内容正文:
专题01 直线与方程(12大重点题型+思维导图+知识清单)(期末专项训练)
【苏教版】
题型归纳
【知识清单1 直线的斜率与倾斜角】
1.直线的斜率
(1)直线的斜率
把一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,即k=tan α.
(2)过两点的直线的斜率公式
过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.
如果x1=x2,那么直线l的斜率不存在.
对于与x轴不垂直的直线l,它的斜率也可以看作.
【注】(1)当直线的斜率为正时,直线从左下方向右上方倾斜;
(2)当直线的斜率为负时,直线从左上方向右下方倾斜;
(3)当直线的斜率为零时,直线与x轴平行或重合.
2.直线的倾斜角
(1)倾斜角的定义
①当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
②当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
(2)直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
2.直线的斜率与倾斜角的对应关系
图示
倾斜角(范围)
α=0°
0°<α<90°
α=90°
90°<α<180°
斜率(范围)
k=0
k>0
不存在
k<0
【注】(1)倾斜角和斜率都可以表示直线的倾斜程度,二者相互联系.
(2)涉及直线与线段有交点问题,常根据数形结合思想,利用斜率公式求解.
【知识清单2 直线的点斜式、斜截式方程】
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.
【注】(1)点斜式方程是由直线上一点和斜率确定的,点斜式的前提是直线的斜率存在.点斜式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(2)当直线的倾斜角为0°时,直线方程为y=y1.
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.
【注】(1)b为直线在y轴上截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数.
(2)斜截式方程可由过点(0,b)的点斜式方程得到.
(3)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
【知识清单3 直线的两点式、截距式方程】
1.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).
【注】(1)这个方程由直线上两点确定;
(2)当直线没有斜率()或斜率为0()时,不能用两点式求出它的方程.
2.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.
【注】(1)截距式的条件是a≠0,b≠0,即截距式方程不能表示过原点的直线以及不能表示与坐标轴平行
的直线.
(2)求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0,得直线在y轴上的截距;令y=0,得直线在x轴上的截距.
【知识清单4 直线的一般式方程】
1.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.
2.辨析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
3.求直线方程的一般方法
(1)直接法
直线方程形式的选择方法:
①已知一点常选择点斜式;
②已知斜率选择斜截式或点斜式;
③已知在两坐标轴上的截距用截距式;
④已知两点用两点式,应注意两点横、纵坐标相等的情况.
(2)待定系数法
先设出直线的方程,再根据已知条件求出未知系数,最后代入直线方程.
利用待定系数法求直线方程的步骤:①设方程;②求系数;③代入方程得直线方程.
若已知直线过定点,则可以利用直线的点斜式求方程,也可以利用斜截式、
截距式等求解(利用点斜式或斜截式时要注意斜率不存在的情况).
【知识清单5 两条直线平行、垂直的判定】
1.两条直线(不重合)平行的判定
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
2.两条直线垂直的判定
图示
对应关系
l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2=-1
l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇔l1⊥l2
【注】判断两条直线是否垂直时:
在这两条直线都有斜率的前提下,只需看它们的斜率之积是否等于-1即可,但应注意有一条直线与
x轴垂直,另一条直线与x轴平行或重合时,这两条直线也垂直.
【知识清单6 两条直线的位置关系】
1.两条直线的位置关系
斜截式
一般式
方程
l1:y=k1x+b1
l2 :y=k2x+b2
相交
k1≠k2
(当时,记为)
垂直
k1·k2=-1
(当时,记为)
平行
k1=k2且b1≠b2
或
(当时,记为)
重合
k1=k2且b1=b2
A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2 (λ≠0)
(当时,记为)
2.平行的直线的设法
平行:与直线Ax+By+n=0平行的直线方程可设为Ax+By+m=0.
3.垂直的直线的设法
垂直:与直线Ax+By+n=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+m=0.
【知识清单7 两条直线的交点坐标】
1.两条直线的交点坐标
(1)两条直线的交点坐标
一般地,将两条直线的方程联立,得方程组若方程组有唯一解,则两条直线相
交,此解就是交点的坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行;若方程组有无穷多解,则两条直线重合.
(2)两条直线的位置关系与方程组的解的关系
设两直线,直线.
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1和l2的公共点个数
一个
无数个
零个
直线l1和l2的位置关系
相交
重合
平行
2.直线系方程
过直线与的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+
C2)=0,λ∈R,但不包括直线l2.
【知识清单8 直线系方程】
1.直线系方程
过直线与的交点的直线系方程为
,λ∈R,但不包括直线l2.
【知识清单9 平面上两点间的距离】
1.两点间的距离公式
平面内两点间的距离公式为.
特别地,原点O到任意一点P(x,y)的距离为|OP|=.
【知识清单10 点到直线的距离】
1.点到直线的距离公式
(1)定义:
点P到直线l的距离,就是从点P到直线l的垂线段PQ的长度,其中Q是垂足.实质上,点到直线的距离是直线上的点与直线外该点的连线的最短距离.
(2)公式:
已知一个定点,一条直线为l:Ax+By+C=0,则定点P到直线l的距离为d=.
2.两条平行直线间的距离公式
(1)定义
两条平行直线间的距离是指夹在两条平行直线间的公垂线段的长.
(2)公式
设有两条平行直线,,则它们之间的距离为d=.
3.中点坐标公式
公式:
设平面上两点,线段的中点为,则.
【知识清单11 点、线间的对称关系】
1.点关于点的对称
求点P关于点A(a,b)的对称点P'的问题,主要依据A是线段PP′的中点来求解.
设P(x0,y0),对称中心为A(a,b),则P关于A的对称点为P'(2a-x0,2b-y0).
2.直线关于点的对称
求直线l关于点A(a,b)对称的直线l'的步骤:
(1)由平行直线系设出直线l'的方程;
(2)在l上任取一点P(x,y),求P关于A的对称点P'(2a-x,2b-y);
(3)将P'的坐标代入直线l'的方程,求出参数,得到l'的方程.
3.两点关于某直线对称
设点A(x0,y0)关于直线l的对称点为B(x,y).
(1)直线l的斜率不存在时,设直线1:x=t,则.
(2)直线l的斜率为0时,设直线l:y=t,则.
(3)直线l的斜率存在且不为0时,设点A(x0,y0)关于直线l:Ax+By+C=0的对称点为B(x,y).
则,由此可求出B(x,y).
(4)几种特殊位置的对称:
点
对称轴
对称点坐标
P(a,b)
x轴
(a,-b)
y轴
(-a,b)
y=x
(b,a)
y=-x
(-b,-a)
x=m(m≠0)
(2m-a,b)
y=n(n≠0)
(a,2n-b)
4.直线关于直线对称
直线关于直线对称有两种类型:
(1)若已知直线l₁与对称轴l相交于点P,则交点P必在l₁关于l对称的直线l2上,再求出l₁上除点P外
任意一个已知点P₁关于l对称的点P2,那么经过交点P及点P2的直线就是l2.
(2)若已知直线l₁与对称轴l平行,则l₁关于l对称的直线l2到直线l的距离和l₁到直线l的距离相等,由
平行直线系和对称点即可求出l₁关于l对称的直线l2.
题型1
直线的倾斜角与斜率
1.(24-25高二上·浙江杭州·期末)过点和点的直线倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·浙江金华·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·江西九江·期末)已知经过点和点的直线的斜率为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一上·上海嘉定·期中)设,若三个不同的点,都在直线l上,则m的值为 .
5.(25-26高二上·广东广州·月考)已知三点.
(1)若过两点的直线的倾斜角为,求的值;
(2)若三点共线,求出的值.
题型2
直线与线段的相交关系求斜率范围
6.(24-25高二上·山东威海·期末)已知点,,若直线与线段有公共点,则( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知点,经过点P作直线l,若直线l与连接,两点的线段(含端点)总有公共点,则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知点,,若直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A.或 B.或
C.或 D.
9.(24-25高二上·云南曲靖·期末)经过点作直线,若直线与连接两点的线段总有公共点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
10.(24-25高二上·贵州贵阳·月考)已知两点,,过点的直线l与线段有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围.
(2)求直线l的倾斜角的取值范围.
题型3
直线方程的求解
11.(24-25高二上·广东梅州·期末)已知直线经过点,且倾斜角为45°,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
12.(24-25高二上·云南曲靖·期末)经过点且与直线平行的直线是( )
A. B.
C. D.
13.(24-25高二上·河北邯郸·期末)已知直线l过原点O,将直线l绕点O顺时针旋转后,恰与y轴重合,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
14.(24-25高二上·上海·期末)已知点,直线.过点且与直线垂直,求直线的方程 .
15.(24-25高二上·福建泉州·期中)已知顶点,,.
(1)求边BC上的高所在直线的方程;
(2)若直线l过点A,且l的纵截距是横截距的2倍,求直线l的方程.
题型4
直线过定点问题
16.(24-25高二上·贵州毕节·期末)若直线的斜率小于0,那么该直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
17.(24-25高二上·上海·期末)对任意实数,直线总经过定点 .(写出该定点坐标)
18.(24-25高二上·上海·期末)直线恒过定点 .
19.(24-25高二上·福建泉州·期末)直线恒过定点 .
20.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知直线:.
(1)求证:直线过定点,并求出此定点的坐标;
(2)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形,求三角形面积的最小值,并求此时直线的方程.
题型5
两条直线平行和垂直的判定
21.(24-25高二上·江苏镇江·期末)已知,若,则a的值为( )
A. B. C.1 D.或1
22.(24-25高二上·湖南永州·期末)已知直线和相互垂直,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
23.(24-25高二上·江西上饶·期末)“直线与直线平行”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
24.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知直线.若,则实数 .
25.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知直线和直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
题型6
直线的交点问题
26.(24-25高二上·广东清远·期末)经过两条直线与的交点,且垂直于直线的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
27.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)直线与互相垂直,则这两条直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
28.(24-25高二上·四川凉山·期末)经过两条直线和的交点,且垂直于直线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
29.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
30.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)求过两条直线与的交点,且分别满足下列条件的直线方程.
(1)过点;
(2)平行于直线.
题型7
三线能围成三角形的问题
31.(24-25高二上·湖南·期末)若三条不同的直线,,不能围成一个三角形,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
32.(24-25高二上·陕西宝鸡·期中)已知三条直线,,不能围成三角形,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
33.(25-26高二上·福建宁德·期中)三条直线构成一个三角形,则的取值范围是( )
A.
B.且
C.且
D.且
34.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
35.(24-25高二上·贵州铜仁·期末)在下列三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.①垂直于直线;②平行于直线;③截距相等问题:直线l经过两条直线和的交点,且 .
(1)求直线l的方程;
(2)直线l不过坐标原点O,且与x轴和y轴分别交于两点,求的面积.
题型8
点到直线的距离问题
36.(24-25高二上·新疆喀什·期末)点到直线的距离为( )
A. B.2 C. D.1
37.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
38.(24-25高二上·天津滨海新·期末)已知点,直线,则点到直线的距离为( )
A.3 B.2 C.1 D.
39.(24-25高二上·重庆九龙坡·期末)点到直线的距离为 .
40.(24-25高二上·四川凉山·期末)已知直线的倾斜角为,,且这条直线经过点.
(1)求直线的方程;
(2)直线恒过定点,求点到直线的距离.
题型9
两条平行直线间的距离问题
41.(24-25高二上·陕西西安·期末)平行直线与之间的距离是( )
A.1 B.4 C.3 D.
42.(24-25高二上·安徽·期末)若两平行直线与之间的距离是,则( )
A. B. C.12 D.14
43.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
44.(24-25高二上·福建南平·期末)已知直线:与:平行,且过点,则与间的距离为 .
45.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知直线和直线.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求实数的值;
(2)若,求直线与之间的距离.
题型10
点、线间的对称关系
46.(24-25高二上·四川达州·期末)已知点,点为直线上动点,则、两点间距离的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
47.(24-25高二上·江苏扬州·期末)已知,,,均为实数,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
48.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)我国著名数学家华罗庚曾经说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,当取得最小值时,实数的值为( )
A. B.3 C. D.4
49.(24-25高二上·山西·期中),,函数的最小值为 .
50.(25-26高二上·河南·月考)已知的顶点,边上的中线所在直线的方程为,边上的高所在直线的方程为.
(1)分别求顶点,的坐标;
(2)求的面积;
(3)若为直线:上的动点,求的最大值及此时点的坐标.
题型11
与距离有关的最值问题
51.(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.
52.(24-25高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
53.(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.
54.(24-25高二上·上海·期末)将一张坐标纸折叠一次,使点与点重合,此时点与原点重合,则的值是 .
55.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知的一条内角平分线所在直线的方程为,两个顶点为.
(1)求点关于直线的对称点的坐标;
(2)求第三个顶点的坐标.
题型12
光线反射问题
56.(24-25高二上·湖北恩施·期末)已知光线从点射出,经直线反射,且反射光线所在直线过点,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
57.(25-26高二上·北京·期中)如图所示,已知点,,从点射出的光线经直线反射后再射到直线上,最后经直线反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A. B.6 C. D.
58.(24-25高二上·安徽合肥·期末)一条光线从点射出,经过直线反射后过点,则反射光线所在直线的方程为 .
59.(24-25高二上·山西吕梁·期末)一条光线从点出发射到直线上的点B,经直线反射后,反射光线恰好经过点,则入射光线所在直线的斜率为 .
60.(24-25高二上·上海·随堂练习)如图,已知,,,直线:.
(1)求直线经过的定点坐标;
(2)若,李老师站在点用激光笔照出一束光线,依次由(反射点为)、(反射点为)反射后,光斑落在点,求入射光线的直线方程.
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专题01 直线与方程(12大重点题型+思维导图+知识清单)(期末专项训练)
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题型归纳
【知识清单1 直线的斜率与倾斜角】
1.直线的斜率
(1)直线的斜率
把一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,即k=tan α.
(2)过两点的直线的斜率公式
过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式为k=.
如果x1=x2,那么直线l的斜率不存在.
对于与x轴不垂直的直线l,它的斜率也可以看作.
【注】(1)当直线的斜率为正时,直线从左下方向右上方倾斜;
(2)当直线的斜率为负时,直线从左上方向右下方倾斜;
(3)当直线的斜率为零时,直线与x轴平行或重合.
2.直线的倾斜角
(1)倾斜角的定义
①当直线l与x轴相交时,我们以x轴为基准,x轴正向与直线l向上的方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角.
②当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.
(2)直线的倾斜角α的取值范围为0°≤α<180°.
2.直线的斜率与倾斜角的对应关系
图示
倾斜角(范围)
α=0°
0°<α<90°
α=90°
90°<α<180°
斜率(范围)
k=0
k>0
不存在
k<0
【注】(1)倾斜角和斜率都可以表示直线的倾斜程度,二者相互联系.
(2)涉及直线与线段有交点问题,常根据数形结合思想,利用斜率公式求解.
【知识清单2 直线的点斜式、斜截式方程】
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.
【注】(1)点斜式方程是由直线上一点和斜率确定的,点斜式的前提是直线的斜率存在.点斜式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
(2)当直线的倾斜角为0°时,直线方程为y=y1.
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.
【注】(1)b为直线在y轴上截距,截距可以取一切实数,即可以为正数、零、负数.
(2)斜截式方程可由过点(0,b)的点斜式方程得到.
(3)斜截式的前提是直线的斜率存在.斜截式不能表示平行于y轴的直线,即斜率不存在的直线.
【知识清单3 直线的两点式、截距式方程】
1.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).
【注】(1)这个方程由直线上两点确定;
(2)当直线没有斜率()或斜率为0()时,不能用两点式求出它的方程.
2.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.
【注】(1)截距式的条件是a≠0,b≠0,即截距式方程不能表示过原点的直线以及不能表示与坐标轴平行
的直线.
(2)求直线在坐标轴上的截距的方法:令x=0,得直线在y轴上的截距;令y=0,得直线在x轴上的截距.
【知识清单4 直线的一般式方程】
1.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.
2.辨析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
3.求直线方程的一般方法
(1)直接法
直线方程形式的选择方法:
①已知一点常选择点斜式;
②已知斜率选择斜截式或点斜式;
③已知在两坐标轴上的截距用截距式;
④已知两点用两点式,应注意两点横、纵坐标相等的情况.
(2)待定系数法
先设出直线的方程,再根据已知条件求出未知系数,最后代入直线方程.
利用待定系数法求直线方程的步骤:①设方程;②求系数;③代入方程得直线方程.
若已知直线过定点,则可以利用直线的点斜式求方程,也可以利用斜截式、
截距式等求解(利用点斜式或斜截式时要注意斜率不存在的情况).
【知识清单5 两条直线平行、垂直的判定】
1.两条直线(不重合)平行的判定
类型
斜率存在
斜率不存在
前提条件
α1=α2≠90°
α1=α2=90°
对应关系
l1∥l2⇔k1=k2
l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在
图示
2.两条直线垂直的判定
图示
对应关系
l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2=-1
l1的斜率不存在,l2的斜率为0⇔l1⊥l2
【注】判断两条直线是否垂直时:
在这两条直线都有斜率的前提下,只需看它们的斜率之积是否等于-1即可,但应注意有一条直线与
x轴垂直,另一条直线与x轴平行或重合时,这两条直线也垂直.
【知识清单6 两条直线的位置关系】
1.两条直线的位置关系
斜截式
一般式
方程
l1:y=k1x+b1
l2 :y=k2x+b2
相交
k1≠k2
(当时,记为)
垂直
k1·k2=-1
(当时,记为)
平行
k1=k2且b1≠b2
或
(当时,记为)
重合
k1=k2且b1=b2
A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2 (λ≠0)
(当时,记为)
2.平行的直线的设法
平行:与直线Ax+By+n=0平行的直线方程可设为Ax+By+m=0.
3.垂直的直线的设法
垂直:与直线Ax+By+n=0垂直的直线方程可设为Bx-Ay+m=0.
【知识清单7 两条直线的交点坐标】
1.两条直线的交点坐标
(1)两条直线的交点坐标
一般地,将两条直线的方程联立,得方程组若方程组有唯一解,则两条直线相
交,此解就是交点的坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行;若方程组有无穷多解,则两条直线重合.
(2)两条直线的位置关系与方程组的解的关系
设两直线,直线.
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1和l2的公共点个数
一个
无数个
零个
直线l1和l2的位置关系
相交
重合
平行
2.直线系方程
过直线与的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+
C2)=0,λ∈R,但不包括直线l2.
【知识清单8 直线系方程】
1.直线系方程
过直线与的交点的直线系方程为
,λ∈R,但不包括直线l2.
【知识清单9 平面上两点间的距离】
1.两点间的距离公式
平面内两点间的距离公式为.
特别地,原点O到任意一点P(x,y)的距离为|OP|=.
【知识清单10 点到直线的距离】
1.点到直线的距离公式
(1)定义:
点P到直线l的距离,就是从点P到直线l的垂线段PQ的长度,其中Q是垂足.实质上,点到直线的距离是直线上的点与直线外该点的连线的最短距离.
(2)公式:
已知一个定点,一条直线为l:Ax+By+C=0,则定点P到直线l的距离为d=.
2.两条平行直线间的距离公式
(1)定义
两条平行直线间的距离是指夹在两条平行直线间的公垂线段的长.
(2)公式
设有两条平行直线,,则它们之间的距离为d=.
3.中点坐标公式
公式:
设平面上两点,线段的中点为,则.
【知识清单11 点、线间的对称关系】
1.点关于点的对称
求点P关于点A(a,b)的对称点P'的问题,主要依据A是线段PP′的中点来求解.
设P(x0,y0),对称中心为A(a,b),则P关于A的对称点为P'(2a-x0,2b-y0).
2.直线关于点的对称
求直线l关于点A(a,b)对称的直线l'的步骤:
(1)由平行直线系设出直线l'的方程;
(2)在l上任取一点P(x,y),求P关于A的对称点P'(2a-x,2b-y);
(3)将P'的坐标代入直线l'的方程,求出参数,得到l'的方程.
3.两点关于某直线对称
设点A(x0,y0)关于直线l的对称点为B(x,y).
(1)直线l的斜率不存在时,设直线1:x=t,则.
(2)直线l的斜率为0时,设直线l:y=t,则.
(3)直线l的斜率存在且不为0时,设点A(x0,y0)关于直线l:Ax+By+C=0的对称点为B(x,y).
则,由此可求出B(x,y).
(4)几种特殊位置的对称:
点
对称轴
对称点坐标
P(a,b)
x轴
(a,-b)
y轴
(-a,b)
y=x
(b,a)
y=-x
(-b,-a)
x=m(m≠0)
(2m-a,b)
y=n(n≠0)
(a,2n-b)
4.直线关于直线对称
直线关于直线对称有两种类型:
(1)若已知直线l₁与对称轴l相交于点P,则交点P必在l₁关于l对称的直线l2上,再求出l₁上除点P外
任意一个已知点P₁关于l对称的点P2,那么经过交点P及点P2的直线就是l2.
(2)若已知直线l₁与对称轴l平行,则l₁关于l对称的直线l2到直线l的距离和l₁到直线l的距离相等,由
平行直线系和对称点即可求出l₁关于l对称的直线l2.
题型1
直线的倾斜角与斜率
1.(24-25高二上·浙江杭州·期末)过点和点的直线倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】根据两点坐标得到直线为,即可得倾斜角.
【解答过程】由过点和点的直线为,即其倾斜角为.
故选:B.
2.(24-25高二上·浙江金华·期末)已知直线的方程为,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】求出直线的斜率,即得直线的倾斜角.
【解答过程】由,可得直线的斜率为,
故直线的倾斜角为.
故选:B.
3.(24-25高二上·江西九江·期末)已知经过点和点的直线的斜率为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据条件,利用过两点斜率公式,即可求解.
【解答过程】依题意,得,解得,
故选:C.
4.(24-25高一上·上海嘉定·期中)设,若三个不同的点,都在直线l上,则m的值为 .
【答案】
【解题思路】讨论、,结合已知及斜率两点式求参数值即可.
【解答过程】当时,为同一点,不合题意,
当,则,可得,此时满足题意,
所以.
故答案为:.
5.(25-26高二上·广东广州·月考)已知三点.
(1)若过两点的直线的倾斜角为,求的值;
(2)若三点共线,求出的值.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据斜率公式计算即可;
(2)由三点共线,可得,再根据斜率公式即可得解.
【解答过程】(1)由题意,解得;
(2),
因为三点共线,所以,
即,解得.
题型2
直线与线段的相交关系求斜率范围
6.(24-25高二上·山东威海·期末)已知点,,若直线与线段有公共点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】作出图像,求斜率范围即可.
【解答过程】
若与线段有公共点,分析必过,且,,则.
故选:B.
7.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期末)已知点,经过点P作直线l,若直线l与连接,两点的线段(含端点)总有公共点,则直线l的斜率k的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】由题意作图,利用斜率的计算公式,可得答案.
【解答过程】由题意作图如下:
设直线的斜率为,直线的斜率为,直线的斜率为,
由图可知,
由,,,则,,
所以.
故选:B.
8.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知点,,若直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( )
A.或 B.或
C.或 D.
【答案】D
【解题思路】根据两点间斜率公式计算即可.
【解答过程】直线的斜率为,直线的斜率为,
结合图象可得直线的斜率的取值范围是.
故选:D.
9.(24-25高二上·云南曲靖·期末)经过点作直线,若直线与连接两点的线段总有公共点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解题思路】计算,,画出图像,根据图像得到答案.
【解答过程】,,画出图像,如图所示:
根据图像知:.
故选:D.
10.(24-25高二上·贵州贵阳·月考)已知两点,,过点的直线l与线段有公共点.
(1)求直线l的斜率k的取值范围.
(2)求直线l的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)或斜率不存在
(2)
【解题思路】(1)结合题意由斜率的定义直接求解即可;
(2)由斜率与倾斜角的关系求解即可;
【解答过程】(1)如图,由题意可知
,
要使直线l与线段有公共点,
则直线l的斜率k的取值范围是或斜率不存在.
(2)由题意可知,l的倾斜角介于直线与的倾斜角之间.
又的倾斜角是,的倾斜角是,
所以直线l的倾斜角的取值范围是.
题型3
直线方程的求解
11.(24-25高二上·广东梅州·期末)已知直线经过点,且倾斜角为45°,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】由题意求出直线的斜率,利用点斜式方程即可求得.
【解答过程】由题意知,直线的斜率为1,又经过点,
故直线的方程为,即.
故选:D.
12.(24-25高二上·云南曲靖·期末)经过点且与直线平行的直线是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解题思路】设直线方程为,将代入化简即可得出答案.
【解答过程】设与直线平行的直线为:,
因为过点,所以,解得:.
故经过点且与直线平行的直线是,
即.
故选:A.
13.(24-25高二上·河北邯郸·期末)已知直线l过原点O,将直线l绕点O顺时针旋转后,恰与y轴重合,则直线l的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】根据倾斜角求出直线斜率得解.
【解答过程】因为y轴的倾斜角为,
所以直线l的倾斜角为,直线斜率,
所以直线l的方程为,
故选:D.
14.(24-25高二上·上海·期末)已知点,直线.过点且与直线垂直,求直线的方程 .
【答案】
【解题思路】利用直线互相垂直求得直线的斜率,进而利用点斜式求得直线方程.
【解答过程】因为直线与直线垂直,直线的斜率为,所以直线的斜率为,
因为直线过点,所以,即.
故答案为:.
15.(24-25高二上·福建泉州·期中)已知顶点,,.
(1)求边BC上的高所在直线的方程;
(2)若直线l过点A,且l的纵截距是横截距的2倍,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解题思路】(1)根据、,即可得中点及斜率,进而可得其高线方程;
(2)当直线l过坐标原点时可得直线方程;当直线l不过坐标原点时,根据直线的截距式可得解.
【解答过程】(1)由、,且,
所以其高线斜率满足,即,
所以边BC的高所在直线的方程为,即;
(2)当直线过坐标原点时,,此时直线,符合题意;
当直线不过坐标原点时,由题意设直线方程为,
由过点,则,解得,
所以直线方程为,即,
综上所述,直线的方程为或.
题型4
直线过定点问题
16.(24-25高二上·贵州毕节·期末)若直线的斜率小于0,那么该直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【解题思路】根据直线过定点、且斜率小于0可得答案.
【解答过程】直线过定点,
且斜率,
故该直线不经过第三象限.
故选:C.
17.(24-25高二上·上海·期末)对任意实数,直线总经过定点 .(写出该定点坐标)
【答案】
【解题思路】根据已知直线方程化简列方程组计算求解即可.
【解答过程】由直线,化简可得对任意实数都成立,
所以,所以定点为.
故答案为:.
18.(24-25高二上·上海·期末)直线恒过定点 .
【答案】
【解题思路】将不等式变形为,可得原直线过直线的交点,联立直线,求交点即可.
【解答过程】由可得,
所以直线过直线的交点,
故,解得,
故定点为.
故答案为:.
19.(24-25高二上·福建泉州·期末)直线恒过定点 .
【答案】
【解题思路】根据题意,化简直线方程为,联立方程组,即可求解.
【解答过程】由直线,可化为,
联立方程组,解得,所以直线恒过定点.
故答案为:.
20.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知直线:.
(1)求证:直线过定点,并求出此定点的坐标;
(2)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形,求三角形面积的最小值,并求此时直线的方程.
【答案】(1)证明见解析,
(2),
【解题思路】(1)直线方程可化为,故直线过直线与直线的交点,联立求交点可得结论;
(2)求直线与坐标轴的交点,表示三角形面积,结合二次函数性质求最值可得结论.
【解答过程】(1)由直线方程变形可得,
所以直线过直线与直线的交点,
联立,解得,
所以直线过定点.
(2)已知直线:,
令,得,得.
令,得,得,
则三角形面积为,,
当时,取到最小值.
此时,直线的方程为,即.
题型5
两条直线平行和垂直的判定
21.(24-25高二上·江苏镇江·期末)已知,若,则a的值为( )
A. B. C.1 D.或1
【答案】C
【解题思路】根据两直线平行的公式求解即可.
【解答过程】若,则,即,解得或.
当时,满足;
当时,重合;
故.
故选:C.
22.(24-25高二上·湖南永州·期末)已知直线和相互垂直,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解题思路】根据直线垂直列方程计算求参.
【解答过程】直线和相互垂直,
则,则.
故选:D.
23.(24-25高二上·江西上饶·期末)“直线与直线平行”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】B
【解题思路】先根据直线与直线平行可得或,进而可判断.
【解答过程】因为直线与直线平行,
直线的斜率为,
则直线的斜率存在且为,故,
所以,即,解得或,
当时,两直线分别为,,不重合满足题意,
当时,两直线分别为,,不重合满足题意,
故由直线与直线平行可得或,
故“直线与直线平行”是“”的必要不充分条件,
故选:B.
24.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知直线.若,则实数 .
【答案】1
【解题思路】由一般式得到两直线斜率,再由两直线平行,斜率相等求解并验证即可;
【解答过程】由得,
因为,则存在斜率,∴.
所以,解得或
时,重合;
时,平行;
所以
故答案为:1.
25.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)已知直线和直线.
(1)若,求实数的值;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)0或2
(2)
【解题思路】(1)根据两直线垂直的公式,即可求解;
(2)根据两直线平行,,求解,再代回直线验证.
【解答过程】(1)若,则
,解得或2;
(2)若,则
,解得或1.
时,,满足,
时,,此时与重合,
所以.
题型6
直线的交点问题
26.(24-25高二上·广东清远·期末)经过两条直线与的交点,且垂直于直线的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】先求直线与的交点,再根据直线垂直求斜率,利用点斜式可得所求直线方程.
【解答过程】联立与,得交点坐标为.
又垂直于直线的直线的斜率为,
故所求直线的方程为,即.
故选:B.
27.(24-25高二上·辽宁葫芦岛·期末)直线与互相垂直,则这两条直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】先利用垂直关系求出,再代入方程联立求解交点.
【解答过程】直线与互相垂直,可得,即.
把代入直线,得到.
联立方程组
解得.把代入,得.
所以交点坐标为.
故选:C.
28.(24-25高二上·四川凉山·期末)经过两条直线和的交点,且垂直于直线的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】首先求出两条直线的交点坐标,再根据垂直求出斜率,点斜式写方程即可.
【解答过程】由题知:,解得:,交点.
直线的斜率为,所求直线斜率为.
所求直线为:,即.
故选:B.
29.(24-25高二上·辽宁大连·期末)已知三条直线,,相交于一点,则 .
【答案】3
【解题思路】先由两直线方程求得交点,再将该点代入第三条直线方程,计算即得.
【解答过程】由和联立,解得,
依题意,点在直线上,解得.
故答案为:3.
30.(24-25高二上·安徽蚌埠·期末)求过两条直线与的交点,且分别满足下列条件的直线方程.
(1)过点;
(2)平行于直线.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)求出两条直线与的交点,利用两点式方程整理计算即可;
(2)求出平行于的直线斜率,利用点斜式方程整理计算即可.
【解答过程】(1)由解得,
即两直线的交点坐标为.
直线经过点和,由两点式方程得,,
化简得所求直线方程为.
(2)由可得直线的斜率为,
故平行于直线的直线的斜率为,
结合(1)问可得:两条直线与的交点为,
由点斜式方程得,,
化简得所求直线方程为.
题型7
三线能围成三角形的问题
31.(24-25高二上·湖南·期末)若三条不同的直线,,不能围成一个三角形,则a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】分线线平行和三线共点讨论即可.
【解答过程】若,则,解得.若,则,解得.
若,,交于一点,联立方程组,解得得,
代入,得,解得,故a的取值集合为.
故选:D.
32.(24-25高二上·陕西宝鸡·期中)已知三条直线,,不能围成三角形,则实数的取值集合为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据给定条件,求出直线的斜率及直线交点坐标,再利用斜率相等及3条直线共点求出值.
【解答过程】直线的斜率分别为,纵截距分别为
由,解得,即直线的交点为,
由直线不能围成三角形,得直线或或点在直线上,
则或或,解得或或,
所以实数的取值集合为.
故选:C.
33.(25-26高二上·福建宁德·期中)三条直线构成一个三角形,则的取值范围是( )
A.
B.且
C.且
D.且
【答案】B
【解题思路】根据题意判断三条直线能够组成三角形时的条件,列出不等式组,求出结果即可.
【解答过程】当三条直线能构成一个三角形时,直线不与这两条直线平行,且不经过两条直线的交点即可.
由,解得,所以,解得;
不与平行时,;
不与平行时,;
综上,的取值范围是且;
故选:B.
34.(24-25高二上·福建莆田·期末)已知直线,若直线不能围成三角形,写出一个符合要求的实数的值 .
【答案】
【解题思路】联立方程组解得交点坐标,列出直线不能围成三角形的条件,分别解出即可.
【解答过程】由解得,所以的交点坐标为,
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,,解得;
当与平行时,,解得.
故的值为.
故答案为:(只需写出其中一个即可).
35.(24-25高二上·贵州铜仁·期末)在下列三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.①垂直于直线;②平行于直线;③截距相等问题:直线l经过两条直线和的交点,且 .
(1)求直线l的方程;
(2)直线l不过坐标原点O,且与x轴和y轴分别交于两点,求的面积.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【解题思路】(1)设出直线方程,利用直线平行,垂直的性质求解参数即可.
(2)求出直线与坐标轴的交点,再利用三角形面积公式求解即可.
【解答过程】(1)由,解得,所以交点坐标为.
选①,垂直于直线,设直线l的方程为:,
其过点,则,即,故直线l的方程为.
选②,平行于直线,设直线l的方程为:,
其过点,则,即,故直线l的方程为.
选③,截距相等,当直线l经过原点时,,符合题意;当直线l不过原点时,
设为,其经过点,故,即.得直线l:,
化简得,故直线l的方程为或;
(2)由(1)知选①时,直线l的方程为,
可知其在x轴和y轴的交点分别为,,故.
选②时,直线l的方程为,
可知其在x轴和y轴的交点分别为,,故.
选③时,直线l的方程为,可知其
在x轴和y轴的交点分别为,故.
题型8
点到直线的距离问题
36.(24-25高二上·新疆喀什·期末)点到直线的距离为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】D
【解题思路】由点到直线距离公式直接计算即可求解.
【解答过程】由题点到直线的距离为.
故选:D.
37.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】B
【解题思路】根据点到直线的距离公式列出等式,由此能求出.
【解答过程】两点和到直线距离相等,
,解得,或.
故选:B.
38.(24-25高二上·天津滨海新·期末)已知点,直线,则点到直线的距离为( )
A.3 B.2 C.1 D.
【答案】B
【解题思路】由点到直线距离公式计算
【解答过程】由已知所求距离为,
故选:B.
39.(24-25高二上·重庆九龙坡·期末)点到直线的距离为 .
【答案】
【解题思路】利用点到直线的距离公式计算即可.
【解答过程】由点到直线的距离公式得,
所以点到直线的距离为.
故答案为:.
40.(24-25高二上·四川凉山·期末)已知直线的倾斜角为,,且这条直线经过点.
(1)求直线的方程;
(2)直线恒过定点,求点到直线的距离.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)求出直线斜率,由点斜式求出直线方程;
(2)直线变形后求出定点坐标,进而由点到直线距离公式求出答案.
【解答过程】(1)由题可得,,则,,
∴直线的斜率,且直线过点,
∴由直线的点斜式方程得,
即;
(2)∵直线化简得:,
令,解得,∴定点,
则点到直线的距离,
∴到直线的距离为.
题型9
两条平行直线间的距离问题
41.(24-25高二上·陕西西安·期末)平行直线与之间的距离是( )
A.1 B.4 C.3 D.
【答案】D
【解题思路】先根据直线平行求参,再应用平行线间距离公式计算即可.
【解答过程】因为直线与平行,
所以且不是,所以,
则直线与的距离为.
故选:D.
42.(24-25高二上·安徽·期末)若两平行直线与之间的距离是,则( )
A. B. C.12 D.14
【答案】C
【解题思路】根据直线平行求出,再利用平行线距离公式即可求出,则得到答案.
【解答过程】因为直线与直线平行,
所以,即,
因为直线与直线的距离为,
所以,即,解得或(舍去),
故.
故选:C.
43.(24-25高二上·湖北咸宁·期末)已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】由条件可得,然后利用平行线间的距离公式可算出答案.
【解答过程】已知直线与直线平行,则,解得.
直线化为;直线为直线.
它们之间的距离为.
故选:A.
44.(24-25高二上·福建南平·期末)已知直线:与:平行,且过点,则与间的距离为 .
【答案】
【解题思路】由直线列方程,可求,再结合直线过点列方程求,再结合平行直线距离公式求结论.
【解答过程】因为直线:与:平行,
所以,
所以,,
因为过点,
所以,
所以,
所以直线的方程为,即,
所以与间的距离.
故答案为:.
45.(24-25高二上·陕西咸阳·期末)已知直线和直线.
(1)若直线在两坐标轴上的截距相等,求实数的值;
(2)若,求直线与之间的距离.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)求出在轴和轴的截距,利用截距相等构造方程求得结果;
(2)由求出,再由两平行线的距离求解即可.
【解答过程】(1)由题意可知,
直线在轴的截距为,在轴的截距为,
则,解得.
(2)若,则,得,
此时直线,即,
又直线,
∴直线与之间的距离.
题型10
点、线间的对称关系
46.(24-25高二上·四川达州·期末)已知点,点为直线上动点,则、两点间距离的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解题思路】根据点到直线的距离公式计算即可.
【解答过程】由题意可知,当直线与直线垂直时,、两点间距离最小,
点到直线的距离,
故、两点间距离的最小值为.
故选:B.
47.(24-25高二上·江苏扬州·期末)已知,,,均为实数,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【解题思路】表示两点与之间的距离,表示两点与之间的距离,进而可得点的轨迹方程为两平行直线,可求最小值.
【解答过程】表示两点与之间的距离,
表示两点与之间的距离,
又点是直线上的动点,点是直线上的动点,
且直线与直线平行,
所以的最小值即为直线与直线之间的距离,
所以的最小值为.
故选:B.
48.(24-25高二上·江苏宿迁·期末)我国著名数学家华罗庚曾经说过:“数形结合百般好,隔离分家万事休.”事实上有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,根据上述观点,当取得最小值时,实数的值为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】C
【解题思路】根据两点距离公式,结合直线方程即可求解.
【解答过程】,
表示平面上点与点,的距离和,
连接,与轴交于,此时直线方程为,
令,则
的最小值为,此时
故选:C.
49.(24-25高二上·山西·期中),,函数的最小值为 .
【答案】
【解题思路】根据两点间的距离及点到直线的距离公式构造点到点,点到直线的距离,由图可得解.
【解答过程】设点,和直线,
,到的距离分别为,,易知,
如图,
显然.
故答案为:.
50.(25-26高二上·河南·月考)已知的顶点,边上的中线所在直线的方程为,边上的高所在直线的方程为.
(1)分别求顶点,的坐标;
(2)求的面积;
(3)若为直线:上的动点,求的最大值及此时点的坐标.
【答案】(1),
(2)39
(3),
【解题思路】(1)根据点在直线上,结合中点坐标公式与斜率关系,即可联立方程求解,
(2)根据两点距离公式以及点到直线的距离公式求解底边长和高,即可由面积公式求解,
(3)求解点关于直线的对称点,结合三角形的三边关系即可求解最值,进而联立方程求解交点坐标.
【解答过程】(1)设.因为边上的中线所在直线的方程为,边上的高所在直线的方程为,
所以解得即点的坐标为.
设.因为边上的中线所在直线的方程为,边上的高所在直线的方程为,
所以解得即点的坐标为.
(2)因为,,所以.
因为边所在直线的方程为,即,
所以点到边的距离为,即边上的高为
故的面积为.
(3)设点关于直线的对称点为,
则解得即.
因为,所以当,,三点共线时,取得最大值,所以的最大值为.
由,,可得直线的方程为,即
由解得即当取得最大值时,点的坐标为.
题型11
与距离有关的最值问题
51.(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
【解题思路】先求两直线的交点,再在直线取点,求点关于直线的对称点,依据两点,,可得所求直线的方程.
【解答过程】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.
52.(24-25高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】使用待定系数法结合直线对称的几何关系求解即可.
【解答过程】设对称点的坐标为则解得:
故选:B.
53.(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
【解题思路】由在直线上,则点在该直线关于x轴对称的直线上,即可确定所求的直线.
【解答过程】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.
54.(24-25高二上·上海·期末)将一张坐标纸折叠一次,使点与点重合,此时点与原点重合,则的值是 .
【答案】
【解题思路】折痕为点与点的中垂线,得方程,再根据点与原点对称可得答案.
【解答过程】如图:可知折痕为点与点的中垂线,
中点坐标为,
设折痕直线的斜率为,则,得,
故折痕直线方程为,即,
由题意点与原点关于折痕对称,
故得,故.
故答案为:.
55.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知的一条内角平分线所在直线的方程为,两个顶点为.
(1)求点关于直线的对称点的坐标;
(2)求第三个顶点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据点关于直线对称列方程组求点即可;
(2)根据点关于直线对称列方程组求点即可.
【解答过程】(1)设点关于直线的对称点的坐标为,
则有,解得,
故点的坐标为
(2)设,则有,解得,
故点的坐标为.
题型12
光线反射问题
56.(24-25高二上·湖北恩施·期末)已知光线从点射出,经直线反射,且反射光线所在直线过点,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】求出关于直线的对称点为的坐标,由都在反射光线所在直线上得直线方程.
【解答过程】设关于直线的对称点为,
则,解得,即,
所以反射光线所在直线方程为,即.
故选:B.
57.(25-26高二上·北京·期中)如图所示,已知点,,从点射出的光线经直线反射后再射到直线上,最后经直线反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A. B.6 C. D.
【答案】A
【解题思路】根据对称性求得正确答案.
【解答过程】点关于轴的对称点为,
直线的方程为,斜率为,
设点关于对称点为,
则,解得,
即点关于对称点为,
与的距离为,
所以光线所经过的路程是.
故选:A.
58.(24-25高二上·安徽合肥·期末)一条光线从点射出,经过直线反射后过点,则反射光线所在直线的方程为 .
【答案】
【解题思路】先求出点关于直线的对称点为,再利用点斜式方程即可得答案.
【解答过程】点关于直线的对称点为,
根据光线反射的性质知,反射光线所在的直线即为经过,Q的直线,
由直线点斜式方程得直线的方程为:,
化为
故答案为:
59.(24-25高二上·山西吕梁·期末)一条光线从点出发射到直线上的点B,经直线反射后,反射光线恰好经过点,则入射光线所在直线的斜率为 .
【答案】
【解题思路】由对称性,求得关于的对称点,即可求解;
【解答过程】点关于直线的对称点为,
由题知,入射光线所在的直线经过点和点,
且.
故答案为:.
60.(24-25高二上·上海·随堂练习)如图,已知,,,直线:.
(1)求直线经过的定点坐标;
(2)若,李老师站在点用激光笔照出一束光线,依次由(反射点为)、(反射点为)反射后,光斑落在点,求入射光线的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)分离参数,列方程可得直线过定点;
(2)分别求点关于直线与的对称点与,进而可得,再根据对称性可得,即可得直线方程.
【解答过程】(1)由直线:,即,
令,解得,
故直线恒过定点;
(2)设关于的对称点,则,
关于的对称点,
由直线的方程为,即,
所以,解得,
所以,
由题意得、、、四点共线,,
由对称性得,
所以入射光线的直线方程为,
即.
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