2.3.4两条平行直线间的距离 同步练-2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
2026-08-14
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摘要:
**基本信息**
2026-2027学年高二数学人教A版选择性必修第一册同步练,聚焦“两条平行直线间的距离”,通过基础公式应用、综合问题解决、实际情境拓展三层设计,实现从单一知识点到数学思维与应用意识的递进培养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|点到直线距离公式、平行直线距离公式直接应用|如第1题直接套用公式,第2题单点距离计算,夯实运算能力|
|进阶层|平行判定、垂直关系、直线过定点、交点直线系综合应用|如第3题两点距离相等分类讨论,第10题含参数平行直线方程求解,发展推理意识|
|拔高层|三角函数、角平分线、实际应用、最值问题|如第14题结合耕地情境建系求解,第15题转化为平行直线距离平方,培养模型观念与创新意识|
内容正文:
2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
同步练2.3.4 两条平行直线间的距离
[分值:100分]
单选题、填空题每小题5分,多选题每小题6分,共74分
1.两平行直线5x+12y+3=0与10x+24y+5=0之间的距离是( )
A. B. C. D.
2.已知点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a等于( )
A. B.-1 C.+1 D.2-
3.(多选)已知点A(-3,-4),B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则实数a等于( )
A.- B.- C. D.
4.(多选)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
5.若直线l1:x+ay+6=0与l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,则l1与l2间的距离为( )
A. B. C. D.
6.点P(-2,-1)到直线l:mx+y-m-1=0(m∈R)的距离最大时,直线l的方程为( )
A.2x-3y-2=0 B.3x+2y+8=0
C.3x+2y-5=0 D.2x-3y+1=0
7.(多选)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的坐标为( )
A.(1,2) B.(3,-4)
C.(2,-1) D.(4,-3)
8.与三条直线l1:x-y+2=0,l2:x-y-3=0,l3:x+y-5=0可围成正方形的直线方程为 .
9.若某直线被两平行直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,则该直线的倾斜角大小为 .
10.(12分)已知直线l1过点A(0,1),l2过点B(5,0),如果l1∥l2,且l1与l2之间的距离为5,求l1,l2的方程.
11.(多选)经过两直线x+3y-10=0和3x-y=0的交点,且和原点距离为1的直线的方程为( )
A.x-1=0
B.x+1=0
C.4x-3y+5=0
D.4x-3y-5=0
12.点P(cos θ,sin θ)到直线3x+4y-12=0的距离的取值范围为( )
A. B.
C. D.
13.已知△ABC的三边所在的直线方程分别是lAB:4x-3y+10=0,lBC:y=2,lAC:3x-4y-5=0,则∠BAC的平分线所在的直线方程为 .
14.(14分)公路AM,AN围成一块顶角为α的角形耕地,其中tan α=-2,在该块土地中P处有一小型建筑,经测量,它到公路AM,AN的距离分别为3 km, km,现要过点P修建一条直线公路BC,将三条公路围成的区域ABC建成一个工业园.以A为坐标原点,AB所在直线为x轴,1 km为1个单位长度,建立平面直角坐标系,如图所示.
(1)求出P点的坐标;(7分)
(2)若三条公路围成的工业园区ABC的面积恰为15 km2,求公路BC所在直线的方程.(7分)
15.已知实数a,b,c,d满足3a-4b+3=0,3c-4d-7=0,则(a-c)2+(b-d)2的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
16.设M(x1,y1),N(x2,y2)为不同的两点,直线l:ax+by+c=0,δ=,若δ>1,则直线MN与直线l的关系是 .(填“相交”或“平行”)
2026-2027学年高二上学期数学人教A版选择性必修第一册
同步练2.3.4 两条平行直线间的距离参考答案
[分值:100分]
单选题、填空题每小题5分,多选题每小题6分,共74分
1.两平行直线5x+12y+3=0与10x+24y+5=0之间的距离是( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 10x+24y+5=0可化为5x+12y+=0.
由两条平行直线间的距离公式可得
d==.
2.已知点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a等于( )
A. B.-1 C.+1 D.2-
答案 B
解析 由点到直线的距离公式,
得1=,
即|a+1|=.
因为a>0,所以a=-1.
3.(多选)已知点A(-3,-4),B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则实数a等于( )
A.- B.- C. D.
答案 AB
解析 方法一 由点到直线的距离公式可得
=,
化简得|3a+3|=|6a+4|,
解得a=-或a=-.
方法二 当AB的中点在直线l上时,
将AB的中点代入得
a-+1=0,
∴a=-.
当直线AB与l平行时,
kAB==,
∴-a=,
∴a=-.经检验,当a=-时,直线AB与l平行,
综上,a=-或a=-.
4.(多选)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.
5.若直线l1:x+ay+6=0与l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,则l1与l2间的距离为( )
A. B. C. D.
答案 B
解析 由题意知,直线l1:x+ay+6=0与
l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,
则3=a(a-2),即a2-2a-3=0,
解得a=3或a=-1,
当a=3时,直线l1:x+3y+6=0与l2:x+3y+6=0重合,不符合题意;
当a=-1时,直线l1:x-y+6=0与l2:x-y+=0平行,
两条平行直线之间的距离为=.
6.点P(-2,-1)到直线l:mx+y-m-1=0(m∈R)的距离最大时,直线l的方程为( )
A.2x-3y-2=0 B.3x+2y+8=0
C.3x+2y-5=0 D.2x-3y+1=0
答案 C
解析 由直线l:mx+y-m-1=0(m∈R)的方程整理可得m(x-1)+y-1=0,
可得直线l恒过定点Q(1,1),
所以kPQ==,
当PQ⊥l时,点P到直线l的距离最大,
可得直线l的斜率为-m=-,即m=,
所以直线l的方程为3x+2y-5=0.
7.(多选)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的坐标为( )
A.(1,2) B.(3,-4)
C.(2,-1) D.(4,-3)
答案 AC
解析 设点P的坐标为(a,5-3a),
由题意得=,
解得a=1或a=2,
所以点P的坐标为(1,2)或(2,-1).
8.与三条直线l1:x-y+2=0,l2:x-y-3=0,l3:x+y-5=0可围成正方形的直线方程为 .
答案 x+y=0或x+y-10=0
解析 易知l1∥l2,且它们之间的距离
d==.
设所求直线为l4,则l4∥l3,
所以可设l4:x+y+c=0(c≠-5),
则=,解得c=0或c=-10,
所以所求直线方程为x+y=0或x+y-10=0.
9.若某直线被两平行直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,则该直线的倾斜角大小为 .
答案 15°或75°
解析 由两条平行直线间的距离公式,
可得直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0的距离为d==,
又直线被两平行直线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,
即该直线与直线l1所成的角为30°,
又直线l1的倾斜角为45°,
则该直线的倾斜角大小为15°或75°.
10.(12分)已知直线l1过点A(0,1),l2过点B(5,0),如果l1∥l2,且l1与l2之间的距离为5,求l1,l2的方程.
解 ①当直线的斜率存在时,设两直线的斜率为k,
则l1的方程为y=kx+1,即kx-y+1=0,
l2的方程为y=k(x-5),即kx-y-5k=0,
则直线l1与l2间的距离d==5,解得k=,
故l1的方程为12x-5y+5=0,l2的方程为12x-5y-60=0.
②若l1,l2的斜率不存在,则l1的方程为x=0,l2的方程为x=5,它们之间的距离为5,同样满足条件.
综上,所求直线的方程为l1:12x-5y+5=0,l2:12x-5y-60=0或l1:x=0,l2:x=5.
11.(多选)经过两直线x+3y-10=0和3x-y=0的交点,且和原点距离为1的直线的方程为( )
A.x-1=0
B.x+1=0
C.4x-3y+5=0
D.4x-3y-5=0
答案 AC
解析 方法一 直线3x-y=0和原点的距离不为1,则可设所求的直线方程为
x+3y-10+λ(3x-y)=0,λ∈R,
即(1+3λ)x+(3-λ)y-10=0,
因为原点到该直线的距离
d==1,
所以λ=±3,即所求的直线方程为x-1=0或
4x-3y+5=0.
方法二 由解得即两直线的交点为(1,3),设过点(1,3)且与原点距离为1的直线为l,当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=1,符合题意;当直线l的斜率存在时,设其斜率为k,则l:y-3=k(x-1),即kx-y+3-k=0,原点到直线l的距离为=1,解得k=,所以l:4x-3y+5=0,综上,所求的直线方程为x-1=0或4x-3y+5=0.
12.点P(cos θ,sin θ)到直线3x+4y-12=0的距离的取值范围为( )
A. B.
C. D.
答案 C
解析 点P到直线的距离为d
==,其中sin φ=,cos φ=,由三角函数性质易知,5sin(θ+φ)-12∈[-17,-7],
故d的取值范围为.
13.已知△ABC的三边所在的直线方程分别是lAB:4x-3y+10=0,lBC:y=2,lAC:3x-4y-5=0,则∠BAC的平分线所在的直线方程为 .
答案 7x-7y+5=0
解析 设点P(x,y)为∠BAC的平分线上任意一点,则点P到直线AB,AC的距离相等.
所以=,
所以4x-3y+10=3x-4y-5
或4x-3y+10=-(3x-4y-5),
即点P所在直线方程为x+y+15=0或7x-7y+5=0.
又因为kAB=,kAC=,即∠BAC的平分线所在的直线的斜率在和之间,
所以∠BAC的平分线所在的直线方程为7x-7y+5=0.
14.(14分)公路AM,AN围成一块顶角为α的角形耕地,其中tan α=-2,在该块土地中P处有一小型建筑,经测量,它到公路AM,AN的距离分别为3 km, km,现要过点P修建一条直线公路BC,将三条公路围成的区域ABC建成一个工业园.以A为坐标原点,AB所在直线为x轴,1 km为1个单位长度,建立平面直角坐标系,如图所示.
(1)求出P点的坐标;(7分)
(2)若三条公路围成的工业园区ABC的面积恰为15 km2,求公路BC所在直线的方程.(7分)
解 (1)因为tan α=-2,故直线AN的方程是y=-2x.
设点P(x0,y0),
因为点P到AM的距离为3,故y0=3.
由点P到直线AN的距离为,
得=,解得x0=1或x0=-4(舍去),
所以点P(1,3).
(2)显然直线BC的斜率存在.设直线BC的方程为y-3=k(x-1),k∈(-2,0).
令y=0得xB=1->0.
由解得yC=>0.
所以S△ABC=·xB·yC==-1+,
因为S△ABC=15,
所以-1+=15,
解得k=-,
故直线BC的方程为3x+4y-15=0.
15.已知实数a,b,c,d满足3a-4b+3=0,3c-4d-7=0,则(a-c)2+(b-d)2的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 D
解析 由题意得,点A(a,b)在直线3x-4y+3=0上,点B(c,d)在直线3x-4y-7=0上,所以(a-c)2+(b-d)2的最小值为两平行直线间距离的平方,即=4.
16.设M(x1,y1),N(x2,y2)为不同的两点,直线l:ax+by+c=0,δ=,若δ>1,则直线MN与直线l的关系是 .(填“相交”或“平行”)
答案 相交
解析 当δ>1时,得到>1,
所以|ax1+by1+c|>|ax2+by2+c|,
又点M与点N到直线l的距离分别为
,,
从而可得点M与点N到直线l的距离不相等,
所以直线MN与直线l相交.
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