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课下巩固精练卷(六十三) 直线的方程
【基础巩固题】
1.在x轴与y轴上截距分别为-2,2的直线的倾斜角为( )
A.45° B.135°
C.90° D.180°
解析:选A.由题意知直线过点(-2,0),(0,2),设直线斜率为k,倾斜角为α,则k=tan α==1,故倾斜角α=45°.
2.若直线l的一个方向向量为,则它的倾斜角为( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
解析:选C.依题意,是直线l的一个方向向量,所以直线l的斜率k=-,所以直线l的倾斜角为120°.
3.如图,若直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,则( )
A.k1<k3<k2
B.k3<k1<k2
C.k1<k2<k3
D.k3<k2<k1
解析:选A.设直线l1,l2,l3的倾斜角分别为α1,α2,α3,则由图知0°<α3<α2<90°<α1<180°,所以tan α1<0,tan α2>tan α3>0,即k1<0,k2>k3>0,故k1<k3<k2.
4.直线l的倾斜角是直线x-y-1=0的倾斜角的2倍,且过点,则直线l的方程为( )
A.x-y-4=0
B.2x-y-7=0
C.x+y-2=0
D.x+y-4=0
解析:选C.直线x-y-1=0可化为y=x-1,其斜率为,∴其倾斜角为60°,
∴直线l的倾斜角为120°,∴kl=tan 120°=-,
∴直线l的方程为y+1=-,即x+y-2=0.
5.(2024·南通联考)已知直线a1x+b1y+1=0和直线a2x+b2y+1=0都过点A(4,3),则过点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)的直线方程为( )
A.4x-3y+1=0
B.3x-4y-1=0
C.4x+3y+1=0
D.3x+4y-1=0
解析:选C.因为直线a1x+b1y+1=0和直线a2x+b2y+1=0都过点A(4,3),
所以4a1+3b1+1=0,4a2+3b2+1=0.
由上式可得点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)都在直线4x+3y+1=0上,
即过点P1(a1,b1)和点P2(a2,b2)的直线方程为4x+3y+1=0.
6.(2024·淮南联考)已知直线l:y=x+1与y轴交于点P,将l绕点P逆时针旋转45°后与x轴交于点Q,要使直线l平移后经过点Q,则应将直线l( )
A.向左平移个单位长度
B.向右平移个单位长度
C.向左平移个单位长度
D.向右平移个单位长度
解析:选D.设直线l的倾斜角为α,则tan α=,
旋转后的直线斜率为tan (α+45°)==3,
又点P坐标为(0,1),所以旋转后的直线方程为y=3x+1,Q,
因为直线l过点(-2,0),所以把直线l向右平移个单位长度后经过点Q.
7.(多选)下列说法中正确的是( )
A.若直线斜率为,则它的倾斜角为30°
B.若A(1,-3),B(1,3),则直线AB的倾斜角为90°
C.若直线过点(1,2),且它的倾斜角为45°,则这条直线必过点(3,4)
D.若直线的斜率为,则这条直线必过(1,1)与(5,4)两点
解析:选ABC.对于A,设直线的倾斜角为α(0°≤α<180°),则由题意得tan α=,所以α=30°,故A正确;
对于B,因为A(1,-3),B(1,3),所以直线AB与x轴垂直,则其斜率不存在,故其倾斜角为90°,故B正确;
对于C,因为直线过定点(1,2),且斜率为tan 45°=1,所以直线的方程为y-2=x-1,即y=x+1,易知4=3+1,故直线必过点(3,4),故C正确;
对于D,不妨取y=x,满足直线的斜率为,但显然该直线y=x不过(1,1)与(5,4)两点,故D错误.
8.(多选)已知直线l的方程为ax+by-2=0,则下列判断正确的是( )
A.若ab>0,则直线l的斜率小于0
B.若b=0,a≠0,则直线l的倾斜角为90°
C.直线l可能经过坐标原点
D.若a=0,b≠0,则直线l的倾斜角为0°
解析:选ABD.若ab>0,则直线l的斜率-<0,故A正确;
若b=0,a≠0,则直线l的方程为x=,其倾斜角为90°,故B正确;
将(0,0)代入ax+by-2=0中,显然不成立,故C错误;
若a=0,b≠0,则直线l的方程为y=,其倾斜角为0°,故D正确.
9.过点A(5,2),且在x轴上的截距是y轴上截距的2倍的直线l的方程为_________.
解析:当直线不过原点时,设直线的方程为=1,把点A(5,2)代入可得=1,解得a=,此时直线方程为x+2y-9=0;
当直线过原点时,设直线的方程为y=kx,把点A(5,2)代入可得k=,即2x-5y=0.
综上可得,满足条件的直线方程为2x-5y=0或x+2y-9=0.
答案:2x-5y=0或x+2y-9=0
10.(人教A版选择性必修一P67)△ABC的三个顶点是A(4,0),B(6,7),C(0,3),求:
(1)边BC上的中线所在直线的方程;
(2)边BC上的高所在直线的方程;
(3)边BC的垂直平分线的方程.
解:(1)BC的中点坐标为=(3,5),
则边BC上的中线所在直线的方程为y=×(x-4)=-5x+20.
(2)边BC的斜率为,则其上的高的斜率为-,且过A(4,0),
则边BC上的高所在直线的方程为y=-(x-4)=-x+6.
(3)由(1)知BC的中点坐标为(3,5),由(2)知高的斜率为-,
则边BC的垂直平分线的方程为y=-(x-3)+5=-.
【综合应用题】
11.(多选)已知直线x sin α+y cos α+1=0(α∈R),则下列命题正确的是( )
A.直线的倾斜角是π-α
B.无论α如何变化,直线不过原点
C.直线的斜率一定存在
D.当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积不小于1
解析:选BD.根据直线倾斜角的范围为[0,π),而π-α∈R,A不正确;
当x=y=0时,x sin α+y cos α+1=1≠0,所以直线必不过原点,B正确;
当α=时,直线斜率不存在,C不正确;
当直线和两坐标轴都相交时,它和坐标轴围成的三角形的面积为
S=≥1,D正确.
12.若ab>0,且A(a,0),B(0,b),C(-2,-2)三点共线,则ab的最小值为________.
解析:根据A(a,0),B(0,b)确定直线的方程为=1,
又因为C(-2,-2)在该直线上,
故=1,所以-2(a+b)=ab.
又因为ab>0,故a<0,b<0.
根据基本不等式ab=-2(a+b)=2(-a-b)≥4,从而≥4,故ab≥16,当且仅当a=b=-4时取等号,即ab的最小值为16.
答案:16
13.设m∈R,过定点A的动直线x+my+1=0和过定点B的动直线mx-y-2m+3=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的最大值为________.
解析:由题意知,动直线x+my+1=0过定点A(-1,0),
动直线mx-y-2m+3=0可化为(x-2)m+3-y=0,
令可得B(2,3),
又1×m+m×(-1)=0,所以两动直线互相垂直,且交点为P,
所以|PA|2+|PB|2=|AB|2=(-1-2)2+(0-3)2=18,
因为,
所以|PA|+|PB|≤=6,
当且仅当|PA|=|PB|=3时取等号,
即|PA|+|PB|的最大值为6.
答案:6
14.已知直线l:x-ky+2+k=0(k∈R).
(1)若直线l不经过第一象限,求k的取值范围;
(2)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,△AOB的面积为S(O为坐标原点),求S的最小值和此时直线l的方程.
解:(1)当k=0时,方程x-ky+2+k=0可化为x=-2,不经过第一象限;
当k≠0时,方程x-ky+2+k=0可化为y=+1,
要使直线不经过第一象限,
则解得-2≤k<0.
综上,k的取值范围为[-2,0].
(2)由题意可得k>0,
由x-ky+2+k=0,令y=0,得x=-2-k,令x=0,得y=,
所以S==·(2+k)==4,
当且仅当k=,即k=2时取等号,
此时Smin=4,直线l的方程为x-2y+4=0.
【创新拓展题】
15.我国魏晋时期的数学家刘徽创立了割圆术,也就是用圆内接正多边形去逐步逼近圆.当圆内接正多边形边数无限增加时,其周长就越逼近圆周长,这种用极限思想解决数学问题的方法是数学史上的一项重大成就.现作出圆x2+y2=2的一个内接正八边形,使该正八边形的其中4个顶点在坐标轴上,则下列4条直线中不是该正八边形的一条边所在的直线为( )
A.x+y-=0
B.x-y+=0
C.x-y+=0
D.x-y+=0
解析:选C.如图所示,
化A项中的直线方程为截距式得=1,化B项中的直线方程为截距式得=1,化C项中的直线方程为截距式得=1,化D项中的直线方程为截距式得=1.由图可知,直线在坐标轴上的截距的绝对值的最小值为,所以C项不是该正八边形的一条边所在的直线.
16.如图,8个半径为1的圆摆在坐标平面的第一象限(每个圆与相邻的圆或坐标轴外切),设L为八个圆形区域的并集,斜率为3的直线l将L划分为面积相等的两个区域,则直线l的方程为________.
解析:当过A(2,1)的直线将圆1与圆2平分,过B(3,4)的直线将圆3与圆4平分时,L划分为面积相等的两个区域且kAB==3,
∴直线AB的方程为y-1=3(x-2),
即直线l:3x-y-5=0(答案不唯一).
答案:3x-y-5=0(答案不唯一)
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