内容正文:
2.2.2 直线的两点式方程
基础过关练
题组一 直线的两点式方程
1.(2025吉林白城实验高级中学期中)若直线l过点(-1,-1)和(2,5),且点(1 009,b)在直线l上,则b的值为( )
A.2 019 B.2 018 C.2 017 D.2 016
2.(2025河北邢台月考)已知直线l的两点式方程为=,则( )
A.直线l经过点(5,2)
B.直线l的斜截式方程为x=y-
C.直线l的倾斜角为锐角
D.直线l的点斜式方程为y-2=(x-5)
3.(2025北京顺义第一中学期中)已知△ABC的三个顶点分别为A(0,4),B(-2,6),C(-8,0),则边AC所在直线的方程为 ,边AB所在直线的方程为 .
4.(2024江苏启东中学月考)已知平行四边形ABCD的两条对角线AC,BD交于点E(-1,1),其中A(-2,0),B(1,1).求:
(1)点D的坐标及AD所在直线的方程;
(2)平行四边形ABCD的面积.
题组二 直线的截距式方程
5.(2025天津第四十五中学月考)若直线+=1过第一、三、四象限,则( )
A.a>0,b>0 B.a>0,b<0
C.a<0,b>0 D.a<0,b<0
6.(2025山西阳泉第一中学阶段练习)若直线ax+2y-1+a=0在两坐标轴上的截距相等,则实数a的值为( )
A.2 B.1或0 C.2或1 D.2或0
7.(2025福建福州第三中学期中)已知直线l过点(1,2),且在y轴上的截距为在x轴上的截距的两倍,则直线l的方程是( )
A.2x-y=0
B.2x+y-4=0或x-2y+3=0
C.2x-y=0或2x+y-4=0
D.2x-y=0或x-2y+3=0
8.(2025天津实验中学阶段调查)直线l经过点P(-4,6),与x轴、y轴分别交于A,B两点,当P为AB的中点时,直线l的方程为( )
A.3x-y-4=0 B.-3x-2y+24=0
C.x-y+8=0 D.3x-2y+24=0
9.(2025甘肃庆阳第一中学月考)已知直线l过点P(3,2),若直线l在两坐标轴上的截距之和为12,求直线l的方程.
题组三 直线的两点式和截距式方程的应用
10.(2024贵州三新改革联盟联考)某地汽车客运公司规定乘客可随身携带一定质量的行李,如果超过规定质量,则需要购买行李票,行李票费用y(单位:元)与行李质量x(单位:kg)的关系如图所示,则乘客最多可免费携带的行李质量为( )
A.20 kg B.25 kg C.30 kg D.80 kg
11.直线-=1与-=1(m,n≠0)的图形可能是( )
12.(2024福建龙岩连城第一中学月考)已知A(3,0),B(0,4),直线AB上有一动点P(x,y),则xy的最大值是 .
13.(2025山东济宁实验中学模块测试)一束光线从点A射出,射向点B(0,1)后被y轴反射,分别求入射光线和反射光线所在直线的方程.
14.(2024福建莆田第四中学期中)已知函数f(x)=logm(x-1)+1(m>0且m≠1)的图象与直线l都过定点M,且直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
(1)当|BM|=2|AM|时,求直线l的方程;
(2)当△AOB的面积最小时,求直线l的方程.
15.如图,为了绿化城市,拟在矩形区域ABCD内建一块矩形草坪,且△AEF的内部为文物保护区域,不能占用,经过测量,|AB|=100 m,|BC|=80 m,|AE|=30 m,|AF|=20 m,应该如何设计才能使草坪的面积最大?
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
2.2.2 直线的两点式方程
基础过关练
1.A 由直线的两点式方程得直线l的方程为=,即y=2x+1,将(1 009,b)代入方程,得b=2×1 009+1=2 019.
2.C 由题意知,直线l经过两点(8,9),(2,5),故其斜率为=,由>0知其倾斜角为锐角,故C正确;直线l的点斜式方程为y-5=(x-2),整理可得斜截式方程为y=x+,令x=5,可得y=7,故A,B,D错误.
3.答案 x-2y+8=0;x+y-4=0
解析 由直线的两点式方程,得边AC所在直线的方程为=,即x-2y+8=0.
同理,边AB所在直线的方程为=,即x+y-4=0.
4.解析 (1)由题意知E为BD的中点,
∴D点的坐标为(-3,1),
∴AD所在直线的方程为=,即x+y+2=0.
(2)如图所示,在平行四边形ABCD中,BD∥x轴,且|BD|=1-(-3)=4,作AH⊥BD于点H,则|AH|=1.
因此S▱ABCD=2S△ABD=2××4×1=4.
5.B 因为直线过第一、三、四象限,所以它在x轴上的截距为正,在y轴上的截距为负,所以a>0,b<0.
6.C 由题意可知a≠0,
令y=0,则x=,令x=0,则y=.
因为直线在两坐标轴上的截距相等,所以=.
整理得2(1-a)=a(1-a),即(1-a)(2-a)=0,解得a=2或a=1.
7.C 当直线l过原点时,其斜率为=2,
则直线l的方程为y=2x,即2x-y=0;
当直线l不过原点时,设其方程为+=1(a≠0),
将(1,2)代入直线方程,得+=1,解得a=2,
则直线l的方程为+=1,即2x+y-4=0.
综上,直线l的方程为2x-y=0或2x+y-4=0.
易错警示 在解决与两截距有关的问题时,要注意过原点的直线是否符合题意,防止遗漏导致错误.
8.D 设A(a,0),B(0,b),
∵P为AB的中点,∴解得
∴直线l的方程为+=1,整理得3x-2y+24=0.
9.解析 当l与坐标轴平行或过原点时,不符合题意,所以可设l的方程为+=1(ab≠0),则
解得或则直线l的方程为+=1或+=1,整理得2x+y-8=0或x+3y-9=0.
10.C 由题图知点A(60,6),B(80,10),则直线的两点式方程为=,整理得x-5y-30=0,令y=0,解得x=30,即乘客最多可免费携带30 kg的行李.
11.B 直线-=1在x轴、y轴上的截距分别是m、-n,直线-=1在x轴、y轴上的截距分别是n、-m,因此四个截距中两正两负,对照选项知B正确.
12.答案 3
解析 易得直线AB的方程为+=1,则x=3-y,
∴xy=3y-y2=(-y2+4y)=[-(y-2)2+4],∴当y=2,即P点的坐标为时,xy取得最大值,为3.
13.解析 由题意得入射光线所在直线即直线AB,其方程为+=1,即2x-y+1=0.
易知A关于y轴的对称点M在反射光线所在直线上,又因为B(0,1)也在反射光线所在直线上,所以反射光线所在直线的方程为=,即2x+y-1=0.
综上,入射光线所在直线的方程为2x-y+1=0,反射光线所在直线的方程为2x+y-1=0.
14.解析 (1)对于函数f(x)=logm(x-1)+1,令x-1=1,得x=2,又f(2)=1,所以函数f(x)的图象过定点M(2,1),故直线l过定点M(2,1).
如图,作MN⊥OA于点N,则N(2,0).
当|BM|=2|AM|时,由三角形相似可得===,
故A(3,0),B(0,3),
所以直线l的方程为+=1,即x+y-3=0.
(2)解法一:根据题意,设直线l的方程为+=1,A(a,0),B(0,b),由(1)知直线l过定点M(2,1),故a>2,b>1,且+=1,则b=,所以△AOB的面积S=ab=a·,整理得a2-2Sa+4S=0(*),
可知关于a的一元二次方程必有解,所以Δ=4S2-16S≥0,解得S≥4或S≤0(舍去),
所以S的最小值为4,将S=4代入(*)式,得a2-8a+16=0,解得a=4(二重根),所以b==2,
所以当△AOB的面积最小时,直线l的方程为+=1,即x+2y-4=0.
解法二:同解法一可知+=1(a>2,b>1),
则1=+≥2,
化简得ab≥8,当且仅当=,即时取等号,
所以△AOB的面积S=ab≥4,所以S的最小值为4,
此时直线l的方程为+=1,即x+2y-4=0.
解法三:由题意可知直线l的斜率存在且小于0,由(1)知直线l过定点M(2,1),故可设直线l的方程为y-1=k(x-2)(k<0),
令y=0,得x=2-,即A;令x=0,得y=1-2k,即B(0,1-2k),
所以S△AOB=|OA|·|OB|=·(1-2k)
==
≥=4,
当且仅当=-4k,即k=-时取等号.
所以△AOB的面积的最小值为4,
此时直线l的方程为y-1=-(x-2),即x+2y-4=0.
15.解析 当矩形草坪的顶点不在线段EF(不包括端点)上时,
过点F作FM⊥BC于M,
则|DF|=60 m,S矩形DCMF=100×60=6 000(m2);
过点E作EN⊥DC于N,
则|CN|=70 m,S矩形EBCN=80×70=5 600(m2).
故此时矩形草坪的最大面积为6 000 m2.
当矩形草坪的顶点在线段EF(不包括端点)上时,建立如图所示的平面直角坐标系,则E(30,0),F(0,20).
易得线段EF所在直线的方程为+=1.
在线段EF上任取一点P(m,n)(0<m<30),作PQ⊥BC于Q,PR⊥CD于R,则矩形PQCR的内部即为要建的矩形草坪,设矩形PQCR的面积是S m2,则S=|PQ|·|PR|=(100-m)(80-n),
因为+=1,所以n=20,
故S=(100-m)=-(m-5)2+(0<m<30),
当m=5,即点P的坐标为时,S取得最大值,为.
综上,当矩形的一个顶点P为线段EF上靠近F点的六等分点,其他顶点在线段CD或BC上时,草坪的面积最大.
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