内容正文:
课下巩固精练卷(六十四) 两条直线的位置关系
【基础巩固题】
1.(2024·河南三模)已知直线Ax+By+C=0与直线y=2x-3垂直,则( )
A.A=-2B≠0 B.A=2B≠0
C.B=-2A≠0 D.B=2A≠0
解析:选D.直线y=2x-3的斜率为2,又两直线互相垂直,所以直线Ax+By+C=0的斜率为-,即且A≠0,B≠0,所以B=2A≠0.
2.(2024·黑龙江哈尔滨模拟)已知直线l1:ax+3y-6=0,直线l2:2x+(a-1)y-4=0,则“l1∥l2”是“a=3或a=-2”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
解析:选A.若直线l1:ax+3y-6=0和直线l2:2x+(a-1)y-4=0平行,
则解得a=-2,
所以“l1∥l2”是“a=3或a=-2”的充分不必要条件.
3.平行直线l1:2x+y-5=0与l2:x-by+5=0之间的距离为( )
A. B.2
C.3 D.5
解析:选C.因为l1∥l2,所以b≠0,≠,解得b=-,所以l2:2x+y+10=0,故两平行直线间的距离d=.
4.四边形ABCD的四个顶点是A(3,0),B(0,4),C(4,7),D(11,6),则四边形ABCD为( )
A.矩形 B.菱形
C.等腰梯形 D.直角梯形
解析:选D.由kBC=,
∵kBC=kAD,kAB≠kCD,
∴BC∥AD,AB与CD不平行,
∴四边形ABCD为梯形,
又∵kAD·kAB=-1,
∴AD⊥AB,∴四边形ABCD为直角梯形.
5.(2024·牡丹江模拟)直线y=x关于直线x=1的对称直线为l,则直线l的方程是( )
A.x+y-2=0
B.x+y+2=0
C.x+y-2=0
D.x+y+2=0
解析:选C.直线y=x与直线x=1交于点A,
所以直线l的斜率为-且过点A,
所以直线l的方程为y-(x-1),
即x+y-2=0.
6.(2024·重庆三模)当点P(-1,0)到直线l:(3λ+1)x+(λ+1)y-(4λ+2)=0的距离最大时,实数λ的值为( )
A.-1 B.1
C.-2 D.2
解析:选B.直线l:(3λ+1)x+(λ+1)y-(4λ+2)=0,整理得λ(3x+y-4)+(x+y-2)=0,
由可得故直线恒过点A(1,1),
当AP与直线l垂直时,点P(-1,0)到A(1,1)的距离为dmax=,
故kPA=;
直线l:(3λ+1)x+(λ+1)y-(4λ+2)=0的斜率k=-,故-=-1,解得λ=1.
7.(多选)已知在以C(2,3)为直角顶点的等腰直角三角形ABC中,顶点A,B都在直线x-y=1上,下列判断中正确的是( )
A.斜边AB的中点坐标是(3,2)
B.|AB|=2
C.△ABC的面积等于4
D.点C关于直线AB的对称点的坐标是(4,1)
解析:选ABD.如图,取AB的中点为P(x,y),
因为△ABC为以C为直角顶点的等腰直角三角形,所以CP⊥AB,即CP垂直于直线x-y=1,则kCP==-1,且x-y=1,解得则AB的中点P的坐标为(3,2),故A正确;
|CP|==2|CP|=故B正确;
所以S△ABC===2,故C错误;
设点C关于直线AB的对称点为点C1,则CC1的中点为点P,即xP==3,所以=4,所以=-1,解得=1,即点C关于直线AB的对称点的坐标是(4,1),故D正确.
8.(人教A版选择性必修一P80)已知点A(-3,-4),B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则a的值为_______.
解析:∵点A(-3,-4),B(6,3)到直线l的距离相等,∴=|6a+4|,∴27a2+30a+7=0,∴a=-或a=-.
答案:a=-或a=-
9.设点P(2,5)关于直线x+y=1的对称点为Q,则点Q的坐标为__________,过点Q且与直线x+y-3=0垂直的直线方程为____________.
解析:依题意,设Q(a,b),
则解得
即点Q的坐标为(-4,-1),
设与直线x+y-3=0垂直的直线方程为x-y+c=0,
将Q(-4,-1)代入该式,得-4+1+c=0,故c=3,
所以所求直线方程为x-y+3=0.
答案:(-4,-1) x-y+3=0
10.点A(5,2)到直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5的距离的取值范围是________.
解析:直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5可化为(x+2y-1)m-x-y+5=0,
由解得
所以直线过定点P(9,-4),
当AP与直线垂直时,点A(5,2)到直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5的距离的最大值为d=;
当点A在直线上时,点A(5,2)到直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5的距离的最小值为0,
故点A(5,2)到直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5的距离的取值范围是.
答案:
【综合应用题】
11.(多选)已知平面上一点M(5,0),若直线上存在点P使|PM|=4,则称该直线为“切割型直线”,下列直线中是“切割型直线”的是( )
A.y=x+1 B.y=2
C.y=x D.y=2x+1
解析:选BC.由题意知,当点M到直线的距离不超过4时,符合要求.
对于A,点M(5,0)到直线y=x+1的距离为>4,故不符合;
对于B,点M(5,0)到直线y=2的距离为2-0=2<4,故符合;
对于C,点M(5,0)到直线y=x的距离为=4,故符合;
对于D,点M(5,0)到直线y=2x+1的距离为>4,故不符合.
12.若三条直线l1:ax+y+1=0,l2:x+ay+1=0,l3:x+y+a=0能构成三角形,则a应满足的条件是_____________.
解析:为使三条直线能构成三角形,需三条直线两两相交且不共点.
①若l1∥l2,则由a×a-1×1=0,得a=±1;
②若l2∥l3,则由1×1-a×1=0,得a=1;
③若l1∥l3,则由a×1-1×1=0,得a=1,
当a=1时,l1,l2与l3三线重合,当a=-1时,l1,l2平行.
④若三条直线交于一点,由解得
将l2,l3的交点(-a-1,1)的坐标代入l1的方程,解得a=1(舍去),或a=-2,
所以要使三条直线能构成三角形,需a≠±1且a≠-2.
答案:a≠±1且a≠-2
13.(1)已知点A(a,6)到直线3x-4y=2的距离d=4,求a的值;
(2)在直线x+3y=0上求一点P,使它到原点O的距离与到直线x+3y-2=0的距离相等.
解:(1)由题意,得=4,|3a-26|=20,解得a=2或a=.
(2)设点P(-3b,b),
由题意,得|OP|=.
点P到直线x+3y-2=0的距离为,
所以,解得b=±.
即点P的坐标为或.
【创新拓展题】
14.(2024·南通统考)如图,已知△ABC为等腰直角三角形,其中∠BAC=90°,且AB=2,光线从AB边上的中点P出发,经BC,CA反射后又回到点P(反射点分别为Q,R),则光线经过的路径总长|PQ|+|QR|+|RP|=________.
解析:以A为坐标原点,AB,AC分别为x轴,y轴建立平面直角坐标系(图略),因为△ABC为等腰直角三角形,其中∠BAC=90°,且AB=2,则lBC:x+y-2=0,点P(1,0),所以点P关于y轴的对称点为P1(-1,0),设点P关于直线lBC:x+y-2=0的对称点为P2(x0,y0),则=1且-2=0,解得x0=2,y0=1,即P2(2,1),则|PQ|+|QR|+|RP|=|P2Q|+|QR|+|RP1|=|P1P2|=.
答案:
15.已知点A(4,-1),B(8,2)和直线l:x-y-1=0,动点P(x,y)在直线l上,则|PA|+|PB|的最小值为___________.
解析:
设点A1与A关于直线l对称,P0为A1B与直线l的交点,
∴|P0A1|=|P0A|,|PA1|=|PA|.
在△A1PB中,|PA1|+|PB|>|A1B|=|A1P0|+|P0B|=|P0A|+|P0B|,
∴|PA|+|PB|≥|P0A|+|P0B|=|A1B|.
当P点运动到P0时,|PA|+|PB|取得最小值|A1B|.
设点A关于直线l的对称点为A1(x1,y1),
则由对称的充要条件知
解得∴A1(0,3),
∴(|PA|+|PB|)min=|A1B|=.
答案:
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