内容正文:
课时2 两条直线的位置关系
一、课标要求
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.探索并掌握平面内两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.
二、知识梳理
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,则有l1∥l2⇔ .特别地,当直线l1,l2的斜率都不存在时,l1与l2的关系为 .
2.两条直线垂直
若两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则l1⊥l2⇔ .
3. 设两条直线的方程为l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,则两条直线的
就是方程组的解.
(1)若方程组有唯一解,则两条直线 ,此解就是 ;
(2)若方程组无解,则两条直线 ,此时两条直线 ,反之,亦成立.
4.点到直线的距离
点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
5.两条平行线间的距离
两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间的距离d=.
【拓展知识】
1.两直线平行或重合的充要条件
直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0平行或重合的充要条件是 .
2.两直线垂直的充要条件
直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0垂直的充要条件是 .
3.常见直线系方程
(1)定点直线系方程:过定点P0(x0,y0)的直线系方程为 和 ,或A(x-x0)+B(y-y0)=0.
(2)平行直线系方程:与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程为 .
(3)垂直直线系方程:与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程为 .
(4)共点直线系方程:过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为 ,但不包括 .
三、基础回顾
1. 判断正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若两直线平行,则它们的斜率相等. ( )
(2)若两直线垂直,则它们的斜率之积为. ( )
(3)“”是“直线与互相垂直”的充要条件. ( )
(4)
已知直线.若,则或.
( )
2.已知点A(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a=( )
A. B.2-
C.-1 D.+1
3.(多选题)已知点P在直线3x+y-5=0上,且点P到直线x-y-1=0的距离为,则点P的坐标可以为( )
A.(1,2) B.(2,1) C.(2,-1) D.(-2,1)
4.若直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0垂直,垂足为(1,p),则实数n的值为 .
四、考点扫描
考点一 两条直线的平行与垂直
例1 求满足下列条件的直线方程.
(1)
过点,且与直线平行;
(2)
过点,且平行于过和两点的直线;
(3)
过点,且与直线垂直.
例2 (1) 若直线x+(1+m)y-2=0和直线mx+2y+8=0平行,则m=( )
A.1 B.-2
C.1或-2 D.-
(2)(2025·江苏扬州市高邮市期末联考)已知直线l1:a2x+y-2=0与直线l2:x-(2a+3)y+1=0垂直,则a=( )
A.3 B.1或-3
C.-1 D.3或-1
规律方法:
对点训练(1)已知直线.若,则( )
A. B.0 C.1 D.2
(2)已知两直线l1:(m-1)x-6y-2=0,l2:mx+y+1=0.若l1⊥l2,则m=_ __;若l1∥l2,则m=__ __.
考点二 两直线的交点及距离问题
例3 (1)(多选题)已知平面内一点M(5,0),若直线上存在点P,使得PM=4,则称该直线为“W直线”.下列直线是“W直线”的为( )
A.y=x+1 B.y=2
C.y=x D.y=2x+10
(2)在x轴上求一点P,使得以A(1,2),B(3,4)和P为顶点的三角形的面积为10,则点P的坐标为__ __.
规律方法:
对点训练 已知直线(1-a)x+(1+a)y+3a-3=0(a∈R).
(1)求证:直线过定点,并求出定点P的坐标;
(2)过点P有一条直线l,它夹在两条直线l1:2x-y-2=0与l2:x+y+3=0之间的线段恰被P平分,求直线l的方程.
考点三 对称问题
例4 已知直线l:2x-3y+1=0,点A(-1,-2).求:
(1) 点A关于直线l的对称点A′的坐标;
(2) 直线m:3x-2y-6=0关于直线l的对称直线m′的方程;
(3)直线l关于点A(-1,-2)的对称直线l′的方程.
规律方法:
对点训练 (1)(2025·黑龙江牡丹江市模拟)已知直线y=x关于直线x=1的对称直线为l,则直线l的方程是( )
A.x+y-2=0 B.x+y+2=0
C.x+y-2=0 D.x+y+2=0
(2)(2025·湖北八市联考)设直线l:x+y-1=0,一束光线从原点O出发沿射线y=kx(x≥0)向直线l射出,经l反射后与x轴交于点M,再次经x轴反射后与y轴交于点N.若||=,则k的值为( )
A. B.
C. D.2
课时2 两条直线的位置关系参考答案
二、知识梳理
1. 平行
2.
3. 交点坐标 (1)相交 交点坐标 (2)无公共点 平行
【拓展知识】
1. A1B2-A2B1=0
2. A1A2+B1B2=0
3.(1) y-y0=k(x-x0) x=x0 (2) Ax+By+m=0(m∈R且m≠C) (3) Bx-Ay+m=0(m∈R) (4) A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R) l2
三、基础回顾
1. (1)×【解析】如果两条直线都垂直x轴,这两条直线也平行,但这两条直线的斜率都不存在,故错误.
(2)×【解析】若一条直线斜率为0,一条直线垂直x轴,则这两条直线垂直,故错误.
(3)×【解析】当,两直线方程分别为和,此时也满足直线垂直,故错误.
(4)
×【解析】若,则,解得或. 经检验,当时,两直线重合,故舍去,故,故错误.
2、C【解析】 由题意,知=1,a>0,解得a=-1.故选C.
3.AC【解析】设P(x0,y0),则解得或所以点P的坐标为(1,2)或(2,-1).故选AC.
4.-12【解析】由2m-20=0,得m=10.由垂足(1,p)在直线mx+4y-2=0上,得10+4p-2=0,所以p=-2.又垂足(1,-2)在直线2x-5y+n=0上,解得n=-12.
四、考点扫描
例1 【解】(1)因为所求直线与直线平行,设方程为.又过点,所以,得,所以,所求直线方程为.
(2)由题意,,所以所求直线方程为即.
(3)因为所求直线与直线垂直,所以其斜率为,所求直线方程为,即.
例2(1)C【解析】 因为直线x+(1+m)y=2和直线mx+2y+8=0平行,所以1×2-(1+m)m=0,解得m=1或m=-2,经检验都符合题意.故选C.
(2)D【解析】 因为直线l1:a2x+y-2=0与直线l2:x-(2a+3)y+1=0垂直,所以a2-(2a+3)=0,解得a=-1或a=3.故选D.
对点训练(1)B【解析】因为直线,且,则,所以.故选B.
(2)3或-2;【解析】 因为l1:(m-1)x-6y-2=0,l2:mx+y+1=0,所以若l1⊥l2,则m(m-1)-6=0,解得m=3或m=-2.若l1∥l2,则m-1+6m=0,解得m=,经检验符合题意.
例3 (1)BC【解析】 设点M到直线的距离为d,对于选项A,d==3>4,故直线上不存在到点M的距离等于4的点,故A不符合题意;
对于选项B,d=2<4,所以在直线上可以找到不同的两点到点M的距离等于4,故B符合题意;
对于选项C,d==4,故直线上存在一点到点M的距离等于4,故C符合题意;
对于选项D,d==4>4,故直线上不存在到点M的距离等于4的点,故D不符合题意.故选BC.
(2)(9,0)或(-11,0)【解析】 设P(a,0),因为kAB==1,则直线AB的方程是y-2=x-1,即x-y+1=0,所以点P(a,0)到直线AB的距离d=.又|AB|==2,所以S△PAB=×AB×d=×=10,解得a=9或a=-11,所以点P的坐标为(9,0)或(-11,0).
对点训练 (1)【证明】将直线l的方程改写为,令,且,两式联立,解得,,所以直线过定点.
(2)【解】如图,
设直线l夹在直线,之间的部分是AB,且AB被P(3,0)平分,设点A,B的坐标分别是,,则有,.又A,B两点分别在直线,上,所以,,由以上四个式子解得,,即,所以直线AB的方程为.
例4 【解】(1)设A′(x,y),由已知得解得,所以 A′.
(2)在直线m上任取一点,如M(2,0),则M(2,0)关于直线l的对称点必在m′上.设对称点为M′(a,b),则解得M′.设m与l的交点为N,则由解得N(4,3).因为 m′经过点N(4,3),所以由两点式得直线m′的方程为9x-46y+102=0.
(3)设P(x,y)为l′上任意一点,则P(x,y)关于点A(-1,-2)的对称点为P′(-2-x,-4-y).因为 P′在直线l上,所以 2(-2-x)-3(-4-y)+1=0,即直线l′的方程为2x-3y-9=0.
对点训练 (1)C【解析】直线y=x与直线x=1交于点A,所以直线l的斜率为-且过点A,所以直线l的方程为y-=-(x-1),即x+y-2=0.故选C.
(2)B【解析】 如图,设点O关于直线l的对称点为A(x1,y1),则解得即A(1,1).由题意知y=kx(x≥0)与直线l不平行,故k≠-1.联立得即P,故直线AP的斜率为kAP==,直线AP的方程为y-1=(x-1).令y=0,得x=1-k,故M(1-k,0).令x=0,得y=1-,故由对称性可得N.由||=得(1-k)2+2=,即2-2=,解得k+=或k+=-.当k+=时,k=或k=.若k=,则第二次反射后光线不会与y轴相交,故不符合条件;若k=,经检验符合条件;又k+≥2或k+≤-2,故k+=-不符合条件.综上,k=.故选B.
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