顺次连接A(-4,3),B(2,5),C(6,3),D(-3,0)所构成的图形是( )
A.平行四边形 B.直角梯形
C.等腰梯形 D.以上都不对
2.(2024高二·全国·专题练习)已知A(-1,2),B(1,3),C(0,-2),点D使AD⊥BC,AB∥CD,则点D的坐标为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·广东珠海·期中)已知直线,若直线,则直线的倾斜角大小为 .
4.(23-24高二上·上海·课后作业)已知四边形的四个顶点的坐标分别为、、、.求证:四边形是梯形.
【拓展训练一 通过一般式判断直线平行与垂直】
【例1】(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
【例2】(23-24高二·全国·课后作业)讨论直线:和:的位置关系.
1.(22-23高三上·江西新余·期末)已知直线:与直线;相互平行,则实数的值是( )
A. B.1 C. D.或1
2.(23-24高二上·四川·期中)直线:和直线:()的位置关系是( )
A.平行 B.垂直
C.相交但不垂直 D.重合
3.(24-25高二上·上海·课后作业)在下列各种情况下,直线(A,B不同时为零)的系数A、B、C需满足什么条件:
(1)直线与x轴平行时: ;
(2)直线与y轴平行时: ;
(3)直线过原点时: ;
(4)直线过点时: .
4.(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.
1.(24-25高二上·广西玉林·阶段练习)下列命题:①若两条不重合的直线的斜率相等,则它们平行;②若两直线平行,则它们的斜率相等;③若两直线的斜率之积为,则它们垂直;④若两直线垂直,则它们的斜率之积为.其中正确的为( )
A.①②③④ B.①③ C.②③ D.①④
2.(24-25高二上·广东深圳·期末)直线,则 “”的充要条件是( )
A. B.
C.或 D.以上均不对
3.(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
4.(24-25高二上·福建龙岩·期末)若直线:与直线:平行,则实数为( )
A.-3 B.3 C.3或-3 D.1或-1
5.(24-25高二上·湖北荆门·期中)已知直线和直线,以下论述中:
(1)当或时,与相交;
(2)当时,或
(3) 当且仅当时,
(4)当时, 正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
6.(24-25高二上·河北保定·期中)若直线与直线垂直,且直线与直线₄:垂直,则( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·湖南长沙·阶段练习)已知直线与垂直,垂足为,则的值为( )
A. B. C. D.
8.(2024高一·全国·课后作业)已知直线的倾斜角为,直线,直线,则直线与的倾斜角分别是( )
A. B. C. D.
9.(23-24高二上·内蒙古呼和浩特·期末)已知直线与直线垂直,则的值为( )
A.2 B.4 C. D.
10.(23-24高二上·浙江·期中)已知直线:,则下列选项错误的是( )
A.当直线与直线平行时,
B.当直线与直线垂直时,
C.当实数变化时,直线恒过点
D.原点到直线的距离小于
11.(22-23高二·全国·课后作业)判断下列各组直线的位置关系:
(1), ;
(2),, .
12.(23-24高二·全国·课后作业)已知两条直线的斜率是方程的两个根,则与的位置关系是
13.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)直线与直线平行,则 .
14.(24-25高二上·广东深圳·期末)若直线与直线垂直,则 .
15.(23-24高二上·浙江·阶段练习)已知正数满足,则 .
16.(24-25高二上·广西南宁·阶段练习)已知点,,,,
(1)试判断直线和直线的位置关系;
(2)试判定四边形的形状.
17.(22-23高二上·安徽滁州·阶段练习)已知直线与轴正半轴交于点,与轴正半轴交于点,点在线段上,满足,直线为原点的斜率为.
(1)求的值;
(2)设点与点关于轴对称,为线段的中点,求证:.
18.(23-24高一下·内蒙古乌兰察布·期中)直线经过,,直线经过点,.
(1)若,求m的值;
(2)若,求m的值.
19.(2024高二·全国·专题练习)的顶点,若是以点为直角顶点的直角三角形,求的值.
20.(23-24高二上·福建厦门·期中)如图,已知平行四边形的三个顶点的坐标为,,.
(1)求平行四边形的顶点的坐标;
(2)在中,求边上的高线所在直线方程.
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