内容正文:
第2节 两条直线的位置关系
高考总复习
2027
课标解读 1.能根据斜率判定两条直线平行或垂直.2.能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.3.掌握平面上两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.
强基础•固本增分
研考点•精准突破
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强基础•固本增分
自主诊断
1.(人教A版选择性必修第一册2.3.4节练习第1题改编)已知两条平行直线l1:2x+y-1=0,l2:2x+y+1=0,则l1与l2之间的距离是 .
解析 利用两平行线间的距离公式得l1与l2之间的距离d=.
2.(人教A版选择性必修第一册习题2.2第8(3)题)经过点B(3,0),且与直线2x+y-5=0垂直的直线方程是 .
x-2y-3=0
解析 直线2x+y-5=0的斜率为-2,所求直线与之垂直,所以其斜率为.由直线方程的点斜式,得y-0=(x-3),化简得x-2y-3=0.
3.(人教B版选择性必修第一册2.2.3节例1(2)改编)已知两条直线l1:
x-2y+1=0,l2:x+2y+5=0,则两直线的交点坐标是 .
(-3,-1)
解析 解方程组可得所以交点坐标为(-3,-1).
知识梳理
1.两条直线的位置关系
两条直线的方程 位置关系的判定
l1:y=k1x+b1
l2:y=k2x+b2
l1与l2重合⇔k1=k2且b1=b2
l1∥l2⇔k1=k2,且b1≠b2
两直线平行时,它们的斜率可能都不存在
l1与l2相交⇔k1≠k2
l1⊥l2⇔
当一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2
k1k2=-1
两条直线的方程 位置关系的判定
l1:A1x+B1y+C1=0(≠0)
l2:A2x+B2y+C2=0(≠0) 若A1,A2,B1,B2,C1,C2均不为0,则l1与l2重合⇔
l1∥l2⇔ ,且B1C2-B2C1≠0(或A1C2-A2C1≠0)
l1与l2相交⇔A1B2-A2B1≠0
l1⊥l2⇔
A1B2-A2B1=0
A1A2+B1B2=0
2.两条直线的交点
直线l1和l2的交点坐标即为两直线方程组成的方程组的解.
相交⇔方程组有 ;
平行⇔方程组 ;
重合⇔方程组有 .
微点拨 虽然利用方程组解的情况可以判断两直线的位置关系,但是由于运算量较大,一般较少使用.
唯一解
无解
无数个解
3.三种距离
点点距 P1(x1,y1),P2(x2,y2)之间的距离 |P1P2|=
点线距 点P0(x0,y0)到直线l: Ax+By+C=0的距离(A2+B2≠0) d=
应用点到直线的距离公式时,直线方程必须是一般式
线线距 两条平行直线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0(A2+B2≠0)间的距离
可以转化为点到直线的距离 d=
应用两平行直线的距离公式时,直线方程必须是一般式,且x,y的对应系数分别对应相等
此公式与两点的先后顺序无关
研考点•精准突破
考点一 两条直线的平行与垂直
考向1 两条直线平行与垂直的判断及应用
例1 (1)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
A
解析 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.故选A.
考点一
考点二
考点三
(2)(2025·山西大同模拟)已知直线l1:ax+y+a=0与l2:(a-4)x-5y-4=0,则“a=5”是“l1⊥l2”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
A
解析 若l1⊥l2,则a(a-4)-5=0,解得a=5或a=-1,所以“a=5”是“l1⊥l2”的充分不必要条件.故选A.
考点一
考点二
考点三
规律方法 解决两直线平行与垂直求参数的问题要“前思后想”
考点一
考点二
考点三
[对点训练1](1)若直线l1:(m-2)x+3y+3=0与直线l2:2x+(m-1)y+2=0平行,则实数m=( )
A.4 B.1
C.1或-4 D.-1或4
D
解析 依题意得,(m-2)(m-1)=2×3,得m2-3m-4=0,解得m=4或m=-1.
当m=4时,直线l1:2x+3y+3=0与直线l2:2x+3y+2=0平行,符合题意;
当m=-1时,直线l1:x-y-1=0与直线l2:x-y+1=0平行,符合题意.
综上,m=4或m=-1.故选D.
考点一
考点二
考点三
(2)“a=1”是“直线x+ay-1=0与ax-y+5=0垂直”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
A
解析 ∵对于任意a∈R,1·a+a·(-1)=0恒成立,∴直线x+ay-1=0与ax-y+5=0垂直恒成立,∴“a=1”是“直线x+ay-1=0与ax-y+5=0垂直”的充分不必要条件.故选A.
考点一
考点二
考点三
考向2 由两条直线位置关系求直线方程
例2 过两条直线2x+3y+1=0和x-3y+4=0的交点,且垂直于直线3x+4y-7=0的直线的方程为 .
4x-3y+9=0
解析 (方法1)由解得故交点的坐标为(-).因为所求直线与直线3x+4y-7=0垂直,所以所求直线的斜率为,所以所求直线的方程为y-(x+),即4x-3y+9=0.
考点一
考点二
考点三
(方法2)由垂直关系可设所求直线方程为4x-3y+m=0.由可解得交点的坐标为(-),将点(-)代入4x-3y+m=0,得m=9.故所求直线的方程为4x-3y+9=0.
(方法3)由题意可设所求直线的方程为(2x+3y+1)+λ(x-3y+4)=0,λ∈R,即(2+λ)x+(3-3λ)y+1+4λ=0.因为所求直线与直线3x+4y-7=0垂直,所以3(2+λ)+4(3-3λ)=0,解得λ=2,所以所求直线的方程为4x-3y+9=0.
考点一
考点二
考点三
[对点训练2]已知直线l1:3x+y+2=0与直线l2:x+2y-1=0的交点为M,经过点M且与直线2x+y+5=0平行的直线的方程是 .
2x+y+1=0
解析 由解得所以交点为M(-1,1).直线2x+y+5=0的斜率为-2,因为所求直线与直线2x+y+5=0平行,可得所求直线的斜率
k=-2,所以所求直线方程为y-1=-2(x+1),即2x+y+1=0.
考点一
考点二
考点三
考点二 距离问题
例3 (1)已知点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a等于( )
A. B.2-
C.-1 D.+1
C
解析 由题意得=1,解得a=-1+或a=-1-.∵a>0,∴a=-1+.
考点一
考点二
考点三
(2)直线3x-4y-4=0与直线6x-8y-3=0之间的距离为( )
A. B. C. D.1
C
解析 直线3x-4y-4=0即6x-8y-8=0,显然与另一条直线平行,
则所求距离为.
考点一
考点二
考点三
(3)已知A,B两点的坐标分别为(1,0),(-1,2),若两平行直线l1,l2分别过点A,B,则l1,l2间的距离的最大值为( )
A.1 B. C.2 D.2
D
解析 由题可知A(1,0),B(-1,2),如图,两平行直线l1,l2分别过点A,B.
因为l1∥l2,所以l1,l2间的距离即点A到直线l2的距离d,由图可知,d≤|AB|==2.故选D.
考点一
考点二
考点三
规律方法 距离问题的常见题型及解题策略
(1)求两点间的距离关键是确定两点的坐标,然后代入公式求解.
(2)解决与点到直线的距离有关的问题应熟记点到直线的距离公式.若已知点到直线的距离求直线方程,一般考虑待定斜率法,此时必须讨论斜率是否存在.
(3)求两条平行线间的距离要先将直线方程中x,y的对应项系数转化成对应相等的形式,再利用距离公式求解.也可以转化成点到直线的距离问题.
考点一
考点二
考点三
[对点训练3](1)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
C
解析 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==3.故选C.
考点一
考点二
考点三
(2)若三条直线x+y-3=0,x-y+1=0,mx+ny-5=0相交于同一点,则点(m,n)到原点的距离的最小值为 .
解析 联立解得因为三条直线x+y-3=0,x-y+1=0, mx+ny-5=0相交于同一点,所以m+2n=5.则点(m,n)到原点的距离的最小值为原点到直线x+2y=5的距离d=.
考点一
考点二
考点三
考点三 对称问题
考向1 中心对称问题
例4 (1)直线2x+3y-6=0关于点(-1,2)对称的直线方程是( )
A.3x-2y-10=0 B.3x-2y-23=0
C.2x+3y-4=0 D.2x+3y-2=0
D
解析 设对称的直线上的一点的坐标为(x,y),则其关于点(-1,2)对称的点的坐标为(-2-x,4-y).因为点(-2-x,4-y)在直线2x+3y-6=0上,
所以2(-2-x)+3(4-y)-6=0,即2x+3y-2=0.
考点一
考点二
考点三
(2)过点P(0,1)作直线l,使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段恰好被点P平分,则直线l的方程为 .
x+4y-4=0
解析 设l1与l的交点为A(a,8-2a),则由题意知,点A关于点P的对称点
B(-a,2a-6)在l2上,代入l2的方程得-a-3(2a-6)+10=0,解得a=4,即点A(4,0)在直线l上,所以直线l的方程为+y=1,即x+4y-4=0.
考点一
考点二
考点三
规律方法 两类中心对称问题
(1)点关于点对称:点P(x,y)关于M(a,b)的对称点P'(x',y')满足
(2)直线关于点对称的两种求解方法
考点一
考点二
考点三
考向2 轴对称问题
例5 已知直线l:x-y-1=0,l1:x-y+3=0,l2:2x-y-1=0.
(1)求直线l1关于直线l的对称直线l1'的方程;
(2)求直线l2关于直线l的对称直线l2'的方程.
考点一
考点二
考点三
解 (1)因为l1∥l,所以l1'∥l.
设直线l1'的方程为x-y+c=0(c≠3,且c≠-1).
(方法1)由题意l1,l1'到l距离相等,则,得c=3(舍去)或c=-5.
故直线l1'的方程为x-y-5=0.
(方法2)在直线l1上取点M(0,3),设点M关于直线l的对称点为M'(a,b),
则解得即点M'的坐标为(4,-1).
把点M'的坐标代入直线l1'的方程,得4-(-1)+c=0,解得c=-5,
所以直线l1'的方程为x-y-5=0.
考点一
考点二
考点三
(2)由所以l2与l的交点坐标为A(0,-1).另取l2上不同于点A的一点B(1,1),设点B(1,1)关于l的对称点为B'(m,n),则即点B'的坐标为(2,0).
所以过点A(0,-1)与B'(2,0)的直线l2'的方程为y=×(x-2),即x-2y-2=0.
考点一
考点二
考点三
规律方法 1.点关于直线对称的点的坐标的求法
若两点P1(x1,y1)与P2(x2,y2)关于直线l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0)对称,则由方程组可得到点P1关于l对称的点P2的坐标.
2.直线关于直线对称的两种求解方法
考点一
考点二
考点三
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