内容正文:
2.2.3 直线的一般式方程
1.B 由3x-2y-4=0,得3x-2y=4,即x-y=1,即+=1,所以直线的截距式方程为+=1.
2.A 过点A(2,3)且垂直于直线2x+y-5=0的直线的斜率为,由点斜式求得直线的方程为y-3=(x-2),化简可得x-2y+4=0.
3.D 由l1∥l2知,a×a=1×(a+2),即a2-a-2=0,∴a=2或a=-1.当a=2时,l1与l2重合,不符合题意,舍去;当a=-1时,l1∥l2.∴a=-1.
4.A 原方程化为+=1,∴=-1,∴b=-1.又∵ax+by-1=0的斜率k=-=a,且x-y-=0的倾斜角为60°,∴k=tan 120°=-,∴a=-.
5.C 将l1与l2的方程分别化为斜截式得l1:y=ax+b,l2:y=bx+a,根据直线的斜率和纵截距的符号判断,选项A中,若两直线平行,则a=b,与条件矛盾,A错误;选项B中,由直线l1得a<0,b>0,则直线l2的纵截距为负数,与图形矛盾,B错误;选项C中,由直线l1得a>0,b>0,则直线l2的斜率与纵截距都大于0,符合题意,C正确;选项D中,由直线l1得a>0,b<0,则直线l2的斜率为负数,与图形矛盾,D错误.故选C.
6.BD 因为直线l:x+y+2=0,令x=-,可得y=1,即直线经过点(-,1),故B正确;由x+y+2=0可得y=-x-2,所以直线的斜率为-,直线在y轴上的截距为-2,直线l经过第二、三、四象限,故A、C错误,D正确.故选B、D.
7.AD 选项A,当C=0时,是方程Ax+By=0的解,即l过坐标原点,故A正确;选项B,当AB>0时,直线l:Ax+By+C=0的方程可化为y=-x-,则直线l的斜率k=-<0,l的倾斜角为钝角,故B错误;选项C,当B=0,C≠0时,由A,B不全为0,得A≠0,直线l:Ax+By+C=0的方程可化为x=-,故直线l和x轴垂直,不平行,故C错误;选项D,直线l过点P(x0,y0),则Ax0+By0+C=0,可得C=-Ax0-By0,代入直线方程l:Ax+By+C=0,得Ax+By-Ax0-By0=0,即A(x-x0)+B(y-y0)=0,故D正确.故选A、D.
8.3 解析:由已知得∴m=3.
9.a≠±1 解析:直线x+y=0与x-y=0都经过原点,而无论a为何值,直线x+ay=3总不经过原点,因此,要满足三条直线构成三角形,只需直线x+ay=3与另两条直线不平行,所以a≠±1.
10.解:(1)直线的斜率为-,由点斜式方程得y-3=-(x-5),即x+y-3-5=0.
(2)x=-3,即x+3=0.
(3)y=3,即y-3=0.
(4)根据题意可设直线l的方程为x-2y+C=0(C≠-3),将点P(-1,2)代入可得C=5,可得直线l的方程为x-2y+5=0.
(5)当直线过原点时满足题意,
此时设直线方程为y=ax,由直线过点B(1,2),
得a=2,故直线方程为y=2x,化为一般式为2x-y=0.
当直线不过原点时,设直线方程为-=1,即-=1,解得a=-1,故直线方程为x-y+1=0.
11.C 如图,直线2x-y=0将坐标平面分为两个半平面区域,直线上的点M(m,n)的坐标满足方程2m-n=0,如点(1,2);直线左上方的点M(m,n)的坐标满足不等式2m-n<0,如点(1,3);直线右下方的点M(m,n)的坐标满足不等式2m-n>0,如点(1,1),若点P(a,b),Q(c,d)在直线2x-y=0上,则必有(2a-b)(2c-d)=0;若点P(a,b),Q(c,d)在直线2x-y=0的同侧,则必有(2a-b)·(2c-d)>0;若点P(a,b),Q(c,d)在直线2x-y=0的异侧,则必有(2a-b)(2c-d)<0.
12.BC 将直线3x-y=0绕原点逆时针旋转90°,得到直线y=-x,再向右平移m(m∈N*)个单位长度,所得直线的方程为y=-(x-m),即x+3y-m=0(m∈N*).故选B、C.
13.8 解析:因为直线l1:x+2y+2=0和l2:mx+(1-n)y+1=0(m>0,n>0)平行,所以n≠1且它们的斜率相等,在y轴上的截距不相等,所以=-,且≠-1,所以2m+n=1(m>0,n>0),所以+=(2m+n)(+)=4++≥4+2=8,当且仅当=,即m=,n=时,等号成立,所以+的最小值是8.
14.解:(1)由
解得m=2.
又方程表示直线时,m2-3m+2与m-2不同时为0,故m≠2.
(2)由题意可知直线的斜率为负值,且在y轴上的截距为负值.
即
解得2<m<,
故m的取值范围为(2,).
(3)由题意知4(m2-3m+2)+(m-2)2=0,
解得m=2或m=.
15.解:(1)由题意,当直线PQ的斜率不存在时,
t=10-t,故t=5,此时P(5,5),Q(5,0),
直线PQ不经过点M(6,1);
当直线PQ的斜率存在时,t≠5,
kPQ=,
直线PQ的方程为(2t-10)y=t(x+t-10).
假设直线PQ过点M(6,1),
则2t-10=t(6+t-10),即t2-6t+10=0,
Δ=-4<0,方程无实根,故直线PQ不经过点M(6,1).
综上,直线PQ不经过点M(6,1).
(2)①证明:由题意设点A(a,0),B(2a,0),C(2a,a),D(a,a),点C(2a,a)满足y=x,
故顶点C一定在直线y=x上.
②直线PQ的方程为(2t-10)y=t(x+t-10),
因为P(t,t),Q(10-t,0),
设阴影部分的面积为S,
则S=S△OPQ-S正方形ABCD=t(10-t)-a2(0<t<10).
因为点C(2a,a)在直线PQ上,
则(2t-10)a=t(2a+t-10),
所以a=t(10-t).
所以S=5a-a2=-(a-)2+.
所以当a=,即t=5时,
图中阴影部分的面积取得最大值,Smax=,
此时点A(,0),B(5,0),C(5,),D(,).
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2.2.3 直线的一般式方程
1.直线3x-2y-4=0的截距式方程是( )
A.-=1 B.+=1
C.-=4 D.x-=1
2.过点A(2,3)且垂直于直线2x+y-5=0的直线方程为( )
A.x-2y+4=0 B.2x+y-7=0
C.x-2y+3=0 D.x-2y+5=0
3.已知直线l1:ax+(a+2)y+2=0与l2:x+ay+1=0平行,则实数a的值为( )
A.-1或2 B.0或2
C.2 D.-1
4.已知直线ax+by-1=0在y轴上的截距为-1,且它的倾斜角是直线x-y-=0的倾斜角的2倍,则a,b的值分别为( )
A.-,-1 B.,-1
C.-,1 D.,1
5.直线l1:ax-y+b=0,l2:bx-y+a=0(a≠0,b≠0,a≠b)在同一坐标系中的图形大致是( )
6.〔多选〕关于直线l:x+y+2=0,下列说法正确的有( )
A.直线l的斜率为-
B.经过点(-,1)
C.在y轴上的截距为2
D.直线l经过第二、三、四象限
7.〔多选〕已知直线l:Ax+By+C=0,其中A,B不全为0,则下列说法正确的是( )
A.当C=0时,l过坐标原点
B.当AB>0时,l的倾斜角为锐角
C.当B=0,C≠0时,l和x轴平行
D.若直线l过点P(x0,y0),直线l的方程可化为A(x-x0)+B(y-y0)=0
8.若直线(2m2-5m+2)x-(m2-4)y+5m=0的倾斜角是45°,则实数m= .
9.三条直线x+y=0,x-y=0,x+ay=3构成三角形,则a的取值范围为 .
10.根据下列条件分别求直线的方程,并化为一般式方程:
(1)经过点A(5,3),且倾斜角为120°;
(2)过点B(-3,0),且垂直于x轴;
(3)在y轴上的截距为3,且平行于x轴;
(4)过点P(-1,2),且与直线x-2y-3=0平行;
(5)过点B(1,2),且在两坐标轴上的截距互为相反数.
11.已知点P(a,b),Q(c,d),若(2a-b)(2c-d)<0,则下列结论正确的是( )
A.P,Q在直线2x-y=0上
B.P,Q在直线2x-y=0同侧
C.P,Q在直线2x-y=0异侧
D.P,Q在直线x-2y=0异侧
12.〔多选〕将直线3x-y=0绕原点逆时针旋转90°,再向右平移m(m∈N*)个单位长度,所得直线的方程可能为( )
A.3x-y+1=0 B.x+3y-1=0
C.x+3y-3=0 D.x+3y+3=0
13.(2025·盐城月考)已知直线l1∥l2,其方程分别为l1:x+2y+2=0,l2:mx+(1-n)y+1=0,其中m>0,n>0,则+的最小值为 .
14.若方程(m2-3m+2)x+(m-2)y-2m+5=0表示直线.
(1)求实数m需满足的条件;
(2)若该直线经过第二、三、四象限,求实数m的取值范围;
(3)若该直线与直线4x+(m-2)y-16=0垂直,试求m的值.
15.已知t∈R,且t∈(0,10),由t确定两个任意点P(t,t),Q(10-t,0).
(1)直线PQ是否经过点M(6,1)?
(2)在△OPQ内作内接正方形ABCD,顶点A,B在边OQ上,顶点D在边OP上.
①求证:顶点C一定在直线y=x上;
②求图中阴影部分面积的最大值,并求此时顶点A,B,C,D的坐标.
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