内容正文:
专题01 直线与方程(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
直线倾斜角和斜率
掌握直线的倾斜角的范围与斜率存在的意义.。
基础考点,常出现在选择题,填空题
直线的五种方程及相互转化
掌握直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程,及其相互转化
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
两条直线平行与垂直
能应用两条直线平行或垂直解决相关问题
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
直线交点
能根据两条直线相交的性质求待定参数。
基础考点,常出现在选择题,填空题
平面上的距离
会求平面内点与直线的距离,两点之间的距离,并能解决与距离有关的平面几何问题。
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
知识点01 直线倾斜角的定义
以轴为基准,轴正向与直线向上的方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
(1)当直线与轴平行或者重合时,我们规定它的倾斜角为;所以倾斜角的取值范围为:;
特别地,当直线与轴垂直时,直线的倾斜角为.
(2)所有直线都有唯一确定的倾斜角,倾斜角表示的是直线的倾斜程度.
知识点02 斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
知识点03 直线方程
①点斜式方程形式:
②斜截式方程形式:
③两点式方程形式:
④截距式方程形式:
⑤一般式:定义:关于,的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于,的二元一次方程(其中
,不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
知识点04 两条直线平行
两条不重合直线平行的判定的一般结论是:
或,斜率都不存在.
知识点05 条直线垂直的一般结论为:
或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零.
知识点06 直线系方程
1.平行直线系方程
把平面内具有相同方向的直线的全体称为平行直线系.一般地,与直线平行的直线系方程都可表示为 (其中为参数且≠C),然后依据题设中另一个条件来确定的值.
2.垂直直线系方程
一般地,与直线垂直的直线系方程都可表示为(其中为参数),然后依据题设中的另一个条件来确定的值.
知识点07 两条直线的交点坐标
直线:()和:()的公共点的坐标与方程组的解一一对应.
与相交方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;
与平行方程组无解;
与重合方程组有无数个解.
知识点08 :两点间的距离
平面上任意两点,间的距离公式为
特别地,原点与任一点的距离.
知识点09 点到直线的距离
平面上任意一点到直线:的距离.
知识点10 两条平行线间的距离
一般地,两条平行直线:()和:()间的距离.
知识点11对称问题
1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)
求点关于点的对称点
由:
2、点关于直线对称问题(联立两个方程)
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线:中;
②
整理得:
3、直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
方法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
方法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
方法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
4、直线关于直线对称问题
4.1直线:()和:()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,两点求出直线
4.2直线:()和:()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
题型一 直线的倾斜角与斜率
解|题|技|巧
1、我们把一条直线的倾斜角() 的正切值叫做这条直线的斜率.
斜率通常用字母表示,即
2、如果直线经过两点,(),那么可得到如下斜率公式:
(1)当 时,直线与轴垂直,直线的倾斜角,斜率不存在;
(2)斜率公式与两点坐标的顺序无关,横纵坐标的次序可以同时调换;
(3)当 时,斜率,直线的倾斜角,直线与轴重合或者平
3、斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】已知直线的倾斜角为,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【变式1】设直线l的方程为(),则直线l的倾斜角的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
【变式2】已知实数满足,则的最大值为 .
题型二 根据直线与线段的相交关系求斜率取值范围
解|题|技|巧
斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】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.
【变式1】已知直线l经点, 若直线与线段 相交, 则直线斜率的取值范围为( )
A. B.C. D.
【变式2】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 .
题型三 求直线方程
解|题|技|巧
①点斜式方程形式:
②斜截式方程形式:
③两点式方程形式:
④截距式方程形式:
⑤一般式:定义:关于,的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于,的二元一次方程(其中
,不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
【典例1】已知的三个顶点的坐标为、、.
(1)求边的垂直平分线所在直线的截距式方程;
(2)求的平分线所在直线的一般式方程;
【变式1】已知直线过点,且在两个坐标轴上的截距互为相反数,则直线的方程为( )
A. B.或
C. D.或
【变式2】求适合下列条件的直线方程:
(1)过点且在两坐标轴上的截距相等;
(2)过点且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形.
题型四 直线与坐标轴围成面积
解|题|技|巧
,令;令,则面积
(1)解题时注意很容易忽略绝对值而造成错误;
(2)常设计基本不等式,转化为二次函数等方法求面积最值或范围
【典例1】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.
【变式1】过点的直线分别与轴、轴交于不同的A,B两点,为坐标原点,若存在4条直线使得的面积均为,则的取值范围是 .
【变式2】直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为12.
(1)求直线的方程
(2)求直线与两条坐标轴所围成三角形的面积.
题型五 根据两条直线平行或垂直关系求参数
解|题|技|巧
1、若两条直线的方程为,有
(1)且;
(2)与重合且;
(3)与相交;
(4);
2、特别指出:上述给出的为斜截式方程,其斜率心定存在,在一般情况下有:
(1)两条直线或均不存在,直线或中一个为零,另一个不存在.
3.若直线不为零),有:
(1)且;
(2);
(3)与相交;
(4)与重合且.
【典例1】直线与直线平行,则 .
【变式1】“”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
【变式2】已知直线与垂直,则实数 .
题型六 三线围成三角形问题
解|题|技|巧
直线;;;
若①或②或③或相交于同一点,则三线不能构成三角形
【典例1】(多选)已知直线:,:,:,若直线,,不能围成三角形,则实数a的值可能为( )
A. B. C. D.
【变式1】设a为实数,若直线,,两两相交,且交点恰为直角三角形的三个顶点,则这样的,,有( )
A.2组 B.3组 C.4组 D.5组
【变式2】下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
题型七两点间距离公式及其应用
解|题|技|巧
平面上任意两点,间的距离公式为
【典例1】函数的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【变式1】点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【变式2】求函数的值域.
题型八关于直线对称点问题
解|题|技|巧
点关于直线对称问题步骤:
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线::中;
②
整理得:
【典例1】已知直线:.
(1)若直线垂直于直线:,求的值;
(2)求证:直线经过定点;
(3)当时,求点关于直线的对称点的坐标.
【变式1】关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【变式2】点关于直线对称的点的坐标为 .
题型九 直线关于直线对称
解|题|技|巧
直线关于直线对称问题
1直线::()和::()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,,两点求出直线
2直线::()和::()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
【典例1】已知直线,若关于对称的直线为,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【变式1】直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【变式2】直线关于直线对称的直线方程 .(用一般式方程表示).
题型十 直线关于点对称直线
解|题|技|巧
直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
方法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
方法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
方法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
【典例1】已知三角形的三个顶点是,,,边BC上的高所在直线为l.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l关于点B对称的直线的方程.
【变式1】已知直线与直线关于点对称,则恒过的定点为( )
A. B. C. D.
【变式2】求直线关于点对称的直线l的方程.
期中基础通关练(测试时间:45分钟)
1.若直线的倾斜角的大小为,则实数( )
A. B. C. D.
2.已知点,点B在直线上运动,当线段最短时,点B的坐标为( ).
A. B. C. D.
3.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
4.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.
5.过点且与直线斜率相等的直线方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知直线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
7.(多选)已知点,点,若点在线段上移动,则下列说法正确的是( ).
A.的最大值是 B.的最大值是
C.的最小值是 D.的最小值是0
8.(多选)对于直线,下列说法中正确的是( )
A.的倾斜角不可能为 B.恒过定点
C.的一个法向量为时, D.时,不经过第二象限
9.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为 .
10.已知△ABC的顶点,高CD所在直线方程为,∠ABC的平分线BE所在直线方程为,则B点的坐标为 .
11.已知直线.
(1)求经过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线与的交点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程.
12. 已知直线经过点,求满足下列条件的直线方程(把直线的方程化为一般式):
(1)直线与直线平行;
(2)直线与两个坐标轴的正半轴围成的三角形的面积为4;
期中重难突破练(测试时间:40分钟)
1.已知实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知直线过点,且与直线及轴围成等腰三角形,则的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
3.不论为何实数,直线过定点( )
A. B. C. D.
4.已知直线与直线,在上任取一点,在上任取一点,连接AB,取AB的靠近点的四等分点,过点作的平行线,则与之间的距离为( )
A. B. C. D.
5.(多选)已知点和则过点且与的距离相等的直线方程为( )
A. B.
C. D.
6.已知点轴,,则周长的最小值为 .
7.已知直线和点.
(1)在直线l上求一点P,使的值最小;
(2)在直线l上求一点P,使的值最大;
(3)若点B的坐标变为,再分别求(1),(2)问中的结果.
8.已知直线的方程为.
(1)证明:直线过定点,并求定点到直线的距离;
(2)当为何值时,点到直线的距离最大?最大距离是多少?
期中综合拓展练(测试时间:40分钟)
1.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,则的周长等于( )
A. B. C. D.
2.(多选)如图,在一处四周都是镜子的暗房里,在点平行于地面发出一条射线,与的夹角为,在中点处有一个感应器(体积忽略不计),已知,,则下列说法正确的是( )
A.若,射线经过一次反射就被感应器捕捉到,则
B.若,射线第一个反射点在边上,则最少需要折射三次才能被感应器捕捉到
C.无论长度如何变化,必定存在使得射线反射两次就可以被感应器捕捉到
D.存在,使得射线依次经过,,三个面的反射后能被感应器捕捉到
3.若恰有三组不全为0的实数对,满足关系式,则实数t的所有可能的值为 .
4.已知点、,设过点的直线与的边交于点(其中点异于、两点),与边交于(其中点异于、两点),若设直线的斜率为.
(1)试用来表示点和的坐标;
(2)求的面积关于直线的斜率的函数关系式;
(3)当为何值时,取得最大值?并求此最大值.
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专题01 直线与方程(期中复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
直线倾斜角和斜率
掌握直线的倾斜角的范围与斜率存在的意义.。
基础考点,常出现在选择题,填空题
直线的五种方程及相互转化
掌握直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程,及其相互转化
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
两条直线平行与垂直
能应用两条直线平行或垂直解决相关问题
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
直线交点
能根据两条直线相交的性质求待定参数。
基础考点,常出现在选择题,填空题
平面上的距离
会求平面内点与直线的距离,两点之间的距离,并能解决与距离有关的平面几何问题。
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
知识点01 直线倾斜角的定义
以轴为基准,轴正向与直线向上的方向之间所成的角叫做直线的倾斜角.
(1)当直线与轴平行或者重合时,我们规定它的倾斜角为;所以倾斜角的取值范围为:;
特别地,当直线与轴垂直时,直线的倾斜角为.
(2)所有直线都有唯一确定的倾斜角,倾斜角表示的是直线的倾斜程度.
知识点02 斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
知识点03 直线方程
①点斜式方程形式:
②斜截式方程形式:
③两点式方程形式:
④截距式方程形式:
⑤一般式:定义:关于,的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于,的二元一次方程(其中
,不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
知识点04 两条直线平行
两条不重合直线平行的判定的一般结论是:
或,斜率都不存在.
知识点05 条直线垂直的一般结论为:
或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零.
知识点06 直线系方程
1.平行直线系方程
把平面内具有相同方向的直线的全体称为平行直线系.一般地,与直线平行的直线系方程都可表示为 (其中为参数且≠C),然后依据题设中另一个条件来确定的值.
2.垂直直线系方程
一般地,与直线垂直的直线系方程都可表示为(其中为参数),然后依据题设中的另一个条件来确定的值.
知识点07 两条直线的交点坐标
直线:()和:()的公共点的坐标与方程组的解一一对应.
与相交方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;
与平行方程组无解;
与重合方程组有无数个解.
知识点08 :两点间的距离
平面上任意两点,间的距离公式为
特别地,原点与任一点的距离.
知识点09 点到直线的距离
平面上任意一点到直线:的距离.
知识点10 两条平行线间的距离
一般地,两条平行直线:()和:()间的距离.
知识点11对称问题
1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)
求点关于点的对称点
由:
2、点关于直线对称问题(联立两个方程)
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线:中;
②
整理得:
3、直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
方法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
方法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
方法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
4、直线关于直线对称问题
4.1直线:()和:()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,两点求出直线
4.2直线:()和:()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
题型一 直线的倾斜角与斜率
解|题|技|巧
1、我们把一条直线的倾斜角() 的正切值叫做这条直线的斜率.
斜率通常用字母表示,即
2、如果直线经过两点,(),那么可得到如下斜率公式:
(1)当 时,直线与轴垂直,直线的倾斜角,斜率不存在;
(2)斜率公式与两点坐标的顺序无关,横纵坐标的次序可以同时调换;
(3)当 时,斜率,直线的倾斜角,直线与轴重合或者平
3、斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】已知直线的倾斜角为,若,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线倾斜角与斜率的关系,已知可求出直线斜率取值范围,再根据直线的方程求出a的取值范围.
【详解】因为,
所以,即直线的斜率.
又由直线方程可得,所以,
解得,
即实数的取值范围是.
故选:C.
【变式1】设直线l的方程为(),则直线l的倾斜角的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线斜率的取值范围求倾斜角的范围.
【详解】设直线的斜率为,则,
故,而,故,
故选:C.
【变式2】已知实数满足,则的最大值为 .
【答案】8
【分析】根据斜率的两点式确定目标式的几何意义,再应用数形结合求目标式的最大值.
【详解】由的几何意义是图象上的点与点连线的斜率.
如图所示,直线的倾斜角始终为锐角,结合正切函数在上单调递增,
当直线过点时斜率最大,将代入,得最大值为8.
故答案为:8
题型二 根据直线与线段的相交关系求斜率取值范围
解|题|技|巧
斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】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
【分析】先利用直线的斜率公式计算,;再结合图形,利用直线与线段有交点的条件建立不等式,即可得出结果.
【详解】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.
【变式1】已知直线l经点, 若直线与线段 相交, 则直线斜率的取值范围为( )
A. B.C. D.
【答案】B
【分析】先求出直线与直线的斜率,再结合直线与线段相交的条件,确定直线斜率的取值范围.
【详解】已知,,根据过两点直线斜率公式,可得:
已知,,同理可得:
当直线绕点从位置旋转到与轴重合时,斜率的范围是;
当直线绕点从与轴重合旋转到位置时,斜率的范围是.
所以直线斜率的取值范围是.
故选:B.
【变式2】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】
【分析】根据直线与线段无交点,应用数形结合求倾斜角的范围.
【详解】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:
题型三 求直线方程
解|题|技|巧
①点斜式方程形式:
②斜截式方程形式:
③两点式方程形式:
④截距式方程形式:
⑤一般式:定义:关于,的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于,的二元一次方程(其中
,不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
【典例1】已知的三个顶点的坐标为、、.
(1)求边的垂直平分线所在直线的截距式方程;
(2)求的平分线所在直线的一般式方程;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求的中点坐标,再由与垂直,则可得垂直平分线的一般方程,再转化为截距式即可;
(2)由题可得方向的单位向量,同理可得方向的单位向量,然后可求的平分线所在直线的方向向量,接着即可得到直线斜率,进而得到一般方程.
【详解】(1)易知的中点为,
,边的垂直平分线的斜率为,
所以边的垂直平分线所在直线的一般式方程为:,
则截距式方程为.
(2)因为,,
,,
,
即的平分线所在直线的一个方向向量为,
故的平分线所在直线的斜率为,
所以的平分线所在直线的一般式方程:.
【变式1】已知直线过点,且在两个坐标轴上的截距互为相反数,则直线的方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】法一:分直线过原点和不过原点讨论,当直线过原点时,由直线的斜率得到方程,当直线不过原点时,由截距式方程得到直线方程;
法二:分直线过原点和直线斜率为1两种情况讨论,由直线的点斜式方程得到直线方程.
【详解】法一:当直线过原点时,斜率为,则直线方程为;
当直线不过原点时,设直线方程为,代入点,得,解得,
故直线方程为.
综上所述,直线方程为或.
法二:因为直线在两个坐标轴上的截距互为相反数,所以直线过原点或直线斜率为1.
当直线过原点时,直线斜率为,则直线方程为;
当直线斜率为1时,直线方程为,即.
综上所述,直线方程为或.
故选:D.
【变式2】求适合下列条件的直线方程:
(1)过点且在两坐标轴上的截距相等;
(2)过点且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形.
【答案】(1)或.
(2)或.
【分析】(1)法一:分和两种情况讨论,利用直线的截距式方程得到直线方程;
法二:因为截距相等,分直线斜率为和直线过原点两种情况讨论,得到直线方程;
(2)法一:利用直线的截距式方程,,代入点,得到方程;
法二:根据等腰直角三角形得到直线的斜率为,利用直线的点斜式方程得到直线方程.
【详解】(1)法一:设直线在坐标轴上的截距为,
①当时,直线过点和,所以直线方程为,即.
②当时,直线方程为,代入点可得,即直线方程为.
综上所述,直线方程为或.
法二:因为直线在两坐标轴上截距相等,所以直线斜率为或直线过原点.
①当直线斜率为时,直线方程为,即.
②当直线过原点时,,直线方程为,即.
综上所述,直线方程为或.
(2)法一:因为可以围成三角形,所以在坐标轴上的截距均不为,
设直线方程为,因为直线与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,所以,
代入点可得或所以直线方程为或.
法二:因为直线与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,所以直线的斜率为,
又直线过定点,所以直线方程为,
即所求直线方程为或.
题型四 直线与坐标轴围成面积
解|题|技|巧
,令;令,则面积
(1)解题时注意很容易忽略绝对值而造成错误;
(2)常设计基本不等式,转化为二次函数等方法求面积最值或范围
【典例1】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.
【变式1】过点的直线分别与轴、轴交于不同的A,B两点,为坐标原点,若存在4条直线使得的面积均为,则的取值范围是 .
【答案】.
【分析】设直线的方程为,求出坐标,再求得的面积,由关于的方程有四个不等的实根可求得的范围.
【详解】显然直线的斜率存在且不为0,设直线的方程为,
令得,令得,
则,
由题意关于的方程有四个不同的实数解,
,
所以有两个不等实根且有两个不等实根,
,解得或.
又,所以.
故答案为:.
【变式2】直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为12.
(1)求直线的方程
(2)求直线与两条坐标轴所围成三角形的面积.
【答案】(1)或
(2)或
【分析】(1)设直线的方程为,将点代入,进一步求出和的值,从而求出答案;
(2)借助(1)中求出的和,结合面积公式即可求.
【详解】(1)由于直线在两坐标轴上的截距之和为12,
因此直线在两坐标轴上的截距都存在且不过原点,
故可设直线方程为:,且,①
又因为直线过点,
所以,②
由①②解得或,
所以直线的方程为:或,
即或.
(2)由(1)可知,当直线的方程为时,
;
当直线的方程为时,
,
所以直线与两条坐标轴所围成三角形的面积为或.
题型五 根据两条直线平行或垂直关系求参数
解|题|技|巧
1、若两条直线的方程为,有
(1)且;
(2)与重合且;
(3)与相交;
(4);
2、特别指出:上述给出的为斜截式方程,其斜率心定存在,在一般情况下有:
(1)两条直线或均不存在,直线或中一个为零,另一个不存在.
3.若直线不为零),有:
(1)且;
(2);
(3)与相交;
(4)与重合且.
【典例1】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
【变式1】“”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】由两直线平行得出的值,再结合充分条件和必要条件的定义判断即可.
【详解】当直线与直线平行时,,且,解得
当时,直线为,直线为,两直线平行.
因此“”是“直线与直线平行”的充要条件.
故选:C.
【变式2】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.
题型六 三线围成三角形问题
解|题|技|巧
直线;;;
若①或②或③或相交于同一点,则三线不能构成三角形
【典例1】(多选)已知直线:,:,:,若直线,,不能围成三角形,则实数a的值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【分析】根据已知得,的交点坐标为,又过定点,讨论经过点,或与平行,或与平行求参数值,即可得.
【详解】由,解得,所以,的交点坐标为,又过定点,
若直线,,不能围成三角形,只需经过点,或与平行,或与平行,
当经过点时,,解得,
当与平行时,且,解得,
当与平行时,,解得,
故a的值为,,.
故选:BCD
【变式1】设a为实数,若直线,,两两相交,且交点恰为直角三角形的三个顶点,则这样的,,有( )
A.2组 B.3组 C.4组 D.5组
【答案】B
【分析】写出对应直线的方向向量,讨论直线垂直求参数a,再根据所得参数值研究直线的位置情况,即可得答案.
【详解】由题设,的方向向量分别为,,,
若,则,
此时,,,它们交于一点,不符;
若,则或或,
当时,,,,满足题设;
当时,,,,满足题设;
当时,,重合,不符;
若,则或,
当时,,,,满足题设;
当时,同上分析,不符.
综上,、、时满足要求,故有3组.
故选:B
【变式2】下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】三直线不能构成三角形时共有4种情况,即三直线中其中有两直线平行或者是三条直线经过同一个点,在这四种情况中,分别求出实数的值.
【详解】当直线平行于时,.
当直线平行于时,,
当 平行于时,,无解.
当三条直线经过同一个点时,把直线 与的交点,代入,
得,解得:或,
综上,满足条件的的集合为为.
故选:C.
题型七两点间距离公式及其应用
解|题|技|巧
平面上任意两点,间的距离公式为
【典例1】函数的最小值为( )
A.5 B. C. D.
【答案】B
【分析】由,则可以看作是x轴上的动点分别与两点,的距离之和,结合图形分析即可求解.
【详解】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
【变式1】点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分析得直线过定点,当与直线垂直时距离有最大值,利用两点间距离公式计算可得结果.
【详解】
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.
【变式2】求函数的值域.
【答案】
【分析】将函数的解析式中两个根式理解为动点到定点的距离,数形结合即可求解.
【详解】因,
可将函数的值域理解为动点到两定点的距离之和的范围.如图,
因点在轴上,故当且仅当点与点重合时,,
故函数的值域为.
题型八关于直线对称点问题
解|题|技|巧
点关于直线对称问题步骤:
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线::中;
②
整理得:
【典例1】已知直线:.
(1)若直线垂直于直线:,求的值;
(2)求证:直线经过定点;
(3)当时,求点关于直线的对称点的坐标.
【答案】(1)1
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据两直线垂直的条件即可得解;
(2)转换为恒等式成立问题,由恒等式成立的条件解方程组即可得解.
(3)设对称点坐标,根据中点坐标公式求出的中点坐标,然后根据两直线垂直的性质以及的中点在直线上,列出方程组,解方程组即可得解.
【详解】(1)因为,
所以,
解得,
故的值为;
(2)因为,
所以,
所以,
解得,
所以直线恒过定点;
(3)因为,
所以直线,
设点关于直线的对称点的坐标为,
所以的中点坐标为,
所以,
解得,
所以点关于直线的对称点的坐标为.
【变式1】关于直线的对称点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设关于直线的对称点为,根据题意列方程组即可求解.
【详解】设关于直线的对称点为,
则,解得.
故选:A.
【变式2】点关于直线对称的点的坐标为 .
【答案】
【分析】若两点关于直线对称,其中点在已知直线上且两点所在的直线与已知直线垂直,列方程求点坐标.
【详解】若对称点为,则,可得,即对称点为.
故答案为:
题型九 直线关于直线对称
解|题|技|巧
直线关于直线对称问题
1直线::()和::()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,,两点求出直线
2直线::()和::()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
【典例1】已知直线,若关于对称的直线为,则直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据条件判断,可设,利用对称性可知与间的距离等于与间的距离,列方程求解即得.
【详解】因为,所以,设直线的方程为且.
因为直线关于直线对称,所以与间的距离等于与间的距离.
由两平行直线间的距离公式,得,解得或(舍去).
所以直线的方程为.
故选:D.
【变式1】直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设所求直线上任意一点的坐标为,利用对称的性质得到点P关于直线对称的点为代入直线即可求得结果.
【详解】设所求直线上任意一点的坐标为,该点关于直线对称的点的坐标为,
则,故对称点坐标为,代入直线上,,
故选:D
【变式2】直线关于直线对称的直线方程 .(用一般式方程表示).
【答案】
【分析】联立方程组求出两直线交点坐标,在直线任取一点,设出其关于对称点坐标,由垂直斜率的关系和中点坐标建立方程组,求得对称点坐标,由两点坐标求得对称直线方程.
【详解】联立,得,则两直线的交点为,
在直线上取点,设其关于的对称点为,
则,得,则.
故直线关于直线的对称直线为,
又,所以直线,即.
故答案为:.
题型十 直线关于点对称直线
解|题|技|巧
直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
方法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
方法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
方法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
【典例1】已知三角形的三个顶点是,,,边BC上的高所在直线为l.
(1)求直线l的方程;
(2)求直线l关于点B对称的直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)应用两点式求斜率,再由直线垂直得,应用点斜式写出直线l的方程;
(2)由直线平行设直线的方程为,根据已知及点线距离公式列方程求参数,即可得直线的方程.
【详解】(1)因为点,,所以,
因为,所以,且直线l经过点,
所以直线l的方程为,即.
(2)设直线的方程为,
由点到直线l和直线的距离相等,
所以,解得,
所以直线的方程为.
【变式1】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
【分析】求出直线所过定点的坐标,求出点关于点的对称点的坐标,即为所求.
【详解】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.
【变式2】求直线关于点对称的直线l的方程.
【答案】.
【分析】解法一设,得到对称点坐标,再代入直线即可得到答案;解法二在直线上取两特殊点,得到其关于的对称点,则得到直线l方程;解法三根据对称特点设l的方程为,代入一个具体的对称点坐标即可得到答案.
【详解】解法一:设直线l上任意一点M的坐标为,
则此点关于点的对称点为,
且在直线上,
所以,
即.
所以所求直线l的方程为.
解法二:在直线上取两点,
则点关于点的对称点为,即
点关于点的对称点为,
,所以直线的方程为
化简得,
即所求直线l的方程为.
解法三:由平面几何知识易知所求直线l与直线平行,
则可设l的方程为.
在直线上取一点,
则点关于点的对称点在直线上,
所以,所以,
所以所求直线l的方程为.
期中基础通关练(测试时间:45分钟)
1.若直线的倾斜角的大小为,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先由直线倾斜角求出直线斜率,再由直线方程列出关于m的方程即可求解.
【详解】若直线的倾斜角的大小为,则直线的斜率为,
则,所以直线即直线,
所以,解得.
故选:D
2.已知点,点B在直线上运动,当线段最短时,点B的坐标为( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】当线段最短时,直线与直线垂直,点为直线与直线的交点.
【详解】当线段最短时,直线与直线垂直,
此时点为直线与直线的交点.
因为直线与直线垂直,
所以,直线方程为,
由得,所以.
故选:A.
3.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
【分析】先求两直线平行时的取值,再判断和时两直线是否平行,从而确定条件类型.
【详解】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:.
4.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
【分析】结合倾斜角与斜率的关系,分斜率不存在与斜率存在计算即可得.
【详解】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.
5.过点且与直线斜率相等的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据直线的点斜式方程得到直线方程.
【详解】直线斜率为2且过点,由点斜式方程得.
故选:A.
6.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.
7.(多选)已知点,点,若点在线段上移动,则下列说法正确的是( ).
A.的最大值是 B.的最大值是
C.的最小值是 D.的最小值是0
【答案】BD
【分析】求得直线的方程,即点满足,进而,根据及反比例函数的单调性求得,即可求解最值.
【详解】因为直线的斜率为,
所以直线的方程为,即,
即点满足,所以,
因为,所以,所以,
即的最大值是,的最小值是0.
故选:BD
8.(多选)对于直线,下列说法中正确的是( )
A.的倾斜角不可能为 B.恒过定点
C.的一个法向量为时, D.时,不经过第二象限
【答案】ABD
【分析】由直线方程求得直线的斜率,斜率公式,恒过顶点进行判断各个选项.
【详解】对于A,直线的方程为,其斜率为,故直线的倾斜角不可能为,A正确;
对于B,直线整理为,则直线恒过定点.B正确;
对于C,若的一个法向量为时,则的一个方向向量可取为,
故直线的斜率,因此,则.C错误;
对于D,由于,故直线的斜率,又恒过定点,所以不经过第二象限.D正确.
故选:ABD.
9.过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为 .
【答案】或
【分析】设直线在两坐标轴上的截距分别为,由题意分和两类情况讨论,分别求直线方程即可.
【详解】设直线在两坐标轴上的截距分别为,则
若,则直线过原点,又过点,则直线方程为:;
若,则,可设直线方程为:,
代入点,可得,解得,则直线方程为:.
综上:所求直线方程为或.
故答案为:或.
10.已知△ABC的顶点,高CD所在直线方程为,∠ABC的平分线BE所在直线方程为,则B点的坐标为 .
【答案】
【分析】由垂直求得直线的方程,列方程组求得B点的坐标.
【详解】∵△ABC的高CD所在直线方程为,∴直线AB的斜率.
又△ABC的顶点,∴直线AB的方程为,即.
又∠ABC的平分线BE所在直线方程为,
∴联立得∴B点坐标为.
故答案为:.
11.已知直线.
(1)求经过点且与直线垂直的直线方程;
(2)求经过直线与的交点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据直线的斜率可设所求直线方程为,代入点即可求解;
(2)联立直线与的方程可得交点坐标,分截距为0和截距不为0两种情况分别求解.
【详解】(1)由直线可得斜率为,
所以根据垂直关系可设所求直线方程为,
则依题意有,解得,
所以所求直线方程为,整理得;
(2)联立,解得,即直线与的交点为,
当直线经过原点时,满足题意,设直线方程为,
代入得,此时;
当直线的截距都不为0时,设直线方程为,
依题意,解得,此时直线方程为,
综上所述:所求直线方程为或.
12. 已知直线经过点,求满足下列条件的直线方程(把直线的方程化为一般式):
(1)直线与直线平行;
(2)直线与两个坐标轴的正半轴围成的三角形的面积为4;
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设直线l的方程为,代入点的坐标可求直线方程;
(2)设直线l的方程为,结合条件可求直线方程.
【详解】(1)设直线l的方程为为常数,
代入点,得,即,
所以直线l的方程为,即.
(2)设直线l的方程为,
则①,②,由①②解得,,
故直线l的方程为,即.
期中重难突破练(测试时间:40分钟)
1.已知实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意确定点在直线上,点在直线上,将的最小值转化为两平行线间距离的平方,即可求得答案.
【详解】由题意知实数满足,
则,
故点在直线上,点在直线上,
而表示点和点之间的距离的平方,
故的最小值为两平行线和间距离的平方,
最小值为,
故选:B
2.已知直线过点,且与直线及轴围成等腰三角形,则的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【分析】根据直线所过点、倾斜角以及等腰三角形等知识求得正确答案.
【详解】如图,设,直线过和.
①当直线为时,直线、直线与轴围成的三角形是,不是等腰三角形,所以直线的斜率存在.
②当直线的斜率为负时,设关于轴的对称点为,当直线过两点时,是等腰三角形,
又,所以为等边三角形,满足题意,因为,所以此时直线的方程为.
③当直线的斜率为正时,设直线与轴负半轴相交于点,则,由直线AB的斜率为,倾斜角为,可得,
所以直线,也即直线的斜率为,对应方程为.
综上,直线的方程为或.
故选:A.
3.不论为何实数,直线过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】法一:直线方程可化为,解方程组即可求解;
法二:直线方程可化为,解方程组即可求解.
【详解】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.
4.已知直线与直线,在上任取一点,在上任取一点,连接AB,取AB的靠近点的四等分点,过点作的平行线,则与之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】方法1,由题可得与平行,则与之间的距离为与之间距离的,据此可得答案;方法2,注意到A,B 的选取对直线方程无影响,为此取,可得方程,据此可得答案.
【详解】方法1,直线的方程可化为,又,故直线与平行.
如图,过A作于点,交直线于点,则为所求直线与的距离.
因为,,所以.
方法2,由方法1,直线与平行,则A,B 的选取对直线方程无影响,
不妨设,因为为AB上靠近点的四等分点,则,
设,则.
设直线的方程为,将点的坐标代入,得,
则,故直线与之间的距离.
故选:B
5.(多选)已知点和则过点且与的距离相等的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】分两种情况:过且与平行的直线,利用直线的点斜式方程,直接求解即可;直线过且经过中点,因为中点,所以直线方程:.
【详解】由题意,,不共线,所以存在两种情况:
直线过且与平行时,根据直线的点斜式方程可得:,
化简得:.
直线过且经过中点,因为中点,
所以直线方程:.
综上所述:直线方程为: 和.
故选:AD.
6.已知点轴,,则周长的最小值为 .
【答案】
【分析】作出关于直线的对称点,作出关于轴的对称点,则连接,交直线于点,交轴于点,则的周长的最小值等于.
【详解】如图,
设点关于直线的对称点为.
点关于轴的对称点为.
连接,交于点,交轴于点,
显然,,且四点共线,
故此时周长的最小值为.
故答案为:
7.已知直线和点.
(1)在直线l上求一点P,使的值最小;
(2)在直线l上求一点P,使的值最大;
(3)若点B的坐标变为,再分别求(1),(2)问中的结果.
【答案】(1)P点坐标为
(2)P点坐标为
(3)当P点坐标为时,的值最小;当P点坐标为时,的值最大
【分析】(1)求出点A关于直线l对称点坐标,根据三点共线时,的值最小,求出直线的方程,与直线l联立,即可得答案.
(2)因为点A、B在直线l同侧,分析可得当三点共线时,的值最大,求得直线AB方程,与直线l联立,即可得答案.
(3)若点B的坐标变为,此时A、B在直线l的两侧,当三点共线时,的值最小,求出直线AB方程,与直线l联立,即可得答案;由(1)可得点A关于直线l的对称点的坐标,分析可得当三点共线时,的值最大,求出直线的方程,与直线l联立,即可得答案.
【详解】(1)设点A关于直线l对称点为,
则,解得,即,
因为点P在直线l上运动,
所以,
当且仅当三点共线时等号成立,
此时的最小值等于,
即点P为直线与直线l的交点,
因为,,
易得直线的方程为,
联立,解得,
所以交点
(2)因为点A、B在直线l同侧,且点P是直线l上一点,
所以,当且仅当三点共线时等号成立,
此时的最大值为,
即P为直线AB与直线l的交点,
因为,
所以,
所以直线AB方程为,
联立,解得,
故所求点P的坐标为
(3)若点B的坐标变为,此时A、B在直线l的两侧,且P为直线l上一点,
所以,当且仅当三点共线时等号成立,
即点P为直线AB与直线l的交点,
因为,
所以,
所以直线AB的方程为,即,
联立,解得,
故使的值最小时,P点坐标为.
由(1)可知点A关于直线l的对称点为,且P为直线l上一点,
所以,
当且仅当三点共线时,等号成立,
此时取得最大值,
即点P为直线与直线l的交点,
因为,,
易得直线的方程为,
所以,解得,
所以交点
8.已知直线的方程为.
(1)证明:直线过定点,并求定点到直线的距离;
(2)当为何值时,点到直线的距离最大?最大距离是多少?
【答案】(1)证明见解析,
(2),
【分析】(1)将直线的方程整理得,令,解出即可定点,由点到直线的距离公式即可求解;
(2)由(1)可得直线过定点,设定点为,当时,点到直线的距离最大,且最大距离,由两点间的距离公式即可求最大距离,又由斜率公式即可求.
【详解】(1)将直线的方程整理得,
令,解得所以直线恒过点.
则定点到直线的距离为.
(2)由(1)可得直线过定点,设定点为.
当时,点到直线的距离最大,且最大距离,
即点到直线的最大距离为.
此时,而直线的斜率,
所以,解得.
期中综合拓展练(测试时间:40分钟)
1.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,则的周长等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】建立如图所示的直角坐标系,得,设,求出关于直线的对称点的坐标,关于轴的对称点的坐标,由反射性质得四点共线,求得直线方程,由在直线上可求得,然后计算即可.
【详解】
建立如图所求的直角坐标系,得,,
则直线方程为,
且的重心为,即,
设,关于直线的对称点为,
则,解得,则,
易知关于轴的对称点为,
根据光线反射原理知四点共线,且,,
所以直线的方程为,即,
又直线过,
所以,解得或(舍去),
所以,,,
所以,
所以的周长为.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是利用对称性,把的三边转化到同一条直线上,利用直线方程求得点的坐标.
2.(多选)如图,在一处四周都是镜子的暗房里,在点平行于地面发出一条射线,与的夹角为,在中点处有一个感应器(体积忽略不计),已知,,则下列说法正确的是( )
A.若,射线经过一次反射就被感应器捕捉到,则
B.若,射线第一个反射点在边上,则最少需要折射三次才能被感应器捕捉到
C.无论长度如何变化,必定存在使得射线反射两次就可以被感应器捕捉到
D.存在,使得射线依次经过,,三个面的反射后能被感应器捕捉到
【答案】BC
【分析】利用点线对称与光线镜面反射的虚像原理作出图像,数形结合,可一一得到答案.
【详解】由于该射线平行于地面,根据题意可视为射线在平面四边形内部发生反射,
对于A,当时,发出射线使其反射点在靠近端的四等分点,反射后再正好被感应器捕捉,
所以,则,故A错误;
对于B,当时,第一次反射在边上,所以不可能只反射一次就被感应器捕捉;
如图1,假设反射两次后被感应器捕捉,则第二次反射一定在边上,
将平面依次向右、向上翻折一次,到达,
观察线段,要求此线段完全在平面与翻折平面构成图形的内部,
设直线,所以:,令得,
所以线段不可能完全在平面与翻折平面构成图形的内部,
即不可能经过两次反射后被感应器捕捉;
如图2,计算得:时可以反射三次后被感应器捕捉(线段完全在平面与翻折平面构成图形的内部),
故B正确;
对于C,如图3,依次将平面向上、向右翻折,连接,观察线段,其经过点,
所以与直线的交点在线段上,
故线段完全在平面与翻折平面构成图形的内部,
意味着射线将依次经过、反射后被感应器捕捉,反射了两次,故C正确;
对于D,如图4,同翻折,同理分析,观察线段,交点恰好在转折点处,
所以线段一定不可能完全在平面与翻折平面构成图形的内部,故D错误.
故选:BC.
3.若恰有三组不全为0的实数对,满足关系式,则实数t的所有可能的值为 .
【答案】或或
【分析】化简得到,然后对进行分类讨论即可求解.
【详解】由已知得,整理得,
看成有且仅有三条直线满足和到直线(不过原点)的距离t相等,
又,
(1)当,此时易得符合题意的直线 l 为线段AB的垂直平分线以及与直线平行的两条直线和;
(2)当时,有4条直线l会使得点和到它们的距离相等,注意到l不过原点,
所以当其中一条直线过原点时,会作为增根被舍去.
设点A到l的距离为d,
①作为增根被舍去的直线l,过原点和A,B的中点,其方程为,此时,符合;
②作为增根被舍去的直线l,过原点且与平行,其方程为,此时,符合;
综上,满足题意的实数t为或或
故答案为:或或
【点睛】关键点点睛:本题的关键是化简得到,将问题转化为有且仅有三条直线满足和到直线(不过原点)的距离t相等,然后分类讨论即得.
4.已知点、,设过点的直线与的边交于点(其中点异于、两点),与边交于(其中点异于、两点),若设直线的斜率为.
(1)试用来表示点和的坐标;
(2)求的面积关于直线的斜率的函数关系式;
(3)当为何值时,取得最大值?并求此最大值.
【答案】(1),
(2)
(3)当时,取最大值为
【分析】(1)由直线与线段有公共点,可得的取值范围,联立直线可得交点坐标;
(2)根据点到直线的距离及两点间距离可得三角形面积;
(3)设,结合基本不等式可得最值.
【详解】(1)如图所示,
设直线,
又直线与线段,均相交,
则,
直线方程为,
直线方程为,
联立,解得,即,
联立,解得,即;
(2)又,又,则,
点到直线,即点到直线的距离,
所以的面积,
(3)由(2)得,
设,即,
则,
又,当且仅当时等号成立,
即,当且仅当时等号成立,
即当时,取最大值为.
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