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+2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 已知直线平行求参数
题型三 由斜率判断两条直线垂直
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 直线平行与垂直关系的判定
拓展训练二 直线平行与垂直关系的求参及几何中应用
知识点一:两条直线平行
1. 两条不重合直线l1:y=k1x+b1和l2:y=k2x+b2(b1≠b2),若l1 ∥l2,则k1=k2;反之,若k1=k2,则l1 ∥l2,如图所示.
2. 如果不重合的两直线l1,l2的斜率都不存在,那么它们的倾斜角都是90°,从而它们互相平行.
【知识剖析】
探究两条直线平行与斜率的关系
l1 ∥l2⇔k1=k2成立的前提条件有两个:①两条直线的斜率都存在;②这两条直线不重合.
【即时训练】
1.(24-25高二上·浙江台州·期中)直线,,则“”是“”的( )条件
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】利用直线与直线平行时,斜率相等且截距不相等的性质分别讨论充分性和必要性即可.
【详解】解:①充分性:当时,,,所以与斜率相等,且截距不相等,故,所以充分;
②必要性:,,当时,
则,解得:或,
当时,两直线重合,所以舍去,
当时,两直线斜率相等且截距不相等,符合题意,所以必要.
所以“”是“”的充要条件
故选:C.
2.(24-25高二上·山西临汾·开学考试)已知直线,直线,若,则 .
【答案】
【分析】由两条直线平行列式计算即可.
【详解】若,则,解得,
检验,当时,,,
此时成立,符合题意,故.
故答案为:.
知识点二:两条直线垂直
1. 设直线l1:y=k1x+b1,直线l2:y=k2x+b2. 若l1⊥l2,则k1·k2=-1;反之,若k1·k2=-1,则l1⊥l2 .
2. 对于直线l1:x=a,直线l2:y=b,由于l1⊥x轴,l2⊥y轴,所以l1⊥l2.
3. 若两条直线中的一条斜率不存在,同时另一条斜率等于零,则两直线垂直.
4. 已知两条直线l1:Ax+By+C=0和l2:Bx-Ay+C2=0,它们的法向量分别是(A,B)和(B,-A),法向量互相垂直则两条直线互相垂直.
【知识剖析】
两条直线垂直的判定可简述为:
l1⊥l2⇔k1·k2=-1或一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0.
【即时训练】
1.(22-23高二下·上海杨浦·期中)下列各组直线中,互相垂直的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】D
【分析】分别求出两直线的斜率,根据斜率之积为两直线垂直,即可判断.
【详解】对于A:直线的斜率为,直线的斜率为,
故两直线平行,故A错误;
对于B:直线的斜率为,直线的斜率为,
斜率之积不为,即两直线不垂直,故B错误;
对于C:直线的斜率为,直线的斜率为,
斜率之积不为,即两直线不垂直,故C错误;
对于D:直线的斜率为,直线的斜率为,
斜率之积为,即两直线垂直,故D正确;
故选:D
2.(24-25高二上·全国·单元测试)已知直线与直线互相垂直,则 .
【答案】-1或3
【分析】方法1,由直线一般式垂直相关结论可得答案;方法2,分别对两直线斜率是否存在进行分类讨论,再利用垂直关系的斜率表示计算可得结果
【详解】方法一 ,由题意,知,即,解得或.
方法二,根据题意,当时,直线的斜率不存在,此时两直线不垂直;
当时,直线的斜率不存在,此时两直线不垂直;
当且时,斜率为,斜率为,
若两直线垂直,需满足,即,解得或.
故答案为:-1或3
【经典例题一 由斜率判断两条直线平行】
【例1】(23-24高二上·上海金山·期中)“”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】C
【分析】充分必要条件的判断:把两个命题分别作为条件和结论,判定由条件能否推出结论即可.
【详解】当时,,,显然,两直线平行,满足充分条件;
当与直线平行时,,则
∴或,
当时显然成立,当时,,,
整理后与重合,故舍去,
∴,满足必要条件;
∴“”是“直线与直线平行”的充要条件
故选:C
【例2】(2024高二·全国·专题练习)根据下列给定的条件,判断直线与直线是否平行.
(1)经过点,,经过点,;
(2)的斜率为,经过点,;
(3)平行于轴,经过点,;
(4)经过点,,经过点,.
【答案】(1)不平行
(2)平行或重合
(3)平行
(4)重合
【分析】先求出两直线的斜率,再利用斜率进行判断;
【详解】(1),,,所以与不平行.
(2)的斜率,的斜率,,所以l1与l2平行或重合.
(3)由题意,知的斜率不存在,且不与轴重合,的斜率也不存在,且与轴重合,所以.
(4)由题意,知,,
,所以与平行或重合.
需进一步研究,,,四点是否共线,.
所以,,,四点共线,所以与重合.
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
2.(多选题)(23-24高二上·山东烟台·阶段练习)已知直线,则( )
A.直线的斜率为 B.直线的倾斜角为150°
C.直线不经过第三象限 D.直线与直线平行
【答案】BCD
【分析】由直线方程确定斜率、倾斜角判断A、B;根据直线方程直接判定所过象限判断C;由直线平行的判定判断D.
【详解】由题设,若倾斜角,则,A错,B对;
显然直线过第一、二、四象限,不过第三象限,C对;
由,故与平行,D对.
故选:BCD
3.(23-24高二上·全国·课前预习)根据下列给定的条件,判定直线与直线是否平行或重合:
(1)经过点,;经过点,;( )
(2)的斜率为,经过点,;( )
(3)平行于轴,经过点,;( )
(4)经过点,,经过点,.( )
【答案】 不平行 平行或重合 平行 重合
【分析】根据过两点的直线的斜率公式,计算直线的斜率,根据斜率的关系,并注意直线是否重合,可判断(1)(2)(4);当两直线斜率都不存在时,看它们是否重合,即可判断(3).
【详解】(1),,
,所以与不平行.
(2)的斜率,的斜率,即,无法判断两直线是否重合,
所以与平行或重合.
(3)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.
(4)由题意,知,,所以与平行或重合.
需进一步研究,,,四点是否共线,.所以,,,四点共线,所以与重合.
4.(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.
【经典例题二 已知直线平行求参数】
【例1】(23-24高三上·江苏南通·开学考试)若直线:与直线:平行,则=( )
A. B.或3 C. D.3
【答案】B
【分析】根据两直线平行,系数满足的关系求的值即可.
【详解】因为两直线平行,所以:
,
所以或.
故选:B
【例2】(23-24高二上·广东深圳·期中)已知直线经过两点,经过两点.
(1)若,求的值;
(2)若的倾斜角互余,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据,可得,再结合斜率公式即可得解;
(2)设的倾斜角为,则直线的倾斜角为,再结合斜率公式即可得解.
【详解】(1),
因为,
所以,得,
经检验,符合题意,
所以;
(2)因为的倾斜角互余,
设的倾斜角为,则直线的倾斜角为,
所以,得.
1.(2025·广东茂名·一模)已知直线,直线,若,则实数的值为( )
A.1 B. C.或1 D.0
【答案】C
【分析】根据两直线平行时系数的关系求解即可.
【详解】根据两直线平行,可知,解得.
故选:C
2.(多选题)(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知直线与平行,则的值可能是( )
A.1 B.3 C.4 D.6
【答案】BD
【分析】由两直线平行求解即可;
【详解】由题意可得,解得或6,
经检验,当或6,两直线的,两直线平行,
故选:BD.
3.(24-25高二上·上海青浦·期末)已知直线:与直线:平行,则 .
【答案】3
【分析】根据两直线平行的充要条件:且即可求解.
【详解】因为,由两直线平行的充要条件可得,
且,
解得.
故答案为;
4.(23-24高二上·江苏无锡·阶段练习)已知直线,直线,根据下列条件分别求实数的值:
(1)与相交;
(2)与平行.
【答案】(1)(1)且
(2)(2)
【分析】(1)根据两直线相交可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围;
(2)根据两直线平行可得出关于实数的等式与不等式,即可解得实数的值;
【详解】(1)解:已知,直线,
若与相交,则,即,解得且.
(2)已知,直线,
若与平行,则,即,解得.
【经典例题三 由斜率判断两条直线垂直】
【例1】(23-24高二上·安徽蚌埠·期末)直线的方向向量是,则下列选项中的直线与直线垂直的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由直线的方向向量可得其斜率为,进而得到与直线垂直的直线的斜率为,分别计算各选项的斜率即可判断.
【详解】因为直线的方向向量是,所以直线斜率,
所以与直线垂直的直线的斜率为.
对于选项A:由,可得斜率为,故选项A正确;
对于选项B:由,可得斜率为,故选项B错误;
对于选项C:由,可得斜率为,故选项C错误;
对于选项D:由,可得斜率为,故选项D错误.
故选:A.
【例2】(2023高二上·江苏·专题练习)判断下列各组中的直线与是否平行或垂直:
(1);
(2) ;
(3)的斜率为,经过点;
(4)经过点,经过点.
【答案】(1)平行
(2)重合
(3)垂直
(4)垂直
【分析】(1)由直线平行的充要条件证明即可.
(2)由直线重合的充要条件证明即可.
(3)由直线垂直的充要条件证明即可.
(4)由直线垂直的充要条件证明即可.
【详解】(1)因为,而,所以.
(2)因为,而,所以重合.
(3)直线的斜率,直线的斜率,,故.
(4)的倾斜角为90°,则轴.直线的斜率,则轴,故.
1.(23-24高二上·全国·课后作业)两直线的斜率分别是方程的两根,那么这两直线的位置关系是( )
A.垂直 B.斜交 C.平行 D.重合
【答案】A
【分析】利用根与系数的关系得,得到答案.
【详解】设两直线的斜率分别为,是方程的两根,
,利用根与系数的关系得:,故两直线的位置关系是垂直.
故选:.
2.(多选题)(23-24高二上·山西朔州·阶段练习)下列方程表示的直线中,与直线垂直的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】由两条直线斜率相乘为-1,判断两直线的垂直.
【详解】直线的斜率为4,则与直线垂直的直线的斜率为,符合条件的为B、C项.
故选:BC
3.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
【答案】垂直或重合
【分析】求出值,再代入方程并确定位置关系即得.
【详解】由,得或,
当时,:,:,,,
显然,所以直线与垂直;
当时,:,:,所以直线与重合.
故答案为:垂直或重合
4.(24-25高二上·四川广安·阶段练习)已知.
(1)若四点可以构成平行四边形,求点的坐标;
(2)在(1)的条件下若点在第四象限的情况下,判断构成的平行四边形是否为菱形.
【答案】(1)或或
(2)不是菱形
【分析】(1)分四边形、、是平行四边形三种情况讨论,分别利用对边的斜率相等求解即可;
(2)分别验证对角线是否垂直,即对角线斜率乘积是否为即可.
【详解】(1)由题意得,,,
设,若四边形是平行四边形,则,,
即,解得,即.
若四边形是平行四边形,则,,
即,解得,即.
若四边形是平行四边形,则,,
即,解得,即.
综上所述,点的坐标为或或.
(2)若的坐标为,因为,
直线的斜率不存在,所以平行四边形不是菱形.
【经典例题四 已知直线垂直求参数】
【例1】(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线与直线垂直,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】根据两直线方程垂直,分类求解的值.
【详解】若则直线与垂直,满足题意,
若则,则.
综上所述,则或.
故选:C
【例2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知的顶点,求的边BC上的高AD的斜率和垂足D的坐标.
【答案】;
【分析】根据题意,由的斜率即可得到其高线的斜率,然后由列出方程,即可得到的坐标.
【详解】因为 ,所以,
所以BC边上的高AD的斜率,
设,由,
及,可得,则.
1.(24-25高二上·湖北·阶段练习)直线:,:,若,则实数的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.或1
【答案】C
【分析】根据两直线垂直的公式求解即可.
【详解】因为:,:垂直,
所以,
解得或,
将,代入方程,均满足题意,
所以当或时,.
故选:.
2.(多选题)(23-24高二上·甘肃·期末)已知点关于直线的对称点在直线上,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.-2
【答案】AC
【分析】设点,利用的中点坐标满足方程,及垂直直线,得到方程组,解出即可.
【详解】因为点在直线上,设点,
又,
则的中点坐标为,
其必在直线上,
则,
化简为,①
又垂直直线,
故,化简为,②
联立①②,解得
,或,
又当时,根据垂直直线,
必有,此时直线方程为,
的中点坐标为,不在直线上,不满足题意,
故,
故选:AC.
3.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线与垂直,则实数 .
【答案】或
【分析】根据直线垂直的系数要求求解即可.
【详解】因为直线与垂直,
所以,解得或,
故答案为:或.
4.(22-23高二·江苏·假期作业)已知的顶点为,,,是否存在使为直角三角形,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
【答案】存在,或或
【分析】对的直角进行讨论,利用两直线垂直的斜率关系即可求出结果.
【详解】
若A为直角,则,
∴,
即,解得;
若B为直角,则,
∴,
即,解得;
若C为直角,则,
∴,
即,解得.
综上所述,存在或或,使为直角三角形.
【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高一下·上海浦东新·期末)设直线(、不同时为零),(、不同时为零),则“、相交”是“”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】C
【分析】分均不为0和有且只有一个为0两种情况讨论,分别证得充分性和必要性即可得出结论.
【详解】当直线斜率都存在即均不为0时,若“、相交”,则两直线的斜率不相等,得,即,当直线斜率有一个不存在即有且只有一个为0时,也成立,故充分性成立;
反之,均不为0时,若“”,则,则两直线的斜率不相等,即、相交,有且只有一个为0时,、也相交,故必要性成立;综上,则“、相交”是“”的充要条件,
故选:C.
【例2】(23-24高一下·吉林白城·期末)已知两条直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)x+3y+2m=0,当m为何值时,l1与l2:
(1)相交;
(2)平行;
(3)垂直.
【答案】(1)且;
(2);
(3).
【分析】(1)由直线平行的判定,要使直线相交只需,即可求值.
(2)由直线平行的判定有,注意验证直线是否存在重合的情况,即可得解.
(3)由直线垂直的判定有,即可求值.
【详解】(1)直线相交,则,即,
所以且.
(2)直线相交,则,即,
所以或.
当时,,,符合题设;
当时,,,两线重合,不合题设;
综上,.
(3)直线垂直,则,可得.
1.(22-23高二上·青海海东·期中)已知点,,,是的垂心.则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先设点C的坐标,再求出直线的斜率,则可求出直线的斜率和直线的倾斜角,联立方程组求出C的坐标;
【详解】设C点标为,直线AH斜率,
∴,而点B的横坐标为6,则,
直线BH的斜率,
∴直线AC斜率,
∴,
∴点C的坐标为.
故选:.
2.(多选题)(22-23高二·江苏·假期作业)(2023秋·河北石家庄·高二石家庄市第四中学校考阶段练习)以为顶点的三角形,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.以点为直角顶点的直角三角形
D.以点为直角顶点的直角三角形
【答案】AC
【分析】对于AB,利用斜率公式计算判断,对于C,通过计算判断,对于D,通过计算判断.
【详解】对于A,因为,所以,所以A正确,
对于B,因为,所以,所以B错误,
对于C,因为,,所以,
所以,所以以点为直角顶点的直角三角形,所以C正确,
对于D,因为,,所以,所以D错误,
故选:AC
3.(24-25高二上·全国·单元测试)已知直线过点,直线与直线的交点在第一象限,点为坐标原点.若为钝角三角形,则直线的斜率的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据直线斜率的定义,运用数形结合思想、分类讨论进行求解即可.
【详解】当为直角三角形时,或,此时的斜率或0.如图,设时,与交于点;
时,与交于点.
当从直线开始,绕点顺时针旋转到轴之间时,为钝角三角形,此时;记过点且与平行的直线为,
当从直线开始,绕点逆时针旋转到直线之间时,为钝角三角形,此时1.综上,.
故答案为:
4.(23-24高二上·北京大兴·期中)已知中,点,点,点.
(1)求边上的高所在直线的方程;
(2)求角平分线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用直线的垂直关系求出边上的高所在直线的斜率,进而得出答案;
(2)由得,所以角平分线的倾斜角为,求出的斜率,进而可得出答案.
【详解】(1)因为点,点,所以边所在直线斜率,
所以边上的高所在直线的斜率,且过点.
所以边上的高所在直线的方程为.
(2)由得,所以角平分线的倾斜角为,
所以角平分线所在直线的斜率.
又因为角平分线过点,
所以角平分线所在直线的方程为.
【拓展训练一 直线平行与垂直关系的判定】
【例1】(24-25高二上·天津·期末)已知直线与平行,则实数的值为( )
A.或0 B. C.或2 D.2
【答案】D
【分析】由题意,得,或.当时,重合,不符合题意,当时,即得.
【详解】由题意,可得,或,
当时,,,此时重合,不符合题意;
当时,,,,符合题意.
故选:D
【例2】(24-25高二·江苏·课后作业)已知点,,,,求证:四边形ABCD是梯形.
【答案】证明见解析
【分析】根据题意,只要证明四边形一组对边平行,且不相等,即可证明四边形为梯形.
【详解】由点,,,,
可得 ,
而 , ,
故,但 ,
所以四边形ABCD是梯形.
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.(多选题)(24-25高二上·辽宁大连·阶段练习)已知:直线,直线,直线,直线,则下列正确的是( )
A.对任意的恒成立 B.对任意的恒成立
C.存在,使得成立 D.存在,使得成立
【答案】ACD
【分析】利用来判断否垂直来研究A,C选项;利用来判断平行问题,来研究B,D.
【详解】A.直线,直线,
又,,故恒成立,选项正确,符合题意;
B.,,
又,故不成立,选项错误,不符合题意;
C.,,
又当时,,故成立,选项正确,符合题意;
D.,,
又当时,,
且,使得成立,选项正确,符合题意;
故选:ACD.
3.(2025高三·全国·专题练习)已知是直线上一点,是直线外一点,则方程所表示的直线与的关系是 .
【答案】平行
【分析】由题意有可得,根据当两直线方程的一次项系数相等,但常数项不相等时,两直线平行,得出结论.
【详解】由题意可得,
则方程,
即,
它与直线的一次项系数相等,但常数项不相等,
故表示与平行的直线,
故答案为:平行 .
4.(2024高二·全国·专题练习)判断下列直线与是否垂直:
(1)的倾斜角为,经过,两点;
(2)的斜率为,经过,两点;
(3)的斜率为,的倾斜角为,为锐角,且;
(4)经过点和,经过点和.
【答案】(1)垂直
(2)不垂直
(3)垂直
(4)当或时,直线,当且时,与不垂直.
【分析】(1)的斜率为,根据过两点的斜率公式可求的斜率,判断斜率的乘积是否为即可;
(2)根据过两点的斜率公式可求的斜率,判断斜率的乘积是否为即可;
(3)根据二倍角的正切公式求出的值,判断斜率的乘积是否为即可;
(4)分的斜率是否存在进行分类讨论,当两条两条直线垂直,可以是一条直线斜率不存在,另一条直线斜率为0,
也可以是两条直线斜率均存在时,斜率之积为,从而确定直线与垂直时的值.
【详解】(1)由题意知,直线的斜率为,
直线的斜率为,
因为,所以.
(2)由题意知,直线的斜率为,直线的斜率为,
而,所以与不垂直.
(3)记的斜率为,因为,所以,
解得或,
又因为为锐角,所以.
因为的斜率为,且,所以.
(4)由题意,直线的斜率一定存在,直线的斜率可能存在或不存在.
①当直线的斜率不存在时,,即,此时,满足.
②当直线的斜率存在时,,由斜率公式,得,.
若,则,即,解得.
综上所述,当或时,直线,当且时,与不垂直.
【拓展训练二 直线平行与垂直关系的求参及几何中应用】
【例1】(23-24高二上·山东潍坊·阶段练习)已知直线:,直线:,则直线与的位置关系是( )
A.平行 B.相交 C.重合 D.相交或重合
【答案】D
【分析】分和两种情况讨论直线的位置关系.
【详解】直线可化为,
所以当时,两直线重合;
当时,两直线相交.
故选:D
【例2】(23-24高二下·全国·课后作业)已知中,,E,F分别为的中点,求直线的斜率.
【答案】
【分析】利用斜率坐标公式及三角形中位线性质求解即得.
【详解】由,得直线的斜率,
在中,由E,F分别为的中点,得,
所以直线的斜率.
1.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知两条直线:,则( )
A.或 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据两直线平行充要条件即可判断,
【详解】由题意知,则,解之可得或(舍).
故选:D
2.(多选题)(23-24高二·全国·课后作业)(多选)已知直线与直线,则直线与直线的位置关系可能是( )
A.相交 B.重合 C.平行 D.垂直
【答案】ABC
【分析】利用直线与直线相交、平行、垂直、重合的性质直接求解即可.
【详解】直线的斜率为,过定点,
直线的斜率为,过点.
若直线与相交,则,而,
即可以成立,A正确;
若直线与重合,则,且,而,
可以有,B正确;
若直线与平行,则且,而,
可以有,C正确;
若直线与垂直,则,则,
与矛盾,直线与不可能垂直,D错误.
故选:ABC.
3.(24-25高二上·天津西青·期末)已知直线,若,则实数 .
【答案】或1
【分析】根据给定条件,利用直线垂直的充要条件列式计算即得.
【详解】,则根据直线垂直的充要条件列式得到,
解得或.
故答案为:或.
4.(22-23高二上·福建福州·阶段练习)已知在中,.
(1)求点D的坐标;
(2)试判定是否为菱形?
(3)求直线AD的方程.
【答案】(1)
(2)是
(3)
【分析】(1)运用直线的斜率相等构造方程组计算D坐标;
(2)运用直线斜率乘积判断,进而判断菱形;
(3)运用两点式得到直线AD方程.
【详解】(1)设,因为四边形为平行四边形,
所以
所以解得,所以
(2)因为
所以,
所以.所以为菱形.
(3)由于则直线AD方程为:,化简得到直线AD方程为:.
1.(24-25高二上·广东·期中)已知直线:,:,且,则( )
A.1 B.-2 C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据两直线平行系数要求判断即可
【详解】因为,
故,解得.
故选:C.
2.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知直线与直线平行,则m的值为( )
A.4 B.9 C. D.
【答案】A
【分析】由直线 和 互相平行列式求参即可.
【详解】因为直线 和 互相平行,且两直线的斜率一定存在,
所以 即 ,所以 .
故选:A
3.(23-24高二上·江苏扬州·阶段练习)设直线与直线的交点为分别为上任意两点,点为的中点,若,则的值为( )
A.2 B.-2 C.1 D.-1
【答案】C
【分析】先画图,再根据图像把长度关系转化为垂直关系即可.
【详解】如图所示,为中点,故,
又
所以中,,
于是,
故,即
所以,解得.
故选:C.
4.(23-24高二上·江苏泰州·阶段练习)两条直线:,:互相垂直,则a的值是( )
A.0 B.-1 C.-1或3 D.0或-1
【答案】C
【分析】根据两线垂直求解即可;
【详解】解:因为直线与互相垂直,
所以,
即:,
解得:或 .
故选:C.
5.(23-24高二上·辽宁大连·阶段练习)已知直线,互相垂直,则实数的值为( )
A. B.或 C. D.或
【答案】A
【分析】
根据两一般式直线相互垂直求的值,注意验证求得的值是否满足直线方程.
【详解】因为直线,互相垂直,
所以,所以 或,
当,直线不存在,故.
故选:A
6.(多选题)(24-25高二上·吉林长春·期末)在平面直角坐标系中,已知,,则( )
A.点在直线上 B.直线PQ的倾斜角是
C.直线PQ与直线平行 D.直线PQ的一个方向向量为
【答案】AC
【分析】对于选项A,将点代入直线方程看是否满足;对于选项B,通过两点坐标求出直线斜率进而得到倾斜角;对于选项C,求出两直线斜率比较是否相等;对于选项D,根据直线方向向量与斜率的关系来判断.
【详解】对于A选项,把点代入直线,左边,右边,
所以点在直线上,A选项正确.
对于B选项,已知,可得直线PQ的斜率.
设直线PQ的倾斜角为,,则,所以,B选项错误.
对于C选项,由前面计算,直线可化为,其斜率为.
两直线斜率相等,但直线PQ过点,将,代入,左边,
即点不在直线上,所以直线PQ与直线平行,C选项正确.
对于D选项, ,直线的方向向量与斜率的关系为.
对于向量,,所以不是直线PQ的斜率的一个方向向量,D选项错误.
故选:AC.
7.(多选题)(24-25高二上·浙江·期中)若直线:与直线:平行,则实数可能为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】BC
【分析】两直线平行的条件:对于直线和直线,若两直线平行,则,且或者.我们先根据求出可能的值,再检验是否满足后面的条件.
【详解】对于直线和直线.
由可得:,解得或者.
当时:直线,直线.
此时,两直线平行.
当时:直线,直线.
此时,两直线平行.
故选:BC.
8.(多选题)(23-24高二上·湖北宜昌·期中)已知直线的一个方向向量为,且经过点,则下列结论中正确的是( )
A.的倾斜角等于
B.在轴上的截距等于
C.与直线垂直
D.与直线平行
【答案】CD
【分析】根据题意求出直线的方程,然后逐个分析判断即可.
【详解】因为直线的一个方向向量为,
所以直线的斜率,
因为直线经过点,所以直线的方程为,
即,
A,直线的斜率,则倾斜角等于,A错误;
B,当时,,所以在轴上的截距等于,B错误;
C,因为直线的斜率,直线直线的斜率为,,所以两直线垂直,C正确;
D,因为直线的斜率,直线的斜率,不过(1,-2),所以两直线平行,D正确.
故选:CD
9.(多选题)(22-23高二上·福建莆田·期中)直线,则下列说法正确的是( )
A.若,则或 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】AD
【分析】应用直线平行、垂直的判定列方程求参数,注意验证即可得答案.
【详解】已知直线,
若,则,求得或,
经检验或都满足条件,故A正确,B不正确.
若,则,得,故C不正确,D正确.
故选:AD
10.(多选题)(24-25高二上·福建·期中)已知直线,,则下列说法正确的是( )
A.若满足在轴上的截距与在轴上的截距相等,则
B.必过定点
C.若,则或4
D.若,则
【答案】BC
【分析】赋值法判断A;求出的定点判断B;利用平行和垂直的条件判定C、D
【详解】当时,方程为 ,也满足在轴上的截距与在轴上的截距相等,故A错;
把变形得,
所以,所以必过定点,故B对;
若,则满足或1,故C对;
若,则满足或,故D错;
故选:BC
11.(24-25高二上·陕西安康·期中)已知直线与满足.则 .
【答案】2
【分析】根据直线平行求出,再代入直线方程检验即可.
【详解】由,可得,
解得或,
当时,与重合,不符合题意,
当时,与平行,满足题意,
故答案为:2
12.(23-24高二上·河南洛阳·期末)已知直线:与:平行,则 .
【答案】/0.2
【分析】由两条直线平行的充要条件,可得的值.
【详解】因为两条直线平行,所以,解得.
故答案为:.
13.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)已知直线与直线互相垂直,则实数的值为 .
【答案】或
【分析】利用斜率是否存在进行讨论分析,再由斜率之积为列方程求参数.
【详解】当时,
直线化为:,
直线化为,
此时两直线垂直,满足题意;
当时,
直线化为:,
直线化为,
此时两直线不垂直,不满足题意;
当且时,
直线的斜率为,
直线的斜率为,
因为两直线垂直,所以,解得,
综上可得:实数的值为或,
故答案为: 或.
14.(24-25高二上·上海·阶段练习)已知直线与直线垂直,则 .
【答案】1
【分析】根据两直线垂直,分类讨论,直接列出方程求解,即可得出结果.
【详解】当时,,
由知,斜率为1,
所以直线与不垂直,不符合题意;
当时,,
因为直线与直线垂直,
所以,解得.
故答案为:1.
15.(24-25高二上·天津河西·期中)已知直线与直线垂直,点为垂足,则等于 .
【答案】
【分析】利用两直线的垂直条件求解参数,再计算代数式即可.
【详解】因为,所以,
因为两条直线垂直,且,
所以,解得,此时,
将代入中,得到,
解得,此时垂足为点,将代入中,
得到,解得,
故.
故答案为:
16.(24-25高二上·山东潍坊·期中)已知坐标平面内三点.
(1)若可以构成平行四边形,且点在第一象限,求点的坐标;
(2)若是线段上一动点,求的取值范围.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1) 设,根据求解即可;
(2) 因为表示直线的斜率,求出与点重合时,直线的斜率;与点重合时,直线的斜率,由此即可得答案.
【详解】(1)如图,当点在第一象限时,,
设,则,解得,
故点的坐标为.
(2)由题意得为直线的斜率,如图,
当点与点重合时,直线的斜率最小,;
当点与点重合时,直线的斜率最大,.
故直线的斜率的取值范围为,
即的取值范围为.
17.(2024高三·全国·专题练习)已知两点.
(1)是否存在整数,使直线与直线相交?
(2)是否存在整数,使直线与线段相交?
(3)是否存在正整数,使点分别位于直线的两侧?
【答案】(1)存在
(2)存在
(3)不存在
【分析】(1)由两相交直线斜率不相等即可得解.
(2)通过分析得知,将点、的坐标代入后,其值的乘积必小于或等于0,由此即可得解.
(3)由(2)中结论结合正整数的范围即可得解.
【详解】(1)直线的斜率,直线的斜率,
因为两条直线相交,则,即,故可以取外的所有整数.
(2)位于直线上的点,其坐标代入后,其值必为0.
位于直线同侧的点,其坐标代入后,其值必同号.
而位于直线两侧的点,其坐标代入后,其值必异号.
直线与线段相交,则点和或位于该直线的两侧,或其中一点在该直线上.
于是将点、的坐标代入后,其值的乘积必小于或等于0,
即,解得.因此符合条件的整数可以是或1.
(3)由问题(2)的分析知,当位于直线的两侧,将点的坐标分别代入后,其值必异号,
则乘积必小于0,即,解得,因此符合条件的正整数不存在.
18.(24-25高二上·山西晋中·开学考试)判断下列各对直线是否平行或垂直:
(1)经过两点的直线,与经过且斜率为1的直线;
(2)经过两点的直线,与经过点且斜率为的直线.
(3)试确定的值,使过两点的直线与过两点的直线:
(I)平行;
(II)垂直.
【答案】(1)平行
(2)垂直
(3)(I);(II)
【分析】(1)分别求出两直线方程,根据斜率关系即可判断;
(2)求出直线的斜率,根据斜率关系即可判断;
(3)(I)根据两条平行直线的斜率关系即可求解;(II)根据两条垂直直线的斜率关系即可求解.
【详解】(1)因为直线经过两点,所以,则直线的方程为:;
因为直线经过且斜率为1,所以直线方程为:,
则直线与直线平行.
(2)因为直线经过两点,所以,
因为直线的斜率为,
所以,
则直线与直线垂直.
(3)因为直线过,
所以;
(I)当直线与直线平行时;则,解得:
(II) 当直线与直线垂直时则,解得:
19.(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.
20.(23-24高二上·贵州·开学考试)已知直线经过,直线经过点.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
【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)由题可知直线的斜率存在且,
若则直线的斜率也存在,
由,
得,即解得或,
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,即,
解得或,
所以当或时,.
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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+2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 已知直线平行求参数
题型三 由斜率判断两条直线垂直
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 直线平行与垂直关系的判定
拓展训练二 直线平行与垂直关系的求参及几何中应用
知识点一:两条直线平行
1. 两条不重合直线l1:y=k1x+b1和l2:y=k2x+b2(b1≠b2),若l1 ∥l2,则k1=k2;反之,若k1=k2,则l1 ∥l2,如图所示.
2. 如果不重合的两直线l1,l2的斜率都不存在,那么它们的倾斜角都是90°,从而它们互相平行.
【知识剖析】
探究两条直线平行与斜率的关系
l1 ∥l2⇔k1=k2成立的前提条件有两个:①两条直线的斜率都存在;②这两条直线不重合.
【即时训练】
1.(24-25高二上·浙江台州·期中)直线,,则“”是“”的( )条件
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(24-25高二上·山西临汾·开学考试)已知直线,直线,若,则 .
知识点二:两条直线垂直
1. 设直线l1:y=k1x+b1,直线l2:y=k2x+b2. 若l1⊥l2,则k1·k2=-1;反之,若k1·k2=-1,则l1⊥l2 .
2. 对于直线l1:x=a,直线l2:y=b,由于l1⊥x轴,l2⊥y轴,所以l1⊥l2.
3. 若两条直线中的一条斜率不存在,同时另一条斜率等于零,则两直线垂直.
4. 已知两条直线l1:Ax+By+C=0和l2:Bx-Ay+C2=0,它们的法向量分别是(A,B)和(B,-A),法向量互相垂直则两条直线互相垂直.
【知识剖析】
两条直线垂直的判定可简述为:
l1⊥l2⇔k1·k2=-1或一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0.
【即时训练】
1.(22-23高二下·上海杨浦·期中)下列各组直线中,互相垂直的一组是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
2.(24-25高二上·全国·单元测试)已知直线与直线互相垂直,则 .
【经典例题一 由斜率判断两条直线平行】
【例1】(23-24高二上·上海金山·期中)“”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
【例2】(2024高二·全国·专题练习)根据下列给定的条件,判断直线与直线是否平行.
(1)经过点,,经过点,;
(2)的斜率为,经过点,;
(3)平行于轴,经过点,;
(4)经过点,,经过点,.
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
2.(多选题)(23-24高二上·山东烟台·阶段练习)已知直线,则( )
A.直线的斜率为 B.直线的倾斜角为150°
C.直线不经过第三象限 D.直线与直线平行
3.(23-24高二上·全国·课前预习)根据下列给定的条件,判定直线与直线是否平行或重合:
(1)经过点,;经过点,;( )
(2)的斜率为,经过点,;( )
(3)平行于轴,经过点,;( )
(4)经过点,,经过点,.( )
4.(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),.
【经典例题二 已知直线平行求参数】
【例1】(23-24高三上·江苏南通·开学考试)若直线:与直线:平行,则=( )
A. B.或3 C. D.3
【例2】(23-24高二上·广东深圳·期中)已知直线经过两点,经过两点.
(1)若,求的值;
(2)若的倾斜角互余,求的值.
1.(2025·广东茂名·一模)已知直线,直线,若,则实数的值为( )
A.1 B. C.或1 D.0
2.(多选题)(24-25高二上·浙江绍兴·期中)已知直线与平行,则的值可能是( )
A.1 B.3 C.4 D.6
3.(24-25高二上·上海青浦·期末)已知直线:与直线:平行,则 .
4.(23-24高二上·江苏无锡·阶段练习)已知直线,直线,根据下列条件分别求实数的值:
(1)与相交;
(2)与平行.
【经典例题三 由斜率判断两条直线垂直】
【例1】(23-24高二上·安徽蚌埠·期末)直线的方向向量是,则下列选项中的直线与直线垂直的是( )
A. B.
C. D.
【例2】(2023高二上·江苏·专题练习)判断下列各组中的直线与是否平行或垂直:
(1);
(2) ;
(3)的斜率为,经过点;
(4)经过点,经过点.
1.(23-24高二上·全国·课后作业)两直线的斜率分别是方程的两根,那么这两直线的位置关系是( )
A.垂直 B.斜交 C.平行 D.重合
2.(多选题)(23-24高二上·山西朔州·阶段练习)下列方程表示的直线中,与直线垂直的是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知,则直线:和直线:的位置关系为 .
4.(24-25高二上·四川广安·阶段练习)已知.
(1)若四点可以构成平行四边形,求点的坐标;
(2)在(1)的条件下若点在第四象限的情况下,判断构成的平行四边形是否为菱形.
【经典例题四 已知直线垂直求参数】
【例1】(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线与直线垂直,则( )
A. B. C.或 D.或
【例2】(23-24高二上·全国·课后作业)已知的顶点,求的边BC上的高AD的斜率和垂足D的坐标.
1.(24-25高二上·湖北·阶段练习)直线:,:,若,则实数的值为( )
A.0 B.1 C.0或1 D.或1
2.(多选题)(23-24高二上·甘肃·期末)已知点关于直线的对称点在直线上,则实数的值为( )
A. B.2 C. D.-2
3.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线与垂直,则实数 .
4.(22-23高二·江苏·假期作业)已知的顶点为,,,是否存在使为直角三角形,若存在,求出m的值;若不存在,说明理由.
【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高一下·上海浦东新·期末)设直线(、不同时为零),(、不同时为零),则“、相交”是“”的( )条件
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【例2】(23-24高一下·吉林白城·期末)已知两条直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)x+3y+2m=0,当m为何值时,l1与l2:
(1)相交;
(2)平行;
(3)垂直.
1.(22-23高二上·青海海东·期中)已知点,,,是的垂心.则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(多选题)(22-23高二·江苏·假期作业)(2023秋·河北石家庄·高二石家庄市第四中学校考阶段练习)以为顶点的三角形,下列结论正确的有( )
A.
B.
C.以点为直角顶点的直角三角形
D.以点为直角顶点的直角三角形
3.(24-25高二上·全国·单元测试)已知直线过点,直线与直线的交点在第一象限,点为坐标原点.若为钝角三角形,则直线的斜率的取值范围是 .
4.(23-24高二上·北京大兴·期中)已知中,点,点,点.
(1)求边上的高所在直线的方程;
(2)求角平分线所在直线的方程.
【拓展训练一 直线平行与垂直关系的判定】
【例1】(24-25高二上·天津·期末)已知直线与平行,则实数的值为( )
A.或0 B. C.或2 D.2
【例2】(24-25高二·江苏·课后作业)已知点,,,,求证:四边形ABCD是梯形.
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.(多选题)(24-25高二上·辽宁大连·阶段练习)已知:直线,直线,直线,直线,则下列正确的是( )
A.对任意的恒成立 B.对任意的恒成立
C.存在,使得成立 D.存在,使得成立
3.(2025高三·全国·专题练习)已知是直线上一点,是直线外一点,则方程所表示的直线与的关系是 .
4.(2024高二·全国·专题练习)判断下列直线与是否垂直:
(1)的倾斜角为,经过,两点;
(2)的斜率为,经过,两点;
(3)的斜率为,的倾斜角为,为锐角,且;
(4)经过点和,经过点和.
【拓展训练二 直线平行与垂直关系的求参及几何中应用】
【例1】(23-24高二上·山东潍坊·阶段练习)已知直线:,直线:,则直线与的位置关系是( )
A.平行 B.相交 C.重合 D.相交或重合
【例2】(23-24高二下·全国·课后作业)已知中,,E,F分别为的中点,求直线的斜率.
1.(24-25高二上·重庆·阶段练习)已知两条直线:,则( )
A.或 B. C. D.
2.(多选题)(23-24高二·全国·课后作业)(多选)已知直线与直线,则直线与直线的位置关系可能是( )
A.相交 B.重合 C.平行 D.垂直
3.(24-25高二上·天津西青·期末)已知直线,若,则实数 .
4.(22-23高二上·福建福州·阶段练习)已知在中,.
(1)求点D的坐标;
(2)试判定是否为菱形?
(3)求直线AD的方程.
1.(24-25高二上·广东·期中)已知直线:,:,且,则( )
A.1 B.-2 C.2 D.3
2.(23-24高二上·江苏南通·阶段练习)已知直线与直线平行,则m的值为( )
A.4 B.9 C. D.
3.(23-24高二上·江苏扬州·阶段练习)设直线与直线的交点为分别为上任意两点,点为的中点,若,则的值为( )
A.2 B.-2 C.1 D.-1
4.(23-24高二上·江苏泰州·阶段练习)两条直线:,:互相垂直,则a的值是( )
A.0 B.-1 C.-1或3 D.0或-1
5.(23-24高二上·辽宁大连·阶段练习)已知直线,互相垂直,则实数的值为( )
A. B.或 C. D.或
6.(多选题)(24-25高二上·吉林长春·期末)在平面直角坐标系中,已知,,则( )
A.点在直线上 B.直线PQ的倾斜角是
C.直线PQ与直线平行 D.直线PQ的一个方向向量为
7.(多选题)(24-25高二上·浙江·期中)若直线:与直线:平行,则实数可能为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.(多选题)(23-24高二上·湖北宜昌·期中)已知直线的一个方向向量为,且经过点,则下列结论中正确的是( )
A.的倾斜角等于
B.在轴上的截距等于
C.与直线垂直
D.与直线平行
9.(多选题)(22-23高二上·福建莆田·期中)直线,则下列说法正确的是( )
A.若,则或 B.若,则
C.若,则 D.若,则
10.(多选题)(24-25高二上·福建·期中)已知直线,,则下列说法正确的是( )
A.若满足在轴上的截距与在轴上的截距相等,则
B.必过定点
C.若,则或4
D.若,则
11.(24-25高二上·陕西安康·期中)已知直线与满足.则 .
12.(23-24高二上·河南洛阳·期末)已知直线:与:平行,则 .
13.(24-25高二上·贵州贵阳·阶段练习)已知直线与直线互相垂直,则实数的值为 .
14.(24-25高二上·上海·阶段练习)已知直线与直线垂直,则 .
15.(24-25高二上·天津河西·期中)已知直线与直线垂直,点为垂足,则等于 .
16.(24-25高二上·山东潍坊·期中)已知坐标平面内三点.
(1)若可以构成平行四边形,且点在第一象限,求点的坐标;
(2)若是线段上一动点,求的取值范围.
17.(2024高三·全国·专题练习)已知两点.
(1)是否存在整数,使直线与直线相交?
(2)是否存在整数,使直线与线段相交?
(3)是否存在正整数,使点分别位于直线的两侧?
18.(24-25高二上·山西晋中·开学考试)判断下列各对直线是否平行或垂直:
(1)经过两点的直线,与经过且斜率为1的直线;
(2)经过两点的直线,与经过点且斜率为的直线.
(3)试确定的值,使过两点的直线与过两点的直线:
(I)平行;
(II)垂直.
19.(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.
20.(23-24高二上·贵州·开学考试)已知直线经过,直线经过点.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
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