内容正文:
第02讲直线方程综合大题归类
目录
思维导图
2
高考分板
2
学习目标…
3
知识要点
3
解题策略
9
题型归纳
10
题型01:求直线方程…
10
题型02:三角形中线所在直线问题…
16
题型03:三角形高所对应直线方程…
20
题型04:解三角形角平分线对应直线
23
题型05:距离问题…
31
题型06:求三角形边对应的直线方程
33
题型07:截距与长度…
35
题型08:面积最值
38
题型09:折叠问题…
43
题型10:三条直线舸题…
46
题型11:直线与曲线方程
48
题型12:直线方程的应用题,
49
巩固提升,
51
思维导图
1:求直线方程
6:三角形三边所对应直线
2:三角形中线对应直线
7:截距与长度问题
3:三角形高线对应直线
8:面积最值
直线方程解答题
4:三角形角分线对应直线
9:折叠问题
5:距离问题
10:三条直线问题
11:直线与曲线方程
高考分析
直线方程相关内容在高考中较少以独立综合大题的形式出现,更多是作为解析几何的基础内容,融入到其他
综合大题中进行考查。
考查形式与分值:直线方程相关考点单独出解答题的频率较低,一般会与圆、圆锥曲线等结合,作为综合大
题中的某一问,如在求圆锥曲线的弦长、直线与圆锥曲线交点坐标等问题中,先设出直线方程再联立求解。若在
综合题中涉及,分值大概占4-8分。
·常见考点
1.直线方程的建立与求解:根据已知条件(如两点坐标、一点和斜率、直线所过定点及其他约束条件)选择
合适的直线方程形式准确求出直线方程,这是解决后续问题的基础。
2.直线与其他图形的位置关系:与圆结合时,常考直线与圆的相交、相切问题,涉及弦长计算、切线方程求
解等,需利用点到直线距离公式等;与圆锥曲线结合时,主要考查直线与圆锥曲线的交点情况,通过联立方程,
利用韦达定理解决弦长、中点、定点、定值、最值等问题。
3距离与对称问题:包括点到直线的距离、两平行直线间的距离等的计算,以及点关于直线对称、直线关于
直线对称等问题,常作为解题的关键环节出现。
·命题特点与趋势
1.注重基础与综合:对直线方程的基本概念、公式等基础内容要求熟练掌握,同时强调其与其他知识板块的
融合,突出知识的综合性和交汇性,考查学生综合运用知识解决问题的能力。
2.难度与计算量趋于稳定:整体难度适中,一般不会出现特别复杂的直线方程推导或计算。随着高考命题对
数学思维和核心素养考查的加强,更注重通性通法的应用,减少繁琐计算,强调思维的灵活性和逻辑性。
3.数学思想渗透明显:重点渗透数形结合思想,要求学生能将直线方程的代数形式与几何图形相互转化,
通过图形直观分析问题,再利用代数运算求解,同时也会涉及函数与方程、分类讨论等思想。
备考时,应熟练掌握直线方程的各类基础知识和基本方法,加强直线与圆、圆锥曲线等综合题的训练,提升
分析问题和解决问题的能力,尤其要注重对数学思想方法的理解与运用。
学习目标
1.概念理解:掌握直线的倾斜角、斜率的定义及计算方法,理解直线方程与直线上点的坐标关系。
2.方程形式:熟练掌握点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式等直线方程的推导过程、适用条件及相
互转化。
3.应用能力:能根据已知条件(如两点、一点和斜率、截距等)准确求出直线方程;能利用直线方程解决
两直线的位置关系(平行、垂直)判断、交点坐标求解等问题。
4.思想运用:体会数形结合思想,能将几何问题转化为代数问题求解,反之能用代数运算解释几何意义。
知识要点
一.直线的方程五种妍形式的选择
1.直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线1经过一点P(x,%),斜率为k,则方程y一yo=k(x一xo)叫作直线1的点斜式方程.
2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角a=90°,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,
但因为1上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x=x1;若直线的倾斜角≠90°,则直线的斜率
k=tana,直线的方程为y-yo=(tana)·(x-xo).
2.直线的斜截式方程
(1)直线的斜截式方程的定义:
设直线1的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线1的斜截式方程,
P(0,b)
(2)斜截式方程的使用方法:
己知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程,
3.直线的两点式方程
(1)直线的两点式方程的定义:
设直线1经过两点R(,),乃(x,)(,八,则方程二女=二1叫作直线1的两点式
y2-y x2-xI
方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点P(x,),P2(x2,y2),且xx2,时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当x=x2,y时,直线方程为x=x(或x=x2).
③当x1x2,=y2时,直线方程为y=片(或y=y2).
4.直线的截距式方程
(1)直线的截距式方程的定义:
设直线1在x轴上的截距为a,在y轴上的发距为b,且a≠0,b≠0,则方程。十古=1叫作直线1的
截距式方程.
y
B(0,b)
A(a,0)
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠O,b≠O,即直线1在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能
表示过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为O时,可以直接使用该公式求直线方程
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为O时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的
坐标求解k,得到直线方程.、
5.直线的一般式方程
(1)直线的一般式方程的定义:
在平面直角坐标系中,任何一个关于x,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=O(其中A,B不同时为O)叫作直线的一般式方程.
对于方程Ax+By+C=O(A,B不全为O:
当B+0时,方程A+B+C=0可以写成)=合x合:它表示然率为合·在y维上的发E为
的直线特别地,当A=0时,它表示垂直于y轴的直线。
C
4
当B=0时,A*0,方程Ax+B+C=0可以写成x-月,它表示垂直于x轴的直线。
C
(2)一般式方程的使用方法:
直线的一般式方程是直线方程中最为一般的表达式,它适用于任何一条直线.
直线方程的五种形式
方程形式
直线方程
局限性
选择条件
不能表示与×轴垂直
点斜式
y-0=k(x-x0)
①已知斜率:②已知
的直线
一点
不能表示与×轴垂直
斜截式
①已知在y轴上的截距:
y=kx+b
的直线
②已知斜率
不能表示与x轴
①已知两个定点:②已知
两点式
y一班=
T-t1
y轴垂直的直线
两个截距
2一1
C2-21
不能表示与x轴垂直、
①已知两个截距:②已知
截距式
+-1
与y轴垂直、过原点
直线与两条坐标轴围成的
的直线
三角形的面积
Ax+By+C-0
求直线方程的最后结果均
一般式
表示所有的直线
(A,B不全为O)
可以化为一般式方程
二.中点坐标及重心坐标公试
中点坐标公式
X1+x2
,).B(x,,Mx,o为4B的中点,则:
2
三角形重心坐标公式
Ax1,y,B(x2,y2),Cx3,y3,Mxo,y)为△ABC重心
0=名+名+灯
3
→{
。=当+乃+当
3
2=3+32+2
三.两条直线的位置关系
1.两直线的平行关系
(1)对于两条不重合的直线l,l2,其斜率为k,k2,有1/113台k1=k2
(2)对于两条直线l:Ax+By+C=0,12:A2x+B2y+C2=0,
有1/1L3台AB2-AB,=0,AC3-A,C≠0.
两条直线平行或重合的充要条件
直线11:A1x十B1y十C1=0与直线12:A2x十B2y十C2=0平行或重合的充要条件是A1B2一A2B1=0.
2.两条直线的垂直关系
(1)对于两条直线1,12,其斜率为k,k2,有1⊥12台kk2=-1.
(2)对于两条直线l:Ax+By+C=0,12:Ax+B2y+C2=0,有l⊥12台AB,+A,B2=0.
直线11:A1x十B1y+C1=0与直线2:A2x十B2y+C2=0垂直的充要条件是A1A2十B1B2=0.
3.两条直线的交点
(1).两条直线相交:对于两条直线l:Ax+By+C=0,I2:A,x+B2y+C2=0,若
Ax+By+C=
AB2一A,B,≠0,则方程组
有唯一解,两条直线就相交,方程组的解就是交点的坐标.
Ax+By+C2=0
Ax+By+C=0
(2).两条直线l:Ax+By+C,=0,2:Ax+B2y+C2=0,联立方程组
Ax+By+C,=0
若方程组有无数组解,则l,2重合。
或者.若有4-县-S,则方程组有无穷多个解,此时两直线重合,
A B2 C2
若有4=g≠9,则方程组无解,此时两直线平行;
A B2 C2
若有A≠8,则方程组有唯一解,此时两直线相交,此解即两直线交点的坐标
A B,
四.距离公式
1.两点间的距离公式
设两点(x,),P(x2,y2),则=V(x-x)2+(y2-y)2.
2.点到直线的距离公式
设点P(x,y),直线:Ax+By+C=0,则点P(xo,yo)到直线1:Ax+By+C=0的距离
6
Axo Byo+C
VA2+B2
3.两平行线间的距离公式
设两条平行直线L:Ax+By+C=0,I,:Ax+By+C,=0,则这两条平行线之间的距离
d=_
c-c2l
VA2+B2
五.对称问题
物=+5
2
%=当+丛
1.中点坐标公式:
2
2.中心对称:点A(o,y,)关于点Pm,n)的对称点坐标为2m一xo,2n一Yo;曲线(直线)fx,y=0关于点P
(m,n)对称的曲线(直线)方程为f(2m-x,2n一y=0;特别地,点Po,y,)关于原点的对称点为xo,~y.
3.轴对称:(1)点Px,y)关于直线Ax+By十C=0的对称点Poo,y),满足如下关系:
[4+0+B+地+C=0,
2
2
Ψ二0_B
b-xoA
4.特殊的轴对称:(i)点P(o,Y,)关于x轴、y轴,x=m,y=n,y=x,y=一x,y=x+m,y=一x十n的
对称点的坐标依次为o,一yo小、(-xo,Yo小、(2m一xo,Yo小、(o,2n-o小、(仪0,Xo以、(一Y0,-xo以、
(W0-m,xo+m、(-y0十n,-xo+n)
5.曲线(直线)f(x,y)=0关于x轴,y轴,x=m、y=n、y=x、y=一x、y=x十m、y=一x十n对称的曲线直
线)方程依次为:fx,一y)=0、f一x,y)=0、f(2m一x,y)=0、fx,2n一y)=0、fy,x=0、f(-y,一x=0、
fy-m,x+m)=0、f-y+n,-x+n)=0.
(一)点关于点对称
点关于点对称的本质是中点坐标公式:设点P(x,)关于点Q(x,)的对称点为P'(x,2),则根据中
无专+5
点坐标公式,有
2
6=乃+2
2
可得对称点P'(x2,y2)的坐标为(2x-x,2-)
(二)点关于直线对称
点P(x,y)关于直线1:Ax+By+C=0对称的点为P'(x2,y,),连接PP',交1于M点,则1垂直平分
k,·kpp=-l
PP',所以PP'⊥1,且M为PP'中点,又因为M在直线1上,故可得
A当++B乃+业+C=0
,解出
2
2
(x2’2)即可.
(三)直线关于点对称
法一:在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线
方程;
法二:求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
(四)直线关于直线对称
求直线l:ax+by+c=0,关于直线l,:dx+ey+f=0(两直线不平行)的对称直线Z
第一步:联立1,,算出交点P(x。,y)
第二步:在(上任找一点(非交点)Q(x,),利用点关于直线对称的秒杀公式算出对称点Q'(x,y)
第三步:利用两点式写出1方程
(五)常见的一些特殊的对称
点(x,y)关于x轴的对称点为(x,-y),关于y轴的对称点为(-x,y)·
点(x,y)关于直线y=x的对称点为(y,x),关于直线y=-x的对称点为(-y,-x)·
点(x,y)关于直线x=a的对称点为(2a-x,y),关于直线y=b的对称点为(x,2b-y).
点(x,y)关于点(a,b)的对称点为(2a-x,2b-y)·
点(x,y)关于直线x+y=k的对称点为(k-y,k-x),关于直线x-y=k的对称点为(化+y,x-k)·
六直线系方程的应用
(1)与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程是Ax+By+m=O(m∈R且m≠C).
(2)与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程是Bx-Ay+n=O(n∈R).
(3)过直线11:A1x+B1y+C1=0与2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+A(A2x+B2y
+C2)=0(A∈R),但不包括2.
解题策略
直线方程综合性大题解题策略
1.定方向:明确问题核心
快速拆解题目,确定核心任务,如求直线方程、判断位置关系、计算距离或与圆/圆锥曲线结合的综合问题。
识别关键条件,如定点、斜率、截距、位置关系(平行/垂直)等,关联对应的直线方程形式或公式。
2.选形式:巧设直线方程
根据已知条件选择最优方程形式,避免漏解或复杂计算。
已知一点和斜率/倾斜角:用点斜式。
已知斜率和y轴截距:用斜截式
已知两点坐标:用两点式或先求斜率再用点斜式
已知x、y轴截距:用截距式(注意截距为O时不适用)。
含参数或需统一形式时:用一般式(Ax+By+C=O)。
处理斜率不确定的情况(如直线过定点),优先设点斜式,并补充讨论斜率不存在的情形(即垂直于x轴的
直线),避免丢解。
3.联方程:解决交汇问题
当直线与圆、椭圆、抛物线等结合时,按“联立方程→消元化简→利用韦达定理/判别式”的流程解题。
1.设出直线方程(含参数时需标注参数范围)。
2.联立直线方程与曲线方程,消去x或y,得到一元二次方程(x2+bx+c=0)。
3.计算判别式△=b2-4ac,判断交点个数(△>0相交,△=0相切,△<0无交点)。
4.若有交点,用韦达定理得x+x=-b/a、x=c/a,为后续求弦长、中点、定点等铺垫。
4.用公式:突破关键计算
5.重思想:优化解题逻辑
数形结合:通过画图直观分析直线与曲线的位置关系、定点位置等,辅助确定解题思路。
分类讨论:当直线斜率是否存在、参数取值范围不确定时,需分情况讨论,确保答案全面。
函数与方程思想:将几何问题转化为代数方程问题,通过解方程或分析函数性质(如最值)求解。
6.验结果:规避常见错误
检查直线方程形式的适用条件,如斜截式是否遗漏斜率不存在的直线。
验证联立方程消元是否正确,韦达定理应用时确保一元二次方程二次项系数不为0。
计算距离、弦长时,注意公式中符号和根号内表达式的正确性,避免计算失误。
题型归纳
题型01:
求直线方程
【典型例题1】.如图,射线0A,OB与x轴正半轴的夹角分别为45和30°,过点P(1,0)的直线1分别交OA,
OB于点A,B.
9
(1)当线段AB的中点为P时,求1的方程;
(2)当线段AB的中点在直线y=X上时,求1的方程.
【答案】y=-(5+x-2y=3+(x-刂
3
【解析】(1)根据题意可得O0A,OB的方程,再设Ax,x),Bx2
X2
根据中点的坐标公式求解A,B坐
3
标,进而求得的斜率,再根据点斜式可得1的方程;
(2)同(1)将4B的中点坐标代入y=二得到x=1+
2
x2,进而求得AB的斜率,再根据点斜式求得I的
2
方程即可.
(1)由于射线0A,0B与x轴正半轴的夹角分别为45和30°,.射线OA:y=xx≥0).OB:
3x20).
、
设Axx小,B-3
AB的中点为点P(1,0),由中点坐标公式求得x=5-1,x2=3-√5
A点坐标V5-1,W5-1,B点坐标3-√5,1-V5).故1的斜率为
88--j2=-0+又5-
(2)
AB的中点
+x2
3
3
222
3
12)
3
:kAB=
+3
X1-X2
2
3+,:y+5jx-刂.
x2+
【典型例题2】直线1经过点A1,2),
(1)直线1与两个坐标轴围成的三角形的面积是4的直线方程
(2)直线1与两个坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小时的直线方程.
10
第02讲 直线方程综合大题归类
目录
思维导图 2
高考分析 2
学习目标 3
知识要点 3
解题策略 9
题型归纳 10
题型01: 求直线方程 10
题型02:三角形中线所在直线问题 13
题型03:三角形高所对应直线方程 15
题型04:解三角形角平分线对应直线 16
题型05:距离问题 20
题型06:求三角形边对应的直线方程 22
题型07:截距与长度 22
题型08:面积最值 24
题型09:折叠问题 27
题型10:三条直线问题 28
题型11: 直线与曲线方程 29
题型12: 直线方程的应用题 30
巩固提升 31
直线方程相关内容在高考中较少以独立综合大题的形式出现,更多是作为解析几何的基础内容,融入到其他综合大题中进行考查。
考查形式与分值:直线方程相关考点单独出解答题的频率较低,一般会与圆、圆锥曲线等结合,作为综合大题中的某一问,如在求圆锥曲线的弦长、直线与圆锥曲线交点坐标等问题中,先设出直线方程再联立求解。若在综合题中涉及,分值大概占4-8分。
• 常见考点
1.直线方程的建立与求解:根据已知条件(如两点坐标、一点和斜率、直线所过定点及其他约束条件)选择合适的直线方程形式准确求出直线方程,这是解决后续问题的基础。
2.直线与其他图形的位置关系:与圆结合时,常考直线与圆的相交、相切问题,涉及弦长计算、切线方程求解等,需利用点到直线距离公式等;与圆锥曲线结合时,主要考查直线与圆锥曲线的交点情况,通过联立方程,利用韦达定理解决弦长、中点、定点、定值、最值等问题。
3.距离与对称问题:包括点到直线的距离、两平行直线间的距离等的计算,以及点关于直线对称、直线关于直线对称等问题,常作为解题的关键环节出现。
• 命题特点与趋势
1.注重基础与综合:对直线方程的基本概念、公式等基础内容要求熟练掌握,同时强调其与其他知识板块的融合,突出知识的综合性和交汇性,考查学生综合运用知识解决问题的能力。
2.难度与计算量趋于稳定:整体难度适中,一般不会出现特别复杂的直线方程推导或计算。随着高考命题对数学思维和核心素养考查的加强,更注重通性通法的应用,减少繁琐计算,强调思维的灵活性和逻辑性。
3. 数学思想渗透明显:重点渗透数形结合思想,要求学生能将直线方程的代数形式与几何图形相互转化,通过图形直观分析问题,再利用代数运算求解,同时也会涉及函数与方程、分类讨论等思想。
备考时,应熟练掌握直线方程的各类基础知识和基本方法,加强直线与圆、圆锥曲线等综合题的训练,提升分析问题和解决问题的能力,尤其要注重对数学思想方法的理解与运用。
1. 概念理解:掌握直线的倾斜角、斜率的定义及计算方法,理解直线方程与直线上点的坐标关系。
2. 方程形式:熟练掌握点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式等直线方程的推导过程、适用条件及相互转化。
3. 应用能力:能根据已知条件(如两点、一点和斜率、截距等)准确求出直线方程;能利用直线方程解决两直线的位置关系(平行、垂直)判断、交点坐标求解等问题。
4. 思想运用:体会数形结合思想,能将几何问题转化为代数问题求解,反之能用代数运算解释几何意义。
一.直线的方程五种形式的选择
1.直线的点斜式方程
(1)直线的点斜式方程的定义:
设直线l经过一点,斜率为k,则方程叫作直线l的点斜式方程.
(2)点斜式方程的使用方法:
①已知直线的斜率并且经过一个点时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当已知直线的倾斜角时,若直线的倾斜角,则直线的斜率不存在,其方程不能用点斜式表示,但因为l上每一个点的横坐标都等于x1,所以直线方程为x= x1;若直线的倾斜角,则直线的斜率,直线的方程为.
2.直线的斜截式方程
(1)直线的斜截式方程的定义:
设直线l的斜率为k,在y轴上的截距为b,则直线方程为y=kx+b,这个方程叫作直线l的斜截式方程.
(2)斜截式方程的使用方法:
已知直线的斜率以及直线在y轴上的截距时,可以直接使用该公式求直线方程.
3.直线的两点式方程
(1)直线的两点式方程的定义:
设直线l经过两点 (),则方程叫作直线l的两点式方程.
(2)两点式方程的使用方法:
①已知直线上的两个点,且时,可以直接使用该公式求直线方程.
②当时,直线方程为 (或).
③当时,直线方程为 (或).
4.直线的截距式方程
(1)直线的截距式方程的定义:
设直线l在x轴上的截距为a,在y轴上的截距为b,且a≠0,b≠0,则方程叫作直线l的截距式方程.
(2)直线的截距式方程的适用范围:
选用截距式方程的条件是a≠0,b≠0,即直线l在两条坐标轴上的截距非零,所以截距式方程不能 表示过原点的直线,也不能表示与坐标轴平行(或重合)的直线.
(3)截距式方程的使用方法:
①已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都不为0时,可以直接使用该公式求直线方程.
②已知直线在x轴上的截距、y轴上的截距,且都为0时,可设直线方程为y=kx,利用直线经过的点的
坐标求解k,得到直线方程.、
5.直线的一般式方程
(1)直线的一般式方程的定义:
在平面直角坐标系中,任何一个关于x,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)叫作直线的一般式方程.
对于方程Ax+By+C=0(A,B不全为0):
当B≠0时,方程Ax+By+C=0可以写成y=x,它表示斜率为,在y轴上的截距为 的直线.特别地,当A=0时,它表示垂直于y轴的直线.
当B=0时,A≠0,方程Ax+By+C=0可以写成x=,它表示垂直于x轴的直线.
(2)一般式方程的使用方法:
直线的一般式方程是直线方程中最为一般的表达式,它适用于任何一条直线.
直线方程的五种形式
方程形式
直线方程
局限性
选择条件
点斜式
不能表示与x轴垂直的直线
①已知斜率;②已知
一点
斜截式
y=kx+b
不能表示与x轴垂直的直线
①已知在y轴上的截距;②已知斜率
两点式
不能表示与x轴、
y轴垂直的直线
①已知两个定点;②已知两个截距
截距式
不能表示与x轴垂直、与y轴垂直、过原点的直线
①已知两个截距;②已知直线与两条坐标轴围成的三角形的面积
一般式
Ax+By+C=0
(A,B不全为0)
表示所有的直线
求直线方程的最后结果均可以化为一般式方程
二.中点坐标及重心坐标公式
中点坐标公式
,,为的中点,则:
三角形重心坐标公式
三.两条直线的位置关系
1.两直线的平行关系
(1) 对于两条不重合的直线,其斜率为,有.
(2)对于两条直线,
有.
两条直线平行或重合的充要条件
直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0平行或重合的充要条件是A1B2-A2B1=0.
2.两条直线的垂直关系
(1) 对于两条直线,其斜率为,有.
(2)对于两条直线,有.
直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0垂直的充要条件是A1A2+B1B2=0.
3.两条直线的交点
(1).两条直线相交:对于两条直线,若,则方程组有唯一解,两条直线就相交,方程组的解就是交点的坐标.
(2).两条直线,联立方程组,
若方程组有无数组解,则重合.
或者.若有,则方程组有无穷多个解,此时两直线重合;
若有,则方程组无解,此时两直线平行;
若有,则方程组有唯一解,此时两直线相交,此解即两直线交点的坐标.
四.距离公式
1.两点间的距离公式
设两点,则.
2.点到直线的距离公式
设点,直线,则点到直线的距离
.
3.两平行线间的距离公式
设两条平行直线,则这两条平行线之间的距离
.
五.对称问题
1.中点坐标公式:
2.中心对称:点A(,)关于点P(m,n)的对称点坐标为(2m-,2n-);曲线(直线)f(x,y)=0关于点P(m,n)对称的曲线(直线)方程为f(2m-x,2n-y)=0;特别地,点P(,)关于原点的对称点为(,).
3.轴对称:(1)点P(x,y)关于直线Ax+By+C=0的对称点(,),满足如下关系:
4.特殊的轴对称:(i)点P(,)关于x轴、y轴,x=m,y=n,y=x,y=-x,y=x+m,y=-x+n的对称点的坐标依次为(,-)、(-,)、(2m-,)、(,2n-)、(,)、(-,-)、(-m,+m)、(-+n,-+n)
5.曲线(直线)f(x,y)=0关于x轴,y轴,x=m、y=n、y=x、y=-x、y=x+m、y=-x+n对称的曲线(直线)方程依次为:f(x,-y)=0、f(-x,y)=0、f(2m-x,y)=0、f(x,2n-y)=0、f(y,x)=0、f(-y,-x)=0、f(y-m,x+m)=0、f(-y+n,-x+n)=0.
(一)点关于点对称
点关于点对称的本质是中点坐标公式:设点关于点的对称点为,则根据中点坐标公式,有
可得对称点的坐标为
(二)点关于直线对称
点关于直线对称的点为,连接,交于点,则垂直平分,所以,且为中点,又因为在直线上,故可得,解出即可.
(三)直线关于点对称
法一:在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;
法二:求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
(四)直线关于直线对称
求直线,关于直线(两直线不平行)的对称直线
第一步:联立算出交点
第二步:在上任找一点(非交点),利用点关于直线对称的秒杀公式算出对称点
第三步:利用两点式写出方程
(五)常见的一些特殊的对称
点关于轴的对称点为 ,关于轴的对称点为.
点关于直线的对称点为,关于直线的对称点为.
点关于直线的对称点为,关于直线的对称点为.
点关于点的对称点为 .
点关于直线的对称点为 ,关于直线的对称点为 .
六.直线系方程的应用
(1)与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程是Ax+By+m=0(m∈R且m≠C).
(2)与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程是Bx-Ay+n=0(n∈R).
(3)过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但不包括l2.
直线方程综合性大题解题策略
1. 定方向:明确问题核心
快速拆解题目,确定核心任务,如求直线方程、判断位置关系、计算距离或与圆/圆锥曲线结合的综合问题。
识别关键条件,如定点、斜率、截距、位置关系(平行/垂直)等,关联对应的直线方程形式或公式。
2. 选形式:巧设直线方程
根据已知条件选择最优方程形式,避免漏解或复杂计算。
已知一点和斜率/倾斜角:用点斜式。
已知斜率和y轴截距:用斜截式。
已知两点坐标:用两点式或先求斜率再用点斜式。
已知x、y轴截距:用截距式(注意截距为0时不适用)。
含参数或需统一形式时:用一般式(Ax + By + C = 0)。
处理斜率不确定的情况(如直线过定点),优先设点斜式,并补充讨论斜率不存在的情形(即垂直于x轴的直线),避免丢解。
3. 联方程:解决交汇问题
当直线与圆、椭圆、抛物线等结合时,按“联立方程→消元化简→利用韦达定理/判别式”的流程解题。
1. 设出直线方程(含参数时需标注参数范围)。
2. 联立直线方程与曲线方程,消去x或y,得到一元二次方程(ax² + bx + c = 0)。
3. 计算判别式Δ = b² - 4ac,判断交点个数(Δ>0相交,Δ=0相切,Δ<0无交点)。
4. 若有交点,用韦达定理得x₁+x₂ = -b/a、x₁x₂ = c/a,为后续求弦长、中点、定点等铺垫。
4. 用公式:突破关键计算
5. 重思想:优化解题逻辑
数形结合:通过画图直观分析直线与曲线的位置关系、定点位置等,辅助确定解题思路。
分类讨论:当直线斜率是否存在、参数取值范围不确定时,需分情况讨论,确保答案全面。
函数与方程思想:将几何问题转化为代数方程问题,通过解方程或分析函数性质(如最值)求解。
6. 验结果:规避常见错误
检查直线方程形式的适用条件,如斜截式是否遗漏斜率不存在的直线。
验证联立方程消元是否正确,韦达定理应用时确保一元二次方程二次项系数不为0。
计算距离、弦长时,注意公式中符号和根号内表达式的正确性,避免计算失误。
题型01: 求直线方程
【典型例题1】.如图,射线与轴正半轴的夹角分别为和,过点的直线分别交,于点.
(1)当线段的中点为时,求的方程;
(2)当线段的中点在直线上时,求的方程.
【答案】(1)(2)
【解析】(1)根据题意可得的方程,再设,根据中点的坐标公式求解坐标,进而求得的斜率,再根据点斜式可得的方程;
(2)同(1)将的中点坐标代入得到,进而求得的斜率,再根据点斜式求得的方程即可.
(1)由于射线与轴正半轴的夹角分别为和,射线:.:.
设,的中点为点,由中点坐标公式求得,.
点坐标,点坐标.故的斜率为,又,:.
(2)的中点在直线上,,即,
,:.
【典型例题2】直线l经过点,
(1)直线l与两个坐标轴围成的三角形的面积是4的直线方程.
(2)直线l与两个坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小时的直线方程.
【答案】(1);(2).
【解析】设直线方程为,由直线l经过点可得,
(1)由题可得,解得,,,
则直线方程为;
(2),,∴,
当且仅当,时面积取最小值,
则直线方程为.
【变式训练1-1】.在平面直角坐标系中,已知菱形的顶点和所在直线的方程为.(1)求对角线所在直线方程;
(2)已知直线过点,与直线的夹角余弦值为,求直线的方程.
(以上所求方程都以直线的一般式方程作答)
【变式训练1-2】.已知直线的方程为,直线的方程为.
(1)设直线与的交点为,求过点且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程;
(2)设直线的方程为,若直线与,不能构成三角形,求实数的取值的集合.
【变式训练1-3】已知函数与直线均过定点,且直线在轴上的截距依次为和.
(1)若直线在轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于两点,求直线与两坐标轴正半轴围成三角形⧍面积最小时直线的方程.
【变式训练1-4】过点作直线,直线与,轴的正半轴分别交于,两点,为原点.
(1)若⧍ABO的面积为9,求直线的方程;
(2)若⧍ABO的面积为,求的最小值,并求出此时直线的方程.
【变式训练1-5】设直线的方程为.
(1)求证:不论为何值,直线必过一定点;
(2)若直线分别与轴正半轴,轴正半轴交于点,,当⧍AOB面积最小时,求⧍AOB的周长及此时的直线方程;
(3)当直线在两坐标轴上的截距均为正整数且a也为正整数时,求直线的方程.
【变式训练1-6】已知直线
(1)证明:直线 过定点;
(2)若直线交轴负半轴于点 ,交轴正半轴于点,为坐标原点,设⧍AOB 的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
题型02:三角形中线所在直线问题
【典型例题1】.已知直线,,,记.
(1)当时,求原点关于直线的对称点坐标;
(2)在⧍ABC中,求边上中线长的最小值.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据对称的性质,结合互相垂直的两条直线的斜率的性质,通过解方程组、中点坐标公式进行求解即可;
(2)根据两条直线的斜率关系可以判断出⧍ABC是直角三角形,最后利用直角三角形的性质,结合两点间距离公式进行求解即可.
(1)当时,直线的方程为,所以直线的斜率为2,设过原点与直线垂直的直线斜率为,所以,因此直线的方程为:
,设直线与直线的交点为,所以点的坐标是方程组的解,解得:,所以点的坐标为,设原点关于直线的对称点坐标为,
所以有:,即原点关于直线的对称点坐标为;
(2)因为,
所以直线与直线互相垂直,
故⧍ABC是直角三角形,因此边上中线长为,
解方程组:,即,
解方程组:,即,
因此,当时,有最小值,所以边上中线长的最小值.
【典型例题2】已知⧍ABC的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在的直线方程为.求:
(1)直线的一般式方程;
(2)求⧍ABC的边的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)根据垂直确定,再计算直线方程得到答案.
(2)设,根据的中点在直线上,结合在上,得到答案.
(1)边上的高所在的直线方程为,斜率,故,
直线方程为,即;
(2)设,则的中点坐标为,
则,解得,即,.
【变式训练2-1】在⧍ABC中,顶点A在直线上,顶点B的坐标为边的中线所在的直线方程为边的垂直平分线的斜率为.
(1)求直线的方程;
(2)若直线l过点B,且点A、点C到直线l的距离相等,求直线l的方程.
【变式训练2-2】.在平面直角坐标系中,已知⧍ABC的三个顶点,,.
(1)求边所在直线的一般方程;
(2)边上中线的方程为,且⧍ABC的面积为4,求点的坐标.
【变式训练2-3】.已知⧍ABC的顶点,,边上的中线的方程为,边所在直线的方程为
(1)求边所在直线的方程,化为一般式;
(2)求顶点的坐标.
【变式训练2-4】已知⧍ABC的顶点,顶点在轴上,边上的高所在的直线方程为.
(1)求直线的方程;
(2)若边上的中线所在的直线方程为,求的值.
题型03:三角形高所对应直线方程
【典型例题1】.在⧍ABC中,,边上的高所在的直线方程为,边上中线所在的直线方程为.
(1)求点坐标:
(2)求直线的方程.
【答案】(1)C(-4,-2)(2)5x-7y+6=0
【解析】(1)先求出AC所在的直线的方程,再求两直线的交点即可;
(2)设出B点坐标,表示出M点坐标,利用和CM所在的直线方程解出B点坐标,进而求得直线 的方程.
(1)边AC上的高BE所在的直线方程为,
故边AC所在的直线的斜率为1,
所以边AC所在的直线的方程为,即,
因为CM所在的直线方程为4x-5y+6=0,
由解得,所以C(-4,-2)
(2)设B(x0,y0),M为AB中点,则M的坐标为,由,解得,
所以B(3,3),又因为C(-4,-2),
所以直线BC的方程为,化简得5x-7y+6=0.
【典型例题2】.已知⧍ABC的顶点,边上的高BH所在直线为,边上的中线AD所在直线方程为.
(1)求顶点A的坐标;
(2)求直线的方程.(结果用一般式方程表示).
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由,求所在直线方程,与AD所在直线方程联立方程组求顶点A的坐标;
(2)设,则,分别代入BH所在直线和AD所在直线方程,求出,可求直线的方程.
(1), 所在直线方程为,即,
由,得:,所以
(2)设,则,分别代入BH所在直线和AD所在直线方程,
即,解得:,即,
所以,即直线的方程.
【变式训练3-1】.已知⧍ABC的顶点,AB边上的中线CM所在直线方程为,AC的边上的高BH所在直线方程为.
(1)求顶点C的坐标;
(2)求直线BC的方程.
【变式训练3-2】.已知⧍ABC的顶点,边上的中线所在的直线方程为,边上的高所在直线的方程为.分别求,边所在直线的方程.
【变式训练3-3】已知⧍ABC的顶点,边上的高线所在的直线方程为,边上的中线所在的直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求直线的方程.
题型04:解三角形角平分线对应直线
【典型例题1】已知⧍ABC的顶点边上的高所在的直线方程为.
(1)求直线的方程;
(2)在两个条件中任选一个,补充在下面问题中并作答.
①角的平分线所在直线方程为;
②边上的中线所在的直线方程为.
若__________.求直线的方程.
注:如果选择多个条件分别解答,则按第一个解答计分.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据直线垂直,求得斜率,利用点斜式方程,可得答案.
(2)联立直线方程,求得点的坐标,选择条件①,②分别利用角平分线的对称或中线的对称,求解即得答案.
(1)由边上的高所在的直线方程为,得直线的斜率,而的顶点,
所以直线的方程为:,即.
(2)选①,角的平分线所在直线方程为,令该直线与边交于点,
由,解得,即点A坐标为,
设点B关于的对称点为,
则,解得,即坐标为,
显然点在直线上,则直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
选②,边上的中线所在的直线方程为,
由,解得,即点A坐标为,
设点,则的中点在直线上,即,
整理得,又点在直线上,即,
由,解得,即点,直线的斜率,
所以直线的方程为,即.
【典型例题2】已知⧍ABC的顶点的坐标为,边上的中线所在的直线方程为,的平分线所在的直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求直线的方程
【答案】(1)(2)
【解析】(1)设,由中点在上,点在直线上,联立方程求出的坐标;
(2)求出关于的对称点的坐标,即可求出直线的方程.
(1)设,顶点的坐标为,
由中点在上,
可得:,即,
又由于点在直线上,得,
联立解得,即;
(2)顶点的坐标为,
设A点关于的对称点为,
则有,解得,即,
显然点在BC边所在的直线上,且,
得直线的方程为:,
所以直线的方程为:.
【典型例题3】.已知⧍ABC的一个顶点,且,∠B.的角平分线所在直线的方程依次是,,求的三边所在直线的方程.
【答案】所在直线的方程是,所在直线的方程,所在直线的方程是.
【分析】先求得关于直线,的对称点,,由此求得直线的方程,再求得点B、C的坐标,从而求得直线AB、AC的方程.
【详解】解:记∠B的角平分线交于点,的角平分线交于点.由角平分线的性质,知点关于直线,的对称点,均在直线上.
∵直线的方程为,,则,解得,∴.
∵直线的方程为,∴同理求得,
∴直线的方程是,即,这也是所在直线的方程.
由,得,由,得,
∴所在直线的方程是,所在直线的方程是.
【变式训练4-1】.在中,已知,.
(1)若直线过点,且点A,到的距离相等,求直线的方程;
(2)若直线为角的内角平分线,求直线的方程.
【变式训练4-2】在平面直角坐标系中,的顶点的坐标为,边上的高线所在的直线方程为,的角平分线所在直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求直线的方程.
【变式训练4-3】已知的边上的高所在的直线方程为,角的平分线所在的直线方程为为边的中点.
(1)求边所在的直线方程;
(2)求点的坐标.
【变式训练4-4】.已知:的顶点和的角平分线所在直线方程为,求边所在直线方程.
【变式训练4-5】在中,BC边上的高所在直线的方程为,的平分线所在直线方程为,若点B的坐标为(1,2).
(1)求点A和点C的坐标;
(2)求AC边上的高所在的直线l的斜截式方程.
【变式训练4-6】已知的顶点,边上的高线所在的方程为,角的角平分线交边于点,所在的直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求直线的方程.
题型05:距离问题
【典型例题1】已知三条直线,,,且与间的距离是.
(1)求的值.
(2)能否找到一点,使同时满足下列三个条件?若能,求点的坐标;若不能,说明理由.
①点在第一象限;
②点到的距离是点到的距离的;
③点到的距离与点到的距离之比是.
【解析】解:(1)将直线的方程化为,
两条平行线与间的距离,
由,解得.
(2)假设存在点,设点,.若点满足条件②,则点在与,平行的直线上,
且,解得或,
所以或.
若点满足条件③,由点到直线的距离公式,
有,
即,
所以或.
由于点在第一象限,所以排除.
联立方程和,
解得(舍去);
联立方程和,
解得,所以存在点,同时满足三个条件.
【典型例题2】.两平行直线,分别过,.
(1),之间的距离为5,求两直线方程;
(2)若,之间的距离为d,求d的取值范围.
【答案】(1)或(2)
【解析】(1)斜率不存在时,不合题意,斜率存在时,设斜率为,表示出直线,,利用平行线间的距离公式解出即可;
(2)结合图像可知当,旋转到和垂直时,,之间的距离d最大,求出,即可求得d的取值范围.
(1)
当,斜率不存在时,易知,,之间的距离为1,不合题意;
当,斜率存在时,设斜率为,则,化为一般式得,,由,之间的距离为5,可得,
解得或,当时,;当时,.
故两直线方程为或.
(2)
如图:当,旋转到和垂直时,,之间的距离d最大为,当,旋转到和重合时,距离为0,又两平行直线,不重合,故.
【变式训练5-1】.已知直线过点,且被平行直线:与:所截取的线段长为,求直线的方程.
【变式训练5-2】.已知直线与的方程分别为,,直线平行于,直线与的距离为,与的距离为,且,求直线的方程.
题型06:求三角形边对应的直线方程
【典型例题】.在等腰中,,顶点的坐标为,直角边所在的直线方程为,求边和所在的直线方程.
【答案】直线为或,直线为.
【解析】利用点斜式写出直线,根据等腰直角三角形性质,应用到角公式求的斜率为,最后由点斜式写出直线.
由题设,则,故直线为,整理得;
由为等腰三角形,若的斜率为,则,解得或,
所以直线为或,即或.
综上,直线为,直线为或.
【变式训练6-1】.已知过点且斜率为的直线l与x,y轴分别交于P,Q两点,分别过点P,Q作直线的垂线,垂足分别为R,S,求四边形PQSR的面积的最小值.
【变式训练6-2】.已知在第一象限的中,,,,,求:
(1)AB边所在直线的方程;
(2)AC边与BC边所在直线的方程.
题型07:截距与长度
【典型例题1】.在平面直角坐标系中,点,,直线.
(1)在直线上找一点使得最小,并求这个最小值和点的坐标;
(2)在直线上找一点使得最大,并求这个最大值和点的坐标.
【答案】(1)最小值为,(2)最大值为,
【解析】(1)首先求出点关于的对称点为的坐标,从而得到直线的方程,再求出两直线的交点坐标,即可所求点的坐标,则的最小值为;
(2)首先求出直线的方程,求出直线与直线的交点坐标,即为,而的最大值为,即可得解.
(1)解:设点关于的对称点为,则,解得,即,所以直线的方程为,即.当为直线与直线的交点时,最小.
由,解得,所以,从而的最小值为.
(2)解:由题意知直线的方程为,即.
当为直线与直线的交点时,最大.
由,解得,所以,
从而的最大值为.
【典型例题2】.已知.
(1)若直线l过点P,且原点到直线l的距离为2,求直线l的方程.
(2)是否存在直线l,使得直线l过点P,且原点到直线l的距离为6?若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或(2)不存在,理由见解析
【解析】(1)考虑直线的斜率不存在和存在两种情况,结合点到直线距离公式求出直线方程;
(2)方法一:求出直线l过点P,且原点到直线l的最大距离,进行判断;
方法二:先求出当直线的斜率不存在时,原点到直线l的距离,再求出当直线l的斜率存在时,得到相应的方程,由根的判别式进行判断.
(1)①当直线的斜率不存在时,直线的方程为,符合题意;
②当直线的方程为,即.,根据题意,得,解得:,
所以直线的方程为.故直线的方程为或.
(2)方法一:不存在.理由如下:
若直线过点,则当原点到直线的距离最大时,直线与垂直,
此时最大距离为,
而,故不存在这样的直线.
方法二:若直线的斜率不存在,则直线的方程为,易知原点到直线的距离为2,不符合题意.
若直线的斜率存在,则设直线的方程为,即,
则原点到直线的距离为,令,整理得,则,方程无解,
所以没有符合题意的直线.综上,不存在符合题意的直线.
【变式训练7-1】.一条直线经过点.分别求出满足下列条件的直线方程.
(1)与直线垂直;
(2)交轴、轴的正半轴于,两点,且取得最小值.
【变式训练7-2】.已知直线过两直线,的交点,且分别交轴、轴的正半轴于两点.
(1)若直线与垂直,求直线的方程;
(2)当取最小值时,求出最小值及直线的方程.
【变式训练7-3】直线l过点M(2,1),且分别交x轴、y轴的正半轴于点A、B.点O是坐标原点.
(1)当△ABO的面积最小时,求直线l的方程;
(2)当 最小时,求直线l的方程.
【变式训练7-4】在平面直角坐标系中,
(1)已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(-4,0),B(0,-3),C(-2,1),求:BC边上高线所在的直线的方程.
(2)若直线的方程为(),且直线在轴上截距是轴上截距的,求该直线的方程.
(3)过点作直线分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A,B.求当取得最小值时直线的方程.
题型08:面积最值
【典型例题1】在平面直角坐标系中,直线过定点,且与轴的正半轴交于点,与轴的正半轴交于点.
(1)当取得最小值时,求直线的方程;
(2)求面积的最小值.
【答案】(1)(2)12
【解析】(1)设直线的倾斜角为(为锐角),
由P点做x轴,y轴垂线,垂足分别为E,F,则PE=2,PF=3,
,
则,
所以当时,取得最小值,
此时直线的方程为;
(2)矩形OFPE面积为3×2=6,,
,当且仅当时取等号,
所以面积的最小值为12.
【典型例题2】.已知直线.
(1)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(2)若直线交轴负半轴于,交轴正半轴于,的面积为(O为坐标原点),求的最小值和此时直线的方程.
【答案】(1);(2),直线的方程为.
【解析】(1)将直线方程化为斜截式,再利用数形结合求出k的取值范围.
(2)先求直线在轴和轴上的截距,表示的面积,利用基本不等式求其最小值.
(1)方程可化为,要使直线不经过第四象限,则,
解得,所以k的取值范围为.
(2)由题意可得,由取得,取得,
所以,
当且仅当时,即时取等号,此时,直线的方程为.
【变式训练8-1】.在直角坐标系中,已知射线,过点作直线分别交射线OA、x轴正半轴于点A、B.
(1)当AB的中点为P时,求直线AB的两点式方程;
(2)求△OAB面积的最小值.
【变式训练8-2】已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)设为坐标原点,若与轴正半轴交于点与轴正半轴交于点,求面积的最小值.
【变式训练8-3】过点的直线
(1)求在两个坐标轴上截距相等的方程;
(2)求与x,y正半轴相交,交点分别是A、B,当△AOB面积最小时的直线方程.
【变式训练8-4】.已知直线l的方程为.
(1)若直线l与两坐标轴所围成的三角形为等腰直角三角形,求直线l的方程;
(2)若,直线l与x,y轴分别交于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN面积取得最小值时直线l的方程.
题型09:折叠问题
【典型例题】.如图所示,在平面直角坐标中,已知矩形的长为2,宽为1,边、分别在轴、轴的正半轴上,点与坐标原点重合,将矩形折叠,使点落在线段上,若折痕所在直线的斜率为,则折痕所在的直线方程为__________.
【答案】
【解析】因为折叠的过程中,点落在线段上,特别的如果折叠后重合,这时折痕所在的直线斜率为0,然后根据点和对折后的对应点关于直线折痕对称,即可求出折痕所在的直线的方程.
当时,此时点和点重合,折痕所在的直线的方程,
当时,将矩形折叠后点落在线段上的点为,,
所以与关于折痕所在的直线对称,由,即,解得:,
故折痕所在的直线的方程.
,从而折痕所在的直线与的交点坐标为,
折痕所在的直线方程为,
即,
综上所述:折痕所在的直线的方程为:.
故答案为:.
【变式训练9-1】.如图,OAB是一张三角形纸片,∠AOB=90°,OA=1,OB=2,设直线l与边OA,AB分别交于点M,N,将△AOB沿直线l折叠后,点A落在边OB上的点处.
(1)设,试用m表示点N到OB的距离;
(2)求点N到OB距离的最大值.
【变式训练9-2】.在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的长为2,宽为1,AB,AD边分别在x轴,y轴的正半轴上,点A与坐标原点重合,如图所示.将矩形折叠,使点A落在线段DC上.
(1)若折痕所在直线的斜率为k,试求折痕所在直线的方程;
(2)在(1)的条件下,若时,求折痕长的取值范围.
题型10:三条直线问题
【典型例题】.已知三条直线和,且与的距离是.
(1)求的值;
(2)能否找到一点,使同时满足下列三个条件:①点是第一象限的点;②点到的距离是点到的距离的;③点到的距离与点到的距离之比是,若能,求点的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)(2)能,
【解析】(1)根据平行间的距离公式建立方程,求解可得答案;
(2)设存在点满足,由平行间的距离公式可求得或.得出满足条件②的点满足或.再由点到直线的距离公式可得或,联立方程,求解可得结论.
(1)
解:因为可化为,所以与的距离为.因为,所以.
(2)
解:设存在点满足,则点在与,平行直线上.
且,即或.
所以满足条件②的点满足或.
若点满足条件,由点到直线的距离公式,有,即,所以或,因为点在第一象限,所以不成立.
联立方程和,解得(舍去),联立方程和,解得,所以即为同时满足条件的点.
【变式训练10-1】.平面上三条直线,,,如果这三条直线将平面划分为六个部分,求实数的所有可能的取值.
题型11: 直线与曲线方程
【典型例题】.已知动点P与两个顶点,的距离的比值为2,点P的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的轨迹方程;
(2)过点且斜率为k的直线l,交曲线C于、N两点,若,求斜率k
【答案】(1);(2).
【解析】(1)设出动点P的坐标,借助两点间距离公式列式,化简计算作答.
(2)根据给定条件写出l的方程,联立l与C的方程,借助韦达定理计算判断作答.
(1)设点,依题意,,则,化简整理得:,
所以曲线C的轨迹方程是:.
(2)依题意,设直线l的方程为:,由消去y并整理得:
,由得,
设,,则有,
,
即,整理得,解得或(舍去),
所以斜率.
【变式训练11-1】.已知曲线.
(1)说明曲线C是什么图形,并画出该图形;
(2)直线经过点,与曲线C交于M,N两点,且点A是线段MN的中点,求直线的方程;
(3)直线与曲线C交于M,N两点,且,求直线的方程.
题型12: 直线方程的应用题
【典型例题】.如图,为保护河上古桥,规划建一座新桥,同时设立一个圆形保护区.规划要求:新桥与河岸垂直;保护区的边界为圆心在线段上,并与相切的圆,且古桥两端和到该圆上任意一点的距离均不少于80m.经测量,点位于点正北方向60m处,点C位于点正东方向170m处(为河岸),.
(1)求新桥的长;
(2)长的范围是多少?
【答案】(1)m(2)
【解析】(1)根据题意,以为原点,以向东,向北为坐标轴建立直角坐标系,进而点坐标为,,再结合题意得直线,方程,并联立得交点的坐标,最后结合距离公式求解即可;
(2)根据题意设,进而根据题意列出不等式组,再结合代换求得的范围,即长的范围.
(1)解:如图,以为 轴建立直角坐标系,则, ,
由题意 ,直线方程为:.又,故直线方程为,
由,解得 ,即,所以;
(2)解:设,即,由(1)直线的一般方程为,
圆的半径为,由题意要求,
由于,因此,∴
∴ ,即长的范围是.
【变式训练12-1】.如图,在一段直的河岸同侧有A、B两个村庄,相距5km,它们距河岸的距离分别为3km、6km.现在要在河边修一抽水站并铺设输水管道,同时向两个村庄供水.如果预计修建抽水站需8.25万元(含设备购置费和人工费),铺设输水管每米需用24.5元(含人工费和材料费).现由镇政府拨款30万元,问A、B两村还需共同自筹资金多少才能完成此项工程?(精确到100元)
(参考数据:,,,)
巩固提升
1.已知直线l经过两条直线和的交点,且________,若直线m与直线l关于点对称,求直线m的方程.
试从①与直线垂直,②在y轴上的截距为,这两个条件中任选一个补充在上面的问题中,并解答.
2.已知直线与平行,且直线与直线之间的距离为,求m、n的值.
3.在等腰直角三角形中,已知一条直角边所在直线的方程为,斜边的中点为,求其它两边所在直线的方程.
4.已知三角形ABC的顶点坐标为A(-1,5)、B(-2,-1)、C(4,3),
(1)求AB边所在的直线方程;(2)求AB边的高所在直线方程.
5.三角形的三个顶点是,,.
(1)求边上的高所在直线的方程.
(2)求边的垂直平分线的方程.
6.在中,点,边上中线所在的直线方程为,的内角平分线所在的直线方程为.
(1)求点的坐标;
(2)求的边所在直线的方程.
7.设直线的方程为.
(1)若直线不经过第二象限,求实数的取值范围;
(2)若直线与轴、轴分别交于点,求(为坐标原点)面积的最小值及此时直线的方程.
8.将一张纸沿直线对折一次后,点与点重叠,点与点重叠.
(1)求直线的方程;
(2)求的值.
10.已知,,.
(1)若点满足,,求点的坐标;
(2)若点在轴上,且,求直线的倾斜角.
11.已知平行四边形的三个顶点的坐标为、、.
(1)求边的中垂线所在的直线方程和平行四边形的顶点D的坐标;
(2)求的面积.
12.如图,在平行四边形中,边所在直线方程为,点.
(1)求直线的方程;
(2)求边上的高所在直线的方程.
13.已知点A(2,3),B(4,1),△ABC是以AB为底边的等腰三角形,点C在直线l:x-2y+2=0上.
(1)求AB边上的高CE所在直线的方程;
(2)求△ABC的面积.
15.已知△ABC,,,,轴为边中线.
(1)求边所在直线方程;
(2)求内角角平分线所在直线方程.
16.已知直线.
(1)若直线不能过第三象限,求的取值范围;
(2)若直线交轴负半轴于点,交轴正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
17.在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的长为2,宽为1,AB,AD边分别在x轴、y轴的正半轴上,点A与坐标原点重合如图所示将矩形折叠,使点A落在线段DC上.
(1)若折痕所在直线的斜率为k,试求折痕所在直线的方程
(2)当时,求折痕长的最大值.
18.已知直线 :过定点,若直线被直线和轴截得的线段恰好被定点平分,求的值.
19.若点和到直线l的距离都是.
(1)根据m的不同取值,讨论满足条件的直线l有多少条?
(2)从以下三个条件中:①;②;③;选择一个条件,求出直线l的方程.
20.正方形一条边所在方程为,另一边所在直线方程为,
(1)求正方形中心所在的直线方程;
(2)设正方形中心,当正方形仅有两个顶点在第一象限时,求的取值范围.
21.已知△ABC的顶点,AB边上的中线CM所在直线方程为,AC的边上的高BH所在直线方程为.
(1)求顶点C的坐标;
(2)求直线BC的方程.
22.已知△ABC的顶点,AB边上的高所在的直线方程为.
(1)求直线AB的方程;
(2)在两个条件中任选一个,补充在下面问题中.
①角A的平分线所在直线方程为
②BC边上的中线所在的直线方程为
______,求直线AC的方程.
23.已知△ABC的内角平分线CD的方程为,两个顶点为A(1,2),B(﹣1,﹣1).(1)求点A到直线CD的距离;
(2)求点C的坐标.
24.已知直线均过点P(1,2).
(1)若直线过点A(-1,3),且求直线的方程;
(2)如图,O为坐标原点,若直线的斜率为k,其中,且与y轴交于点N,直线过点,且与x轴交于点M,求直线与两坐标轴围成的四边形PNOM面积的最小值.
25.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,过点作直线l分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A,B.
(1)求⧍AOB面积的最小值及此时直线l的方程;
(2)求当取得最小值时直线l的方程.
26.将一张纸沿直线对折一次后,点与点重叠,点与点重叠.
(1)求直线的方程;
(2)求的值;
(3)直线上是否存在一点,使得存在最大值,如果存在,请求出最大值,以及此时点的坐标;如果不存在,请说明理由.
2
学科网(北京)股份有限公司
$