摘要:
**基本信息**
聚焦直线方程核心方法,以斜率计算、方程形式、数形结合为主线,系统覆盖概念生成与应用拓展,培养推理能力与几何直观。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|斜率与倾斜角|1,2,11题|定义法求斜率、倾斜角正切转化|斜率定义→倾斜角关系→正切函数性质|
|直线方程形式|3,6,7题|截距式分类讨论、点斜式定点提取|方程形式→截距意义→定点问题模型|
|数形结合应用|5,10,12题|代数式几何意义转化、斜率范围数形化|代数问题→几何表征→图形性质应用|
|综合应用|9,13,14题|分类讨论参数、面积与周长模型构建|基础方法→综合问题→模型意识培养|
内容正文:
1.已知直线l经过点A(-1,3),B(2,-1),则l的斜率为( )
A. B.2
C.- D.-
解析:选C.直线l的斜率k==-.
2.已知直线l经过点(-,0),倾斜角是直线x=-1的倾斜角的,则直线l的方程为( )
A.x-y+=0
B.x-y+=0
C.x-y+3=0
D.x+y+=0
解析:选A.因为直线x=-1的倾斜角为90°,所以直线l的倾斜角为30°,直线l的方程为y-0=tan 30°[x-(-)],即x-y+=0.
3.过点A(1,4),且在x轴、y轴上的截距的绝对值相等的直线共有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
解析:选C.因为直线在x轴、y轴上的截距的绝对值相等,故设直线方程为y=kx或+=1或-=1,
若直线y=kx过点A(1,4),则4=k,得直线方程为4x-y=0;
若直线+=1过点A(1,4),则+=1,解得a=5,得直线方程为x+y-5=0;
若直线-=1过点A(1,4),则-=1,解得a=-3,得直线方程为x-y+3=0.
所以满足条件的直线有3条.
4.在平面直角坐标系xOy中,曲线C:+|y|=1的周长为( )
A.4 B.6
C.8 D.10
解析:选C.在曲线C的方程+|y|=1中,将x用-x或y用-y代换,曲线方程都不变,所以曲线C关于x轴、y轴对称,关于原点对称,
当x≥0,y≥0时,曲线C的方程为+y=1,表示以(,0)和(0,1)为端点的线段,
其长度为=2,根据对称性知,其他三条线段的长度也为2,所以曲线C:+|y|=1的周长为4×2=8.
5.设A(-2,3),B(1,2),若点P(x,y)在线段AB上,则的取值范围是( )
A.(-∞,-2]∪[3,+∞)
B.[-2,3]
C.(-∞,-3]∪[2,+∞)
D.[-3,2]
解析:选A.如图所示,=,则原问题可转化为过点C(0,-1)的直线l与线段AB有交点时,直线l的斜率k的取值范围.连接AC,BC,则kBC==3,kAC==-2.
当l的倾斜角是锐角时,k>0,随着倾斜角的增大,斜率k由kBC=3增大至正无穷;
当l的倾斜角是钝角时,k<0,随着倾斜角的增大,斜率k由负无穷增大至kAC=-2.
所以k≥3或k≤-2.
6.(多选)下列说法正确的是( )
A.若直线y=kx+b经过第一、二、四象限,则点(k,b)在第三象限
B.直线y=ax-3a+2过定点(3,2)
C.斜率为-2,在y轴上的截距为3的直线的方程为y=-2x±3
D.过点(2,-1)且斜率为-的直线的点斜式方程为y+1=-(x-2)
解析:选BD.因为直线y=kx+b经过第一、二、四象限,所以有k<0,b>0,因此点(k,b)在第二象限,所以A不正确;
由y=ax-3a+2⇒y-2=a(x-3),所以直线y=ax-3a+2过定点(3,2),所以B正确;
斜率为-2,在y轴上的截距为3的直线的方程为y=-2x+3,所以C不正确;
过点(2,-1)且斜率为-的直线的点斜式方程为y+1=-(x-2),所以D正确.
7.经过点(0,1),且以d=(2,5)为一个方向向量的直线l的斜截式方程为______________.
解析:依题意,直线l的斜率k=,所以直线l的斜截式方程为y=x+1.
答案:y=x+1
8.若直线l:ax+2by=1的截距之和为2,且ab>0,则2a+b的最小值为________.
解析:将直线l转化为截距式,即+=1,则+=2,所以2a+b=(2a+b)=(2+++)≥+=,当且仅当=,即a=b=时取等号,故2a+b的最小值为.
答案:
9.(13分)已知坐标平面内两点M(m+3,3m+5),N(2m-1,1).
(1)当直线MN的斜率不存在时,求m的值;(3分)
(2)当直线MN的倾斜角为锐角时,求m的取值范围;(5分)
(3)若直线MN的一个方向向量为a=(-3,3),求直线MN的方程.(5分)
解:(1)直线MN的斜率不存在时,点M(m+3,3m+5),N(2m-1,1)的横坐标相等,
即m+3=2m-1,解得m=4.
(2)设直线MN的倾斜角为θ,因为倾斜角θ为锐角,所以直线MN的斜率k=tan θ>0,又k==>0,
即(3m+4)(m-4)<0,解得-<m<4,
即m的取值范围为.
(3)直线MN的一个方向向量为a=(-3,3),所以直线MN的斜率k=-1,
所以k==-1,解得m=-4,
即M(-1,-7),
所以直线MN的方程为y+7=-(x+1),即x+y+8=0.
10.已知直线l过点(0,4),且与直线x-y+4=0及x轴围成等腰三角形,则l的方程为( )
A.x+y-4=0或x-y+4=0
B.x-y+4=0或x-y+4=0
C.x-y+3=0
D.x+y-3=0
解析:选A.如图,设A(0,4),直线x-y+4=0过点A(0,4)和B.
①当直线l的方程为x=0时,直线l、直线x-y+4=0与x轴围成△AOB,不是等腰三角形,所以直线l的斜率存在.
②当直线l的斜率为负时,设点B关于y轴的对称点为C,当直线l过A,C两点时,AB=AC,又直线AB的斜率为,∠ABO=,所以△ABC是等边三角形,AB=BC,满足题意,kAC=tan =-,此时直线l的方程为y-4=-x,即x+y-4=0.
③当直线l的斜率为正时,设直线l与x轴负半轴相交于点D,则AB=BD,又∠ABO=,所以∠ADB=,
所以直线AD,即直线l的斜率为,直线l的方程为y-4=x,即x-y+4=0.
综上,直线l的方程为x+y-4=0或x-y+4=0.
11.(多选)若两直线l1,l2的倾斜角分别为α1,α2,斜率分别是k1,k2,则下列命题正确的是( )
A.若k1=k2,则α1=α2
B.若k1<k2,则α1<α2
C.若α1<α2,则k1<k2
D.若k2<0<k1,则α1<90°<α2
解析:选AD.对于A,由k1=k2表明斜率存在,则tan α1=tan α2,由正切函数在[0,)∪(,π)上,倾斜角和斜率一一对应,故α1=α2,该命题正确;
对于B,若k1=-1,k2=1时,相应的倾斜角α1=135°,α2=45°,不满足α1<α2,该命题不正确;
对于C,由正切函数的图象知:
当0°≤α1<α2<90°和90°<α1<α2<180°时,k1<k2;
当0°≤α1<90°<α2<180°时,k1>k2;
当α1=90°或α2=90°时,k1或k2不存在,该命题不正确;
对于D,因为k2<0<k1,结合正切函数的图象知0°<α1<90°<α2<180°,
所以α1<90°<α2,该命题正确.
12.设A(0,3),B(3,3),C(2,0),直线x=m将△ABC面积两等分,则m的值是________.
解析:设直线x=m与边AB,AC分别交于点D,E.
由S△ABC=,
得S△AED=.
又直线AC的方程为+=1,而点E在边AC上,故可设E,m>0.因此,|DE|=.因为S△AED=··m=,所以m=.
答案:
13.(15分)已知t∈(0,5],
由t确定两个点P(t,t),Q(10-t,0).
(1)写出直线PQ的方程(答案可含t);(7分)
(2)在△OPQ内作内接正方形ABCD,顶点A,B在边OQ上,顶点C在边PQ上.若OA=a,当正方形ABCD的面积最大时,求a,t的值.(8分)
解:(1)当t=5时,直线PQ的斜率不存在,其方程为x=5;
当t≠5时,直线PQ的斜率存在,即kPQ=,其方程为y-t=(x-t),转化为一般式为tx-2(t-5)y+t2-10t=0.
经验证,当t=5时,其方程也适合上式.
综上,直线PQ的方程为tx-2(t-5)y+t2-10t=0.
(2)由P(t,t)和四边形ABCD为正方形可知OA=AD=AB,因为OA=a,
所以A(a,0),B(2a,0),C(2a,a).
因为点C(2a,a)在直线PQ上,
所以2at-2a(t-5)+t2-10t=0,所以a=t(10-t)=-(t-5)2+,
而正方形ABCD的面积最大,即a最大,此时
t=5,a=.
14.(15分)已知动直线l:y-2=k过定点P.
(1)求P的坐标;(5分)
(2)若直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,是否存在直线l满足:△AOB的周长为12且面积为6.若存在,求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.(10分)
解:(1)由点斜式方程l:y-2=k可知直线l过定点P.
(2)存在.设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),将P代入得+=1.①
由A(a,0),B(0,b),△AOB的周长为12,面积为6,得
令a+b=t>0,则a2+b2=t2-24,
所以t+=12,即t-12=-,化简得24t=168,解得t=7,
所以有解得或
其中不满足①,满足①.
所以存在直线l满足题意,直线l的方程为+=1,即3x+4y-12=0.
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