内容正文:
专题01 直线与方程(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
直线倾斜角和斜率
回顾直线的倾斜角的范围与斜率存在的意义,掌握数形结合思想解决倾斜角和斜率的动态变化问题
基础考点,常出现在选择题,填空题
直线的五种方程及相互转化
回顾直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程的推导,掌握五种直线的相互转化并能熟练运用点斜式与斜截式
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
两条直线平行与垂直
回顾直线的平行、垂直与斜率、截距之间的关系,能应用两条直线平行或垂直规律解决相关问题
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
直线交点
回顾直线的交点与方程组的解内在联系,能熟练运用两条直线相交的性质求待定参数。
基础考点,常出现在选择题,填空题
平面上的距离
回顾平面内点与直线的距离,两点之间的距离,两平行线间的距离公式推导,并能解决与距离有关的平面几何问题。
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
知识点01 直线倾斜角的定义
定义
在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,把x轴绕着交点按逆时针方向旋转到与直线重合时,所转过的最小正角α称为这条直线的倾斜角
规定
与x轴平行或重合的直线的倾斜角为0
范围
{α|0≤α<π}
作用
(1)用倾斜角表示平面直角坐标系内一条直线的倾斜程度;(2)确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素是:直线上的一个定点以及它的倾斜角,二者缺一不可
知识点02 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=_______.
知识点03 斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
知识点04 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
知识点05 两条直线平行与垂直
1.两条直线平行:
对于两条不重合的直线l1,l2,其斜率分别为k1,k2,有l1∥l2⇔k1=k2.
对两直线平行与斜率的关系要注意以下几点
(1)l1∥l2⇔k1=k2成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②l1与l2不重合.
(2)当两条直线不重合且斜率都不存在时,l1与l2的倾斜角都是90°,则l1∥l2.
(3)两条不重合直线平行的判定的一般结论是:
l1∥l2⇔k1=k2或l1,l2斜率都不存在.
2.两条直线垂直:
如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1;反之,如果它们的斜率之积等于-1,那么它们互相垂直,即l1⊥l2⇔k1·k2=-1.
对两直线垂直与斜率的关系要注意以下几点
(1)l1⊥l2⇔k1·k2=-1成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②k1≠0且k2≠0.
(2)两条直线中,一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零,则两条直线垂直.
(3)判定两条直线垂直的一般结论为:
l1⊥l2⇔k1·k2=-1或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零
知识点06 直线系方程
1.平行直线系方程
把平面内具有相同方向的直线的全体称为平行直线系.一般地,与直线平行的直线系方程都可表示为 (其中为参数且≠C),然后依据题设中另一个条件来确定的值.
2.垂直直线系方程
一般地,与直线垂直的直线系方程都可表示为(其中为参数),然后依据题设中的另一个条件来确定的值.
知识点07 两条直线的交点坐标
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1,l2的公共点个数
一个
无数个
零个
直线l1,l2的位置关系
相交
重合
平行
知识点08 :两点间的距离
平面上任意两点,间的距离公式为
特别地,原点与任一点的距离.
知识点09 点到直线的距离
1.点到直线的距离定义:点到直线的垂线段的长度
2.点到直线的距离公式:点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=
知识点10 两条平行线间的距离
1.点关于点对称
点关于点对称后得到点,则由中点坐标公式得.
2.直线关于点对称
求直线关于点对称的直线
(1)法一:在所求直线上任取一点,则它关于点对称的点为,代入已知直线中,则所求直线的方程为;
(2)法二:在已知直线上任取一点(一般取整数点),求它关于点对称的点,利用然后关于点对称的两直线与斜率相等,求出斜率,再用点斜式求出的方程.
3.点关于直线对称
求点关于直线对称的点
(1)法一:直接列方程组,解出;
(2)法二:先求出线段所在直线(点斜式),再求出线段的中点(两条直线的交点),利用交点关于中点对称求出点.
4.直线关于直线对称
求直线关于直线对称的直线
(1)法一:在已知直线上任取一点,然后关于的对称点,再结合与交点联立求解;
(2)法二:利用两条相交直线的到角公式求解
①直线到的角(方向角),,当时,.
②直线与的夹角,,当时,.
题型一 直线的倾斜角与斜率
解|题|技|巧
1、我们把一条直线的倾斜角() 的正切值叫做这条直线的斜率.
斜率通常用字母表示,即
2、如果直线经过两点,(),那么可得到如下斜率公式:
(1)当 时,直线与轴垂直,直线的倾斜角,斜率不存在;
(2)斜率公式与两点坐标的顺序无关,横纵坐标的次序可以同时调换;
(3)当 时,斜率,直线的倾斜角,直线与轴重合或者平
3、斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】(23-24高二上·江苏泰州·期末)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向与中央索塔一致如图,一座斜拉桥共有对拉索,在索塔两侧对称排列,已知拉索上端相邻两个锚的间距均为,拉索下端相邻两个锚的间距、均为,最短拉索满足,,若建立如图所示的平面直角坐标系,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【变式1】(24-25高一上·江苏·月考)已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24高二上·江苏盐城·期末)过两点、的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或 B. C. D.
【变式3】(23-24高二上·江苏无锡·期末)在平面直角坐标系xOy中,已知动点到两直线与的距离之和为 ,则的最大值为 .
题型二 根据直线与线段的相交关系求斜率取值范围
解|题|技|巧
斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】(24-25高二上·江苏·期中)已知三点,则过点的直线与线段AB有公共点时,直线斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1】已知直线l经点, 若直线与线段 相交, 则直线斜率的取值范围为( )
A. B.C. D.
【变式2】已知两点,若直线与线段有公共点,则直线倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型三 求直线方程
解|题|技|巧
①点斜式方程形式:
②斜截式方程形式:
③两点式方程形式:
④截距式方程形式:
⑤一般式:定义:关于,的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于,的二元一次方程(其中
,不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
【典例1】(25-26高二上·江苏·期末)已知菱形中,,,边所在直线过点,求:
(1)边所在直线的方程;
(2)点的坐标.
【变式1】已知直线过点,且在两个坐标轴上的截距互为相反数,则直线的方程为( )
A. B.或
C. D.或
【变式2】(24-25高二上·江苏常州·期末)若的三个顶点为,则边上的高所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式3】(25-26高二上·江苏盐城·月考)在平面直角坐标系中,已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为.
(1)若边上的高所在的直线方程为,求直线的方程;
(2)若的平分线所在的直线方程为,求边所在的直线方程.
题型四 直线过定点问题
解|题|技|巧
直线系过定点问题核心解题技巧是分离参数法,同时可结合特殊值法辅助验证。
1.将直线方程中含参数的项与不含参数的项分离开,整理为参数×含参代数式+不含参代数式=0的形式,即λ⋅f(x,y)+g(x,y)=0(其中λ为参数,f(x,y)、g(x,y)为关于x、y的代数式)。
2.联立方程:由于参数λ可取任意实数,要使等式恒成立,需满足含参项和不含参项同时为0,即联立方程组后解方程组即可求解
【典例1】已知直线:.则直线经过定点
【变式1】(23-24高二上·江苏南通·期末)直线经过的定点坐标为 .
【变式2】(23-24高二上·江苏南京·期末)方程所表示的直线( )
A.恒过点 B.恒过点
C.恒过点和点 D.恒过点和点
题型五 根据两条直线平行或垂直关系求参数
解|题|技|巧
1、若两条直线的方程为,有
(1)且;
(2)与重合且;
(3)与相交;
(4);
2、特别指出:上述给出的为斜截式方程,其斜率心定存在,在一般情况下有:
(1)两条直线或均不存在,直线或中一个为零,另一个不存在.
3.若直线不为零),有:
(1)且;
(2);
(3)与相交;
(4)与重合且.
【典例1】(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线,若,则的值为( )
A. B.3 C.-1 D.3或-1
【变式1】已知直线与,则“”是“”的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【变式2】(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
【变式3】(多选)(24-25高二上·江苏南通·期末)已知直线直线则( )
A.在y轴上的截距为 B.恒过点
C.当时 D.当时,
题型六 两直线的交点问题
解|题|技|巧
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),
则l1与l2的交点坐标就是方程组的解
【典例1】直线与直线相交,则m的取值范围为 .
【变式1】(24-25高二上·江苏宿迁·阶段练习)若直线:与:的交点在第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是 .
【变式2】下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
题型七 平面中点线距离公式及其应用
解|题|技|巧
1、平面上任意两点,间的距离公式为
2、点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=
3、两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0之间的距离d=
【典例1】(24-25高二上·江苏徐州·期末)两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
【变式1】已知点和直线,则点到直线的距离最大值为 .
【变式2】当实数k变化时,直线到直线的距离的最大值是______.
【变式3】(23-24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
题型八 平面内点与直线间的对称问题
解|题|技|巧
1、点关于直线对称问题步骤:
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线::中;
②
整理得:
2.(1)直线::()和::()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,,两点求出直线
(2)直线::()和::()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
【典例1】(24-25高二上·江苏扬州·期末)点关于直线的对称点坐标为 .
【变式1】点关于直线的对称点的坐标为 .
【变式2】已知直线:关于直线的对称直线为轴,则的方程为 .
【变式3】(23-24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.
【变式4】直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【变式5】(25-26高二上·江苏南通·期中)在平面直角坐标系中,已知点,直线,且点在直线上,.
(1)求直线的方程;
(2)若点与点关于直线对称,求证:点在轴上.
题型九 直线方程与面积的综合应用
解|题|技|巧
对于直线,令;令,则面积
(1)解题时注意很容易忽略绝对值而造成错误;
(2)常设计基本不等式,转化为二次函数等方法求面积最值或范围
【典例1】已知一条动直线,直线l过动直线的定点P,且直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)是否存在直线l满足下列条件:①△AOB的周长为12;②△AOB的面积为6.若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
(2)当取得最小值时,求直线l的方程.
【变式1】(24-25高二上·江苏·专题练习)已知直线l:.
(1)若直线不经过第二象限,求k的取值范围;
(2)若直线l交x轴正半轴于A,交y轴负半轴于B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
【变式2】(25-26高二上·江苏淮安·月考)已知直线.
(1)当时,一条光线从点射出,经直线反射后过原点,求反射光线所在直线的方程;
(2)求证:直线恒过定点;
(3)若直线交轴的正半轴于点,交轴的正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值.
期末基础通关练(测试时间:45分钟)
1.(24-25高二上·江苏淮安·期末)已知直线l经过两点,,则直线l的斜率是( )
A.2 B. C. D.-2
2.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线与直线垂直,则( )
A. B. C.或 D.或
3.(24-25高二上·江苏南通·期末)以为顶点的三角形是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
4.若过点,的直线的倾斜角的取值范围是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高二上·江苏无锡·期末)若直线和直线平行,则直线与直线间距离为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二上·江苏·期末)若点到直线的距离相等,则实数的值为( )
A. B.
C.或 D.或
7.(多选)(24-25高一下·江苏南京·期末)下列说法错误的是( )
A.在两坐标轴上截距相等的直线都可以用方程表示
B.方程表示的直线斜率一定存在
C.经过点,倾斜角为的直线方程为
D.经过两点,的直线方程为
8.(多选)(24-25高二上·江苏扬州·期末)已知直线,,下列选项正确的有( )
A.若,则斜率不存在 B.若不经过第三象限,则
C.若,则或 D.若,则
9.(24-25高二上·江苏苏州·期末)若直线与垂直,则 .
10.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知点在直线上的运动,则的最小值是______
11.(24-25高二上·江苏盐城·期末)(1)求过,且与直线平行的直线的方程.
(2)已知的三个顶点,,,求边上的高所在的直线方程.
12.(24-25高二上·江苏泰州·期末)已知直线:(a为实数),与相交于点M.
(1)若过点M,求a的值;
(2)设直线过定点N,求.
期末重难突破练(测试时间:40分钟)
1.(24-25高二上·江苏镇江·期末)过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
2.(24-25高二上·江苏常州·期末)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(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
4.(多选)(24-25高二上·江苏南京·期末)设为实数,直线的方程为,则下列说法正确的是( )
A.当变化时,恒过定点
B.若,则在轴,轴上的截距之和为4
C.若,则的斜率为1
D.当时,点关于直线的对称点坐标为
5.(多选)(24-25高二上·江苏宿迁·期末)下列说法中正确的有( )
A.直线过定点
B.点关于直线的对称点为
C.两条平行直线与之间的距离为
D.当实数时,直线和互相垂直
6.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知点 在直线 上,点,则当 的周长取得最小值时,点 的坐标为 .
7.已知直线和点.
(1)在直线l上求一点P,使的值最小;
(2)在直线l上求一点P,使的值最大;
(3)若点B的坐标变为,再分别求(1),(2)问中的结果.
8.(24-25高二上·江苏南通·期末)已知点直线
(1)若l与线段有交点,直接写出m的取值范围;
(2)若设l与直线及x轴分别交于两点,求面积的最小值.
9. (24-25高二上·江苏·期末)在平面直角坐标系中,已知射线,过点作直线分别交射线、轴正半轴于点、.
(1)当的中点为时,求直线的方程;
(2)已知点在线段(包括端点)上运动,求的取值范围;
(3)求面积的最小值.
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专题01 直线与方程(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
直线倾斜角和斜率
回顾直线的倾斜角的范围与斜率存在的意义,掌握数形结合思想解决倾斜角和斜率的动态变化问题
基础考点,常出现在选择题,填空题
直线的五种方程及相互转化
回顾直线的点斜式、斜截式、两点式、截距式、一般式方程的推导,掌握五种直线的相互转化并能熟练运用点斜式与斜截式
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
两条直线平行与垂直
回顾直线的平行、垂直与斜率、截距之间的关系,能应用两条直线平行或垂直规律解决相关问题
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
直线交点
回顾直线的交点与方程组的解内在联系,能熟练运用两条直线相交的性质求待定参数。
基础考点,常出现在选择题,填空题
平面上的距离
回顾平面内点与直线的距离,两点之间的距离,两平行线间的距离公式推导,并能解决与距离有关的平面几何问题。
重难必考点,常出现选择题,填空题,解答题
知识点01 直线倾斜角的定义
定义
在平面直角坐标系中,对于一条与x轴相交的直线,把x轴绕着交点按逆时针方向旋转到与直线重合时,所转过的最小正角α称为这条直线的倾斜角
规定
与x轴平行或重合的直线的倾斜角为0
范围
{α|0≤α<π}
作用
(1)用倾斜角表示平面直角坐标系内一条直线的倾斜程度;(2)确定平面直角坐标系中一条直线位置的几何要素是:直线上的一个定点以及它的倾斜角,二者缺一不可
知识点02 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=_______.
知识点03 斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
知识点04 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
知识点05 两条直线平行与垂直
1.两条直线平行:
对于两条不重合的直线l1,l2,其斜率分别为k1,k2,有l1∥l2⇔k1=k2.
对两直线平行与斜率的关系要注意以下几点
(1)l1∥l2⇔k1=k2成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②l1与l2不重合.
(2)当两条直线不重合且斜率都不存在时,l1与l2的倾斜角都是90°,则l1∥l2.
(3)两条不重合直线平行的判定的一般结论是:
l1∥l2⇔k1=k2或l1,l2斜率都不存在.
2.两条直线垂直:
如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1;反之,如果它们的斜率之积等于-1,那么它们互相垂直,即l1⊥l2⇔k1·k2=-1.
对两直线垂直与斜率的关系要注意以下几点
(1)l1⊥l2⇔k1·k2=-1成立的前提条件是:①两条直线的斜率都存在;②k1≠0且k2≠0.
(2)两条直线中,一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零,则两条直线垂直.
(3)判定两条直线垂直的一般结论为:
l1⊥l2⇔k1·k2=-1或一条直线的斜率不存在,同时另一条直线的斜率等于零
知识点06 直线系方程
1.平行直线系方程
把平面内具有相同方向的直线的全体称为平行直线系.一般地,与直线平行的直线系方程都可表示为 (其中为参数且≠C),然后依据题设中另一个条件来确定的值.
2.垂直直线系方程
一般地,与直线垂直的直线系方程都可表示为(其中为参数),然后依据题设中的另一个条件来确定的值.
知识点07 两条直线的交点坐标
方程组的解
一组
无数组
无解
直线l1,l2的公共点个数
一个
无数个
零个
直线l1,l2的位置关系
相交
重合
平行
知识点08 :两点间的距离
平面上任意两点,间的距离公式为
特别地,原点与任一点的距离.
知识点09 点到直线的距离
1.点到直线的距离定义:点到直线的垂线段的长度
2.点到直线的距离公式:点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=
知识点10 两条平行线间的距离
1.点关于点对称
点关于点对称后得到点,则由中点坐标公式得.
2.直线关于点对称
求直线关于点对称的直线
(1)法一:在所求直线上任取一点,则它关于点对称的点为,代入已知直线中,则所求直线的方程为;
(2)法二:在已知直线上任取一点(一般取整数点),求它关于点对称的点,利用然后关于点对称的两直线与斜率相等,求出斜率,再用点斜式求出的方程.
3.点关于直线对称
求点关于直线对称的点
(1)法一:直接列方程组,解出;
(2)法二:先求出线段所在直线(点斜式),再求出线段的中点(两条直线的交点),利用交点关于中点对称求出点.
4.直线关于直线对称
求直线关于直线对称的直线
(1)法一:在已知直线上任取一点,然后关于的对称点,再结合与交点联立求解;
(2)法二:利用两条相交直线的到角公式求解
①直线到的角(方向角),,当时,.
②直线与的夹角,,当时,.
题型一 直线的倾斜角与斜率
解|题|技|巧
1、我们把一条直线的倾斜角() 的正切值叫做这条直线的斜率.
斜率通常用字母表示,即
2、如果直线经过两点,(),那么可得到如下斜率公式:
(1)当 时,直线与轴垂直,直线的倾斜角,斜率不存在;
(2)斜率公式与两点坐标的顺序无关,横纵坐标的次序可以同时调换;
(3)当 时,斜率,直线的倾斜角,直线与轴重合或者平
3、斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】(23-24高二上·江苏泰州·期末)斜拉桥是桥梁建筑的一种形式,在桥梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向与中央索塔一致如图,一座斜拉桥共有对拉索,在索塔两侧对称排列,已知拉索上端相邻两个锚的间距均为,拉索下端相邻两个锚的间距、均为,最短拉索满足,,若建立如图所示的平面直角坐标系,则最长拉索所在直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知条件,结合直线的斜率公式,计算即可得答案.
【详解】依题意,,
,则点,,
所以拉索所在直线的斜率.
故选:D
【变式1】(24-25高一上·江苏·月考)已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据条件得到,又,从而得,再利用正切函数的性质,即可求解.
【详解】因为直线的方程为,所以,
即直线的斜率,又,
所以,又直线的倾斜角的取值范围为,
由正切函数的性质可得,直线的倾斜角范围为,
故选:B.
【变式2】(23-24高二上·江苏盐城·期末)过两点、的直线的倾斜角为,则的值为( )
A.或 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据斜率公式计算可得.
【详解】因为过两点、的直线的倾斜角为,
所以,即,解得.
故选:D
【变式3】(23-24高二上·江苏无锡·期末)在平面直角坐标系xOy中,已知动点到两直线与的距离之和为 ,则的最大值为 .
【答案】
【分析】根据给定条件,求出点的轨迹,画出图形,再利用的几何意义求出最大值.
【详解】依题意,,即,
于是得或或或,
动点的轨迹如图中正方形,其中,
表示正方形边上的点与定点确定直线的斜率,
观察图象知,当点与点重合时,直线的斜率最大,
所以的最大值为.
故答案为:
题型二 根据直线与线段的相交关系求斜率取值范围
解|题|技|巧
斜率与倾斜角的联系
倾斜角
(范围)
斜率
(范围)
不存在
【典例1】(24-25高二上·江苏·期中)已知三点,则过点的直线与线段AB有公共点时,直线斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】画出草图,先求出直线和直线的斜率,直线与线段有公共点时,找出直线的斜率的临界状态即可.
【详解】运用两点间的斜率公式,,,
过点的直线与线段AB有公共点时,如图所示,
直线斜率的取值范围是.
故选:B.
【变式1】已知直线l经点, 若直线与线段 相交, 则直线斜率的取值范围为( )
A. B.C. D.
【答案】B
【分析】先求出直线与直线的斜率,再结合直线与线段相交的条件,确定直线斜率的取值范围.
【详解】已知,,根据过两点直线斜率公式,可得:
已知,,同理可得:
当直线绕点从位置旋转到与轴重合时,斜率的范围是;
当直线绕点从与轴重合旋转到位置时,斜率的范围是.
所以直线斜率的取值范围是.
故选:B.
【变式2】已知两点,若直线与线段有公共点,则直线倾斜角的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】由直线,
变形可得,
由,解得,
可得直线恒过定点,则,
结合图象可得:
若直线与线段有公共点,则直线斜率的取值范围为,
由斜率定义,可得直线倾斜角的取值范围为.
故选:D.
题型三 求直线方程
解|题|技|巧
①点斜式方程形式:
②斜截式方程形式:
③两点式方程形式:
④截距式方程形式:
⑤一般式:定义:关于,的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于,的二元一次方程(其中
,不同时为0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
【典例1】(25-26高二上·江苏·期末)已知菱形中,,,边所在直线过点,求:
(1)边所在直线的方程;
(2)点的坐标.
【答案】(1) (2)
【分析】(1)利用互相平行的直线斜率相等,利用点斜式即可得直线方程;
(2)利用,求得直线的方程,与直线方程联立方程组求解即可.
【详解】(1)因为边所在直线过点,,所以
因为为菱形,所以,所以,
又,所以,整理得.
(2)因为,,所以.
因为为菱形,所以,所以
因为,,所以中点坐标为,
所以
联立方程组,
解得,所以.
【变式1】已知直线过点,且在两个坐标轴上的截距互为相反数,则直线的方程为( )
A. B.或
C. D.或
【答案】D
【分析】法一:分直线过原点和不过原点讨论,当直线过原点时,由直线的斜率得到方程,当直线不过原点时,由截距式方程得到直线方程;
法二:分直线过原点和直线斜率为1两种情况讨论,由直线的点斜式方程得到直线方程.
【详解】法一:当直线过原点时,斜率为,则直线方程为;
当直线不过原点时,设直线方程为,代入点,得,解得,
故直线方程为.
综上所述,直线方程为或.
法二:因为直线在两个坐标轴上的截距互为相反数,所以直线过原点或直线斜率为1.
当直线过原点时,直线斜率为,则直线方程为;
当直线斜率为1时,直线方程为,即.
综上所述,直线方程为或.
故选:D.
【变式2】(24-25高二上·江苏常州·期末)若的三个顶点为,则边上的高所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据垂直关系,以及点斜式直线方程,即可求解.
【详解】,所以边上的高所在直线的斜率为,
所以边上的高所在直线的方程为,即.
故选:A
【变式3】(25-26高二上·江苏盐城·月考)在平面直角坐标系中,已知的顶点,边上的中线所在的直线方程为.
(1)若边上的高所在的直线方程为,求直线的方程;
(2)若的平分线所在的直线方程为,求边所在的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由求得,由点斜式求得直线的方程;
(2)设点,得线段的中点的坐标,将其代入直线的方程,将点代入直线的方程,分别可得的方程,求解得坐标,求出点关于直线对称点,由三点共线求出,进而可得直线的方程.
【详解】(1)∵直线的方程为,其斜率为,
∵,∴,又,
∴由点斜式得直线的方程为,即.
(2)设点,则线段的中点为,
将其代入所在直线方程中,得,
将点代入所在的直线方程中,得,
解得,即,
设点关于直线对称点为,
则,得,即,
因三点共线,则,
所以直线所在的直线方程为,即.
题型四 直线过定点问题
解|题|技|巧
直线系过定点问题核心解题技巧是分离参数法,同时可结合特殊值法辅助验证。
1.将直线方程中含参数的项与不含参数的项分离开,整理为参数×含参代数式+不含参代数式=0的形式,即λ⋅f(x,y)+g(x,y)=0(其中λ为参数,f(x,y)、g(x,y)为关于x、y的代数式)。
2.联立方程:由于参数λ可取任意实数,要使等式恒成立,需满足含参项和不含参项同时为0,即联立方程组后解方程组即可求解
【典例1】已知直线:.则直线经过定点
【答案】
【分析】转换为恒等式成立问题,由恒等式成立的条件解方程组即可得解.
【详解】因为,
所以,
所以,
解得,
所以直线恒过定点;
【变式1】(23-24高二上·江苏南通·期末)直线经过的定点坐标为 .
【答案】
【分析】把方程化为关于的等式,然后由恒等式知识求解.
【详解】已知直线方程化为,
由得,所以直线过定点.
故答案为:.
【变式2】(23-24高二上·江苏南京·期末)方程所表示的直线( )
A.恒过点 B.恒过点
C.恒过点和点 D.恒过点和点
【答案】A
【分析】将方程化为,令的系数等于0,即可得到答案.
【详解】,,
令,解得,
即方程所表示的直线恒过定点.
故选:.
题型五 根据两条直线平行或垂直关系求参数
解|题|技|巧
1、若两条直线的方程为,有
(1)且;
(2)与重合且;
(3)与相交;
(4);
2、特别指出:上述给出的为斜截式方程,其斜率心定存在,在一般情况下有:
(1)两条直线或均不存在,直线或中一个为零,另一个不存在.
3.若直线不为零),有:
(1)且;
(2);
(3)与相交;
(4)与重合且.
【典例1】(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线,若,则的值为( )
A. B.3 C.-1 D.3或-1
【答案】A
【分析】根据直线平行公式计算求参.
【详解】当或时两直线不平行,
当且时,
因为,
所以,
故选:A.
【变式1】已知直线与,则“”是“”的( )条件.
A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】A
【分析】利用两直线垂直的充要条件得到,从而得到或,再利用充分条件与必要条件的判断方法,即可求解.
【详解】当直线与垂直时,,即,
解得或,
所以可以推出,但推不出,即“”是“”的充分不必要条件,
故选:A.
【变式2】(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
【分析】根据两直线平行的公式求解即可.
【详解】若,则,即,解得或.
当时,满足;
当时,重合;
故.
故选:C
【变式3】(多选)(24-25高二上·江苏南通·期末)已知直线直线则( )
A.在y轴上的截距为 B.恒过点
C.当时 D.当时,
【答案】AC
【分析】利用截距概念可判断A;根据直线方程可判断B;利用两直线垂直时,斜率之积为可判断C;举反例可判断D.
【详解】对于A即故直线在y轴上的截距为故A正确;
对于B即令
可得即直线恒过点故B错误;
对于C,当时,即故故C正确;
对于D,当时,令此时直线
与直线重合,两直线不平行,故D错误.
故选:AC.
题型六 两直线的交点问题
解|题|技|巧
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),
则l1与l2的交点坐标就是方程组的解
【典例1】直线与直线相交,则m的取值范围为 .
【答案】
【详解】因为直线与直线,即相交,
所以,解得.
所以m的取值范围为.
故答案为:
【变式1】(24-25高二上·江苏宿迁·阶段练习)若直线:与:的交点在第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是 .
【答案】
【详解】由题意可知,联立方程组可得交点的坐标为;
又因为点在第一象限,所以,解得.
即直线的斜率取值范围为,设其倾斜角为,
即,所以倾斜角的取值范围是.
故答案为:.
【变式2】下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】三直线不能构成三角形时共有4种情况,即三直线中其中有两直线平行或者是三条直线经过同一个点,在这四种情况中,分别求出实数的值.
【详解】当直线平行于时,.
当直线平行于时,,
当 平行于时,,无解.
当三条直线经过同一个点时,把直线 与的交点,代入,
得,解得:或,
综上,满足条件的的集合为为.
故选:C.
题型七 平面中点线距离公式及其应用
解|题|技|巧
1、平面上任意两点,间的距离公式为
2、点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=
3、两条平行直线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0之间的距离d=
【典例1】(24-25高二上·江苏徐州·期末)两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直线平行的充要条件求出,再由平行线间的距离公式求解.
【详解】因为直线与平行,
所以且,解得,
所以直线方程为与,
故,
故选:C
【变式1】已知点和直线,则点到直线的距离最大值为 .
【答案】
【分析】先求得直线的定点,分析可得时,点到直线的距离最大,进而求解即可.
【解析】由,
即,
令,解得,
则直线恒过定点,
当时,点到直线的距离最大,
此时最大距离为.
故答案为:.
【变式2】当实数k变化时,直线到直线的距离的最大值是______.
【答案】
【分析】两直线平行且垂直于时,距离最大
【详解】由可得过定点,由可得过定点.
又两直线斜率相等,可知两直线平行且垂直于时,距离最大,最大值即为两点间的距离.
故答案为:
【变式3】(23-24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
【分析】根据两点距离公式,结合直线方程即可求解.
【详解】,
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.
题型八 平面内点与直线间的对称问题
解|题|技|巧
1、点关于直线对称问题步骤:
求点关于直线:的对称点
①设中点为利用中点坐标公式得,将代入直线::中;
②
整理得:
2.(1)直线::()和::()相交,求关于直线的对称直线
①求出与的交点
②在上任意取一点(非点),求出关于直线的对称点
③根据,,两点求出直线
(2)直线::()和::()平行,求关于直线的对称直线
①
②在直线上任取一点,求点关于直线的对称点,利用点斜式求直线.
【典例1】(24-25高二上·江苏扬州·期末)点关于直线的对称点坐标为 .
【答案】
【分析】设对称点为,由题意可得,求解即可.
【详解】设,则中点坐标为,又和关于直线对称,
所以有,解得,即对称点坐标为.
故答案为:.
【变式1】点关于直线的对称点的坐标为 .
【答案】
【详解】设点关于直线的对称点的坐标为,
则,解得,
即点关于直线的对称点的坐标为.
【变式2】已知直线:关于直线的对称直线为轴,则的方程为 .
【答案】或
【详解】直线交轴于点,交轴于点,
设直线的方程为,
则关于直线的对称点在轴上,
所以,则的中点在直线上,所以①,
又②,联立①②可得或,
所以直线的方程为或.
故答案为:或.
【变式3】(23-24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)
【分析】(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.
【详解】(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.
【变式4】直线关于直线对称的直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设所求直线上任意一点的坐标为,利用对称的性质得到点P关于直线对称的点为代入直线即可求得结果.
【详解】设所求直线上任意一点的坐标为,该点关于直线对称的点的坐标为,
则,故对称点坐标为,代入直线上,,
故选:D
【变式5】(25-26高二上·江苏南通·期中)在平面直角坐标系中,已知点,直线,且点在直线上,.
(1)求直线的方程;
(2)若点与点关于直线对称,求证:点在轴上.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由,求得直线的斜率,利用点斜式求出方程;
(2)联立直线与直线的方程求出点,利用中点坐标公式求解.
【详解】(1)因为,即,所以直线的斜率为.
设直线的斜率为,因为,
所以,所以.
所以直线的方程,即.
(2)因为,所以,即.
设,则,所以,即.
因为,所以点在轴上.
题型九 直线方程与面积的综合应用
解|题|技|巧
对于直线,令;令,则面积
(1)解题时注意很容易忽略绝对值而造成错误;
(2)常设计基本不等式,转化为二次函数等方法求面积最值或范围
【典例1】已知一条动直线,直线l过动直线的定点P,且直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)是否存在直线l满足下列条件:①△AOB的周长为12;②△AOB的面积为6.若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.
(2)当取得最小值时,求直线l的方程.
【答案】(1)存在,3x+4y-12=0
(2)3x+3y-10=0
【分析】(1)将直线方程化为,再根据定点满足条件列式,再设直线l的截距式方程,代入定点P,再分别表示△AOB的周长和面积,求解参数即可;
(2)由(1)直线l的倾斜角,再根据三角函数表达出,令,再根据三角函数的范围与函数的单调性求解即可.
【详解】(1),即,
由,解得,故动直线过定点.
设直线l的方程为,
将代入得.①
由A(a,0),B(0,b),△AOB的周长为12,面积为6,得,
令a+b=t,则,所以,即,化简得24t=168,解得t=7,
所以有,解得或.
其中不满足①,满足①.
所以存在直线l的方程为,即3x+4y-12=0满足条件.
(2)由(1)可知直线l过定点,直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,所以直线l的倾斜角,
所以,,
所以,②
令,
因为,所以,所以,
所以.
则,
因为在上为减函数,所以在上为增函数,
故当,即时,取得最小值.
此时直线l的方程为,即3x+3y-10=0.
【变式1】(24-25高二上·江苏·专题练习)已知直线l:.
(1)若直线不经过第二象限,求k的取值范围;
(2)若直线l交x轴正半轴于A,交y轴负半轴于B,的面积为S,求S的最小值并求此时直线l的方程.
【答案】(1) (2)
【详解】(1)由方程可知:时,直线在x轴与y轴上的截距分别为:,.
直线不经过第二象限,,解得
当时,直线变为满足题意.
综上可得:k的取值范围是;
(2)由直线l的方程可得,.
由题意可得,解得.
当且仅当时取等号.
的最小值为4,此时直线l的方程为.
【变式2】(25-26高二上·江苏淮安·月考)已知直线.
(1)当时,一条光线从点射出,经直线反射后过原点,求反射光线所在直线的方程;
(2)求证:直线恒过定点;
(3)若直线交轴的正半轴于点,交轴的正半轴于点,为坐标原点,设的面积为,求的最小值.
【答案】(1)
(2)证明见解析
(3)6
【分析】(1)先求出点关于直线的对称点,再求出直线的方程即可;
(2)将直线的方程化为,再解方程组即可;
(3)求出坐标,结合不等式即可.
【详解】(1)时,,
设点关于直线的对称点,则,,
得,即,
则直线的斜率为,则直线的方程为,
故反射光线所在直线的方程为;
(2)直线的方程可化为,
,得,则直线恒过定点;
(3),
令,得,令,得,
因直线交轴的正半轴于点,交轴的正半轴于点,
则,,,,得或,
则
利用可得,,等号成立时,
则,
故的最小值为.
期末基础通关练(测试时间:45分钟)
1.(24-25高二上·江苏淮安·期末)已知直线l经过两点,,则直线l的斜率是( )
A.2 B. C. D.-2
【答案】C
【分析】利用直线斜率公式直接进行求解即可.
【详解】因为直线l经过两点,,
所以直线l的斜率是,
故选:C
2.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知直线与直线垂直,则( )
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】根据两直线方程垂直,分类求解的值.
【详解】若则直线与垂直,满足题意,
若则,则.
综上所述,则或.
故选:C
3.(24-25高二上·江苏南通·期末)以为顶点的三角形是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形
【答案】B
【分析】求出直线和的斜率,判断出,进而可得结果.
【详解】因为 ,
所以 ,
故
因此该三角形为直角三角形.
故选:B.
4.若过点,的直线的倾斜角的取值范围是,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合倾斜角与斜率的关系,分斜率不存在与斜率存在计算即可得.
【详解】当时,直线的斜率不存在,两点横坐标相等,即;
当时,直线的斜率存在,
则或,解得或;
综上所述,实数的取值范围是.
故选:B.
5.(24-25高二上·江苏无锡·期末)若直线和直线平行,则直线与直线间距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先讨论直线的斜率不存在时,检验两直线是否平行,再讨论直线的斜率存在时,两直线平行,斜率相等,即可求得的值,再利用两条平行线之间的距离公式即可求解.
【详解】由题可知直线的斜率一定存在,且为,
若,则直线的斜率不存在且方程为:,即,
直线:,即,
此时直线与直线不平行,舍去;
若,则直线的斜率存在,且为,
,,即,或,
当时,,,两直线重合,不符合题意,舍去;
当时,,,两直线平行.
则直线与直线之间距离为:.
故选:C.
6.(24-25高二上·江苏·期末)若点到直线的距离相等,则实数的值为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】利用点到直线的距离公式得到方程,解得即可.
【详解】点到直线的距离公式得,解得或.
故选:C.
7.(多选)(24-25高一下·江苏南京·期末)下列说法错误的是( )
A.在两坐标轴上截距相等的直线都可以用方程表示
B.方程表示的直线斜率一定存在
C.经过点,倾斜角为的直线方程为
D.经过两点,的直线方程为
【答案】AC
【分析】根据特殊值法判断A,C,应用一般式求斜率判断B,结合直线的两点式判断D.
【详解】A选项中直线在两坐标轴上的截距相等,但不能用表示,所以A选项错误;
B选项,方程表示的直线斜率为,所以B选项正确.
C选项中若则直线斜率不存在,直线不能用点斜式表示,故C错.
D选项,结合直线方程两点式可知,D选项正确.
故选:AC
8.(多选)(24-25高二上·江苏扬州·期末)已知直线,,下列选项正确的有( )
A.若,则斜率不存在 B.若不经过第三象限,则
C.若,则或 D.若,则
【答案】BC
【分析】综合运用直线的点斜式,两直线平行、垂直的充要条件进行判断即可.
【详解】对于A,当时,则,则,所以的斜率为0,故A错误;
对于B,由,可得,
若不经过第三象限,则,故B正确;
对于C,若,则,解得或,故C正确;
对于D,若,则直线,,两直线与重合,故D错误.
故选:BC.
9.(24-25高二上·江苏苏州·期末)若直线与垂直,则 .
【答案】1
【分析】利用两直线垂直的充要条件计算即可求得的值.
【详解】直线与垂直,
所以,解得.
故答案为:.
10.(24-25高二上·江苏南京·期末)已知点在直线上的运动,则的最小值是______
【答案】
【分析】表示点与距离的平方,求出到直线的距离,即可得到答案.
【解析】表示点与距离的平方,
因为点到直线的距离,
所以的最小值为.
故答案为:
11.(24-25高二上·江苏盐城·期末)(1)求过,且与直线平行的直线的方程.
(2)已知的三个顶点,,,求边上的高所在的直线方程.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)根据直线的平行关系,可得所求直线斜率,运用点斜式方程,即可求得;
(2)根据直线的垂直关系,可得所求直线斜率,运用点斜式方程,即可求得.
【详解】(1)已知直线的斜率是,
因为所求直线与已知直线平行,所以所求直线的斜率也是,
根据直线的点斜式方程,得所求直线的方程为,即;
(2)由两点式,可得,边上高所在直线方程的斜率,
的高所在直线的直线方程,即.
12.(24-25高二上·江苏泰州·期末)已知直线:(a为实数),与相交于点M.
(1)若过点M,求a的值;
(2)设直线过定点N,求.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)联立直线求得交点,代入求参数值即可;
(2)根据直线确定直线过定点,再应用两点距离公式求.
【详解】(1)由,得,即,
因为过点,所以,即.
(2)因为,所以直线过定点,
所以.
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1.(24-25高二上·江苏镇江·期末)过点的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则该直线方程为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【分析】分直线过原点和不过原点两种情况讨论,结合直线的截距式即可得解.
【详解】当直线过原点时在两坐标轴上的截距都为,满足题意,
又因为直线过点,所以直线的斜率为,
所以直线方程为,即,
当直线不过原点时,设直线方程为,
因为点在直线上,
所以,解得,
所以直线方程为,
故所求直线方程为或.故C项正确.
2.(24-25高二上·江苏常州·期末)点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分析得直线过定点,当与直线垂直时距离有最大值,利用两点间距离公式计算可得结果.
【详解】
由得,
由得,故直线过定点.
记点为点,当与直线垂直时,点到直线的距离有最大值,
最大值为.
故选:D.
3.(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
【分析】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.
【详解】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.
4.(多选)(24-25高二上·江苏南京·期末)设为实数,直线的方程为,则下列说法正确的是( )
A.当变化时,恒过定点
B.若,则在轴,轴上的截距之和为4
C.若,则的斜率为1
D.当时,点关于直线的对称点坐标为
【答案】AC
【分析】对于A,将直线方程转化为,由解方程组即可;对于B,求出直线在轴,轴上的截距即可;对于C,化为斜截式即可得解;对于D,根据点关于直线的对称的求法,求得对称点的坐标.
【详解】对于A项,直线的方程为化为,
由,解得,所以直线恒过定点,A正确;
对于B项,时,,令,,令,,
此时在轴,轴上的截距之和为,B错误;
对于C项,由B项可知,故的斜率为1,C正确;
对于D项,时,,
设关于直线对称点坐标为,
则,解得,
即点关于直线的对称点坐标为,D错误.
故选:AC
5.(多选)(24-25高二上·江苏宿迁·期末)下列说法中正确的有( )
A.直线过定点
B.点关于直线的对称点为
C.两条平行直线与之间的距离为
D.当实数时,直线和互相垂直
【答案】BCD
【分析】对于A,由直线过定点,按参数整理,令参数的系数为0求解即可;对于B,利用点关于直线的对称的性质求解;对于C,利用平行线之间的距离公式求解;对于D,利用直线垂直的系数关系判定即可.
【详解】对于A,,,故直线过定点,故A错误;
对于B,设点关于直线的对称点为,则
即点关于直线的对称点为,B正确;
对于C, ,,故C正确;
对于D, 时,,故直线和互相垂直,故D正确;
故选:BCD.
6.(23-24高二上·江苏南京·期末)已知点 在直线 上,点,则当 的周长取得最小值时,点 的坐标为 .
【答案】
【分析】因为为定值,所以当 的周长取得最小值时,即取得最小,转化为“将军饮马”问题,即可求解.
【详解】解:因为为定值,所以当 的周长取得最小值时,即取得最小,
设点关于直线的对称点为,连接交直线于点,此时取得最小,如图所示:
则,解得,得,
因为点,故所求点.
故答案为:
7.已知直线和点.
(1)在直线l上求一点P,使的值最小;
(2)在直线l上求一点P,使的值最大;
(3)若点B的坐标变为,再分别求(1),(2)问中的结果.
【答案】(1)P点坐标为
(2)P点坐标为
(3)当P点坐标为时,的值最小;当P点坐标为时,的值最大
【分析】(1)求出点A关于直线l对称点坐标,根据三点共线时,的值最小,求出直线的方程,与直线l联立,即可得答案.
(2)因为点A、B在直线l同侧,分析可得当三点共线时,的值最大,求得直线AB方程,与直线l联立,即可得答案.
(3)若点B的坐标变为,此时A、B在直线l的两侧,当三点共线时,的值最小,求出直线AB方程,与直线l联立,即可得答案;由(1)可得点A关于直线l的对称点的坐标,分析可得当三点共线时,的值最大,求出直线的方程,与直线l联立,即可得答案.
【详解】(1)设点A关于直线l对称点为,
则,解得,即,
因为点P在直线l上运动,
所以,
当且仅当三点共线时等号成立,
此时的最小值等于,
即点P为直线与直线l的交点,
因为,,
易得直线的方程为,
联立,解得,
所以交点
(2)因为点A、B在直线l同侧,且点P是直线l上一点,
所以,当且仅当三点共线时等号成立,
此时的最大值为,
即P为直线AB与直线l的交点,
因为,
所以,
所以直线AB方程为,
联立,解得,
故所求点P的坐标为
(3)若点B的坐标变为,此时A、B在直线l的两侧,且P为直线l上一点,
所以,当且仅当三点共线时等号成立,
即点P为直线AB与直线l的交点,
因为,
所以,
所以直线AB的方程为,即,
联立,解得,
故使的值最小时,P点坐标为.
由(1)可知点A关于直线l的对称点为,且P为直线l上一点,
所以,
当且仅当三点共线时,等号成立,
此时取得最大值,
即点P为直线与直线l的交点,
因为,,
易得直线的方程为,
所以,解得,
所以交点
8.(24-25高二上·江苏南通·期末)已知点直线
(1)若l与线段有交点,直接写出m的取值范围;
(2)若设l与直线及x轴分别交于两点,求面积的最小值.
【答案】(1)或
(2)4
【分析】(1)首先通过联立直线方程求出交点坐标,然后根据交点在线段上这一条件得到关于的不等式,通过对不等式进行变形求解得出的取值范围.(2)通过联立直线方程求出交点坐标,进而确定三角形相关顶点坐标,得出三角形面积表达式.再通过换元法将面积表达式转化为关于新变量的式子,利用二次函数性质求最值
【详解】(1)因为直线联立
所以交点因为C在线段AB上,所以
即解得
所以或
(2)因为直线联立
所以交点
令中则所以
因为所以C在第一象限且在右侧,D在左侧,
所以的面积为
设所以
所以当即时,S的最小值为4.
9. (24-25高二上·江苏·期末)在平面直角坐标系中,已知射线,过点作直线分别交射线、轴正半轴于点、.
(1)当的中点为时,求直线的方程;
(2)已知点在线段(包括端点)上运动,求的取值范围;
(3)求面积的最小值.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)由题意可设、,根据中点坐标公式可得,,进而可得直线方程;
(2)由直线的方程得,代入消元可得关于的二次函数,进而求最值;
(3)根据直线斜率是否存在分类讨论,求得,的坐标,进一步用坐标表示三角形的面积,利用换元法和二次函数的性质可得最值.
【详解】(1)由题意可设、,且,.
当AB的中点为P时,则,解得,,
所以、.
所以直线AB的方程为,即一般式方程为:.
(2)由、,得线段的方程为:,
因为点在线段(包括端点)上运动,所以,则,
因此 ,
因为二次函数的开口向上,对称轴方程为,
所以函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
因此,当时,有最小值,最小值,
当时,有最大值,最大值,
故的取值范围是.
(3)当过点的直线斜率不存在时,、,
此时.
当过点的直线斜率存在时,
设直线AB的方程为,即.
直线AB与相交,可得,
直线AB与x轴正半轴相交于B,可得.
由,解得或.
则.
令,则(或),
可得,
由或,可得或,
根据二次函数的单调性可知,当,有最大值,最大值为,
此时面积有最小值,且,此时,、符合题意.
综上所述,面积的最小值为
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