内容正文:
[课后分层练(二十)] 点到直线的距离公式 两条平行直线间的距离
(单选题、填空题每题5分,多选题每题6分,解答题每题15分)
【基础巩固】
1.两条平行直线l1:x+y-1=0与l2:x+y+1=0之间的距离为( )
A. B.1 C.2 D.
解析:选A.距离d==.
2.点(0,-1)到直线y=k(x+1)距离的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
解析:选B.记点A(0,-1),直线y=k(x+1)恒过点B(-1,0),当AB垂直于直线y=k(x+1)时,点A(0,-1)到直线y=k(x+1)的距离最大,且最大值为|AB|=.
3.(多选)与直线2x+y-1=0平行,且距离等于的直线方程为( )
A.2x+y=0 B.2x+y-2=0
C.2x-y=0 D.2x+y+2=0
解析:选AB.设所求直线方程为2x+y+c=0.由题意知两平行直线间的距离为d==,解得c=0或c=-2.所以所求直线的方程为2x+y=0或2x+y-2=0.
4.已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),则△ABC的面积等于( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:选C.设AB边上的高为h,则S△ABC=|AB|·h.|AB|==2,AB边上的高h就是点C到直线AB的距离.AB边所在的直线方程为=,即x+y-4=0.点C到直线x+y-4=0的距离为=,所以S△ABC=×2×=5.
5.(2025·山东潍坊高二月考)已知实数x,y满足2x+y+5=0,那么的最小值为( )
A. B. C. D.
解析:选D.表示直线2x+y+5=0上的动点到点(0,-3)的距离,过点(0,-3)向直线2x+y+5=0作垂线,由垂线段最短知的最小值为点(0,-3)到直线2x+y+5=0的距离,即=.
6.在直线x+3y=0上有一点,它到原点的距离和到直线x+3y+2=0的距离相等,则此点的坐标是________.
解析:由题意可设所求点的坐标为(-3a,a),因为直线x+3y=0与直线x+3y+2=0平行,所以两平行线间的距离为=,根据题意有=,解得a=±,所以所求点的坐标为(-,)或(,-).
答案:(-,)或(,-).
7.过点M(2,4)作两条互相垂直的直线,分别交x,y轴的正半轴于点A,B,若四边形OAMB的面积被直线AB平分,则直线AB的方程为____________,此时四边形OAMB的面积为________.
解析:设直线AB的方程为+=1(a>0,b>0),∴A(a,0),B(0,b).∵MA⊥MB,∴(a-2)×(-2)+(-4)×(b-4)=0,即a=10-2b.∵a>0,b>0,∴0<b<5,0<a<10.
∵直线AB的一般式方程为bx+ay-ab=0,∴点M到直线AB的距离d=.∴△MAB的面积S1=d|AB|=×|2b+4a-ab|=|b2-8b+20|=b2-8b+20,△OAB的面积S2=ab=5b-b2.
∵直线AB平分四边形OAMB的面积,∴S1=S2,可得2b2-13b+20=0,解得或∴所求直线AB的方程为x+2y-5=0或2x+y-4=0.
∵四边形OAMB的面积为S1+S2=b2-8b+20+5b-b2=-3b+20,∴四边形OAMB的面积为8或.
答案:x+2y-5=0或2x+y-4=0 8或
8.(易错题)求点P0(-1,2)到下列直线的距离:
(1)2x+y-10=0;
(2)x=2;
(3)y-1=0.
解:(1)由点到直线的距离公式,知d===2.
(2)方法1:把直线方程化为一般式为x-2=0.由点到直线的距离公式,得d==3.
方法2:因为直线x=2与y轴平行,所以由图知d=|-1-2|=3.
(3)方法1:由点到直线的距离公式,得d==1.
方法2:因为直线y-1=0与x轴平行,所以由图知d=|2-1|=1.
9.(2025·四川成都高二期末模拟)平面直角坐标系中,△ABC的顶点A(-1,3),B(3,-4),边AC上的高线所在的直线方程为2x+3y+6=0,边BC上的中线所在的直线方程为2x+3y-7=0.
(1)求点B到直线AC的距离;
(2)求△ABC的面积.
解:(1)由题意kAC=,直线AC的方程为y-3=(x+1),即3x-2y+9=0.点B到直线AC的距离d==2.
(2)设C(m,n),则BC的中点坐标为,
则
解得即C(1,6),
所以|AC|==.
所以△ABC的面积S=|AC|·d=··2=13.
【综合运用】
10.已知正方形的一组对边所在的直线方程分别为3x+2y+1=0和3x+2y+4=0,另一组对边所在的直线方程分别为4x-6y+c1=0和4x-6y+c2=0,则|c1-c2|等于( )
A. B. C. D.6
解析:选D.3x+2y+1=0与3x+2y+4=0间的距离d1==,
4x-6y+c1=0与4x-6y+c2=0间的距离d2==|c1-c2|,
又由正方形特点可知d1=d2,
即=|c1-c2|,解得|c1-c2|=6.
11.(多选)(新定义题)已知平面上一点M(5,0),若直线l上存在点P使|PM|=4,则称该直线为点M的“相关直线”,下列直线是点M的“相关直线”的是( )
A.y=x+1 B.y=2
C.4x-3y=0 D.2x-y+1=0
解析:选BC.点M到直线y=x+1的距离d==3>4,即点M与该直线上的点的距离的最小值大于4,所以该直线上不存在点P,使|PM|=4,故A中的直线不是点M的“相关直线”;点M到直线y=2的距离d=|0-2|=2<4,即点M与该直线上的点的距离的最小值小于4,所以该直线上存在点P,使|PM|=4,故B中的直线是点M的“相关直线”;点M到直线4x-3y=0的距离d==4,所以该直线上存在点P,使|PM|=4,故C中的直线是点M的“相关直线”;点M到直线2x-y+1=0的距离d==>4,故D中的直线不是点M的“相关直线”.
12.若某直线被两平行直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,则该直线的倾斜角大小为________.
解析:由两平行直线的距离公式,可得直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0的距离为d==,又直线被两平行直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,即该直线与直线l1所成角为30°,又直线l1的倾斜角为45°,则该直线的倾斜角大小为15°或75°.
答案:15°或75°
13.(2025·新疆高二期末)已知直线l1:2x-y+a=0,l2:4x-2y-1=0,若直线l1,l2的距离等于,且直线l1不经过第四象限,则a=________.
解析:由直线l1,l2的方程可知,直线l1∥l2.在直线l1上选取一点P(0,a),依题意得,l1与l2之间的距离为=,整理得=,解得a=3或a=-4.因为直线l1不经过第四象限,所以a≥0,所以a=3.
答案:3
14.已知△ABC三边所在直线方程:lAB:3x-2y+6=0,lAC:2x+3y-22=0,lBC:3x+4y-m=0(m∈R,m≠30).
(1)判断△ABC的形状;
(2)当BC边上的高为1时,求m的值.
解:(1)直线AB的斜率为kAB=,直线AC的斜率为kAC=-,
所以kAB·kAC=-1,所以直线AB与AC互相垂直,
因此,△ABC为直角三角形.
(2)解方程组得即A(2,6).
由点到直线的距离公式,
得d==,
当d=1时,=1,即|30-m|=5,解得m=25或m=35.
【创新探索】
15.已知直线m:(a-1)x+(2a+3)y-a+6=0,n:x-2y+3=0.
(1)当a=0时,直线l过m与n的交点,且它在两坐标轴上的截距互为相反数,求直线l的方程;
(2)若坐标原点O到直线m的距离为,判断m与n的位置关系.
解:(1)联立
解得
即m与n的交点为(-21,-9).
当直线l过原点时,直线l的方程为3x-7y=0;
当直线l不过原点时,设l的方程为+=1,将(-21,-9)代入得b=-12,
所以直线l的方程为x-y+12=0,
故满足条件的直线l的方程为3x-7y=0或x-y+12=0.
(2)设原点O到直线m的距离为d,
则d==,
解得a=-或a=-,
当a=-时,直线m的方程为x-2y-5=0,此时m∥n;
当a=-时,直线m的方程为2x+y-5=0,此时m⊥n.
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