摘要:
**基本信息**
聚焦直线方程综合应用,以距离、交点、对称为核心,通过“公式应用-条件转化-模型构建”三级方法体系,系统覆盖1.5~1.6知识点逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|平行与距离|1,10,11|平行直线距离公式;平行线间距离与截距关系|直线方程→平行判定→距离计算|
|交点与范围|2,7|联立方程求交点;象限条件转化不等式|直线交点→坐标范围→参数求解|
|对称问题|4,6,9|点关于直线对称:垂直+中点在轴上;直线轴对称|对称性质→坐标关系→方程构建|
|直线系与定点|5,13|方程变形分离参数求定点;过交点直线系|直线系方程→定点确定→距离最值|
|反射与最值|12,15|光反射转化对称点;三角形周长/差最值模型|对称转化→三点共线→最值求解|
内容正文:
再练一课(范围:1.5~1.6)
[分值:100分]
1.两平行直线x-5y=0与x-5y-26=0之间的距离为( )
A.2 B. C.5 D.3
答案 B
解析 两平行直线之间的距离d=.
2.若过点P(1,-1)且斜率为k的直线l与直线y=-2x+3的交点位于第一象限,则k的取值范围是( )
A.(-4,2)
B.(-∞,-4]∪[2,+∞)
C.(-∞,-4)∪(2,+∞)
D.(-∞,-2)∪(2,+∞)
答案 C
解析 由题知直线l的方程为y+1=k(x-1),显然k≠-2.
将其与y=-2x+3联立得
解得
故交点坐标为.
因其在第一象限,则
解得k<-4或k>2.
故k的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).
3.在平面直角坐标系中,已知点A(2cos 80°,2sin 80°),B(2cos 20°,2sin 20°),那么等于( )
A.2 B.2 C.2 D.4
答案 A
解析 =
=
==2.
4.已知点A(2,0)与B(0,4)关于直线ax+y+b=0对称,则a,b的值分别为( )
A.1,3 B.-,-
C.-2,0 D.,-
答案 B
解析 kAB==-2,若点A(2,0)与B(0,4)关于直线ax+y+b=0对称,
则直线AB与直线ax+y+b=0垂直,直线ax+y+b=0的斜率是-a,
所以(-a)·(-2)=-1,
得a=-.
线段AB的中点(1,2)在直线ax+y+b=0上,
则a+2+b=0,
得b=-,故选B.
5.已知定点P(-2,0)和直线l:(1+3λ)x+(1+2λ)y=2+5λ(λ∈R),则点P到直线l的距离的最大值为( )
A.2 B. C. D.2
答案 B
解析 将(1+3λ)x+(1+2λ)y=2+5λ变形得(x+y-2)+λ(3x+2y-5)=0,
所以l是经过直线x+y-2=0和直线3x+2y-5=0的交点的直线系,但不包含直线3x+2y-5=0.
设直线x+y-2=0和3x+2y-5=0的交点为Q,
由得交点Q(1,1),
所以直线l恒过点Q(1,1).
又kPQ=,则PQ与直线3x+2y-5=0不垂直,
于是点P到直线l的距离
d≤|PQ|=,
即点P到直线l的距离的最大值为.
6.设A,B是y轴上的两点,点P的纵坐标为2,且|PA|=|PB|,若直线PA的方程为x+y-7=0,则直线PB的方程是( )
A.x+y+5=0 B.2x-y-1=0
C.x-y+1=0 D.x-y-3=0
答案 D
解析 因为点P在直线PA上,所以x+2-7=0,
解得x=5,即点P的坐标为(5,2).
由题意知PA与y轴的交点为A,所以点A的坐标为(0,7),
又|PA|=|PB|,点B在y轴上,所以点A,B关于直线y=2对称,所以点B的坐标为(0,-3),
kPB==1,
所以直线PB的方程为y-(-3)=x-0,
即x-y-3=0.
二、多项选择题(每小题6分,共18分)
7.与直线3x-4y+1=0垂直,且与点(-1,-1)距离为2的直线方程为( )
A.4x+3y-3=0 B.4x+3y+17=0
C.4x-3y-3=0 D.4x-3y+17=0
答案 AB
解析 设所求直线方程为4x+3y+C=0.
则=2,
即|C-7|=10,解得C=-3或C=17.
故所求直线方程为4x+3y-3=0或4x+3y+17=0.
8.已知直线l:x-y+1=0,则下列结论正确的是( )
A.直线l的倾斜角θ=
B.点(,0)到直线l的距离是2
C.若直线m:x-y+1=0,则l⊥m
D.过点(2,2)且与直线l平行的直线方程是x-y-4=0
答案 BD
解析 直线l:x-y+1=0的斜率k=tan θ=,故直线l的倾斜角θ=,A错误;点(,0)到直线l的距离d==2,B正确;因为直线m:x-y+1=0的斜率k'=,kk'=1≠-1,故直线l与直线m不垂直,C错误;过点(2,2)且与直线l平行的直线方程是y-2=(x-2),整理得x-y-4=0,D正确.
9.已知在以C(2,3)为直角顶点的等腰直角三角形ABC中,顶点A,B都在直线x-y=1上,下列判断中正确的是( )
A.斜边AB的中点坐标是(3,2)
B.|AB|=2
C.△ABC的面积等于4
D.点C关于直线AB的对称点的坐标是(4,1)
答案 ABD
解析 如图,取AB的中点为P(x,y),
因为△ABC是以C为直角顶点的等腰直角三角形,
所以CP⊥AB,即CP垂直于直线x-y=1,
则kCP==-1,
且x-y=1,
解得
则AB的中点P的坐标为(3,2),故A正确;
|CP|=,|AB|=2|CP|=2,故B正确;
所以S△ABC=|AB||CP|=×2×=2,故C错误;
设点C关于直线AB的对称点为点C1,则CC1的中点为点P,即xP==3,
所以=4,所以=-1,解得=1,
即点C关于直线AB的对称点的坐标是(4,1),故D正确.
三、填空题(每小题5分,共15分)
10.已知直线l1,l2关于y轴对称,l1的方程为2x-3y=0,则点(2,-1)到直线l2的距离为 .
答案
解析 因为直线l1,l2关于y轴对称,l1的方程为2x-3y=0,
所以l2的方程为2(-x)-3y=0,
即2x+3y=0,
所以点(2,-1)到直线l2的距离为.
11.直线l过点(1,0)且被两条平行直线l1:3x+y-6=0和l2:3x+y+3=0所截得的线段长为,则直线l的方程为 .
答案 x-3y-1=0
解析 由平行线间的距离公式可得l1与l2间的距离d=,
而l被l1,l2截得的线段长恰好为,
所以l与l1垂直,
由l1的斜率k1=-3知,
l的斜率k=,
所以l的方程为y=(x-1),
即x-3y-1=0.
12.已知点O(0,0),A(4,0),B(0,4).若从点P(1,0)射出的光线经直线AB反射后过点Q(-2,0),则反射光线所在直线的方程为 ,若从点M(m,0),m∈(0,4)射出的光线经直线AB反射,再经直线OB反射后回到点M,则光线所经过的路程是 .(结果用m表示)
答案 x-2y+2=0
解析 设点P(1,0)关于直线AB的对称点为P'(x0,y0),直线AB:x+y-4=0,
∴
解得
故P'(4,3),又Q(-2,0),
则kP'Q=,
∴直线P'Q:y-0=(x+2),
即x-2y+2=0.
点M(m,0),m∈(0,4)关于y轴的对称点为P″(-m,0),
设点M(m,0),m∈(0,4)关于直线AB的对称点为P'''(x1,y1),
由
解得故P'''(4,4-m).
故|P″P'''|=.
四、解答题(共37分)
13.(12分)(1)求经过两直线x-3y-2=0和2x+y+3=0的交点且与直线x+3y-2=0平行的直线l的方程;(6分)
(2)求经过两直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.(6分)
解 (1)由
解得
所以交点坐标为(-1,-1).
因为直线l与直线x+3y-2=0平行,
所以直线l的斜率为-,
所以直线l的方程为y+1=-,
即x+3y+4=0.
(2)方法一 解方程组得P(0,2).
因为l3的斜率为,且l⊥l3,
所以直线l的斜率为-,
由斜截式,可知l的方程为y=-x+2,
即4x+3y-6=0.
方法二 设直线l的方程为x-2y+4+λ(x+y-2)=0,
即(1+λ)x+(λ-2)y+4-2λ=0.
又∵l⊥l3,∴3×(1+λ)+(-4)×(λ-2)=0,
解得λ=11.
∴直线l的方程为4x+3y-6=0.
14.(12分)已知△ABC的顶点A(5,1),AB边上的中线CM所在直线方程为2x-y-5=0,AC边上的高BH所在直线方程为x-2y-5=0.求:
(1)顶点C的坐标;(5分)
(2)直线BC的方程.(7分)
解 (1)因为AC边上的高BH所在直线方程为
x-2y-5=0,所以kAC=-2,
又因为点A(5,1),
所以AC边所在直线方程为2x+y-11=0.
又因为AB边上的中线CM所在直线方程为
2x-y-5=0,
由得
所以C(4,3).
(2)设B(m,n),
则AB的中点M在中线CM所在直线上,所以2×-5=0,
即2m-n-1=0.
又点B(m,n)在高BH所在直线上,
所以m-2n-5=0.
由解得
所以B(-1,-3).
所以直线BC的方程为,
即6x-5y-9=0.
15.(13分)已知直线l:x-2y+8=0和A(2,0),B(-2,-4)两点.
(1)在直线l上求一点P,使|PA|+|PB|最小;(6分)
(2)在直线l上求一点P,使||PB|-|PA||最大.(7分)
解 (1)设A关于直线l的对称点为A'(m,n),
则
解得故A'(-2,8).
因为P为直线l上的一点,
则|PA|+|PB|=|PA'|+|PB|≥|A'B|,
当且仅当B,P,A'三点共线时,|PA|+|PB|取得最小值,为|A'B|,点P即是直线A'B与直线l的交点,则得
故所求的点P的坐标为(-2,3).
(2)A,B两点在直线l的同侧,P是直线l上的一点,
则||PB|-|PA||≤|AB|,
当且仅当A,B,P三点共线时,
||PB|-|PA||取得最大值,为|AB|,
点P即是直线AB与直线l的交点,
又直线AB的方程为y=x-2,
则得
故所求的点P的坐标为(12,10).
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