内容正文:
专题01 与直线方程有关的七种题型
题型一:直线倾斜角、斜率的相关计算
题型二:两直线的平行与垂直
题型三:直线方程的求法
题型四:直线与坐标轴围成三角形问题
题型五:直线交点问题
题型六:点到直线的距离
题型七:两平行线间的距离
题型一:直线倾斜角、斜率的相关计算
1.直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
2.经过两点的直线斜率为( )
A.1 B. C. D.
3.过点作直线,若与连接,两点的线段总有公共点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.或 C. D.
4.经过点作直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的斜率取值范围为( )
A. B. C. D.
5.若经过,两点的直线的倾斜角为,则( )
A. B.2 C. D.4
6.已知为直线的倾斜角,若直线的法向量为,,那么当实数变化时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.设点,若过点的直线与线段有公共点.则直线的斜率取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.已知直线的倾斜角为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
9.经过两个不同的点,的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或2 B. C.2 D.
10.直线的倾斜角为( )
A. B.
C.1 D.不存在
11.已知三点共线,则实数的值为 .
12.已知直线斜率的绝对值等于1,求直线的倾斜角 .
13.一条直线的斜率为,则该直线的倾斜角为 .
题型二:两直线的平行与垂直
1.已知两直线与,则下列说法正确的是( )
A.当时,
B.当时,
C.当时,直线与坐标轴围成的三角形的面积为1
D.当时,直线与轴围成的三角形的面积为
2.已知直线和平行,则的值为( )
A. B.2 C. D.1
3.若直线与直线垂直,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.已知直线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
5.已知直线:与:垂直,则实数k的值为 .
6.若直线与直线平行,则 .
7.若方程表示两条平行的直线,则的值为 .
8.已知直线,.
(1)当时,求直线与的交点坐标;
(2)若,求的值,并求出此时直线与之间的距离.
9.已知直线经过、两点.
(1)求直线的方程;
(2)设直线,若,求实数的值.
10.已知直线:与直线:互相垂直且交于点.
(1)求的值及点的坐标;
(2)若过点的直线与直线平行,求的直线方程.
11.已知直线的方程为.
(1)若直线,且直线在轴上的截距为,求直线的方程;
(2)若直线,且直线与直线之间的距离为3,求直线的方程.
题型三:直线方程的求法
1.直线被两条直线和截得的线段的中点为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
2.已知直线经过点和,则的一般式方程为( )
A. B. C. D.
3.已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
4.已知直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形,则直线l的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
5.已知点、,则线段的垂直平分线的方程为 .
6.平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为2的直线的方程为 .(写成一般式)
7.已知直线,点.
(1)证明:对任意实数,直线都经过一个定点;
(2)设为直线经过的定点,为线段的中点,求直线的方程.
8.已知顶点,,.
(1)若直线过点,且的纵截距是横截距的2倍,求直线的方程;
(2)求角的平分线所在直线的方程.
9.已知的顶点为.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求边上的高线所在直线的方程.
10.在中,.
(1)求的平分线所在直线的斜截式方程;
(2)求边上的高所在直线的一般式方程.
11.已知直线.
(1)求过点,且与垂直的直线的斜截式方程;
(2)求过与的交点,且在两坐标轴上的截距和为0的直线的一般式方程(该直线的截距均不为0).
题型四:直线与坐标轴围成三角形问题
1.已知为坐标原点,直线过点,且与轴负半轴交于点,与轴负半轴交于点,则面积的最小值为( )
A.16 B.20 C.24 D.40
2.满足经过点且与两坐标轴围成的三角形的面积为的直线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.已知直线与坐标轴正半轴围成的三角形的面积为1,则 .
4.若经过点的直线在轴上的截距之比为,则与两坐标轴围成的三角形的面积为 .
5.已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上截距相等,则的方程为
(2)设与两坐标轴的正半轴交点分别为,则为坐标原点)面积的最小值为 .
6.已知直线过点且在轴和轴上的截距分别为和.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,直线分别与轴正半轴和轴正半轴交于点、,当的面积最小时,求直线的方程.
7.已知直线.
(1)求证:直线过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)当直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小时,求直线的方程.
8.已知过点的直线l被两平行直线与所截线段的中点恰在直线上.
(1)求直线l的方程;
(2)若直线与直线l平行,且与坐标轴围成的三角形的面积为10,求直线的方程.
9.已知直线:().
(1)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(2)已知,若点到直线的距离为,求最大时直线的一般式方程.
(3)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,求的最小值及此时的方程.
题型五:直线交点问题
1.已知直线l过直线与直线的交点,且与直线平行,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
2.若三条直线: ,:,:不能围成三角形,则的取值不可能为( )
A.0 B. C.1 D.4
3.直线与线段没有公共点,其中,,则实数b的取值范围是 .
4.已知直线与,过点的直线被截得的线段恰好被点平分,则这三条直线围成的三角形面积为 .
5.过直线和的交点,且与直线垂直的直线方程是 .
6.若三条直线相交于一点,则m的值为 .
7.设直线与相交于一点.
(1)求点的坐标;
(2)求经过点,且垂直于直线的直线的方程.
8.已知三条直线,,.
(1)若,,交于一点,求实数的值;
(2)若,,可以围成一个三角形,求实数的取值范围.
9.设直线,,其中实数,满足.
(1)证明直线与相交;
(2)证明直线与的交点到原点的距离为定值.
题型六:点到直线的距离
1.点到动直线的最大值是( )
A. B. C. D.
2.光线从点出发,经过直线反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
3.已知直线和,两点,若直线上存在点使得最小,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
4.已知,则的最小值为 .
5.已知直线过点,且坐标原点到直线的距离为4,则直线的方程为 .
6.点关于直线的对称点的坐标为 .
7.一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为 .
8.已知直线与直线()垂直,直线在轴和轴的截距分别为和.
(1)求,,的方程;
(2)求与的交点到的距离.
9.已知的两条边所在直线的方程分别是AB:,AD:,且它的对角线的交点是.
(1)求这个平行四边形其他两边所在直线的斜截式方程;
(2)求的面积.
10.已知的边所在直线方程为,边所在直线方程为,边的中点为.求:
(1)求点坐标;
(2)求的面积.
题型七:两平行线间的距离
1.直线:与:上各有一动点、,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
2.已知直线与直线平行,则两直线间的距离为 .
3.已知直线与直线平行,则平行线间的距离为 .
4.已知直线与直线平行,则直线与直线间的距离为 .
5.已知点、,有一点在直线上运动,当取得最小值时,则点的坐标为 .
6.已知直线:,:.
(1)若,求的直线方程(使用斜截式表示);
(2)若,求和的距离.
7.已知直线.
(1)若直线不经过第二象限,求实数的取值范围;
(2)若,求直线关于直线对称的直线方程.
8.已知,,.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程;
(2)求过点且与直线平行的直线的方程,并求出与直线之间的距离.
9.已知直线,直线相交于点.
(1)若直线经过点,且在轴上的截距为2,求直线的方程;
(2)若直线,关于直线对称,求直线的方程.
10.已知直线.
(1)若在两坐标轴上的截距为相反数,求的值;
(2)已知直线,且,求与间的距离.
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专题01 与直线方程有关的七种题型
题型一:直线倾斜角、斜率的相关计算
题型二:两直线的平行与垂直
题型三:直线方程的求法
题型四:直线与坐标轴围成三角形问题
题型五:直线交点问题
题型六:点到直线的距离
题型七:两平行线间的距离
题型一:直线倾斜角、斜率的相关计算
1.直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用直线方程求斜率,即可得倾斜角的大小.
【详解】由直线的斜率为,可知倾斜角是,
故选:D.
2.经过两点的直线斜率为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据斜率公式计算即可.
【详解】由题意得,经过两点的直线斜率为.
故选:D
3.过点作直线,若与连接,两点的线段总有公共点,则直线的斜率的取值范围为( )
A. B.或 C. D.
【答案】B
【分析】作出图象,计算出直线的斜率,结合图象可得答案.
【详解】直线的斜率,
直线的斜率,
结合图象得:直线斜率的取值范围为或.
故选:B
4.经过点作直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的斜率取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据给定条件,作出图形,利用斜率公式结合图形求解作答.
【详解】如图,直线与线段总有公共点,即直线以直线为起始位置,绕点P逆时针旋转到直线即可,
而,
因此,
故选:C
5.若经过,两点的直线的倾斜角为,则( )
A. B.2 C. D.4
【答案】C
【分析】利用直线斜率公式先计算斜率,再由斜率与倾斜角的关系即可求解.
【详解】由题意有:,
故选:C.
6.已知为直线的倾斜角,若直线的法向量为,,那么当实数变化时,的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由直线的法向量得到直线的方向向量,进而求得直线的斜率,利用斜率与 倾斜角的关系求范围.
【详解】由直线的法向量为可得:直线的方向向量可取为.
当时,,此时直线垂直于轴,.
当时,直线的斜率,,
则当时,由基本不等式可得:,当且仅当时等号成立,此时;
则当时,由基本不等式可得:,当且仅当时等号成立,此时;
综上可得:的取值范围是.
故选:A.
7.设点,若过点的直线与线段有公共点.则直线的斜率取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】作出图形,求出直线、的斜率,观察直线在绕着点旋转时,直线的倾斜角的变化,即可得出直线的斜率的取值范围.
【详解】设过点且垂直于轴的直线交线段于点,如下图所示:
,,
当直线从的位置旋转至与的位置靠近时,
此时直线的倾斜角逐渐增大,且为锐角,则;
当直线从靠近的位置旋转至的位置时,
此时直线的倾斜角逐渐增大,且为钝角,则.
综上所述,直线的斜率的取值范围是.
故选:A.
8.已知直线的倾斜角为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据斜率公式以及斜率的定义可得出关于的等式,进而即得.
【详解】由题意可知,直线的斜率为,解得.
故选:A.
9.经过两个不同的点,的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或2 B. C.2 D.
【答案】C
【分析】根据直线斜率公式和定义建立关于的方程,求出其值,验证即可.
【详解】由题意知,直线的斜率为,
所以,解得或.
当时,,符合题意;
当时,,不符合题意.
综上,.
故选:C
10.直线的倾斜角为( )
A. B.
C.1 D.不存在
【答案】B
【分析】根据倾斜角的概念即可求解.
【详解】直线垂直于轴,故倾斜角为.
故选:B
11.已知三点共线,则实数的值为 .
【答案】4
【分析】根据A,B,C三点共线可得,然后利用两点间的斜率公式代入求解即可.
【详解】因为三点共线,所以,
所以,解得.
故答案为:.
12.已知直线斜率的绝对值等于1,求直线的倾斜角 .
【答案】或
【分析】设直线的斜率为,倾斜角为,由即可求解.
【详解】设直线的斜率为,倾斜角为,
由题意有:,当时,,又,所以,
当时,,又,所以,
故答案为:或.
13.一条直线的斜率为,则该直线的倾斜角为 .
【答案】
【分析】根据倾斜角和斜率的关系,用反三角函数表示即可.
【详解】设直线的倾斜角为,则,所以.
故答案为:.
题型二:两直线的平行与垂直
1.已知两直线与,则下列说法正确的是( )
A.当时,
B.当时,
C.当时,直线与坐标轴围成的三角形的面积为1
D.当时,直线与轴围成的三角形的面积为
【答案】D
【分析】利用平行、垂直的充要条件求出参数值判断AB;求出面积判断C;求出两直线交点坐标,进而求出面积判断D.
【详解】对于A,当时,显然,所以,解得,A错误;
对于B,当时,两直线分别为与,
此时不成立,B错误;
对于C,当时,直线交轴于点,交轴于点,
因此直线与坐标轴围成的三角形的面积为,C错误;
对于D,当时,直线交轴于点,
直线交轴于点,
由,解得,则直线将于点,
因此直线与轴围成的三角形的面积为,D正确.
故选:D
2.已知直线和平行,则的值为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】A
【分析】根据直线平行列方程,由此求得的值.
【详解】由于两直线平行,
所以,
解得.
故选:A
3.若直线与直线垂直,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】根据一般式方程下直线垂直的关系列式求解即可.
【详解】因为直线与直线垂直,
所以,解得.
故选:D
4.已知直线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直线垂直得出系数关系计算求参.
【详解】两直线垂直,,即解得.
故选:A.
5.已知直线:与:垂直,则实数k的值为 .
【答案】
【分析】根据直线垂直关系列方程求解即可.
【详解】因为直线:与:垂直,
所以,解得.
故答案为:
6.若直线与直线平行,则 .
【答案】
【分析】根据一般式下两直线平行的条件得到方程,求出参数的值,再代入检验即可.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,解得或;
当时,直线与直线平行,符合题意;
当时,直线与直线重合,不符合题意;
综上可得.
故答案为:
7.若方程表示两条平行的直线,则的值为 .
【答案】2
【分析】将所给方程进行配凑化简,可得,由题意,两直线平行,求得,分别代入检验,即可得答案.
【详解】方程可化为,
即,
所以,
则或,
因为表示两条平行的直线,
所以,解,
当时,两直线为和,符合题意,
当时,两直线为和,即,
则两直线重合,不符合题意,所以的值为2.
故答案为:2
8.已知直线,.
(1)当时,求直线与的交点坐标;
(2)若,求的值,并求出此时直线与之间的距离.
【答案】(1)
(2);.
【分析】(1)直接联立方程并解方程组可得;
(2)由平行可得的值,再由平行线间的距离公式可得.
【详解】(1)当时,联立直线与的方程,得解得.
所以直线与的交点坐标为.
(2)当时,,,显然,不符合题意,舍去;
当时,,,显然与不平行,不符合题意,舍去,
故直线与的斜率都存在.
因为,所以,
由解得或;由解得且.
所以.
则,,即,
所以此时直线与之间的距离.
9.已知直线经过、两点.
(1)求直线的方程;
(2)设直线,若,求实数的值.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)求出直线的斜率,利用点斜式求出直线方程;
(2)根据直线垂直满足的关系式得到方程,求出实数的值.
【详解】(1)直线经过、两点,
,
直线,即:.
(2)由,直线,,
得,解得,
即实数的值为.
10.已知直线:与直线:互相垂直且交于点.
(1)求的值及点的坐标;
(2)若过点的直线与直线平行,求的直线方程.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据与垂直,由,再联立直线方程求交点;
(2)根据直线与直线平行,设直线方程为,再将点P的坐标代入求解.
【详解】(1)因为与垂直,所以,
于是,即.
由有,所以.
(2)由题意设:,
将代入可得:.
所以直线的方程为::.
11.已知直线的方程为.
(1)若直线,且直线在轴上的截距为,求直线的方程;
(2)若直线,且直线与直线之间的距离为3,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)由垂直关系可得直线的斜率,结合斜截式方程求解即可;
(2)利用平行关系可设直线的方程为,由两条平行线之间的距离公式求解即可.
【详解】(1)由直线的斜率为,又由,可得直线的斜率为,
又由直线在轴上的截距为,可得直线过点,
可得直线的方程为,整理为.
故直线的方程为.
(2)由直线,可设直线的方程为,
又由直线与直线之间的距离为3,有,解得或-16.
故直线的方程为或.
题型三:直线方程的求法
1.直线被两条直线和截得的线段的中点为,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】设出两个交点的坐标,利用中点坐标公式可求出,即可求出直线方程.
【详解】设与的交点坐标为,与的交点坐标为,
,即,,
由中点坐标公式得,,
即,解得,所以,,
则直线的方程为,即.
故选:C
2.已知直线经过点和,则的一般式方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意写出直线的两点式方程,化简可得直线的一般式方程.
【详解】由直线的两点式方程得,,整理得.
所以直线的一般式方程为.
故选:D.
3.已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】通过对截距的取值是否为进行分类,分别设直线方程为和,代入点,即可求解.
【详解】设直线的横截距为,纵截距为,因为直线在两坐标轴上的截距相等,即,
当时,设直线的方程为,
又直线过点,所以,解得,所以直线的方程为;
当时,设直线的方程为,即,
又直线过点,所以,解得,
所以直线的方程为,即.
综上所述,过点,且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程为或.
故选:C
4.已知直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形,则直线l的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
【答案】A
【分析】依次分析直线的斜率不存在、斜率小于零、斜率等于零或斜率大于零四种情况,可得到满足题意的直线方程.
【详解】如图,设,直线过和.
①当直线垂直于轴时,方程为,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当直线的斜率小于零时,设关于轴的对称点为,
当直线过两点时,,是等腰三角形.又由直线知其斜率为,所以,
所以为等边三角形,所以直线的斜率小于零时只有这一种情况,此时直线的倾斜角为,斜率为,
方程为,即;
③当直线的斜率为零时,直线平行于轴,不能与直线及x轴围成三角形.所以直线的斜率不为零;
④当直线的斜率大于零时,只有如图一种情况可使直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形.
设直线与轴负半轴相交于点,则,因为直线的斜率为,倾斜角为,可得,
所以,所以直线(即直线)的斜率为,对应方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
故选:A.
5.已知点、,则线段的垂直平分线的方程为 .
【答案】
【分析】利用垂直关系可求垂直平分线斜率,再求中点,最后用点斜式求直线方程.
【详解】由点、,可知中点坐标为,两点斜率为,则两点的垂直平分线斜率为,
所以线段的垂直平分线的方程为:,
整理为一般式:,
故答案为:
6.平面直角坐标系中,过直线与的交点,且在轴上截距为2的直线的方程为 .(写成一般式)
【答案】
【分析】求出交点坐标,先设斜截式方程,再代入点坐标即可得到答案.
【详解】联立得,解得,则交点坐标为,
显然直线斜率不存在时不合题意,则可设,
代入得,解得,
则,即.
故答案为:.
7.已知直线,点.
(1)证明:对任意实数,直线都经过一个定点;
(2)设为直线经过的定点,为线段的中点,求直线的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)将化为,建立方程组即可求解;
(2)分别表示出,两点坐标,求出直线的斜率,再利用点斜式即可解得.
【详解】(1)因为直线,
所以,
因为,
所以,解得,
所以对任意实数,直线都经过一个定点.
(2)因为为直线经过的定点,由(1)可知的坐标为,
又因为为线段的中点,则,即,
则,则直线的方程为:,即为.
8.已知顶点,,.
(1)若直线过点,且的纵截距是横截距的2倍,求直线的方程;
(2)求角的平分线所在直线的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)设的纵截距为,分和两种情况讨论即可;
(2)由两角差的正切公式结合点斜式计算可得.
【详解】(1)设的纵截距为,
当时,则;
当时,则,
代入点可得,可得,
所以直线的方程为或.
(2)设角的平分线所在直线为,其斜率为,
由题意可得,,
根据倾斜角的正切值表示的意义和两角差的正切公式可得:
直线到直线的角的正切为,直线到直线的角的正切为,
所以,
化简可得,解得或,
若,则直线的倾斜角为钝角,但,不符合题意,
所以,
所以由点斜式可得,即.
9.已知的顶点为.
(1)求边所在直线的方程;
(2)求边上的高线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求直线的斜率,用点斜式写出直线的方程并化简;
(2)根据两直线垂直,确定边上高的斜率,再根据点斜式写出边上的高的方程并化简.
【详解】(1))因为,
所以直线的方程为:即;
(2)因为,所以边上的高的斜率为:,
所以边上的高所在的直线为:即.
10.在中,.
(1)求的平分线所在直线的斜截式方程;
(2)求边上的高所在直线的一般式方程.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)根据已知点的坐标特征,判断,推得的平分线所在直线的倾斜角为,即可写出直线的斜截式方程;
(2)先求出直线的斜率,利用垂直关系求出边上的高的斜率,由点斜式求得其方程,整理得直线的一般式方程.
【详解】(1)由,易得直线的斜率为0,故其方程为,
直线的斜率不存在,故其方程为,可得,
易知的平分线所在直线的倾斜角为,又经过点,则其方程为,
故的平分线所在直线的斜截式方程为.
(2)由可得直线的斜率,
故边上的高所在直线的斜率,
又所求直线经过点,故其方程为,
故边上的高所在直线的一般式方程为.
11.已知直线.
(1)求过点,且与垂直的直线的斜截式方程;
(2)求过与的交点,且在两坐标轴上的截距和为0的直线的一般式方程(该直线的截距均不为0).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求出直线的斜率,根据斜率存在的情况下,互为垂直的直线的斜率乘积为,可设所求直线方程为,代入求解即可;
(2)联立方程求出交点坐标,设直线方程为,得出方程组求解即可.
【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,
所以所求直线的斜截式方程为.
(2)联立解得交点坐标为,
设直线方程为,
依题意,
解得,
所以所求直线的一般式方程为.
题型四:直线与坐标轴围成三角形问题
1.已知为坐标原点,直线过点,且与轴负半轴交于点,与轴负半轴交于点,则面积的最小值为( )
A.16 B.20 C.24 D.40
【答案】B
【分析】设直线的方程为,代入点坐标,得到的方程,用表示出的面积,利用基本不等式即可求解.
【详解】如图:
依题意设直线的方程为(,),则,且,,
所以,即,当且仅当,时,等号成立,
所以的面积,则面积的最小值为20.
故选:B
2.满足经过点且与两坐标轴围成的三角形的面积为的直线条数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】由题意,经过点的直线斜率一定存在,且不为,设直线的斜率为 ,则直线方程为,求得直线与轴和轴的交点,再结合三角形面积公式,对斜率的取值,进行分类讨论,即可求解.
【详解】根据题意,经过点的直线斜率一定存在,且不为,
设直线的斜率为 ,则直线方程为,即,
直线与轴交于点,与轴交于点,
所以直线与两坐标轴围成的三角形的面积,即,
当时,,即,,
所以二次方程有两个不同的实数根,
即存在条直线与两坐标轴围成的三角形的面积为;
当时,,即,,
所以二次方程不存在实数根,
即不存在直线与两坐标轴围成的三角形的面积为;
综上所述,经过点且与两坐标轴围成的三角形的面积为的直线有条.
故选:B
3.已知直线与坐标轴正半轴围成的三角形的面积为1,则 .
【答案】/
【分析】计算直线与坐标轴的交点坐标,计算直角三角形的面积即可.
【详解】由题意可知,直线与坐标轴的交点为,且,
则直线与坐标轴正半轴围成的三角形的面积为,得.
故答案为:
4.若经过点的直线在轴上的截距之比为,则与两坐标轴围成的三角形的面积为 .
【答案】4
【分析】根据给定条件,设出直线的截距式方程,进而求出该直线方程,再求出直线与坐标轴围成三角形面积.
【详解】依题意,直线不过原点,设的方程为,
由直线过点,得,解得,直线的方程为,
则在轴上的截距分别为4,2,所以直线与两坐标轴围成的三角形的面积为4.
故答案为:4
5.已知直线过点.
(1)若在两坐标轴上截距相等,则的方程为
(2)设与两坐标轴的正半轴交点分别为,则为坐标原点)面积的最小值为 .
【答案】 或. 4
【分析】先分两种情况讨论,当直线过原点,代入求出参数的值,当直线不过原点时,设出直线截距式,代点即可求解;利用三角形面积公式、基本不等式,求得面积的最小值.
【详解】当直线经过原点时,直线的斜率为,所以直线的方程为,即;
当直线不过原点时,设直线的方程为,代入点可得,
所以所求直线方程为,即.
综上可得,所求直线方程为:或.
(2)依题意,设点,(,),直线的方程为,
又点在直线上,于是有,
利用基本不等式,即,当且仅当,时等号成立,
,即的面积的最小值为4.
故答案为:或;4.
6.已知直线过点且在轴和轴上的截距分别为和.
(1)若,求直线的方程;
(2)若,直线分别与轴正半轴和轴正半轴交于点、,当的面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)分、两种情况讨论,设出直线的方程,将点的坐标代入直线的方程,求出参数的值,即可得出直线的方程;
(2)由题意可知直线的截距式方程为,且,,将点的坐标代入直线的方程得出,可得,求得,可得出,将代入的面积公式,结合基本不等式可求得的最小值,利用等号成立的条件得出、的值,即可得出直线的方程.
【详解】(1)当时,直线过原点,设直线的方程为,
将点的坐标代入直线的方程得,此时直线的方程为;
当时,直线的截距式方程为,
将点的坐标代入直线的方程得,解得,
此时直线的方程为,即.
综上所述,直线的方程为或.
(2)由题意可知、,且,,则直线的截距式方程为,
将点的坐标代入直线的方程可得,可得,
由可得,
,
当且仅当时,即当时,等号成立,
故当的面积最小时,直线的方程为,即.
7.已知直线.
(1)求证:直线过定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)当直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小时,求直线的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)由方程变形可得,列方程组,解方程即可;
(2)数形结合,结合直线图象可得出关于实数的不等式,解之即可;
(3)求得直线与坐标轴的交点,可得面积,进而利用二次函数的性质可得最值.
【详解】(1)直线,即.
由,解得.
所以直线过定点.
(2)当时,直线斜率不存在,方程为,经过第四象限,不成立;
当时,直线斜率存在,方程为,
又直线不经过第四象限,则,解得.
综上,实数的取值范围是.
(3)由题,直线,且.
令,得,得;
令,得,得,即.
则,
又,,
所以当时,取最小值,最小值为.
此时直线的方程为.
8.已知过点的直线l被两平行直线与所截线段的中点恰在直线上.
(1)求直线l的方程;
(2)若直线与直线l平行,且与坐标轴围成的三角形的面积为10,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据题意设线段的中点为,进而根据点到与的距离相等并结合点到直线的距离解方程即可得,再根据两点式方程求解即可;
(2)根据题意设直线的方程为,进而求得直线在坐标轴上的截距,再根据面积解方程求得,进而代入即可得答案.
【详解】(1)解:设线段的中点为,
因为点到与的距离相等,
故,
所以,则点.
直线的方程为,即.
(2)解:设直线的方程为,,
令可得,即直线与轴的交点为,
令可得,即直线与轴的交点为,
故直线与坐标轴围成的三角形的面积,解得:,
故直线的方程为或.
9.已知直线:().
(1)若直线不经过第四象限,求的取值范围;
(2)已知,若点到直线的距离为,求最大时直线的一般式方程.
(3)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,求的最小值及此时的方程.
【答案】(1);
(2);
(3)最小值是4,方程为.
【分析】(1)由直线过定点可得斜率的范围;
(2)根据(1)的结论,结合互相垂直两直线斜率的性质进行求解即可;
(3)求出,两点坐标,求出面积,由基本不等式求得最值.
【详解】(1)直线方程为::,它过定点,在第二象限,
因此直线不过第四象限,则
∴的取值范围是;
(2)由(1)知直线l恒过定点,
当且仅当时,d取得最大值,此时直线的斜率,
因此直线的斜率,直线的方程为,
所以直线的一般式方程为.
(3)易知,令得,令,得,
即,,
∴,
当且仅当,即时取等号,
∴最小值是4,此时方程为,即.
题型五:直线交点问题
1.已知直线l过直线与直线的交点,且与直线平行,则直线l的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出直线的交点,再设直线的平行直线,最后代入交点求参.
【详解】直线与直线的交点为,
又因为与直线平行,所以设直线为:,
代入得,所以,
所以直线的方程为.
故选:A.
2.若三条直线: ,:,:不能围成三角形,则的取值不可能为( )
A.0 B. C.1 D.4
【答案】A
【分析】不能围成三角形可分为两种情况,一是三条直线交于同一个点,联立方程组即可求得的值.二是三条直线中有两条平行,由平行线斜率相等即可求得的值.
【详解】①三条直线交于同一点,
联立方程组得,解得,即.
②三条直线中由两直线平行,
,,,
∵
∴当时,,即,
当时,,即,
∴,
故选:A.
3.直线与线段没有公共点,其中,,则实数b的取值范围是 .
【答案】
【分析】数形结合即可求得的取值范围.
【详解】由题可知,当直线经过点时,
当直线经过点时,
当直线与线段没有公共点,
则或.
故答案为:.
4.已知直线与,过点的直线被截得的线段恰好被点平分,则这三条直线围成的三角形面积为 .
【答案】6
【分析】设直线与直线的交点分别为,且,则,代入直线,即可得点的坐标,则可算出和直线的方程,再求的交点到的距离,最后利用三角形的面积公式计算即可.
【详解】设直线与直线的交点分别为,且,
则由题意可知,点关于点的对称点在上,
可得,解得,
即,则,且直线,
联立的方程得,解得,即的交点坐标为,
则点到直线的距离,
所以这三条直线围成的三角形面积为.
故答案为:6.
5.过直线和的交点,且与直线垂直的直线方程是 .
【答案】
【分析】先求出交点坐标,再根据与直线 的位置关系求出斜率,运用点斜式方程求解.
【详解】联立方程 ,解得 ,所以交点坐标为 ;
直线 的斜率为 ,所以所求直线方程的斜率为 ,
由点斜式直线方程得:所求直线方程为 ,即.
故答案为:.
6.若三条直线相交于一点,则m的值为 .
【答案】
【分析】先由求得交点坐标,代入即可求解.
【详解】由,解得
所以,点满足方程,
即.
所以.
故答案为:
7.设直线与相交于一点.
(1)求点的坐标;
(2)求经过点,且垂直于直线的直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)将两直线方程联立,求出方程组的公共解,即可得出点的坐标;
(2)求出直线的斜率,可得出垂线的斜率,然后利用点斜式方程可得出所求直线的方程,化为一般式即可.
【详解】(1)由,解得,
因此,点的坐标为;
(2)直线的斜率为,
垂直于直线的直线斜率为,
则过点且垂直于直线的直线的方程为,
即:.
8.已知三条直线,,.
(1)若,,交于一点,求实数的值;
(2)若,,可以围成一个三角形,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先求出,的交点,再应用交点在上,列式计算求参;
(2)先求出,,不可以围成一个三角形,即两条直线平行或三线共点求参,进而得出,,可以围成一个三角形时参数范围.
【详解】(1)联立与的方程,得解得
即与的交点坐标为,
由题意知点在上,所以,
解得.
(2)由(1)知,
当时,,所以,
当时,,所以,
当不与和平行,且不过同一点时,,,三条直线可以围成三角形,
所以,且,且,
故的取值范围为.
9.设直线,,其中实数,满足.
(1)证明直线与相交;
(2)证明直线与的交点到原点的距离为定值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【分析】(1)借助反证法证明即可得;
(2)联立两直线可解出交点坐标,再借助两点间距离公式计算即可得证.
【详解】(1)假设直线与不相交,则直线与平行或重合,有,
又,得,此时无实数解,从而,即直线与相交;
(2)设直线与的交点为点,
解方程组,得,则点,
设原点为,
则,
即直线与的交点到原点的距离为定值1.
题型六:点到直线的距离
1.点到动直线的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先分析直线经过定点,再利用两点间的距离求点到直线的距离的最大值.
【详解】对直线: ,
由 .
即直线经过定点.
所以点到点的距离就是点到动直线的最大值,
所以.
故选:C
2.光线从点出发,经过直线反射,反射光线经过点,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求出点关于直线的对称点,然后结合点可得直线方程.
【详解】设点关于直线的对称点为,则,
解得,即点,故所求直线的斜率为,
所以,所求直线的方程为,即.
故选:B
3.已知直线和,两点,若直线上存在点使得最小,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用对称关系求出点关于直线的对称点为,则最小值为之间的距离,联立直线方程求得点的坐标.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则,解得,所以,
所以,
当且仅当点为线段与直线的交点时等号成立,
因为,,所以直线的方程为,
联立,解得,所以点.
故选:D
4.已知,则的最小值为 .
【答案】
【分析】将所求式子看成圆上的点到直线距离的5倍,进而转化为圆到直线的距离可得.
【详解】由 ,表示圆上的点到直线的距离的5倍.
圆的圆心,半径,如图:
由圆心到直线的距离.
所以直线与圆相离,且圆上点到直线距离的最小值为.
所以的最小值为.
故答案为:3.
5.已知直线过点,且坐标原点到直线的距离为4,则直线的方程为 .
【答案】或
【分析】分斜率存在和斜率不存在两种情况考虑,斜率存在时,设直线方程,然后根据原点到直线的距离列方程,解方程即可.
【详解】当直线的斜率不存在时,直线的方程为,点到直线的距离为3,不符合题意,所以直线的斜率存在.
因为直线过点,所以设直线的方程为.
因为点到直线的距离为4,所以,解得或.
所以直线的方程为或
故答案为:或
6.点关于直线的对称点的坐标为 .
【答案】
【分析】设所求点坐标为,进而根据对称性得,再解方程即可.
【详解】设点关于直线的对称点的坐标为,
则与的中点在直线,且过与的直线与直线垂直,
因为直线的斜率为,
所以,即,解得,
所以,点关于直线的对称点的坐标为.
故答案为:
7.一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为 .
【答案】
【分析】由反射光线所在直线与入射光线所在直线关于轴对称,可知反射光线所在直线经过点关于轴对称的点,由此求出反射光线所在直线的方程.
【详解】由入射光线和反射光线的对称性可知,反射光线所在直线经过点关于轴对称的点,
由和确定反射光线所在直线的斜率为,
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故答案为:.
8.已知直线与直线()垂直,直线在轴和轴的截距分别为和.
(1)求,,的方程;
(2)求与的交点到的距离.
【答案】(1),,
(2)
【分析】(1)由,得到,求得,得到直线与的方程,再由直线在轴和轴的截距分别为和,结合直线的截距式方程,即可求解;
(2)联立方程组,求得直线与的交点为,结合点到直线的距离公式,即可求解.
【详解】(1)解:由直线和,
因为,则,即,解得或,
又因为,所以,可得,,
又由直线在轴和轴的截距分别为和,可得直线的方程为,
即.
(2)解:联立方程组,解得,即直线与的交点为,
则与的交点到的距离.
9.已知的两条边所在直线的方程分别是AB:,AD:,且它的对角线的交点是.
(1)求这个平行四边形其他两边所在直线的斜截式方程;
(2)求的面积.
【答案】(1)这个平行四边其它两边所在直线的方程是和
(2)
【分析】(1)依题意,由方程组可解得的顶点A的坐标,再结合对角线的交点是,可求得C点坐标,利用点斜式即可求得其他两边所在直线的方程.
(2)由得,从而可得,再根据点线距离公式求得到的距离,最后根据面积公式即可求解.
【详解】(1)联立方程组,解得.
所以平行四边形的顶点.
设,由题意知点是线段的中点,
所以,解得,所以.
由已知,得直线的斜率,因为与平行,
所以直线的方程为,即,
由已知,得直线的斜率,因为与平行,
所以直线的方程为,即,
故这个平行四边其它两边所在直线的方程是和;
(2)由得,即,所以.
又到的距离为,
所以的面积.
10.已知的边所在直线方程为,边所在直线方程为,边的中点为.求:
(1)求点坐标;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用中点坐标公式及点在直线上即可求解;
(2)根据(1)的结论及直线的斜率公式,利用直线的点斜式方程和两点间的距离公式,结合点到直线的距离公式及三角形的面积公式即可求解.
【详解】(1)设,根据中点公式结合点在直线上,点在直线上,则有
,解得,
所以点坐标为.
(2)由(1)知,,
所以,
所以直线方程为,即.
所以.
由,解得,
所以.
点到直线的距离为
,
所以的面积为
题型七:两平行线间的距离
1.直线:与:上各有一动点、,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】因两条直线平行,得的最小值就是两条平行线间的距离可得.
【详解】由直线:与:,,所以.
所以的最小值就是两条平行线间的距离,.
故选:C.
2.已知直线与直线平行,则两直线间的距离为 .
【答案】/
【分析】根据直线平行的判定列方程求参数值,注意验证,进而求平行线的距离.
【详解】由题设,可得或,
当,,,显然重合,不合题意,
当,,,满足题意,
综上,,此时两直线的距离为.
故答案为:
3.已知直线与直线平行,则平行线间的距离为 .
【答案】/
【分析】先根据两直线平行的条件求出的值,再将两直线方程化为系数相同的形式,最后利用两平行线间的距离公式计算距离即可.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,解得,所以直线可化为,
所以两平行直线间的距离是.
故答案为:
4.已知直线与直线平行,则直线与直线间的距离为 .
【答案】/
【分析】先根据平行得出参数,再应用平行线间的距离公式计算求解.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,解得,
所以直线,直线,
所以直线与直线间的距离为.
故答案为:.
5.已知点、,有一点在直线上运动,当取得最小值时,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】作出点关于直线的对称点,连接,交直线于,分析可知当、、三点共线时,最小,设点,求出点的坐标,进而可得出直线的方程,再将该直线方程与直线的方程联立,即可得出点的坐标.
【详解】易知,均在直线的同侧;
作出点关于直线的对称点,连接,交直线于,则,
所以,
当、、三点共线时取等号,即、、三点共线时,最小.
设,则,解得,即.
因为,所以直线为,
由,得,即.
故答案为:.
6.已知直线:,:.
(1)若,求的直线方程(使用斜截式表示);
(2)若,求和的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据直线方程可得斜率,结合垂直关系求得,即可得方程;
(2)根据平行关系可得,将直线方程化为一般式,结合两平行线间距离公式运算求解.
【详解】(1)因为直线的斜率为,直线的斜率为,
且直线与直线垂直,
所以,解得,
所以的直线方程为:.
(2)因为,所以,即,
所以,即:,
因为:,
所以两直线距离.
7.已知直线.
(1)若直线不经过第二象限,求实数的取值范围;
(2)若,求直线关于直线对称的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)分、两种情况讨论,在第一种情况下,直接验证即可;在第二种情况下,求出两直线的交点坐标,根据点的位置可求得实数的取值范围.综合可得出实数的取值范围;
(2)设为直线关于直线对称的直线上任意一点,求得关于直线的对称点坐标,代入的方程即可求得直线方程.
【详解】(1)当时,直线的方程为,符合题意;
当时,直线的方程为,则,解得.
综上,实数的取值范围是.
(2)当时,的直线方程为,
设为直线关于直线对称的直线上任意一点,关于关于直线的对称点坐标,
由题意可得,整理得,
解得,所以,
即,即.
8.已知,,.
(1)求过点且与直线垂直的直线的方程;
(2)求过点且与直线平行的直线的方程,并求出与直线之间的距离.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)先求直线的斜率,由求出直线的斜率,利用点斜式即可求解;
(2)由求出的斜率,利用点斜式即可求的方程,利用两平行直线的距离公式即可求解.
【详解】(1)由题意有:,∵,∴,
所以直线的方程为,即,
(2)由(1)知,,∴,
所以直线的方程为即,
的方程为,即,
所以与直线之间的距离.
9.已知直线,直线相交于点.
(1)若直线经过点,且在轴上的截距为2,求直线的方程;
(2)若直线,关于直线对称,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)联立两直线,求得交点,根据在轴上的截距为2,分析即可得答案.
(2)方法1:直线上任取一点,由题意可得,该点到两直线距离相等,代入距离公式,即可得答案;方法2:设出直线方程,在直线上取一点,则其关于直线的对称点必在直线上,求出B点坐标,代入方程,即可得答案.
【详解】(1)联立,可得交点,
因为直线过点,且在轴上的截距为2,
所以直线的方程为;
(2)方法1:在直线上任取一点,因为直线,关于直线对称,
所以,即,
所以直线的方程为:或.
方法2:因为直线,关于直线对称,所以直线必过点,易知直线的斜率存在,
设直线的方程为,即,
在直线上取一点,则其关于直线的对称点必在直线上,
所以,解得,
代入直线,得,解得或,
所以直线的方程为:或.
10.已知直线.
(1)若在两坐标轴上的截距为相反数,求的值;
(2)已知直线,且,求与间的距离.
【答案】(1)或.
(2)
【分析】(1)先求出截距,然后根据截距是相反数求出的值即可.
(2)先根据两直线平行关系求出,然后根据两平行直线的距离公式求出结果.
【详解】(1)令,可得,
令,可得.
故,解得或.
(2)因为,所以,解得,
所以,可化为.
与间的距离为.
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