内容正文:
2.2 两条直线的位置关系
【知识梳理】
一、两直线的位置关系
1. 两条直线的位置关系
方程组的解
一组
无数组
无解
直线与的公共点的个数
一个
无数个
零个
直线与的位置关系
相交
重合
平行
【注】两条直线的交点求解方法:
若直线相交,
则它们的交点坐标为方程组(Ⅰ) 的唯一一个实数解.
2. 点到点的距离
一般地,若两点,的坐标分别为,,则有两点,间的距离公式,.
特别地,原点与任一点的距离.
3. 点到直线的距离
点到直线(,不同时为0的距离.
4. 两平行直线的距离
一般地,两条平行直线,间的距离.
二、对称问题
1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)
求点关于点的对称点
由:
2、点关于直线对称问题(联立两个方程)
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:
3、直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
4、直线关于直线对称问题
4.1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
4.2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.
4.3常见的直线关于直线的对称方程
设直线为.
①关于轴对称的直线的方程是;
②关于轴对称的直线的方程是;
③ 关于直线 对称的直线的方程是;
④ 关于直线 对称的直线的方程是;
⑤关于直线 对称的直线的方程是;
⑥关于直线对称的直线的方程是.
【题型精讲】
题型一、与交点有关的问题
例1.(25-26高二下·湖南长沙·期中)若直线与直线垂直,则这两条直线的交点坐标为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】已知直线垂直求参数、由两条直线垂直求方程、求直线交点坐标
【详解】显然时不合题意,则直线的斜率为,直线的斜率为,
因为两条直线垂直,所以,解得,
联立可得,解得,即两条直线的交点坐标为.
【针对训练】
1.(24-25高三上·广东深圳·阶段检测)过原点的直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则直线与的交点坐标为______.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求直线交点坐标、斜率与倾斜角的变化关系、二倍角的正切公式
【分析】利用二倍角公式求出的斜率,可得其方程,然后联立的直线方程求解可得.
【详解】设直线的倾斜角为,则,
则直线的斜率,
又直线过原点,所以的方程为,
联立,解得,即直线与的交点坐标为.
故答案为:
2.(25-26高二上·福建福州·期末)已知三条直线与相交于一点,则___________.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】由直线的交点坐标求参数
【分析】先联立两条已知系数的直线方程,求得交点,再代入剩下那条直线方程,即可求解.
【详解】先由与相交于一点,
联立方程组,
代入消元可得:,则,
所以交点坐标为,又由题意可知直线也经过点,
所以代入可得.
故答案为:
3.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知直线和的交点为P.
(1)若直线经过点P且与直线平行,求直线的一般式方程;
(2)若直线经过点P且与直线互相垂直,又与轴,轴分别交于A,B两点,求的面积.(其中O为坐标原点).
【答案】(1);
(2)2
【难度】0.65
【知识点】直线围成图形的面积问题、求直线交点坐标、由两条直线垂直求方程、由两条直线平行求方程
【分析】(1)联立两直线方程求出交点坐标,再由点斜式求出直线l的方程.
(2)根据给定条件,求出直线m的方程并求出点的坐标,进而求出的面积.
【详解】(1)由,解得,即得,直线的斜率为,
所以过点P且与直线平行的直线l的方程为,即.
(2)由直线经过点P且与直线互相垂直,得直线的方程为,
即,因此直线交轴于点,交轴于点,
所以的面积.
题型二、与距离有关的问题
角度1:点到直线的距离
例2.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)已知,两点到直线:的距离相等,则a的值为( )
A.或1 B.或 C.或 D.或1
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】求点到直线的距离
【分析】利用点到直线的距离公式求解.
【详解】到直线:的距离为,
到直线:的距离为,
,两点到直线:的距离相等,
,,,
,或,
或.
故选:C.
例3.(22-23高二上·广东深圳·期中)直线 与直线交于点,则点到直线的最大距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】求点到直线的距离、求直线交点坐标、直线过定点问题
【分析】联立方程求出交点坐标,求出直线的恒过定点,再将点到直线距离的最大值转化为两点间距离即可.
【详解】由题可列:
,
解得 ,
所以点 的坐标为 ,
因为直线,
即 恒过定点 ,
所以点到直线的最大距离为
,
故选:B
【针对训练】
1.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知、两点到直线的距离相等,则的值为( )
A. B. C. D.或
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】求到两点距离相等的直线方程
【分析】根据题意结合点到直线的距离公式运算求解即可.
【详解】因为、两点到直线的距离相等,
则,即,
可得或,解得或.
故选:D.
2.(24-25高二上·广东深圳·期中)已知两点到直线的距离相等,则( )
A.3 B. C.3或-6 D.3或
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】已知点到直线距离求参数
【分析】利用点到直线距离公式得到方程,求出答案.
【详解】由题意得,解得或3.
故选:D
3.(25-26高三下·河北衡水·阶段检测)对任意实数,坐标原点到直线距离的最大值为_____.
【答案】
【难度】0.7
【知识点】求点到直线的距离、直线过定点问题
【分析】先求出动直线恒过的定点,原点到直线距离的最大值即为原点到该定点的距离,计算该距离即可。
【详解】将直线方程分离参数,变形为,
由于对任意实数等式恒成立,因此需满足,解得,
即直线恒过定点,
根据几何性质,原点到动直线的距离,当且仅当直线与垂直时取等号,
故距离的最大值为,由两点间距离公式得:,
因此原点到直线距离的最大值为.
角度2:直线到直线的距离
例4.(25-26高二上·广东深圳·期中)直线:与:之间的距离等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】求平行线间的距离
【分析】根据平行直线之间的距离公式,直接求出结果.
【详解】两直线间的距离为.
故选:B.
【针对训练】
1.(25-26高二上·广东深圳·期中)直线,直线,若,则两直线间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】求平行线间的距离
【分析】利用平行线间距离公式列式计算得解.
【详解】由直线与直线平行,得,
所以直线与的距离.
故选:C
2.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)直线与直线上各有一动点、,那么最小值为( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】求平行线间的距离
【分析】根据两直线方程得出两直线的斜率相等,从而得出两直线平行,则的最小值即为两直线间的距离,再利用两平行直线间的距离公式计算求解.
【详解】
直线,,
直线,即,,
,显然两直线不重合,
,即最小值即为两直线间的距离,
由两平行直线间的距离公式可得,即最小值为1.
故选:B.
题型三、对称问题
角度1:点关于直线对称
例5.(2025·广东深圳·模拟预测)点关于直线的对称点为,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】求点关于直线的对称点、求点到直线的距离
【分析】由对称关系求得,再由点到线距离公式求解;
【详解】设关于直线的对称点为,
由对称关系可得,
解得.
则点到直线:的距离为.
故选:C.
例6.(24-25高二上·内蒙古呼伦贝尔·阶段检测)已知点在直线上,则的最小值为__________
【答案】4
【难度】0.85
【知识点】求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】根据所求式子,转化为动点到两个定点的距离和,利用数形结合,结合对称性,即可求最小值.
【详解】,
表示直线上的点到定点和的距离和,如图,
点关于的对称点为,,
当点三点共线时,最小,最小值为4.
故答案为:4
例7.(25-26高二上·贵州·阶段检测)已知,,P是直线上的动点,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】BC
【难度】0.65
【知识点】求平面两点间的距离、求点关于直线的对称点、将军饮马问题求最值
【分析】先求出B关于直线l对称的点为坐标,分析可得当三点共线时,的最小值,计算即可判断A、B的正误;当三点共线时,有最大值,计算即可判断C、D的正误,即可得答案.
【详解】设点B关于直线l对称的点为,
则,解得,即.
连接,与直线l交于点M,如图所示
当点P与点M重合时,,
,
当点P与点M不重合时,,
综上,的最小值为,故A错误,B正确.
连接AB并延长,交直线l于点N,如图所示
当点P与点N重合时,,
,
当点P与点N不重合时,,
综上,,即的最大值为,故C正确,D错误.
故选:BC
【针对训练】
1.(25-26高二上·山东青岛·阶段检测)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点
【分析】先设对称点坐标,再利用两个核心条件列方程:一是两点中点在已知直线上,代入得关于对称点坐标的方程;二是两点连线与已知直线垂直,由斜率乘积为-1得另一方程,联立方程组求解,最终得对称点为.
【详解】设点关于直线的对称点为,
直线,即,因此斜率为1,又垂直直线斜率乘积为-1,
所以的斜率为-1,即,化简得,
又的中点在直线上,代入得
,化简得,联立和,
解得故对称点为.
故答案选:B.
2.(25-26高二上·广东广州·期中)已知点与点关于直线对称,则直线的方程是__________.
【答案】
【难度】0.85
【知识点】求点关于直线的对称点
【分析】先求出的斜率,然后根据点斜式即可求解.
【详解】因为,,所以,
又点与点关于直线对称,所以,
又的中点,
所以直线的方程为,即.
故答案为:.
3.(25-26高二上·江苏连云港·期中)函数的最大值为__________.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】用两点间的距离公式求函数最值、复杂(根式型、分式型等)函数的值域
【分析】根据代数式的几何意义作图求解.
【详解】表示点到点的距离与到点的距离之差.
如图,则当点为线段的延长线与轴的交点时,距离之差最大,
最大值为两点间的距离,即,
所以函数的最大值为.
故答案为:.
4.(24-25高二上·广东广州·期中)直线上的一点,到与的距离之差的绝对值的最大值为______.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】将军饮马问题求最值
【分析】设点关于的对称点的坐标为,根据两点关于直线对称求出点的坐标,数形结合可知当、、三点共线时,取最大值,即可得解.
【详解】设点关于的对称点的坐标为,连接,
则,即,所以①.
因为的中点在直线上,
所以,即②.
由①②得,所以点的坐标为.
又,
当且仅当、、三点共线时,取最大值.
故的最大值为.
故答案为:.
5.(25-26高二上·浙江宁波·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微,”事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间的距离的几何问题.结合上述观点,对于函数,下列结论正确的是( )
A.方程有两个解 B.方程无解
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】用两点间的距离公式求函数最值、求平面两点间的距离
【分析】将函数变形为,分析出其几何意义是轴上的动点到两个定点和的距离之和,求出的值域,即可判断A,B,C,D.
【详解】因为,
所以的几何意义是轴上的动点到两个定点和的
距离之和,即.
作点关于轴的对称点,则,
当三点共线时,取到最小值
,
所以有最小值;
当点向轴正、负方向无限移动时,距离之和无限增大,
所以.
因为,所以方程有互为相反数的两个解,故A正确,B错误;
因为有最小值,故C错误;因为无最大值,故D错误.
故选:A
角度2:直线关于点对称
例8.(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线
【分析】根据题意得到直线与直线平行,从而得到,再根据直线上取一点,得到关于点的对称点,代入直线即可得到答案.
【详解】因为不在直线上,
且直线与直线关于点对称,
所以直线与直线平行,
即,解得.
在直线上取一点,
关于点的对称点为,
将代入直线,解得.
故选:C
【针对训练】
1.(25-26高三·天津·一轮复习)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为______.
【答案】2
【难度】0.4
【知识点】求直线关于点的对称直线
【分析】根据直线关于点对称即可得两直线平行,进而根据点的对称代入求解即可.
【详解】由于直线与直线关于点对称,
所以两直线平行,故,则,
由于点在直线上,关于点的对称点为,
故在上,代入可得,.
故答案为:.
角度3:直线关于直线对称
例9.(25-26高二上·广东惠州·期中)已知直线,则直线关于直线的对称直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求直线交点坐标、求点关于直线的对称点、直线关于直线对称问题
【分析】先求直线与直线的交点,再在直线上取点关于直线对称的点为,即,解出,利用点斜式即可求解.
【详解】由,解得,所以直线与直线的交点为,
在直线上取点关于直线对称的点为,
所以,解得,
所以点关于直线对称的点为,
所以直线的斜率为,
故对称直线的方程为,即,
故选:B.
例10.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)已知一条入射光线经过两点,经轴反射后,则反射光线所在直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】光线反射问题(2)——直线关于直线对称、求点关于直线的对称点
【分析】求得关于轴的对称点,即可求解.
【详解】关于轴的对称点坐标分别为,
由对称性可知反射光线经过,,
所以反射光线所在直线方程为,
即.
故选:C
例11.若入射光线所在直线的方程为,经直线反射,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】对直线,令,解得,
设,关于直线的对称点为,
则,解得,即,
对直线,令,解得,
设,关于直线的对称点为,
则,解得,即,
,
直线:,即。
故选:C
【针对训练】
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知直线与直线关于直线对称,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】直线关于直线对称问题、求平行线间的距离
【分析】分析可得三条直线互相平行,根据两平行的距离公式计算可得结果.
【详解】由题意得,直线,
∴两直线与直线间的距离相等,
∵方程可化为:,,
∴,解得.
故选:C.
2.(25-26高二上·安徽安庆·阶段检测)入射光线l从出发,经y轴反射后,通过点,则入射光线l所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、直线两点式方程及辨析
【分析】先求出点的对称点坐标,然后利用两点式直线方程求出结果即可.
【详解】因为关于y轴的对称点,
所以直线
因此入射光线l所在直线的方程为,
故选:C.
3.(23-24高二下·上海·阶段检测)已知直线,试求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线对称的直线方程;
(3)直线关于点对称的直线方程.
【答案】【小题1】 【小题2】 【小题3】
【难度】0.65
【知识点】直线关于直线对称问题、求直线关于点的对称直线、求点关于直线的对称点
【分析】(1)已知点和直线,求点关于直线的对称点问题,设出对称点的坐标,利用点和点中点在直线上以及直线与直线垂直列方程组,解方程组即可求解.
(2)如果两条直线相交,求一条直线关于另一条直线的对称直线的方程,可以先求两条已知直线的交点,再求直线上任取的一点关于另一条直线的对称点,两点和可以确定要求直线的方程,从而求得方程.
(3)求直线关于点的对称直线的方程,可以转化成求直线上两点关于已知点的对称点,通过两个对称点的坐标求出直线方程即可.
【详解】(1)设点关于直线 的对称点的坐标为,
则有题意可得,解得,
故点关于直线的对称点的坐标为.
(2)由可得,
直线与直线的交点为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则由解得,
即.
由题意可得、两点是所求直线上的两个点,则直线斜率为,
则直线方程为,
化简为.
(3)在直线上任意取出两个点,
求出这两个点关于点对称点分别为
由题意可得,是所求直线上的两个点,
则直线斜率为3,
则所求直线方程为,
即.
【课后作业】
一、单选题
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】B
【难度】0.94
【知识点】求到两点距离相等的直线方程
【详解】根据点到直线的距离公式列出等式,由此能求出.
【解答】两点和到直线距离相等,
,解得,或.
故选:B.
2.(24-25高二上·重庆·阶段检测)已知直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的倾斜角是钝角 B.的一个方向向量为
C.点到直线的距离为 D.与直线垂直
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求直线的方向向量(平面中)、求点到直线的距离、由斜率判断两条直线垂直、直线的倾斜角
【分析】对于A,根据条件,利用斜率与倾斜率角的关系,即可求解;对于B,利用方向向量的定义及是直线的一个方向向量,即可求解;对于C,利用点到直线的距离公式,即可求解;对于D,利用直线位置关系的判断方法,即可求解.
【详解】对于选项A,直线的斜率为,所以直线的倾斜角是锐角,故选项A错误,
对于选项B,易知直线一个方向向量为,
又向量与向量共线,所以选项B正确,
对于选项C,因为点到直线的距离为,所以选项C错误,
对于选项D,直线的斜率为,直线的斜率为,
又,所以直线与直线不垂直,故选项D错误,
故选:B.
3.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测),分别为直线与上任意一点,则最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】求平行线间的距离
【分析】利用两平行线间的距离公式可求出的最小值.
【详解】由,可得两条直线相互平行,
所以最小值为平行线之间的距离,可化为,
所以,.
故选:A
4.(23-24高二上·广东深圳·阶段检测)已知实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、求平面两点间的距离
【分析】利用两点距离公式,转化问题式为动点到两定点距离之和的最小值,根据将军饮马模型计算即可.
【详解】由,
即转化问题为:直线上一动点到点的距离之和最小,
如图所示,设直线与轴分别交于点,则,
由直线方程可得其倾斜角为,易知是等腰直角三角形,
设关于直线的对称点为,连接,
则三点共线,易知也是等腰直角三角形,所以,
故,
当且仅当重合时取得最小值.
故选:B
5.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)著名数学家华罗庚曾说:“数形结合百般好,隔裂分家万事休”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点之间的距离.结合上述观点,可得的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】用两点间的距离公式求函数最值、求平面两点间的距离
【分析】将转化为轴上一点到点与到点的距离之差.再结合进行求解.
【详解】,
可转化为轴上一点到点与到点的距离之差.,当且仅当点是射线与轴的交点时取等号,
所以的最大值为.
故选:C
6.(25-26高二上·北京·期中)已知三角形的三个顶点,则过点的中线长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】线段的定比分点、求平面两点间的距离
【分析】由题意求出中点坐标,根据两点间距离公式求得中线长.
【详解】设边的中点,则.
所以,所以.
所以过点的中线长为.
7.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)暨阳分校环境优美,依山傍水,绿树成荫.某日,小明饭后散步至池塘边,恰好可以在池塘中看到太阳的倒影,即入射光线经池塘水面反射后,反射光线经过小明眼睛.建立适当坐标系后,已知入射光线上有一点,经直线反射后经过点,则入射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】光线反射问题(2)——直线关于直线对称
【分析】先求出点关于直线对称点的坐标,结合点的坐标即可求得入射光线所在直线的方程.
【详解】设关于直线对称的点为,
则,解得,即,
因为入射光线经过点,所以所在直线的斜率为,
则入射光线所在直线方程为,即.
故选:D.
二、多选题
8.(25-26高二上·江西景德镇·期中)下列说法正确的有( )
A.点关于直线的对称点为
B.直线关于点的对称直线为
C.经过点,且与直线平行的直线方程是
D.当时,直线与垂直
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线、求点关于直线的对称点、由两条直线平行求方程、由斜率判断两条直线垂直
【分析】利用点关于直线的对称的性质求解判断A;利用直线关于点对称直线的求法求解以判断B;利用平行求出斜率,再利用点斜式求出直线方程判断C,利用直线垂直的系数关系判断D.
【详解】对于A,设点关于直线的对称点为,
则,解得,
即点关于直线的对称点为,正确;
对于B,设直线上的点,其关于点的对称点为,
所以,则,则,即,
所以直线关于点对称的直线方程是,正确;
对于C,直线的斜率为2,所以所求直线的斜率也是2,
则所求直线为,即,错误;
对于D,当时,,
故直线与垂直,正确;
故选:ABD.
9.(24-25高二上·福建福州·期中)已知直线和两点.在直线l上有一点P,则的最小值和的最值为( )
A.的最小值为12 B.的最小值为6
C.的最小值为 D.的最大值为2
【答案】AC
【难度】0.65
【知识点】将军饮马问题求最值、求点关于直线的对称点
【分析】应用点关于直线对称,结合饮马模型求的最小值,利用三角形的三边关系及点线位置关系求的最值,即可得答案.
【详解】令是关于的对称点,则,
所以,即,为与的交点,
如下图,则,
当且仅当共线且在线段上时取等号,即的最小值为12;
由图知(直线与直线的交点离点更近),即,
当且仅当共线且在射线上时取最小值,但无最大值,即最小值是,为.
故选:AC
10.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.方程与方程可表示同一直线
B.经过点,且在,轴上截距互为相反数的直线方程为
C.过两点,的直线都可用方程表示
D.已知,,点在轴上,则的最小值是
【答案】CD
【难度】0.65
【知识点】将军饮马问题求最值、直线截距式方程及辨析、直线两点式方程及辨析
【分析】根据方程的特点即可判断A;举特例当直线过原点也符合题意,即可判断B;根据两点式方程的变形进行判断C;先求出关于轴的对称点为,再结合三点共线问题求解即可判断D.
【详解】对于A,不过点,
而直线过点,故A错误;
对于B,当直线过原点时,直线方程为,也符合题意,故B错误;
对于C,方程为直线两点式方程的变形,可以表示经过任意两点,的直线,故C正确;
对于D,设关于轴的对称点为,
则,
所以当三点共线时最小,
此时,故D正确.
故选:CD.
11.(24-25高二下·广东深圳·阶段检测)以下四个命题表述正确的是( )
A.若直线倾斜角,则直线的斜率不存在或斜率的取值范围是
B.直线恒过定点
C.若直线与互相垂直,则
D.若直线与平行,则与的距离为
【答案】AD
【难度】0.85
【知识点】求平行线间的距离、直线过定点问题、已知直线垂直求参数、直线的倾斜角
【分析】对于A由即可求解,对于B将直线整理为即可求解,对于C由得即可求解,对于D先求,再利用两平行线间的距离公式即可求解.
【详解】对于A:当时,直线的斜率不存在,
当时,由斜率,,故A正确;
对于B:由直线得,
令有解得,即定点为,故B错误;
对于C:直线与互相垂直,
则解得或,故C错误;
对于D:由有,所以与的距离为,故D正确;
故选:AD.
12.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)下列结论错误的是( )
A.过点且在,轴上的截距互为相反数的直线方程为
B.直线与直线之间的距离为
C.已知点,,点在轴上,则的最小值为
D.已知两点,,过点的直线与线段没有公共点,则直线的斜率的取值范围是
【答案】ABD
【难度】0.65
【知识点】直线截距式方程及辨析、求平行线间的距离、将军饮马问题求最值、直线与线段的相交关系求斜率范围
【分析】过点且在,轴上的截距互为相反数的直线有过原点的方程为,即可判断选项A;由两平行线间的距离公式求解即可判断选项B;先求出点关于轴的对称点为,然后求解两点间的距离即可判断选项C;先求出,,由过点的直线与线段没有公共点即可判断选项D.
【详解】对于A,当直线过原点的方程为,故选项A错误;
对于B,由可得,与平行,
则两条平行直线间的距离为,故选项B错误,
对于C,点关于轴的对称点为,则,
所以,
即的最小值为,故C正确,
对于D,,,又直线与线段没有公共点,所以,故D错误.
故选:ABD
三、填空题
13.(2026高三·全国·专题练习)点到直线的最大距离是______.
【答案】
【难度】0.65
【知识点】直线过定点问题、求点到直线的距离
【分析】分析直线恒过定点,进而利用几何关系结合两点间距离公式求解最大距离.
【详解】由,得,对任意,
当时,恒成立,即直线恒过定点.
设点到直线的距离,满足:,
当且仅当直线时,等号成立,即最大距离为.
,
因此点到直线的最大距离为.
14.(25-26高二上·江西·阶段检测)直线与直线之间的距离为__________.
【答案】/
【难度】0.85
【知识点】求平行线间的距离
【分析】先将方程变形,再根据平行直线间的距离公式求解出结果.
【详解】因为,
所以平行线间的距离为,
故答案为:.
四、解答题
15.(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知直线与直线的交点为M.
(1)求过点和点M的直线方程;
(2)求过点M,且与垂直的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.86
【知识点】已知两点求斜率、已知直线垂直求参数、直线的点斜式方程及辨析、求直线交点坐标
【分析】(1)联立两直线方程,可求出交点M的坐标,进而可得直线AM的斜率,代入点斜式方程,即可得答案.
(2)根据两直线的位置关系,可得与垂直的直线的斜率k,代入点斜式方程,即可得答案.
【详解】(1)联立两直线方程,解得,即交点,
又,则,
所以直线AM的方程为,即.
(2)直线变形为,斜率,
则与垂直的直线斜率,
则过点M,且与垂直的直线方程为,即.
16.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知在中,边上的高所在的直线方程为边上的高所在的直线方程为,点A的坐标为. 求:
(1)边与边所在的直线方程;
(2)边所在的直线方程;
(3)的面积.
【答案】(1)直线的方程为,直线的方程为.
(2)
(3)7
【难度】0.65
【知识点】求点到直线的距离、求直线交点坐标、直线的一般式方程及辨析、直线的点斜式方程及辨析
【分析】(1)先根据垂直关系分别求出两条直线的斜率,再应用点斜式方程求解即可;
(2)先分别求出两条直线的交点,再应用两点求斜率,最后根据斜率及点得出直线方程;
(3)先求两点间距离及点到直线距离,最后应用三角形面积公式计算即可.
【详解】(1)由题意得边上的高的斜率为1,边上的高的斜率为,
所以直线的斜率分别为.
因为,所以直线的方程为,即,
直线的方程为,即.
(2)由(1)知,直线的方程为,直线的方程为.
由,解得,即;
由,解得,即.
所以直线的斜率为,
所以直线的方程为,即得.
(3)由(2)知,,直线的方程为,
所以.
因为,所以点到直线的距离.
所以的面积.
17.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知直线(其中).
(1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线与直线平行,求它们之间的距离.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.8
【知识点】求平行线间的距离、由两条直线垂直求方程、已知直线垂直求参数、已知直线平行求参数
【分析】(1)借助两直线垂直性质计算即可得;
(2)借助两直线平行性质计算可得,再利用两平行线间距离公式计算即可得.
【详解】(1)由直线与直线垂直,可得,解得,
将代入直线方程中,化简可得直线方程为;
(2)由直线与直线平行,可得,解得,
将代入直线方程中,化简可得直线方程为,
设直线与直线间的距离为,由平行线间的距离公式可得:
,
即直线与直线间的距离为.
18.(25-26高二上·广东广州·期中)已知在平行四边形中,,,,.
(1)求直线BC的方程;
(2)若一条光线从点A射出,经x轴反射,反射光线经过点B,求入射光线所在直线的方程;
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、直线截距式方程及辨析、直线的点斜式方程及辨析、基本不等式求和的最小值
【分析】(1)由平行四边形可知,结合直线的点斜式方程即可求解;
(2)由光的反射原理可知,从点射出的入射光所在直线方程经过点关于轴的对称点,求出后结合直线点斜式方程即可求解;
【详解】(1)易知在平行四边形中,,故,
已知点,由直线的点斜式方程可得直线:,
整理得,即直线BC的方程为.
(2)设点关于轴的对称点为,由光的反射原理可知,从点射出的入射光线的延长线必经过,故入射光线所在的直线方程即直线.
,由直线的点斜式方程得直线:,
整理为,即入射光线所在直线的方程为.
19.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)已知直线,试求:
(1)直线关于直线对称的直线方程;
(2)直线关于对称的直线方程.
【答案】(1)
(2)
【难度】0.65
【知识点】求直线关于点的对称直线、直线关于直线对称问题
【分析】(1)先求直线与的交点,再求直线上关于的对称点,进而求出所求直线的斜率,利用点斜式方程求解直线即可;
(2)分别求出直线上点关于点的对称点,进而求出所求直线的斜率,利用点斜式方程求解直线即可.
【详解】(1)由可得,
直线与直线的交点为,
再在直线上取一点,
设点关于直线的对称点为,
则由解得,即.
由题意可得、两点是所求直线上的两个点,则直线斜率为,
则直线方程为,化简为.
(2)在直线上任意取出两个点,
求出这两个点关于点对称点分别为
由题意可得,是所求直线上的两个点,
则直线斜率为,则所求直线方程为,即.
20.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知的顶点的坐标为,边所在的直线方程为,边上的中线所在的直线方程为.
(1)求边所在的直线方程;
(2)求点关于直线的对称点的坐标.
【答案】(1)
(2).
【难度】0.65
【知识点】求点关于直线的对称点、求直线交点坐标、直线一般式方程与其他形式之间的互化、由斜率判断两条直线垂直
【分析】(1)联立直线与方程可得,设点,则,根据点分别在直线上列方程组可得结果.
(2)设,根据及线段中点在上列方程组可得结果.
【详解】(1)由得,∴.
设点,则,
∴,解得,即
∴,故直线的方程为,即.
(2)设,则的中点坐标为,,
∴,解得:,故.
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2.2 两条直线的位置关系
【知识梳理】
一、两直线的位置关系
1. 两条直线的位置关系
方程组的解
一组
无数组
无解
直线与的公共点的个数
直线与的位置关系
【注】两条直线的交点求解方法:
若直线相交,
则它们的交点坐标为方程组(Ⅰ) 的唯一一个实数解.
2. 点到点的距离
一般地,若两点,的坐标分别为,,则有两点,间的距离公式,.
特别地,原点与任一点的距离.
3. 点到直线的距离
点到直线(,不同时为0的距离.
4. 两平行直线的距离
一般地,两条平行直线,间的距离.
二、对称问题
1、点关于点对称问题(方法:中点坐标公式)
求点关于点的对称点
由:
2、点关于直线对称问题(联立两个方程)
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:
3、直线关于点对称问题(求关于点的对称直线,则)
法一:在直线上找一点,求点关于点对称的点,根据,再由点斜式求解;
法二:由,设出的直线方程,由点到两直线的距离相等求参数.
法三:在直线任意一点,求该点关于点对称的点,则该点在直线上.
4、直线关于直线对称问题
4.1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
4.2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.
4.3常见的直线关于直线的对称方程
设直线为.
①关于轴对称的直线的方程是;
②关于轴对称的直线的方程是;
③ 关于直线 对称的直线的方程是;
④ 关于直线 对称的直线的方程是;
⑤关于直线 对称的直线的方程是;
⑥关于直线对称的直线的方程是.
【题型精讲】
题型一、与交点有关的问题
例1.(25-26高二下·湖南长沙·期中)若直线与直线垂直,则这两条直线的交点坐标为 ( )
A. B. C. D.
【针对训练】
1.(24-25高三上·广东深圳·阶段检测)过原点的直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则直线与的交点坐标为______.
2.(25-26高二上·福建福州·期末)已知三条直线与相交于一点,则___________.
3.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知直线和的交点为P.
(1)若直线经过点P且与直线平行,求直线的一般式方程;
(2)若直线经过点P且与直线互相垂直,又与轴,轴分别交于A,B两点,求的面积.(其中O为坐标原点).
题型二、与距离有关的问题
角度1:点到直线的距离
例2.(25-26高二上·湖南邵阳·阶段检测)已知,两点到直线:的距离相等,则a的值为( )
A.或1 B.或 C.或 D.或1
例3.(22-23高二上·广东深圳·期中)直线 与直线交于点,则点到直线的最大距离为( )
A. B. C. D.
【针对训练】
1.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知、两点到直线的距离相等,则的值为( )
A. B. C. D.或
2.(24-25高二上·广东深圳·期中)已知两点到直线的距离相等,则( )
A.3 B. C.3或-6 D.3或
3.(25-26高三下·河北衡水·阶段检测)对任意实数,坐标原点到直线距离的最大值为_____.
角度2:直线到直线的距离
例4.(25-26高二上·广东深圳·期中)直线:与:之间的距离等于( )
A. B. C. D.
【针对训练】
1.(25-26高二上·广东深圳·期中)直线,直线,若,则两直线间的距离为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)直线与直线上各有一动点、,那么最小值为( )
A.0 B.1 C. D.
题型三、对称问题
角度1:点关于直线对称
例5.(2025·广东深圳·模拟预测)点关于直线的对称点为,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
例6.(24-25高二上·内蒙古呼伦贝尔·阶段检测)已知点在直线上,则的最小值为__________
例7.多选(25-26高二上·贵州·阶段检测)已知,,P是直线上的动点,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最大值为
【针对训练】
1.(25-26高二上·山东青岛·阶段检测)点关于直线的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·广东广州·期中)已知点与点关于直线对称,则直线的方程是__________.
3.(25-26高二上·江苏连云港·期中)函数的最大值为__________.
4.(24-25高二上·广东广州·期中)直线上的一点,到与的距离之差的绝对值的最大值为______.
5.(25-26高二上·浙江宁波·期中)数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微,”事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如,与相关的代数问题,可以转化为点与点之间的距离的几何问题.结合上述观点,对于函数,下列结论正确的是( )
A.方程有两个解 B.方程无解
C.的最小值为 D.的最大值为
角度2:直线关于点对称
例8.(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数( )
A.2 B.1 C. D.
【针对训练】
1.(25-26高三·天津·一轮复习)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为______.
角度3:直线关于直线对称
例9.(25-26高二上·广东惠州·期中)已知直线,则直线关于直线的对称直线的方程为( )
A. B.
C. D.
例10.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)已知一条入射光线经过两点,经轴反射后,则反射光线所在直线方程为( )
A. B. C. D.
例11.若入射光线所在直线的方程为,经直线反射,则反射光线所在直线的方程是( )
A. B.
C. D.
【针对训练】
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知直线与直线关于直线对称,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(25-26高二上·安徽安庆·阶段检测)入射光线l从出发,经y轴反射后,通过点,则入射光线l所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
3.(23-24高二下·上海·阶段检测)已知直线,试求:
(1)点关于直线的对称点的坐标;
(2)直线关于直线对称的直线方程;
(3)直线关于点对称的直线方程.
【课后作业】
一、单选题
1.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
2.(24-25高二上·重庆·阶段检测)已知直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的倾斜角是钝角 B.的一个方向向量为
C.点到直线的距离为 D.与直线垂直
3.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测),分别为直线与上任意一点,则最小值为( )
A. B. C. D.
4.(23-24高二上·广东深圳·阶段检测)已知实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·江苏宿迁·期中)著名数学家华罗庚曾说:“数形结合百般好,隔裂分家万事休”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点之间的距离.结合上述观点,可得的最大值为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二上·北京·期中)已知三角形的三个顶点,则过点的中线长为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高二上·浙江绍兴·期中)暨阳分校环境优美,依山傍水,绿树成荫.某日,小明饭后散步至池塘边,恰好可以在池塘中看到太阳的倒影,即入射光线经池塘水面反射后,反射光线经过小明眼睛.建立适当坐标系后,已知入射光线上有一点,经直线反射后经过点,则入射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8.(25-26高二上·江西景德镇·期中)下列说法正确的有( )
A.点关于直线的对称点为
B.直线关于点的对称直线为
C.经过点,且与直线平行的直线方程是
D.当时,直线与垂直
9.(24-25高二上·福建福州·期中)已知直线和两点.在直线l上有一点P,则的最小值和的最值为( )
A.的最小值为12 B.的最小值为6
C.的最小值为 D.的最大值为2
10.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.方程与方程可表示同一直线
B.经过点,且在,轴上截距互为相反数的直线方程为
C.过两点,的直线都可用方程表示
D.已知,,点在轴上,则的最小值是
11.(24-25高二下·广东深圳·阶段检测)以下四个命题表述正确的是( )
A.若直线倾斜角,则直线的斜率不存在或斜率的取值范围是
B.直线恒过定点
C.若直线与互相垂直,则
D.若直线与平行,则与的距离为
12.(24-25高二上·广东深圳·阶段检测)下列结论错误的是( )
A.过点且在,轴上的截距互为相反数的直线方程为
B.直线与直线之间的距离为
C.已知点,,点在轴上,则的最小值为
D.已知两点,,过点的直线与线段没有公共点,则直线的斜率的取值范围是
三、填空题
13.(2026高三·全国·专题练习)点到直线的最大距离是______.
14.(25-26高二上·江西·阶段检测)直线与直线之间的距离为__________.
四、解答题
15.(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知直线与直线的交点为M.
(1)求过点和点M的直线方程;
(2)求过点M,且与垂直的直线方程.
16.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知在中,边上的高所在的直线方程为边上的高所在的直线方程为,点A的坐标为. 求:
(1)边与边所在的直线方程;
(2)边所在的直线方程;
(3)的面积.
17.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知直线(其中).
(1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
(2)若直线与直线平行,求它们之间的距离.
18.(25-26高二上·广东广州·期中)已知在平行四边形中,,,,.
(1)求直线BC的方程;
(2)若一条光线从点A射出,经x轴反射,反射光线经过点B,求入射光线所在直线的方程;
19.(25-26高二上·河南南阳·阶段检测)已知直线,试求:
(1)直线关于直线对称的直线方程;
(2)直线关于对称的直线方程.
20.(24-25高二上·广东深圳·期末)已知的顶点的坐标为,边所在的直线方程为,边上的中线所在的直线方程为.
(1)求边所在的直线方程;
(2)求点关于直线的对称点的坐标.
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