内容正文:
第1章
直线与方程
第1讲 描述运动的基本概念
基础过关练
1.2 直线的方程
1.2.3 直线的一般式方程
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 直线的一般式方程
1.[2026河南南阳开学考试]下列说法中不正确的是 ( )
A.平面上任一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)表示
B.当C=0时,方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)表示的直线过原点
C.当A=0,B≠0,C≠0时,方程Ax+By+C=0表示的直线与x轴平行
D.任何一条直线的一般式方程都能与其他四种形式互化
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,当直线的斜率k存在时,其方程可写成y=kx+b,可变形为kx-y+b=0,此时A=k,B=-1,C=b;当直
线的斜率不存在时,其方程可写成x=x1,可变形为x-x1=0,此时A=1,B=0,C=-x1,显然A,B不同时为0,A中说法
正确;
对于B,当C=0时,方程Ax+By+C=0(A,B不同时为0)即Ax+By=0,显然有A×0+B×0=0,即直线过原点,B中说
法正确;
对于C,当A=0,B≠0,C≠0时,方程Ax+By+C=0可化为y=- ,它表示的直线与x轴平行,C中说法正确;
对于D,若直线方程为x=1,则不能化为点斜式,D中说法错误.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026江苏南通大学附属中学月考]直线l:x- y+ =0与y轴交于点P,将l绕点P逆时针旋转105°得到直
线l',则直线l'的方程为 ( )
A.x+y-1=0 B.x+y+1=0
C.x+y- =0 D. x+y-1=0
A
解析 直线l:x- y+ =0即y= x+1,
则直线l的斜率为 ,倾斜角为30°,
令x=0,得y=1,所以P(0,1),
则直线l'的倾斜角为30°+105°=135°,斜率为tan 135°=-1,
所以直线l'的方程为y=-x+1,即x+y-1=0.
第1讲 描述运动的基本概念
3.[2026河南南阳方城百师联盟月考]已知直线l的一个法向量为l=(2,1)且过点(3,-2),则直线l的一般式方
程为________________.
2x+y-4=0
解析 因为直线l的一个法向量为l=(2,1),所以可设直线l的方程为2x+y+n=0,
因为直线l过点(3,-2),所以6-2+n=0,解得n=-4,
所以直线l的一般式方程为2x+y-4=0.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[教材习题改编]已知直线3x1+4y1=1和3x2+4y2=1,且x1≠x2,则经过A(x1,y1),B(x2,y2)两点的直线l的一般式
方程为_________________.
3x+4y-1=0
解析 由3x1+4y1=1,3x2+4y2=1,
得点A(x1,y1)在直线3x+4y-1=0上,
点B(x2,y2)在直线3x+4y-1=0上,
即A,B都在直线3x+4y-1=0上,
因为两点确定一条直线,
所以由A(x1,y1),B(x2,y2)确定的直线的方程为3x+4y-1=0.
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026江苏宿迁沭阳南湖高级中学调研]设直线l的方程为(a+1)x+y+1-a=0,若直线l在两坐标轴上的截
距互为相反数,则a=____________.
1或-2
解析 已知直线l的方程为(a+1)x+y+1-a=0,
当a=-1时,直线l的方程为y+2=0,不符合题意,故a≠-1.
令x=0,得y=a-1;令y=0,得x= .
由直线l在两坐标轴上的截距互为相反数,得 +a-1=0,解得a=1或a=-2,
当a=1时,直线l:2x+y=0,其在两坐标轴上的截距均为0,符合题意;
当a=-2时,直线l:x-y-3=0,其在x轴、y轴上的截距分别为3,-3,符合题意.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2026江西赣州实验中学月考]已知方程(m2-2m-3)x+(2m2+m-1)y+6-2m=0(m∈R).
(1)若方程表示一条直线,求实数m的取值范围;
(2)若方程表示的直线的斜率不存在,求实数m的值,并求出此时的直线方程;
(3)若方程表示的直线在x轴上的截距为-3,求实数m的值;
(4)若方程表示的直线的倾斜角是45°,求实数m的值.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)当x,y的系数不同时为零时,方程表示一条直线,
令m2-2m-3=0,因式分解得(m-3)(m+1)=0,解得m=-1或m=3,
令2m2+m-1=0,因式分解得(2m-1)·(m+1)=0,解得m=-1或m= ,
所以若方程表示一条直线,则m≠-1,即实数m的取值范围为{m∈R|m≠-1}.
(2)当y的系数2m2+m-1=0且x的系数m2-2m-3≠0时,直线的斜率不存在,
由2m2+m-1=0,得m= 或m=-1,
由m2-2m-3≠0,得m≠-1且m≠3,
故m= ,
此时x的系数为m2-2m-3= -2× -3=- ,方程为- x+5=0,整理得3x-4=0,
第1讲 描述运动的基本概念
即此时的直线方程为3x-4=0.
(3)若方程表示的直线在x轴上有截距,则x的系数m2-2m-3≠0,即m≠-1且m≠3,
直线在x轴上的截距为-3,即y=0时,x=-3,将其代入方程得-3(m2-2m-3)+6-2m=0,
解得m=- 或m=3(舍去),故m=- .
(4)若直线的倾斜角为45°,则x、y前面的系数都不为零,即m≠- 且m≠-1且m≠3,
此时直线的斜率k=- =1,
所以m= .
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 直线方程几种形式的相互转化
7.[2026江苏南通海安实验中学学情检测]如果AC<0,BC>0,那么直线Ax+By+C=0不经过 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
B
解析 因为AC<0,且BC>0,所以A,B,C均不为零,
故方程Ax+By+C=0可写成y=- x+ ,
因为AC<0,BC>0,所以直线的斜率k=- >0,在y轴上的截距- <0,
所以直线经过第一、三、四象限,不经过第二象限.
方法技巧 解决直线过象限问题时,通常将直线方程写成斜截式,根据斜率和在y轴上的截距的符号判
断.
第1讲 描述运动的基本概念
8.[2026江苏无锡江阴第二中学月考]已知直线l的方程为xsin α+ y-1=0,α∈R,则直线l的倾斜角范围是
( )
A. ∪ B. ∪
C. ∪ D. ∪
B
解析 直线l的方程xsin α+ y-1=0可写成y=- x+ ,
即直线l的斜率k=- ,
因为-1≤sin α≤1,所以- ≤k≤ ,
结合正切函数的图象,可得直线l的倾斜角范围为 ∪ .
第1讲 描述运动的基本概念
9.[多选题][2026安徽蚌埠A层高中联考]已知直线l:-kx+y-1+3k=0(k∈R)过定点Q,则下列说法正确的是
( )
A.直线l过定点Q(3,1)
B.若直线l不经过第四象限,则k的取值范围为[0,+∞)
C.若直线l在x轴上的截距为-3,则k=
D.若直线l分别交x,y轴的正半轴于点A,B,则当 · 取得最小值时,直线l的方程为x+y-4=0
ACD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,直线l:-kx+y-1+3k=0即k(-x+3)+(y-1)=0,∴直线l过定点Q(3,1),故A正确;
对于B,直线l:-kx+y-1+3k=0即y=kx+1-3k,
∵l不经过第四象限,∴ 解得0≤k≤ ,故k的取值范围是 ,故B错误;
对于C,易知k≠0时,直线l在x轴上的截距存在,令y=0,得直线l在x轴上的截距为 =-3,解得k= ,C正确;
对于D,设A(a,0),B(0,b),a>0,b>0,∵A,Q,B三点共线,∴ = (点拨:直线AQ与直线BQ的斜率相等),整
理得 + =1,则 · =(3-a,1)·(-3,b-1)=3a+b-10=(3a+b) + -10= + ≥2 =6,
当且仅当 = ,即a=b=4时等号成立,
∴当 · 取得最小值时,直线l的方程为 + =1,即x+y-4=0,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
能力提升练
1.2 直线的方程
1.2.3 直线的一般式方程
第1讲 描述运动的基本概念
题组 直线方程的综合应用
1.[2026江苏苏州外国语学校阶段检测]已知直线l1:x-2y-2=0的倾斜角为θ,直线l2的倾斜角为2θ,且直线l2
在y轴上的截距为3,则直线l2的一般式方程为 ( )
A.x+y-3=0 B.4x-3y+9=0
C.3x-4y+3=0 D.2x+y-3=0
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 ∵l1:x-2y-2=0的倾斜角为θ,斜率为 ,∴tan θ= ,
∵l2的倾斜角为2θ,
∴l2的斜率为tan 2θ= = ,
又l2在y轴上的截距为3,∴l2的方程为y= x+3,即4x-3y+9=0.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026江苏盐城五校联盟联考]已知点A(3,4),B(-2,-1),若直线l:mx+y-2m-1=0与线段AB相交,则m的取值
范围是 ( )
A. B.(-∞,-3]∪
C. D. ∪[3,+∞)
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 直线l的方程可写成y-1=-m(x-2),因此l恒过点(2,1)(记为C),且斜率为-m,易得kAC= =3,kBC= =
,
由图可知,要使l与线段AB有交点,
则-m≤ 或-m≥3,即m≤-3或m≥- .
第1讲 描述运动的基本概念
3.[多选题][2026江苏南京七校联合调研]下列说法正确的有 ( )
A.直线的倾斜角越大,斜率越大
B.经过不同两点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线方程是(y1-y2)(x-x1)-(x1-x2)(y-y1)=0
C.经过点(1,1)且在x轴和y轴上的截距相等的直线方程为x+y-2=0
D.经过点P(4,1)作直线l分别交x轴、y轴的正半轴于A,B两点,O为坐标原点,当OA+OB取最小值时,直线l
的方程为x+2y-6=0
BD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,设两直线的倾斜角分别为 , , > ,但两直线的斜率tan =- <tan = ,A错误.
对于B,当y2≠y1,x2≠x1时,直线的两点式方程为 = ,可化为(y1-y2)(x-x1)-(x1-x2)(y-y1)=0;
当y2=y1时,直线方程为y=y1,满足(y1-y2)(x-x1)-(x1-x2)(y-y1)=0;
当x2=x1时,直线方程为x=x1,满足(y1-y2)(x-x1)-(x1-x2)(y-y1)=0.
故经过不同两点P(x1,y1),Q(x2,y2)的直线方程是(y1-y2)(x-x1)-(x1-x2)(y-y1)=0,B正确.
对于C,当直线在两坐标轴上的截距均为0时,直线方程为y=x;
当直线在两坐标轴上的截距不为0时,设直线方程为 + =1,将(1,1)代入,得 + =1,∴a=2,
则直线方程为 + =1,即x+y-2=0,C错误.
对于D,设直线方程为 + =1(a>0,b>0),将P(4,1)的坐标代入,得 + =1,
第1讲 描述运动的基本概念
则OA+OB=a+b=(a+b) =4+1+ + ≥5+2 =9,
当且仅当 即a=6,b=3时等号成立,
因此OA+OB取最小值时,a=6,b=3,此时直线方程为 + =1,即x+2y-6=0,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[教材深研拓展]设直线l经过点P0(x0,y0),若v=(m,n)是它的一个方向向量,P(x,y)(x≠x0)是直线l上任意一
点,则向量 与v共线,根据向量共线的充要条件,存在唯一的实数t,使 =tv,即(x-x0,y-y0)=t(m,n),所以
我们把该式称为直线的参数方程.若直线的参数方程为 (t为参数),则其倾斜
角为_________.
解析 由题意得直线的一个方向向量为(sin 30°,cos 30°),
设直线的倾斜角为α(0≤α<π),
所以tan α= = ,所以α= .
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2026江苏南京第五高级中学学情调研]已知直线l经过点(1,2).
(1)若直线l在x轴和y轴上的截距互为相反数,求直线l的方程(写成一般式);
(2)若直线l与两坐标轴的正半轴能够围成三角形,求该三角形面积最小时直线l的方程(写成斜截式).
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)当直线l在两坐标轴上的截距均为0时,该直线方程为y=2x,即2x-y=0;
当直线l在两坐标轴上的截距不为0时,设该直线方程为 - =1,
则 - =1,解得a=-1,因此直线方程为x-y+1=0.
综上,直线l的方程为2x-y=0或x-y+1=0.
(2)依题意,设直线方程为 + =1(a>0,b>0),则 + =1.
由1= + ≥2 ,得ab≥8,当且仅当 = = ,即a=2,b=4时取等号,
因此三角形面积S= ab≥4,即当a=2,b=4时,三角形面积取得最小值4,此时直线方程为 + =1,即y=-2x+
4.
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2026湖北武汉第六中学月考]已知动直线l:3(n+1)x+(n-1)y-6n-2=0(n∈R)过定点P.
(1)求P的坐标;
(2)已知直线l与x,y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
①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;
②PA+ PB取得最小值时,求直线l的方程.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 (1)直线l的方程可化为n(3x+y-6)+3x-y-2=0,
由 解得 故动直线l过定点P .
(2)①存在满足条件的直线l.
设直线l的方程为 + =1(a>0,b>0),则A(a,0),B(0,b),
将P 代入得 + =1(*).
由△AOB的周长为12,面积为6,
得
令a+b=t,则t>0,a2+b2=t2-24,
第1讲 描述运动的基本概念
所以t+ =12,整理得24t=168,解得t=7,
所以 解得 或
其中 不满足(*), 满足(*).
所以存在直线l满足题意,其方程为 + =1,即3x+4y-12=0.
②由(1)可知直线l过定点P ,
设直线l的倾斜角为α,则α∈ ,
所以PA= ,PB=- ,
所以PA+ PB= - × = - =2× ,
第1讲 描述运动的基本概念
令m=cos α-sin α= cos ,则sin αcos α= .
因为α∈ ,所以α+ ∈ ,
所以cos ∈ ,所以m∈[- ,-1).
则PA+ PB=2× = (m∈[- ,-1)),
因为y= -m在[- ,-1)上单调递减,所以y= 在[- ,-1)上单调递增,
故当m=- ,即α= 时,PA+ PB取得最小值,为 =4 .
此时直线l的方程为y-2=tan × ,即3x+3y-10=0.
第1讲 描述运动的基本概念
$