摘要:
**基本信息**
聚焦两条直线位置关系判定及应用,以题载法构建“判定-计算-综合应用”逻辑体系,强化数学思维与运算能力
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|位置关系判定|选择1-2、7-8、填空10|平行垂直条件应用、参数讨论|从斜率关系到一般式系数关系推导|
|距离与交点问题|选择3、填空10-11|距离公式、直线系方程|交点坐标求解到距离计算的递进|
|对称与最值|选择4-5、填空12|对称点法、轨迹思想|几何对称转化为代数方程求解|
|综合应用|选择6、解答13-14|面积计算、参数最值|位置关系与函数、几何综合应用|
内容正文:
课时2 两条直线的位置关系
一、单选题
1. 已知直线l过点(-1,2),且与直线2x-3y+4=0垂直,则l的方程是( )
A.3x+2y+7=0 B.2x-3y+8=0
C.2x-3y+5=0 D.3x+2y-1=0
2.若直线l1:x+ay+6=0与l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,则l1与l2间的距离为( )
A. B. C. D.
3.已知直线l过坐标原点,且过直线2x-2y-1=0与直线6x-4y+1=0的交点,则直线l的方程是( )
A.3x-4y=0 B.4x-3y=0
C.4x+3y=0 D.3x+4y=0
4、若动点A(x1,y1),B(x2,y2)分别在直线l1:x+y-7=0,l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到坐标原点距离的最小值为( )
A.3 B.2 C.3 D.4
5. 已知点A(1,3),B(5,-2),在x轴上有一点P,若AP-BP最大,则点P的坐标为( )
A. (-13,0) B. (3.4,0) C. (13,0) D. (5,0)
6.若□ABCD的四条边所在直线的方程分别是l1:x-4y+5=0,l2:2x+y-8=0,l3:x-4y+14=0,l4:2x+y+1=0,则□ABCD的面积为( )
A.18 B.15
C.12 D.9
二、多选题
7. 已知直线l1:3x+2y-m=0,l2:xsinα-y+1=0,则有( )
A.当m变化时,l1的倾斜角不变
B.当α变化时,l2过定点
C.l1与l2可能平行
D.l1与l2不可能垂直
8、(2026·陕西西安市期末)已知a>0,b>0,直线l1:x+(a-2)y+1=0,l2:bx+y-2=0,且l1⊥l2,则下列结论正确的有( )
A.0<ab≤1 B.+≤2
C.a2+b2≤2 D.+≥3
9. 定义:点P(x0,y0)到直线l:ax+by+c=0(a2+b2≠0)的有向距离为d=.已知点P1,P2到直线l的有向距离分别是d1,d2.下列命题不正确的有( )
A.若d1=d2=1,则直线P1P2与直线l平行
B.若d1=1,d2=-1,则直线P1P2与直线l垂直
C. 若d1+d2=0,则直线P1P2与直线l垂直
D.若d1·d2≤0,则直线P1P2与直线l相交
三、填空题
10、已知直线l1:2x+y+1=0和直线l2:x+ay+3=0.若l1⊥l2,则实数a的值为________;若l1∥l2,则l1与l2之间的距离为________.
11.已知直线l过点P(3,4),且与点A(-2,2),点B(4,-2)之间的距离相等,则直线l的方程为__ __.
12.在△ABC中,边BC上的高所在直线的方程为x-2y+1=0,角A的平分线所在直线的方程为y=0.若点B的坐标为(1,2),则点A的坐标为________,点C的坐标为________.
四、解答题
13.设直线l1:2x-y+3=0和直线l2:x+y+3=0的交点为P.
(1) 若直线l经过点P,且与直线x+2y+5=0垂直,求直线l的方程;
(2) 若直线m与直线x+2y+5=0关于点P对称,求直线m的方程.
14.已知直线l1:x+a2y+1=0和直线l2:(a2+1)x-by+3=0(a,b∈R).
(1) 若l1∥l2,求b的取值范围;
(2) 若l1⊥l2,求|ab|的最小值.
课时2 两条直线的位置关系参考答案
1. D【解析】 由题意可得直线l的斜率k=-,所以l:y-2=-(x+1),即3x+2y-1=0.故选D.
2.B【解析】因为l1∥l2,显然且,所以,解得a=-1,所以l1:x-y+6=0,l2:x-y+=0,所以l1与l2之间的距离.故选B.
3.B【解析】经过直线2x-2y-1=0与直线6x-4y+1=0的交点的直线l的方程可设为2x-2y-1+λ(6x-4y+1)=0.将原点O(0,0)代入,得-1+λ=0,解得λ=1,所以直线l的方程为4x-3y=0.故选B.
4、A【解析】由题意知,点M所在直线与l1,l2平行且到两直线的距离相等.设该直线的方程为x+y+c=0(c≠-5且c≠-7),则=,解得c=-6.所以点M在直线x+y-6=0上.点M到原点距离的最小值就是原点到直线x+y-6=0的距离,即d==3.故选A.
5.A【解析】作出点A关于x轴的对称点A′(1,-3),则A′B所在直线方程为x-4y-13=0.令y=0,得x=13,所以点P的坐标为(13,0).故选A.
6.D【解析】如图,由l1:x-4y+5=0,l2:2x+y-8=0联立得交点C(3,2);由l1:x-4y+5=0,l4:2x+y+1=0联立得交点B(-1,1);由l2:2x+y-8=0,l3:x-4y+14=0联立得交点D(2,4).由点D到l1:x-4y+5=0的距离d==,BC==,故S□ABCD=|BC|×d=×=9.故选D.
7. AB【解析】对于选项A,当m变化时,直线l1:3x+2y-m=0的斜率为k=-,所以l1的倾斜角不变,故A正确;
对于选项B,直线l2:xsinα-y+1=0恒过定点(0,1),故B正确;
对于选项C,假设l1与l2平行,则-3=2sinα,即sinα=-,这与sinα∈[-1,1]相矛盾,所以l1与l2不可能平行,故C不正确;
对于选项D,假设l1与l2垂直,则3sinα-2=0,即sinα=,所以l1与l2可能垂直,故D不正确.故选AB.
8、 ABD【解析】 因为l1⊥l2,所以b+a-2=0,a+b=2.因为a>0,b>0,所以a+b≥2,所以0<ab≤1,故A正确;
(+)2=a+b+2≤2+2=4,所以+≤2,故B正确;
因为a+b=2,取a=,b=,则a2+b2=+=>2,故C错误;
+=+=+-1=(a+b)-1=-1≥-1=3,故D正确.故选ABD.
9、BCD【解析】设P1(x1,y1),P2(x2,y2),对于选项A,若d1=d2=1,则ax1+by1+c=ax2+by2+c=,直线P1P2与直线l平行,故A正确;
对于选项B,点P1,P2在直线l的两侧且到直线l的距离相等,P1P2不一定与l垂直,故B错误;
对于选项C,若d1=d2=0,满足d1+d2=0,即ax1+by1+c=ax2+by2+c=0,则点P1,P2都在直线l上,所以此时直线P1P2与直线l重合,故C错误;
对于选项D,若d1·d2≤0,即(ax1+by1+c)(ax2+by2+c)≤0,所以点P1,P2分别位于直线l的两侧或在直线l上,所以直线P1P2与直线l相交或重合,故D错误.故选BCD.
10、-2;【解析】已知直线l1:2x+y+1=0和直线l2:x+ay+3=0,若l1⊥l2,则2+a=0,解得a=-2.若l1∥l2,则2a=1,解得a=,此时直线l2:2x+y+6=0,显然两直线不重合,故此时l1与l2间的距离d==.
11.2x-y-2=0或2x+3y-18=0【解析】当直线l的斜率不存在时,l:x=3,显然不合题意,则可设直线l的方程为y-4=k(x-3),即kx-y+4-3k=0.由已知得=,解得k=2或k=-,所以直线l的方程为2x-y-2=0或2x+3y-18=0.
12.(-1,0);(5,-6) 【解析】 由方程组得所以点A的坐标为(-1,0).又直线AB的斜率kAB=1,x轴是A的平分线,所以kAC=-1,则边AC所在的直线方程为y=-(x+1) ①.
又已知边BC上的高所在直线的方程为x-2y+1=0,故直线BC的斜率kBC=-2,所以边BC所在的直线方程为y-2=-2(x-1) ②.
解①②组成的方程组得即点C的坐标为(5,-6).
13.【解】(1)由得交点P(-2,-1).由直线l与直线x+2y+5=0垂直,则可设直线l的方程为2x-y+c=0.又直线l过点P(-2,-1),代入得2×(-2)-(-1)+c=0,解得c=3,所以直线l的方程为2x-y+3=0.
(2)方法一:由题意,可得直线m与直线x+2y+5=0平行,则可设直线m的方程为x+2y+t=0(t≠5).由直线m与直线x+2y+5=0关于点P(-2,-1)对称,可得P(-2,-1)到两条直线的距离相等,即=,解得t=5(舍去)或t=3,所以直线m的方程为x+2y+3=0.
方法二:设直线m上任意一点M(x,y),则点M关于点P(-2,-1)对称的点为N(-4-x,-2-y),且点N(-4-x,-2-y)在直线x+2y+5=0上,得(-4-x)+2×(-2-y)+5=0,化简得直线m的方程为x+2y+3=0.
14.【解】 (1) 因为l1∥l2,所以-b-(a2+1)a2=0,即b=-a2(a2+1)=-a4-a2=+.因为a2≥0,所以b≤0.因为a2+1≠3,所以b≠-6.故b的取值范围是(-∞,-6)∪(-6,0].
(2) 因为l1⊥l2,所以(a2+1)-a2b=0,显然a≠0,所以ab=a+,|ab|=≥2,当且仅当a=±1时等号成立,因此|ab|的最小值为2.
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