内容正文:
2.2 直线的方程
2.2.1 直线的点斜式方程
基础过关练
题组一 直线的点斜式方程
1.(2025江苏镇江一中等十三校联盟期中)已知直线l的倾斜角为60°,且过点(2,),则l在y轴上的截距为( )
A.-1 B.- C.1 D.
2.直线y=k(x-1)(k∈R)是( )
A.过点(1,0)的一切直线
B.过点(-1,0)的一切直线
C.过点(1,0)且除x轴外的一切直线
D.过点(1,0)且除直线x=1外的一切直线
3.(2025安徽宣城绩溪中学段考)过点(1,)且倾斜角是直线x-2y+1=0的倾斜角的两倍的直线方程为 ;已知直线y=kx+2-3k(k≠0),则此直线所经过的定点的坐标为 .
4.(2025江西宜春赣西外国语学校月考)将直线y=x+-1绕其上一点(1,)沿逆时针方向旋转15°,所得到的直线的点斜式方程是 .
5.已知直线l的斜率为,与y轴的正半轴有交点且与坐标轴围成的三角形的周长是30,求直线l的方程.
6.(2024辽宁沈阳第二中学检测)已知△ABC的三个顶点都在第一象限内,A(1,1),B(5,1),∠A=45°,∠B=45°,求:
(1)直线AB的方程;
(2)直线AC和BC的方程.
题组二 直线的斜截式方程
7.(多选题)(2023河北石家庄十五中月考)直线(m2+2m)x+(2m2-m+3)y=4m+1在y轴上的截距为1,则m的值可以是( )
A.-2 B.- C. D.2
8.(多选题)(2024甘肃白银会宁第三中学期中)已知直线l1:y=ax+b,l2:y=-bx+a,则它们的图形可能为( )
9.(多选题)(2025吉林长春外国语学校期中)对于直线l:x=my+1,下列说法正确的是( )
A.直线l恒过定点(1,0)
B.直线l可能不存在斜率
C.m=时,直线l的倾斜角为60°
D.m=2时,直线l在y轴上的截距为
10.在y轴上的截距为-6,且与y轴成30°角的直线的斜截式方程是 .
11.(2025河北石家庄二中月考)过点P(3,4)且与坐标轴围成的三角形的面积为1的直线l的斜截式方程是 .
12.(2024河南郑州外国语学校期中)已知某直线过点(-10,10),且它与x轴交点的横坐标是其在y轴上的截距的4倍,求该直线的方程.
题组三 直线的点斜式和斜截式方程的应用
13.(2025湖南师范大学附属中学入学考试)直线y=kx+b经过点(1,8),且被两坐标轴截得的线段长为5,则k的所有可能取值之和为( )
A.14 B.16 C.18 D.20
14.(2025山西晋中期中质量检测)已知直线l:(2a+3)x+(1-a)y+7+3a=0,a∈R.
(1)求直线l恒过的定点的坐标;
(2)若直线l经过第一、二、三象限,求实数a的取值范围.
15.(2025山东淄博高青第一中学期中)已知直线l:kx-y+2+4k=0(k∈R).
(1)若直线l与x轴的交点的横坐标与其在y轴上的截距相等,求k的值;
(2)若直线l交x轴的负半轴于点A,交y轴的正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
答案与分层梯度式解析
第2章 平面解析几何初步
2.2 直线的方程
2.2.1 直线的点斜式方程
基础过关练
1.B 易得直线l的斜率为tan 60°=,又直线l过点(2,),所以直线l的点斜式方程为y-=(x-2),当x=0时,y=-,所以l在y轴上的截距为-.
易错警示 截距不同于日常生活中的距离,距离是一个非负数,而直线在y轴上的截距为直线与y轴交点的纵坐标,是一个实数,可正、可负、可为零.
2.D 直线y=k(x-1)(k∈R),即y-0=k(x-1)(k∈R)表示过点(1,0),且斜率为k的直线,不包含过点(1,0)且斜率不存在的直线x=1.
3.答案 y=4x-3;(3,2)
解析 易知直线x-2y+1=0的斜率为,设其倾斜角为α,则tan α=,则所求直线的斜率为tan 2α===4,所以所求直线的方程为y-=4(x-1),即y=4x-3.
将直线方程y=kx+2-3k(k≠0)转化为点斜式方程为y-2=k(x-3),可知该直线所经过的定点的坐标为(3,2).
4.答案 y-=(x-1)
解析 由y=x+-1得直线的斜率为1,倾斜角为45°,∴该直线绕点(1,)沿逆时针方向旋转15°后,倾斜角变为60°,
∴所求直线的斜率为tan 60°=,
又由题可知直线过点(1,),
∴直线的点斜式方程为y-=(x-1).
5.解析 由题意可设直线l:y=(x+b)(b>0),
则直线l与y轴、x轴的交点坐标分别为,(-b,0),
∴+==30,解得b=12,
∴y=(x+12),整理得5x-12y+60=0.
6.解析 (1)因为A(1,1),B(5,1),所以直线AB平行于x轴,所以直线AB的方程为y=1.
(2)由题意知,直线AC的倾斜角为∠A=45°,
所以kAC=tan 45°=1.
又因为直线AC过点A(1,1),所以直线AC的方程为y-1=x-1,即y=x.
由题意知,直线BC的倾斜角为180°-∠B=135°,
所以kBC=tan 135°=-1.
又因为直线BC过点B(5,1),所以直线BC的方程为y-1=-(x-5),即y=
-x+6.
7.CD 由题意得直线过点(0,1),将(0,1)代入直线方程,得2m2-m+3=4m+1,即2m2-5m+2=0,解得m=2或m=,均符合题意.
8.AB 对于A,由l1可知,a>0,b>0,由l2可知,-b<0,a>0,符合题意;对于B,由l1可知,a>0,b<0,由l2可知,-b>0,a>0,符合题意;对于C,由l1可知,a<0,b>0,由l2可知,-b<0,a>0,不成立;对于D,由l1可知,a<0,b>0,由l2可知,-b>0,a>0,不成立.
9.AB 对于A,直线l:x=my+1,令y=0,则x=1,所以直线l恒过定点(1,0),故A正确;
对于B,当m=0时,直线l:x=1,其斜率不存在,故B正确;
对于C,当m=时,直线l:x=y+1,即y=x-,所以直线l的斜率为,倾斜角为30°,故C错误;
对于D,当m=2时,直线l:x=2y+1,令x=0,得y=-,所以直线l在y轴上的截距为-,故D错误.
10.答案 y=x-6或y=-x-6
解析 由题意得直线的倾斜角为60°或120°,所以斜率为或-.
又因为直线在y轴上的截距为-6,
所以直线的方程为y=x-6或y=-x-6.
11.答案 y=2x-2或y=x+
解析 由题意知直线l的斜率存在,且不为0,设为k(k≠0),则直线l的方程为y-4=k(x-3),
令x=0,得y=4-3k,令y=0,得x=,
故所围成的三角形的面积为|4-3k|=1,即(3k-4)2=2|k|.
当k>0时,上式可化为9k2-26k+16=0,解得k=2或k=,所以直线l的方程为y-4=2(x-3)或y-4=(x-3),即y=2x-2或y=x+;
当k<0时,上式可化为9k2-22k+16=0,方程无解.
综上,直线l的斜截式方程是y=2x-2或y=x+.
12.解析 当直线过坐标原点时,满足题意,所求直线的斜率为=-1,所以直线方程为y=-x;
当直线不过坐标原点时,由题意得直线的斜率存在,设直线方程为y-10=k'(x+10),与x轴交点的横坐标为--10,在y轴上的截距为10k'+10,所以--10=4(10k'+10),解得k'=-或k'=-1(舍去),所以直线方程为y-10=-(x+10),即y=-x+.
综上,所求直线方程为y=-x或y=-x+.
13.C 因为直线y=kx+b经过点(1,8),所以k+b=8,
则直线y=kx+b即y=kx+8-k.
令x=0,则y=8-k,
令y=0,则x=1-,
则(8-k)2+=,
整理得k4-16k3-60k2-16k+64=0,
即(k+2)(k3-18k2-24k+32)=0,
即(k+2)2(k2-20k+16)=0,
解得k=-2(二重根)或k=10+2或k=10-2,
故k的所有可能取值之和为18.
14.解析 (1)整理直线l的方程得(2x-y+3)a+3x+y+7=0,联立解得
所以直线l恒过的定点的坐标为(-2,-1).
(2)当直线l的斜率不存在,即a=1时,直线l的方程为x=-2,只经过第二、三象限,不符合题意;
当直线l的斜率存在,即a≠1时,y=x+,
因为l经过第一、二、三象限,
所以即
解得a>1或a<-.
综上所述,当直线l经过第一、二、三象限时,a的取值范围是∪(1,+∞).
15.解析 (1)当k=0时,直线l的方程为y=2,与x轴无交点,不符合题意;
当k≠0时,直线l的方程为y=kx+2+4k,
令x=0,则y=2+4k,
令y=0,则x==--4,
由题意得2+4k=--4,即4k++6=0,
即2k2+3k+1=0,解得k=-或k=-1,经检验,均成立.
综上,k的值为- 或-1.
(2)由题可知k>0,由(1)知A,B(0,4k+2),
故S=|OA|×|OB|==2≥2×(4+4)=16,
当且仅当4k=,即k=时取等号,故S的最小值为16,此时直线l的方程为y=x+4.
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