摘要:
该高中数学导学案以“直线”为核心主题,围绕斜率与倾斜角、含参直线过定点、位置关系、三种距离、对称问题及将军饮马和三角形面积最值等七个考向系统设计,通过课时递进、任务关联和典型例题层层深入,构建从概念理解到综合应用的完整学习路径,帮助学生建立清晰的知识结构与解题逻辑。
亮点在于“问题驱动+素养导向”的单元探究设计,突出数学抽象、逻辑推理和数学建模的核心素养。例如在“将军饮马”专题中,学生需结合轴对称原理与最短路径思想解决实际问题,提升空间观念与运算能力;在“含参直线过定点”环节,通过变式训练引导学生发现参数变化背后的不变本质,发展推理意识与模型观念。每道例题后配有针对性变式练习,形成“学—练—思—拓”的闭环,既助力学生深度理解知识本质,也为教师开展大单元教学提供可操作性强、目标明确的教学支架。
内容正文:
第03讲 直线
考向一 斜率与倾斜角
【例1-1】(24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期中)已知、,若斜率存在的直线l经过点,且与线段AB有交点,则l的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【例1-2】(24-25高二下·湖南岳阳·开学考试)经过点作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,求直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B. C.,-1)) D.[1,+
【例1-3】.(22-23高二上·贵州贵阳·阶段练习)已知直线:,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
【例1-4】.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知三点,,在同一条直线上,则的值为( )
A. B. C. D.
【例1-5】.(2025·江西新余·一模)已知直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(25-26高二上·全国·课后作业)若过点,的直线的倾斜角的取值范围是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·广东·阶段练习)已知,且点,,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·福建龙岩·期中)已知直线及两点,,若直线与线段相交,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(24-25高二上·上海·阶段练习)在线段(包括端点)上运动,已知,,则的取值范围是 .
考向二 含参直线过定点
【例2】(25-26高二上·全国·课后作业)不论为何实数,直线过定点( )
A. B. C. D.
【变式】
1.(25-26高二上·全国·课后作业)已知直线,当变化时,直线总是经过定点,则定点坐标为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·全国·课前预习)已知直线恒过点P,则过点P并与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·甘肃白银·期中)在直线方程中,当k变化时,可得无数条直线,这些直线恒过的定点是 .
考向三 直线的位置关系
【例3-1】(25-26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3-2】(25-26高三上·河南商丘·开学考试)已知直线,,则“”是“”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3-3】(24-25高二下·河南新乡·期中)若直线与互相垂直,则( )
A.0 B. C. D.
【变式】
1.(25-26高二上·重庆·开学考试)若直线与直线平行,则( )
A.0 B.或0 C. D.1
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.(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
考向四 三种距离
【例4-1】(2024-2025四川成都·期末)直线和直线分别过定点和,则( )
A. B. C. D.
【例4-2】(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.;
【例4-3】(2025高三·全国·专题练习)函数的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【例4-4】(25-26高二上·全国·课前预习)已知直线和直线平行,则这两条平行线之间的距离为( )
A. B. C. D.
【变式】
1.(24-25高二上·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·江苏常州·期末)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(2025高二上·全国·专题练习)已知直线l经过点,且原点到直线l的距离等于2,则直线l的方程为 .
4.(24-25高二上·湖北·期末)已知直线,若,则与之间的距离为 .
考向五 对称问题
【例5-1】(23-24高二上·吉林长春·期中)关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【例5-2】(2025高三·全国·专题练习)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【例5-3】(24-25高二上·江苏苏州·期末)直线关于直线:对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式】
1.(24-25高二下·上海·阶段练习)点关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
2.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
3.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知直线,试求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线对称的直线方程;
(3)直线关于点对称的直线方程.
考向六 将军饮马
【例6-1】(24-25高二上·福建福州·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题— “将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B. C. D.
【例6-2】(24-25高二上·江苏泰州·期中)点在直线上运动,,,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式】
1.(24-25高二上·重庆·期中)(多选)古代数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是.军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是
D.“将军饮马”走过的总路程为
2(24-25高二上·福建福州·期中)(多选)已知直线和两点.在直线l上有一点P,则的最小值和的最值为( )
A.的最小值为12 B.的最小值为6
C.的最小值为 D.的最大值为2
3.(24-25高二上·内蒙古赤峰·阶段练习)唐代诗人李顾的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为 .
考向七 三角形面积最值
【例7-1】(22-23高二上·福建福州·阶段练习)已知直线.
(1)直线经过定点吗?若经过定点,求出定点坐标;若不经过定点,说明理由;
(2)求原点到直线距离的最大值;
(3)若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于两点,当面积最小时,求对应的直线的方程.
【例7-2】(23-24高二上·上海·期末)已知直线,,,三条直线围成,则当面积取得最大时的值为 .
【变式】
1.(24-25高二上·福建莆田·阶段练习)已知直线过定点
(1)若到直线的距离为,求直线的方程;
(2)若直线分别与轴,轴的负半轴交于两点,求(为坐标原点)面积的最小值及此时直线的方程.
2.(21-22高二上·广东梅州·阶段练习)已知直线l:.
(1)证明:直线一定经过第三象限;
(2)设直线与轴,轴分别交于A,B点,当点离直线最远时,求的面积.
3.(22-23高二上·四川成都·阶段练习)已知,三条直线两两相交,交点分别为.
(1)证明:是直角三角形,且有一个顶点为定点;
(2)求面积的最大值.
题组一 斜率与倾斜角
1.(24-25高二下·安徽滁州·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
2.(2024·全国·模拟预测)已知角的顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边与直线平行,则的值为( )
A.2 B. C. D.
3.(24-25高二下·云南曲靖·阶段练习)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
4.(25-26高二上·全国·课后作业)经过点作直线,若直线与连接点,的线段没有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是 .
5.(25-26高二上·全国·课后作业)已知点,,若,则直线的倾斜角的取值范围为 .
6.(2025高三·全国·专题练习)设,若点在线段上,则的取值范围是 .
7.(2025高三·全国·专题练习)过点的直线倾斜角,那么的取值范围是 .
题组二 含参直线过定点
1.(2024·安徽合肥)已知直线过定点,直线过定点与的交点为,则面积的最大值为( )
A. B. C.5 D.10
2.(2025湖北)直线,点,,若与线段AB相交,则的范围为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·重庆·期末)(多选)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线恒过定点
B.若直线在轴上的截距为,则
C.若直线与直线垂直,则
D.若,则直线的倾斜角的取值范围为
题组三 直线的位置关系
1.(24-25上海静安)已知直线与互相垂直,则实数的值为 .
2.(2025·上海黄浦)直线,直线,若,则 .
3.(24-25高二下·上海浦东新·期中)已知关于的方程组无解,则实数的值为 .
3.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线与直线相互平行,则实数的值是 .
4.(2025北京)已知四边形的顶点,则四边形的形状为 .
5.(24-25高二上·广西玉林·期末)(多选)已知直线:,则下列选项正确的是( )
A.当直线与直线平行时,
B.当直线与直线垂直时,
C.当时,直线的倾斜角为135°
D.原点到直线的距离最大值为
6.(25-26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 .
题组四 三种距离
1.(24-25高二上·广东汕头·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是( )
A.5 B. C.4 D.
2.(24-25高二上·北京·阶段练习)若点在直线上运动,则的最小值为( )
A. B. C.13 D.
3.(25-26高二上·全国·课前预习)已知直线和的交点为,则点到直线的距离的取值范围是( )
A. B.
C. D.
4.(24-25高二下·广西河池·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C.2 D.
5.(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 .
6.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,则的最小值为 .
7.(24-25高二上·天津和平·开学考试)直线与之间的距离的最大值为 .
8.(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 .
9.(24-25高二上·四川眉山·期末)已知直线与直线平行(其中为实数),则它们之间的距离为 .
题组五 对称及其应用
1.(2025·广东深圳)点关于直线的对称点为,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二下·湖北·期中)已知点关于直线对称的点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)若点关于直线:(,)的对称点为,则( )
A. B. C.3 D.5
4.(24-25高二上·山东泰安·期中)已知直线与直线关于点对称,则恒过的定点为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知直线与直线关于直线对称,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(24-25高二上·重庆渝中·期末)与直线关于x轴对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·河南洛阳·阶段练习)已知直线与关于原点对称,则恒过点( )
A. B. C. D.
8.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程为( )
A. B. C. D.
9.(23-24高二上·陕西西安·期中)设直线,直线,则关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高二上·山东青岛·期中)直线关于x轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
11.(24-25高二上·江苏常州·期中)点与点关于直线l:对称,则的值为 .
12.(24-25高二上·重庆·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .
13.(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知直线,,若直线与关于直线l对称,则直线l的方程为 .
14.(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程是 .
15.(24-25高二上·内蒙古呼伦贝尔·阶段练习)已知点在直线上,则的最小值为
题组六 将军饮马
1.(24-25高二上·湖北·期中)已知点,动点P在直线上,则的最小值为 .
2.(24-25高二上·广东广州·期中)直线上的一点,到与的距离之差的绝对值的最大值为 .
3.(24-25高二上·天津·期中)三角形中,顶点,点B在直线上,点C在x轴上,则三角形周长的最小值为 .
题组七 三角形的面积最值
1.(24-25高二上·吉林长春·期中)(多选)设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,(点与点A,B不重合),则的面积的值可以是( )
A. B. C.3 D.
2.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经、边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的面积等于( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·湖北·期中)已知直线过定点,直线的方程是.
(1)若直线的横截距为纵截距2倍,求直线的方程.
(2)若直线与,轴正半轴分别交于,两点,过,分别作直线垂线,垂足分别是,.求四边形面积的最小值.
4.(23-24高二上·四川内江·期中)已知直线l:.
(1)求原点到直线l的距离的最大值;
(2)若l交x轴正半轴于A,交y轴正半轴于B,的面积为S,求S最小值时直线l的方程.
5.(23-24高二上·河南洛阳·期中)已知直线方程为.
(1)证明:直线恒过定点;
(2)为何值时,点到直线的距离最大,最大值为多少?
(3)若直线分别与轴,轴的负半轴交于、两点,求面积的最小值及此时直线的方程.
6.(24-25上海普陀)过点的直线分别交与于两点.
(1)若直线的倾斜角为,求直线的一般式方程.
(2)当最小时,求直线的方程;
(3)已知为坐标原点,设的面积为,讨论这样的直线的条数.
7.(24-25高二上·重庆·期中)已知两直线,
(1)求过两直线的交点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程;
(2)已知两点,,动点在直线运动,求的最小值.
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第03讲 直线
考向一 斜率与倾斜角
【例1-1】(24-25高二上·内蒙古呼和浩特·期中)已知、,若斜率存在的直线l经过点,且与线段AB有交点,则l的斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由直线的斜率公式可得:;.
结合图形,要使直线l经过点,且与线段AB有交点,l的斜率需满足或.
故选:C.
【例1-2】(24-25高二下·湖南岳阳·开学考试)经过点作直线l,若直线l与连接,两点的线段总有公共点,求直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B. C.,-1)) D.[1,+
【答案】A
【解析】,
如图所示:
由图知:若直线l与连接,两点的线段总有公共点,
则直线l的斜率k的取值范围是,
故选:A
【例1-3】.(22-23高二上·贵州贵阳·阶段练习)已知直线:,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】直线的方程可化为,由,可得,
所以,直线过定点,
设直线的斜率为,直线的倾斜角为,则
因为直线的斜率为,直线的斜率为,
因为直线经过点,且与线段总有公共点,
将代入方程:
可得:不成立,不在直线上,
所以,即,
因为所以或
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
【例1-4】.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知三点,,在同一条直线上,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由,,三点共线,得,即,解得.
故选:B
【例1-5】.(2025·江西新余·一模)已知直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】直线的斜率为,设该直线的倾斜角为,则,
又因为,故.
故选:D.
【变式】
1.(25-26高二上·全国·课后作业)若过点,的直线的倾斜角的取值范围是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当时,直线的斜率不存在,两点横坐标相等,即;
当时,直线的斜率存在,
则或,解得或;
综上所述,实数的取值范围是.
故选:B.
2.(24-25高二上·广东·阶段练习)已知,且点,,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设直线的倾斜角为,
由题意,
因为,所以,所以,
所以,即,
所以,
即直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
3.(24-25高二上·福建龙岩·期中)已知直线及两点,,若直线与线段相交,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】易知直线过定点,如下图所示:
易知当直线与线段相交时,直线需处在直线与直线之间;
且,,
又易知可化为,其斜率为,
因此可得,解得.
即的取值范围是.
故选:C
4.(24-25高二上·上海·阶段练习)在线段(包括端点)上运动,已知,,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】表示线段上的点与连线的斜率,
因为,
所以由图可知的取值范围是.
故答案为:.
考向二 含参直线过定点
【例2】(25-26高二上·全国·课后作业)不论为何实数,直线过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】法一:直线方程可化为,
令,解得,即定点坐标为.
法二:直线方程可化为,
则,解得,即定点坐标为.
故选:B.
【变式】
1.(25-26高二上·全国·课后作业)已知直线,当变化时,直线总是经过定点,则定点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解法一:直线方程可化为,
分离参数后直线交点即为定点.
令,解得,所以直线过定点.
解法二(取特殊值):直线方程中,
令,得;令,得.
由,解得,所以直线过定点.
解法三:设直线过定点,则,
即,
则,解得,所以直线过定点.故选:B.
2.(25-26高二上·全国·课前预习)已知直线恒过点P,则过点P并与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由,得,
直线恒过点.
因为的斜率为,
所以所求直线的斜率为,其方程为,即,
故选:A.
3.(23-24高二上·甘肃白银·期中)在直线方程中,当k变化时,可得无数条直线,这些直线恒过的定点是 .
【答案】
【解析】将直线方程变形为,由直线方程的点斜式可知直线恒过的定点是.故答案为:
考向三 直线的位置关系
【例3-1】(25-26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
【解析】因为两直线平行,所以:,所以或.故选:B
【例3-2】(25-26高三上·河南商丘·开学考试)已知直线,,则“”是“”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
【解析】直线,平行或重合的充要条件是,所以或.
将代入直线,的方程,得,,易知;
将代入直线,的方程,得,,直线,重合,故舍去.
综上所述,“”是“”的充要条件.故选:.
【例3-3】(24-25高二下·河南新乡·期中)若直线与互相垂直,则( )
A.0 B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知直线的斜率,
当时,直线的斜率不存在,不满足;
当时,直线的斜率,
由,得,即,解得.
故选:B
【变式】
1.(25-26高二上·重庆·开学考试)若直线与直线平行,则( )
A.0 B.或0 C. D.1
【答案】C
【解析】由题意得,即,解得或.
当时,两直线方程都为,两直线重合,不合题意,舍去;
当时,两直线方程分别为和,此时两直线平行,符合题意.
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
【解析】由题可得,解得或(舍去).
故选:D.
3.(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
【解析】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
考向四 三种距离
【例4-1】(2024-2025四川成都·期末)直线和直线分别过定点和,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】直线过定点,
直线,
则,可得过定点,
所以.
故选:A
【例4-2】(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
【解析】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
【例4-3】(2025高三·全国·专题练习)函数的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】B
【解析】由题可得的定义域为,又,所以可以看作是x轴上的动点分别与两点,的距离之和,如图,点关于x轴对称的点为,则当与,三点共线时,距离之和最小,则.
故选:B
【例4-4】(25-26高二上·全国·课前预习)已知直线和直线平行,则这两条平行线之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】直线可化为,设两条平行直线间的距离为,则.
故选:.
【变式】
1.(24-25高二上·北京大兴·期中)过点,的直线的斜率为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】依题意,,解得,
所以,所以.
故选:B
2.(24-25高二上·江苏常州·期末)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由得,
由得,故直线过定点.
记点为点,当与直线垂直时,点到直线的距离有最大值,
最大值为.
故选:D.
3.(2025高二上·全国·专题练习)已知直线l经过点,且原点到直线l的距离等于2,则直线l的方程为 .
【答案】或
【解析】当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为,符合原点到直线l的距离等于2;
当直线l的斜率存在时,设所求直线l的方程为,即,
由,
得,即直线l的方程为.
综上,直线l的方程为或.
4.(24-25高二上·湖北·期末)已知直线,若,则与之间的距离为 .
【答案】/
【解析】由,可得,解得,所以直线,即,
所以与间的距离为.故答案为:.
考向五 对称问题
【例5-1】(23-24高二上·吉林长春·期中)关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设关于直线的对称点为,则,解得.故选:A.
【例5-2】(2025高三·全国·专题练习)与直线关于坐标原点对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设直线上一点关于坐标原点对称的点为,
则,,解得,,代入,得,
即所求直线的方程为.故选:D.
【例5-3】(24-25高二上·江苏苏州·期末)直线关于直线:对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】联立,解得.则交点坐标为.
取直线上一点,设点关于直线:的对称点为,
则由,且线段的中点在直线上,
得,解得.故所求直线过点,.
所以所求直线方程为:,即.故选:B
【变式】
1.(24-25高二下·上海·阶段练习)点关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设点关于直线的对称点为,
则满足,解得,即.
故选:C.
2.(23-24高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
【答案】A
【解析】由于直线与直线关于点对称,
所以两直线平行,故,则,
由于点在直线上,关于点的对称点为,
故在上,代入可得,故,
故选:A
3.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知直线,试求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线对称的直线方程;
(3)直线关于点对称的直线方程.
【答案】【小题1】 【小题2】 【小题3】
【解析】(1)设点关于直线 的对称点的坐标为,
则有题意可得,解得,
故点关于直线的对称点的坐标为.
(2)由可得,
直线与直线的交点为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则由解得,
即.
由题意可得、两点是所求直线上的两个点,则直线斜率为,
则直线方程为,
化简为.
(3)在直线上任意取出两个点,
求出这两个点关于点对称点分别为
由题意可得,是所求直线上的两个点,
则直线斜率为3,
则所求直线方程为,
即.
考向六 将军饮马
【例6-1】(24-25高二上·福建福州·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题— “将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线的方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】如图,作点关于直线的对称点为,
则,解得,所以.
则“将军饮马”的最短总路程为.故选:C.
【例6-2】(24-25高二上·江苏泰州·期中)点在直线上运动,,,则的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】点,都在直线的下方,点关于直线的对称点,
于是,当且仅当点是线段与直线的交点时取等号,
所以的最小值是5.故选:C
【变式】
1.(24-25高二上·重庆·期中)(多选)古代数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是.军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是
D.“将军饮马”走过的总路程为
【答案】BD
【解析】由题可知在的同侧,
设点关于直线的对称点为,如下图所示:
则,解得,即.
对于A,将军从出发点到河边的路线所在直线即为,
又,所以直线的方程为,即,故A错误;
对于B,设将军在河边饮马的地点为,则即为与的交点,
联立两直线方程解得,故B正确;
对于C,将军从河边回军营的路线所在直线为,又,
所以直线的方程为,即,故C错误;
对于D,总路程,
所以“将军饮马”的总路程为,故D正确.
故选:BD.
2(24-25高二上·福建福州·期中)(多选)已知直线和两点.在直线l上有一点P,则的最小值和的最值为( )
A.的最小值为12 B.的最小值为6
C.的最小值为 D.的最大值为2
【答案】AC
【解析】令是关于的对称点,则,
所以,即,为与的交点,
如下图,则,
当且仅当共线且在线段上时取等号,即的最小值为12;
由图知(直线与直线的交点离点更近),即,
当且仅当共线且在射线上时取最小值,但无最大值,即最小值是,为.
故选:AC
3.(24-25高二上·内蒙古赤峰·阶段练习)唐代诗人李顾的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为 .
【答案】
【解析】设点关于对称点,则,解得,
即,所以“将军饮马”的最短总路程为.
故答案为:
考向七 三角形面积最值
【例7-1】(22-23高二上·福建福州·阶段练习)已知直线.
(1)直线经过定点吗?若经过定点,求出定点坐标;若不经过定点,说明理由;
(2)求原点到直线距离的最大值;
(3)若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于两点,当面积最小时,求对应的直线的方程.
【答案】(1)直线恒过定点;
(2)
(3)面积的最小值为4,直线方程为
【解析】(1)直线可化为,
令,解得,,即直线恒过定点;
(2)当时,原点到直线的距离最大,此时最大值;
(3)设直线的方程为,,
因为直线过定点,所以,
由基本不等式得,当且仅当,时取等号,得,
故面积,即面积的最小值为4,
此时直线方程为,即.
【例7-2】(23-24高二上·上海·期末)已知直线,,,三条直线围成,则当面积取得最大时的值为 .
【答案】1
【解析】直线,即,恒过定点,
直线,即,也恒过定点,
所以直线与相交于定点,
由,解得,可知直线与直线相交于点,
又因为直线与直线相互垂直,所以是为直角的直角三角形,
因为点到的距离,
点到,的距离,
所以的面积,
时,的面积不可能取到最大值;
时,,当且仅当时,等号成立.
因此,当时,的面积有最大值.故答案为:1
【变式】
1.(24-25高二上·福建莆田·阶段练习)已知直线过定点
(1)若到直线的距离为,求直线的方程;
(2)若直线分别与轴,轴的负半轴交于两点,求(为坐标原点)面积的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)或
(2)最小值为,直线l的方程为.
【解析】(1)当直线斜率不存在时,
由过得,满足到的距离为3,
当直线斜率存在时,设直线方程为即,
点到直线的距离为,解得.
此时直线的方程为即,
综上所述,所求的直线方程为或.
(2)若直线分别与轴,轴的负半轴交于两点,
则设直线为,,则, .
,当且仅当时取等号,
故面积的最小值为12,此时直线l的方程为.
2.(21-22高二上·广东梅州·阶段练习)已知直线l:.
(1)证明:直线一定经过第三象限;
(2)设直线与轴,轴分别交于A,B点,当点离直线最远时,求的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)6
【解析】(1)直线l方程,可化为,
令,解得,
则直线l经过定点,
故直线l一定经过第三象限.
(2)由(1)可知,直线l经过定点,则当时,点P离直线l最远,且,
此时,所以直线l的斜率为,
即,则l:,
则,,,
故的面积为.
3.(22-23高二上·四川成都·阶段练习)已知,三条直线两两相交,交点分别为.
(1)证明:是直角三角形,且有一个顶点为定点;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】(1)记的交点为A,记的交点为B,记的交点为C,
的斜率为,的斜率为,
,
,即是直角三角形,其中,
又,所以过定点,
,所以过定点,
有一个顶点B为定点;
(2)的面积为,
其中AB为B到直线的距离,即,
又得交点为到直线的距离,即,
,
当且仅当时取等号,
时,面积取得最大值.
题组一 斜率与倾斜角
1.(24-25高二下·安徽滁州·期末)设直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】当时,直线的方程为,此时直线的倾斜角;
当时,直线的斜率为,
因为,
所以,即,
又因为,
所以结合正切函数的图象可得:.
综上可得:直线的倾斜角的取值范围是.
故选:C.
2.(2024·全国·模拟预测)已知角的顶点在原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边与直线平行,则的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】D
【解析】因为角的终边与直线平行,
即角的终边在直线上,所以.
所以.
故选:D.
3.(24-25高二下·云南曲靖·阶段练习)设直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题意知,当时,直线的斜率不存在,其倾斜角;
当时,直线的斜率,
所以倾斜角,
综上,.
故选:C
4.(25-26高二上·全国·课后作业)经过点作直线,若直线与连接点,的线段没有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是 .
【答案】
【解析】如图所示,直线与线段没有公共点,若为直线的倾斜角,
直线可从直线逆时针旋转到直线的位置,注意包含直线倾斜角为的情况,
,,
直线的区域包含倾斜角为的情况,
斜率或,从而或,
又,结合正切曲线可得.
故答案为:
5.(25-26高二上·全国·课后作业)已知点,,若,则直线的倾斜角的取值范围为 .
【答案】
【解析】若直线的倾斜角为,则且,如下图示,
由图知,直线的倾斜角的取值范围为.
故答案为:
6.(2025高三·全国·专题练习)设,若点在线段上,则的取值范围是 .
【答案】
【解析】直线的倾斜角与斜率 如图,,则原问题可转化为过点的直线与线段有交点时,直线的斜率的取值范围.
连接,则,
当的倾斜角是锐角时,,随着倾斜角的增大,斜率由增大至正无穷;
当的倾斜角是钝角时,,随着倾斜角的增大,斜率由负无穷增大至.所以3或.
故答案为:
7.(2025高三·全国·专题练习)过点的直线倾斜角,那么的取值范围是 .
【答案】
【解析】因为直线倾斜角的取值范围为,
所以直线斜率的取值范围为:或.
又,由;由.
所以.
故答案为:
题组二 含参直线过定点
1.(2024·安徽合肥)已知直线过定点,直线过定点与的交点为,则面积的最大值为( )
A. B. C.5 D.10
【答案】C
【解析】由题可知,,直线,所以,,所以,
所以的面积为,当且仅当时等号成立.选:C
2.(2025湖北)直线,点,,若与线段AB相交,则的范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题设,则,可得,
所以直线过定点,则,,
由图可知直线的斜率的取值范围为:或,又,
所以或,即或,
又时直线的方程为,仍与线段相交,
所以的取值范围为.
故选:C
3.(24-25高一下·重庆·期末)(多选)已知直线,则下列说法正确的是( )
A.直线恒过定点
B.若直线在轴上的截距为,则
C.若直线与直线垂直,则
D.若,则直线的倾斜角的取值范围为
【答案】AB
【解析】直线,令即,得,所以直线恒过定点,故A正确;
若直线在轴上的截距为,则直线过点,代入直线方程得,解得,故B正确;
若直线与直线垂直,则,解得,故C不正确;
设直线的倾斜角为,则,又,所以由正切函数的单调性可知,故D不正确;故选:AB
题组三 直线的位置关系
1.(24-25上海静安)已知直线与互相垂直,则实数的值为 .
【答案】1
【解析】由两直线垂直可得,解得或1,当时,直线不存在,故舍掉,所以.故答案为:1.
2.(2025·上海黄浦)直线,直线,若,则 .
【答案】1
【解析】由题设及,有,则,所以或,
当,则,重合,不符合;
当,则,,符合.所以.故答案为:1
3.(24-25高二下·上海浦东新·期中)已知关于的方程组无解,则实数的值为 .
【答案】
【解析】方程组无解,等价于直线与直线平行,
可得:,解得:或,
当时,直线方程分别为:和重合舍去,
当时,直线方程分别为:和,平行,故,答案为:
3.(24-25高二下·上海·阶段练习)已知直线与直线相互平行,则实数的值是 .
【答案】
【解析】因为直线与直线相互平行,则,解得.故答案为:.
4.(2025北京)已知四边形的顶点,则四边形的形状为 .
【答案】矩形
【解析】,且不在直线上,.
又,且不在直线上,,四边形为平行四边形.又.平行四边形为矩形.故答案为:矩形.
5.(24-25高二上·广西玉林·期末)(多选)已知直线:,则下列选项正确的是( )
A.当直线与直线平行时,
B.当直线与直线垂直时,
C.当时,直线的倾斜角为135°
D.原点到直线的距离最大值为
【答案】ACD
【解析】对于A,当直线:与直线平行时,,解得,故A正确;
对于B,当直线:与直线垂直时,,解得,故B错误;
对于C,当时,直线:,斜率为,所以倾斜角为135°,故C正确;
对于D,直线方程转化为:,
令,解得,,所以直线过定点,
则垂直于直线时,原点到直线的距离最大,最大值为,故D正确.
故选:ACD.
6.(25-26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】
【解析】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:
题组四 三种距离
1.(24-25高二上·广东汕头·期中)点到直线(为任意实数)的距离的最大值是( )
A.5 B. C.4 D.
【答案】B
【解析】将直线方程变形为,
令,解得,由此可得直线恒过点,不妨设为,
所以到直线的最远距离为,此时直线垂直于.
又,
所以到直线的距离的最大值为.
故选:B
2.(24-25高二上·北京·阶段练习)若点在直线上运动,则的最小值为( )
A. B. C.13 D.
【答案】C
【解析】因为点在直线上运动,所以,
所以,
表示轴上一点到两定点的距离之和.
在轴两侧,因为中,两边之和大于第三边,所以,
当三点共线时,,此时最小值为,
即的最小值为.
故选:C.
3.(25-26高二上·全国·课前预习)已知直线和的交点为,则点到直线的距离的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】联立,解得,即点的坐标为,
点到直线的距离,
当时,,
当时,,恒有,于是,
综上,点到直线的距离的取值范围是.
故选:C.
4.(24-25高二下·广西河池·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【解析】直线与直线平行,
则,解得,
直线,即,
与的距离为.
故选:B
5.(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】
【解析】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:
6.(2025高三·全国·专题练习)已知函数,则的最小值为 .
【答案】5
【解析】,
转化为x轴上的动点到两定点,的距离之和最小,
由图可知,距离之和的最小值为5.
故答案为:.
7.(24-25高二上·天津和平·开学考试)直线与之间的距离的最大值为 .
【答案】5
【解析】直线化简为:,
令且,解得,,
所以直线过定点,
直线化简为:,
令且,解得,,
所以直线过定点,
且与平行,
故当与直线,垂直时,直线,的距离最大,
且最大值为,
故答案为:5.
8.(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】
【解析】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:.
9.(24-25高二上·四川眉山·期末)已知直线与直线平行(其中为实数),则它们之间的距离为 .
【答案】3
【解析】因为直线与直线平行,
则,解得,
可知两直线分别为,,符合题意,
所以两直线的距离为.故答案为:3.
题组五 对称及其应用
1.(2025·广东深圳)点关于直线的对称点为,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设关于直线的对称点为,由对称关系可得,
解得.则点到直线:的距离为.
故选:C.
2.(24-25高二下·湖北·期中)已知点关于直线对称的点为,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知,直线为线段的垂直平分线,且,
所以直线的斜率为,
又因为线段的中点为,所以直线的方程为,
整理可得.
故选:C.
3.(24-25高二上·重庆渝中·阶段练习)若点关于直线:(,)的对称点为,则( )
A. B. C.3 D.5
【答案】D
【解析】直线的斜率为,直线为线段的中垂线,从而,
又线段的中点在上,故,解得.
故选:D.
4.(24-25高二上·山东泰安·期中)已知直线与直线关于点对称,则恒过的定点为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】直线的方程可化为,由得,
所以,直线过定点,点关于点的对称点为,
因此,直线恒过的定点.
故选:C.
5.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知直线与直线关于直线对称,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】由题意得,直线,∴两直线与直线间的距离相等,
∵方程可化为:,,∴,解得.故选:C.
6.(24-25高二上·重庆渝中·期末)与直线关于x轴对称的直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】若在直线上,则点在该直线关于x轴对称的直线上,
显然在A中的直线上,但不在B、C、D中的直线上.
故选:A
7.(24-25高二上·河南洛阳·阶段练习)已知直线与关于原点对称,则恒过点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为直线恒过点,点关于原点对称的点的坐标为,
所以直线恒过点.故选:A
8.(23-24高二上·河北石家庄·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,解得,则直线与直线交于点,
在直线上取点,设点关于直线的对称点,
依题意,,整理得,解得,即点,
直线的方程为,即,
所以直线关于直线对称的直线方程为.
故选:D
9.(23-24高二上·陕西西安·期中)设直线,直线,则关于对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设所求直线上任一点,关于直线的对称点,
则,解得,
∵点在直线上,即,
∴,化简得,即为所求直线方程.
故选:B.
10.(23-24高二上·山东青岛·期中)直线关于x轴对称的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】直线的斜率为2,与x轴交于点,
则与关于x轴对称的直线斜率为,并过点,
所以,所求方程为,即.
故选:D
11.(24-25高二上·江苏常州·期中)点与点关于直线l:对称,则的值为 .
【答案】
【解析】因为,故,而的中点为,
故,所以,所以,
故答案为:.
12.(24-25高二上·重庆·阶段练习)直线关于点对称的直线方程为 .
【答案】
【解析】设直线上任一点关于点对称的直线任一点为,
可得,解之可得,
所以在直线上,代入即可得,
化简的,即.
故答案为:
13.(24-25高二上·辽宁大连·期中)已知直线,,若直线与关于直线l对称,则直线l的方程为 .
【答案】或
【解析】
易知与纵轴交于,交横轴于点,
联立直线与方程,得两直线交点为,
如上图所示网格中构造直角三角形,易知,
即,
又,
所以,
即为两直线与夹角的平分线,
所以直线符合题意,易知其方程为;
当直线l过点C且与垂直时,也符合题意,此时直线方程为.
故答案为:或.
14.(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)直线关于直线对称的直线方程是 .
【答案】
【解析】联立方程组,解得,即两直线的交点为,
由方程,令,可得,即直线过点,
设点关于直线的对称点为,
则满足,解得,即,
所以,所以对称直线的方程为,即.
故答案为:.
15.(24-25高二上·内蒙古呼伦贝尔·阶段练习)已知点在直线上,则的最小值为
【答案】4
【解析】,
表示直线上的点到定点和的距离和,如图,
点关于的对称点为,,
当点三点重合时,最小,最小值为4.
故答案为:4
题组六 将军饮马
1.(24-25高二上·湖北·期中)已知点,动点P在直线上,则的最小值为 .
【答案】
【解析】由题意知点A,B在直线的同侧,
设点B关于直线的对称点为,则解得即,
所以故答案为:
2.(24-25高二上·广东广州·期中)直线上的一点,到与的距离之差的绝对值的最大值为 .
【答案】
【解析】设点关于的对称点的坐标为,连接,
则,即,所以①.
因为的中点在直线上,
所以,即②.
由①②得,所以点的坐标为.
又,
当且仅当、、三点共线时,取最大值.
故的最大值为.
故答案为:.
3.(24-25高二上·天津·期中)三角形中,顶点,点B在直线上,点C在x轴上,则三角形周长的最小值为 .
【答案】
【解析】由,则其关于轴的对称点为,
设关于直线的对称点为,
则,解得,即,
作图如下:
的周长.故答案为:.
题组七 三角形的面积最值
1.(24-25高二上·吉林长春·期中)(多选)设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,(点与点A,B不重合),则的面积的值可以是( )
A. B. C.3 D.
【答案】AB
【解析】动直线过定点,直线化简为
,则,则直线过定点,
当时,两条直线分别为,交点,
;
当时,两条直线的斜率分别为:,所以两条直线互相垂直,
,
当且仅当时,面积达到最大值,
则的面积的值可以是或,不可以是,
故选:AB
2.(24-25高二下·上海宝山·阶段练习)在等腰直角中,,点是边上异于端点的一点,光线从点出发经、边反射后又回到点,若光线经过的重心,则的面积等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
建立直角坐标系,可得,故直线BC的方程为,
则三角形的重心为,即,
设,其中,则点P关于直线BC的对称点,
满足,解得,即,
易得P关于y轴的对称点,由光的反射原理可知四点共线,
直线的斜率为,故直线的方程为,
由于直线过三角形的重心,代入得,
化简得或(舍去),故,,,直线的方程为,
联立,解得,即点Q的坐标为,
则三角形的面积,
故选:A
3.(24-25高二上·湖北·期中)已知直线过定点,直线的方程是.
(1)若直线的横截距为纵截距2倍,求直线的方程.
(2)若直线与,轴正半轴分别交于,两点,过,分别作直线垂线,垂足分别是,.求四边形面积的最小值.
【答案】(1)或
(2)
【解析】(1)当经过时,设,代入,所以,即,
当不经过时,设,代入,解得,即,
所以直线的方程为或.
(2)由题意设,
令,则,所以,令,则,所以,
所以,,
因为的倾斜角为,所以,
所以均为等腰直角三角形,
所以,
所以,
因为,所以,
当且仅当,即(舍)时取等号,
由二次函数性质可知,,当且仅当时取等号,
所以四边形面积的最小值为.
4.(23-24高二上·四川内江·期中)已知直线l:.
(1)求原点到直线l的距离的最大值;
(2)若l交x轴正半轴于A,交y轴正半轴于B,的面积为S,求S最小值时直线l的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)直线l:可化为.
解可得,,所以直线l过定点.
如图,过点作,垂足为,连接
易知,
当时,原点到直线l的距离取得最大值.
(2)易知
令,由可得,.
令,由可得,.
且,所以,
所以,.
因为,所以,
所以,当且仅当,即时等号成立.
所以,直线l的方程,即.
5.(23-24高二上·河南洛阳·期中)已知直线方程为.
(1)证明:直线恒过定点;
(2)为何值时,点到直线的距离最大,最大值为多少?
(3)若直线分别与轴,轴的负半轴交于、两点,求面积的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2),
(3)4;
【解析】(1)直线方程为,
可化为,
对任意都成立,所以,解得,
所以直线恒过定点.
(2)如图所示:
点到直线的距离最大,
可知点与定点的连线的距离就是所求最大值,
即,此时,
所以的斜率为:,
可得,解得.
(3)如图所示:
若直线分别与轴,轴的负半轴交于、两点,直线方程为,,
则,,
所以,
当且仅当时,等号成立,
所以面积的最小值为4,此时直线的方程为.
6.(24-25上海普陀)过点的直线分别交与于两点.
(1)若直线的倾斜角为,求直线的一般式方程.
(2)当最小时,求直线的方程;
(3)已知为坐标原点,设的面积为,讨论这样的直线的条数.
【答案】(1)
(2)
(3)答案见解析
【解析】(1)若直线的倾斜角为,则直线的方程为,即;
(2)法一:当直线的斜率不存在时,;
当直线的斜率存在时,设直线,,
得,得,
,
,
所以,
综上所述:的最小值为3,此时直线的斜率不存在,直线方程为.
法二:前面部分同法一,
注意到,且反向,
所以,
综上所述:的最小值为3,此时直线的斜率不存在,直线方程为.
(3)当直线斜率不存在时,,,;
当直线斜率存在时,,,,
,
即,
当时,方程有1解,此时;
当时,,
当时,,方程无解;
当时,,,方程有1解;
当时,,,对称轴,且,方程有两个大于1的解.
当时,,开口向下,,,方程有1个大于1的解,一个小于的解.
综上所述:
当时,0条;当时,1条;当时,2条.
7.(24-25高二上·重庆·期中)已知两直线,
(1)求过两直线的交点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程;
(2)已知两点,,动点在直线运动,求的最小值.
【答案】(1)或;
(2)2.
【知识点】求直线交点坐标、将军饮马问题求最值、直线截距式方程及辨析、求点关于直线的对称点
【分析】(1)求出直线的交点,再按相等截距是否为0分类,结合直线的截距式方程求解.
【解析】(1)由,解得,则直线交于点,
直线在两坐标轴上截距都为0,且过点,符合题意,
当相等的截距不为0时,设直线方程为,由,
得,方程为,
所以所求直线方程为或.
(2)点在直线同侧,令点关于直线对称的点坐标为,
则,解得,因此点关于直线对称的点为原点,
,当且仅当是线段与直线为交点时取等号,
所以的最小值为2.
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