摘要:
**基本信息**
高中数学新授课专项训练,聚焦"两条直线平行和垂直的判定",通过五类题型构建从概念理解到几何应用的完整训练体系,培养几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|由斜率判断平行|4题|选择填空结合|从斜率相等概念到平行判定应用|
|由斜率判断垂直|4题|选择填空结合|从斜率乘积为-1到垂直判定应用|
|已知平行求参数|4题|含多直线交点问题|平行条件的逆向参数求解|
|已知垂直求参数|4题|含截距相等综合题|垂直条件的逆向参数求解|
|几何应用|4题|含平面图形判定|平行垂直在几何中的综合迁移|
内容正文:
2.1.2 两条直线平行和垂直的判定
题型一 由斜率判断两条直线平行
1.下列直线中与直线平行的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用两直线平行的条件判断即可.
【详解】对于直线,可化为,
对于A,因为,所以,与目标直线不平行,故A错误,
对于B,因为,所以,与目标直线平行,故B正确,
对于C,因为,所以,与目标直线不平行,故C错误,
对于D,因为,所以,与目标直线不平行,故D错误.
故选:B
2.同一平面内的直线与直线,下列选项中满足的直线是( )
A. B.经过点和
C.的斜率为2,且过点 D.与没有公共点
【答案】AD
【分析】根据两条直线平行计算求出参数判断A,C,根据平行直线位置关系判断D,应用两点求出斜率判断B.
【详解】对于A:与斜率相等,且不重合,所以符合题意;
对于B : 经过点和,所以斜率为,
所以直线的方程为,化简可得,重合,不符合题意;
对于C:的斜率为2,且过点,所以,两条直线重合,不符合题意;
对于D:与没有公共点,则满足,D选项符合题意;
故选:AD.
3.已知直线,若,则___________
【答案】
【分析】由一般式得到两直线斜率,再由两直线平行,斜率相等求解即可;
【详解】当时,,,两直线不平行,
当时,两直线平行斜率相等,
,则
,则,
又,则两直线斜率相等,即,
化简计算得:,解得:或,
又时,,,两直线重合,
故.
故答案为:
4.(1)判断下列不同的直线与是否平行:的斜率为2,经过两点;
(2)判断下列直线与是否垂直;的倾斜角为45°,经过两点.
【答案】(1);(2);
【分析】(1)计算的斜率,根据两直线斜率相等,即可判断出结论;
(2)计算出,的斜率,根据斜率之积即可判断出结论.
【详解】(1)的斜率为2,经过两点,
则的斜率为,即,的斜率相等,且两直线不同,
故;
(2)的倾斜角为45°,且斜率为1,
经过两点,则的斜率为,
即两直线斜率之积等于,故.
题型二 由斜率判断两直线垂直
5.已知直线,则与的位置关系是( )
A.平行 B.重合 C.相交但不垂直 D.垂直
【答案】D
【分析】根据判断.
【详解】因为直线,的斜率分别为,且,所以与的位置关系是垂直.
故选:D
6.已知直线,则下列结论正确的是( )
A.直线可能与轴垂直
B.当时,直线的倾斜角为
C.当时,直线与直线AB平行
D.当时,直线与直线AB垂直
【答案】AB
【分析】对于A,根据与轴垂直直线的方程,利用赋值法,可得其正误;对于B,根据直线一般式方程以及倾斜角与斜率的关系,可得其正误;对于C,根据已知点的坐标以及两点式方程,整理直线的一般式方程,可得其正误;对于D,根据两直线的一般式方程,结合垂直直线的判定,可得其正误.
【详解】对于A,当时,直线,此时该直线与轴垂直,故A正确;
对于B,当时,直线的斜率为,
由,则该直线的倾斜角为,故B正确;
对于C,当时,直线,
由,则直线,化简可得,
显然两条直线重合,故C错误;
对于D,当时,直线,由直线,
且,则两直线不垂直,故D错误.
故选:AB.
7.已知,则直线:和直线:的位置关系为______.
【答案】垂直或重合
【分析】求出值,再代入方程并确定位置关系即得.
【详解】由,得或,
当时,:,:,,,
显然,所以直线与垂直;
当时,:,:,所以直线与重合.
故答案为:垂直或重合
8.判断下列两条直线是否垂直.
(1)直线的斜率为,直线经过点,;
(2)直线经过点,,直线经过点,;
【答案】(1)垂直
(2)垂直
【详解】(1)由题意得直线的斜率,直线的斜率,
因为,所以与垂直.
(2)而直线的斜率不存在,故与轴垂直,
直线的斜率为0,故直线与轴平行,所以与垂直.
题型三 已知直线平行求参数
9.若直线与直线平行,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据平行系数关系计算求解.
【详解】由直线与直线平行,得,
所以.
10.已知三条直线,与共有两个不同的交点,则的值可能是( )
A. B. C. D.2
【答案】AC
【分析】根据两直线平行的充要条件求解即可.
【详解】要使三条直线共有两个不同的交点,则有两条直线平行,第三条直线与它们不平行.
因为直线与不平行,所以或.
当时,,解得;
当时,,解得.
综上,的值可能是或.
11.已知两条直线:,:,若,则实数______.
【答案】
【详解】两条直线:,:,
因为,则,所以.
12.已知直线l经过两点,,问:当取何值时:
(1)直线与轴平行?
(2)直线与轴平行?
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直线与轴平行,则直线的斜率,据此可以求的值;
(2)直线与轴平行,则直线的斜率不存在,据此可以得出的值.
【详解】(1)若直线与轴平行,则直线的斜率,
所以.
(2)若直线与轴平行,则直线的斜率不存在,
所以.
题型四 已知直线垂直求参数
13.若直线与直线垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由于直线与垂直,故,解得.
14.若直线与直线垂直,则的值可能为( )
A. B.4 C. D.2
【答案】CD
【分析】根据两条直线垂直系数关系列式计算求解.
【详解】直线与直线垂直,
则,所以或.
故选:CD.
15.若直线与直线垂直,则__________.
【答案】
【详解】因为,
所以,解得.
16.已知直线与.
(1)若,求;
(2)若直线在轴和轴上的截距相等,求的方程.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由,根据两直线的位置关系的判定方法,得到方程,即可求解;
(2)根据题意,分别令和,求得直线在坐标轴上的截距,列出方程,求得的值,进而得到直线的方程.
【详解】(1)解:由直线与
若,可得,即,解得.
(2)解:由题意知,直线在轴和轴上的截距均不为0,
令,可得,令,可得,
因为直线在轴和轴上的截距相等,所以,解得,
把代入直线的方程,可得,即.
故直线的方程为.
题型五 直线平行、垂直的判定在几何中的应用
17.已知直线过点,直线与直线的交点B在第一象限, 点O为坐标原点. 若三角形OAB为钝角三角形时,则直线的斜率的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】找到三个极端位置的斜率值,并旋转相关直线得到斜率范围.
【详解】当三角形为直角三角形时,或,
此时的斜率或0.
当从顺时针旋转到轴之间时,三角形为钝角三角形,此时;
当从逆时针旋转到与直线平行之间时,三角形为钝角三角形,此时,
综上,,
故选:C.
故选:C.
18.已知等腰直角三角形的直角顶点为,点的坐标为,则点的坐标可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据三角形为等腰直角三角形列方程组,即可求解.
【详解】设,由题意可得
,可化为,
解得:或,即或.
故选:AC
19.已知▱ABCD的三个顶点的坐标分别为A(0,1),B(1,0),C(4,3),则顶点D的坐标为________.
【答案】(3,4)
【分析】设D为(x,y),由平行四边形知对边所在的直线斜率相等,列方程组即可求D的坐标.
【详解】设顶点D的坐标为(x,y),
∵ABDC,ADBC,
∴,解得,
∴点D的坐标为(3,4).
故答案为:(3,4).
20.如图所示,已知四边形的四个顶点分别为,,,,试判断四边形的形状,并给出证明.
【答案】平行四边形,证明见解析.
【分析】通过计算得到,,从而判断出四边形的形状.
【详解】由已知可得边所在直线的斜率,
边所在直线的斜率,
边所在直线的斜率,
边所在直线的斜率.
因为,,所以,.
因此四边形是平行四边形.
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2.1.2 两条直线平行和垂直的判定
题型一 由斜率判断两条直线平行
1.下列直线中与直线平行的是( )
A. B. C. D.
2.同一平面内的直线与直线,下列选项中满足的直线是( )
A. B.经过点和
C.的斜率为2,且过点 D.与没有公共点
3.已知直线,若,则___________
4.(1)判断下列不同的直线与是否平行:的斜率为2,经过两点;
(2)判断下列直线与是否垂直;的倾斜角为45°,经过两点.
题型二 由斜率判断两直线垂直
5.已知直线,则与的位置关系是( )
A.平行 B.重合 C.相交但不垂直 D.垂直
6.已知直线,则下列结论正确的是( )
A.直线可能与轴垂直
B.当时,直线的倾斜角为
C.当时,直线与直线AB平行
D.当时,直线与直线AB垂直
7.已知,则直线:和直线:的位置关系为______.
8.判断下列两条直线是否垂直.
(1)直线的斜率为,直线经过点,;
(2)直线经过点,,直线经过点,;
题型三 已知直线平行求参数
9.若直线与直线平行,则( )
A.3 B. C. D.
10.已知三条直线,与共有两个不同的交点,则的值可能是( )
A. B. C. D.2
11.已知两条直线:,:,若,则实数______.
12.已知直线l经过两点,,问:当取何值时:
(1)直线与轴平行?
(2)直线与轴平行?
题型四 已知直线垂直求参数
13.若直线与直线垂直,则( )
A. B. C. D.
14.若直线与直线垂直,则的值可能为( )
A. B.4 C. D.2
15.若直线与直线垂直,则__________.
16.已知直线与.
(1)若,求;
(2)若直线在轴和轴上的截距相等,求的方程.
题型五 直线平行、垂直的判定在几何中的应用
17.已知直线过点,直线与直线的交点B在第一象限, 点O为坐标原点. 若三角形OAB为钝角三角形时,则直线的斜率的范围是( )
A. B.
C. D.
18.已知等腰直角三角形的直角顶点为,点的坐标为,则点的坐标可能为( )
A. B. C. D.
19.已知▱ABCD的三个顶点的坐标分别为A(0,1),B(1,0),C(4,3),则顶点D的坐标为________.
20.如图所示,已知四边形的四个顶点分别为,,,,试判断四边形的形状,并给出证明.
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