内容正文:
2.3.2 两条直线的交点坐标
基础过关练
题组一 两直线的交点及其应用
1.直线3x+my-1=0与4x+3y-n=0的交点为(2,-1),则m+n的值为( )
A.12 B.10 C.-8 D.-6
2.(2025广东东莞中学段考)若直线l1:x+2y-4=0与直线l2:kx-y+2k+1=0的交点位于第一象限,则实数k的取值范围是( )
A. B.∪ C. D.∪
3.(2025湖南长沙望城第二中学月考)已知直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0互相垂直,垂足为点(1,p),则m+n-p等于( )
A.24 B.20 C.4 D.0
4.直线l1:3x-y+12=0和l2:3x+2y-6=0及y轴所围成的三角形的面积为 .
5.(2025江苏镇江一中、徐州三中等十三校联盟期中)已知△ABC的顶点A(6,1),AB边上的中线CM所在直线的方程为2x-y-5=0,AC边上的高BH所在直线的方程为x-2y-5=0.求:
(1)顶点C的坐标;
(2)直线BC的方程.
题组二 求过两直线交点的直线方程
6.(2024辽宁朝阳建平实验中学月考)经过直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y+1=0的交点,且经过原点的直线的方程是( )
A.2x-y=0 B.2x+y=0
C.x-2y=0 D.x+2y=0
7.(2024广东江门期中)斜率为2,且过直线y=4-x和直线y=x+2的交点的直线方程为( )
A.y=2x+1 B.y=2x-1
C.y=2x-2 D.y=2x+2
8.(2025甘肃兰州第一中学月考)经过两直线2x+y-8=0与x-2y+1=0的交点,且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程是( )
A.x+y+1=0或2x-3y=0
B.x-y-1=0或2x-3y=0
C.x-y-1=0
D.2x-3y=0
9.(2025江苏常州金坛期中质量调研)求经过两条直线2x+y+2=0和3x+4y-2=0的交点,且垂直于直线3x-2y+4=0的直线的一般式方程.
能力提升练
题组一 过两条直线交点的直线方程及其应用
1.(2025甘肃武威期中)已知集合A=,集合B={(x,y)|ax-y-2=0},且A∩B=⌀,则a=( )
A.2 B.-2
C.-或2 D.或2
2.(多选题)(2025陕西西安交通大学附属中学阶段练习)已知直线l的方程为3x+4y-2+λ(2x+y+2)=0(λ∈R),则( )
A.直线l恒过定点(-2,2)
B.存在实数λ,使直线l在两坐标轴上的截距互为相反数
C.直线l的斜率一定存在
D.点A(1,1)到直线l的距离的最大值为
3.(多选题)(2025山东省实验中学期中)已知三条直线2x-3y+1=0,4x+3y+5=0,mx-y-1=0不能围成三角形,则实数m的取值可能为( )
A.- B.- C. D.2
4.(2025甘肃陇南第一中学月考)直线l被两条直线l1:4x+y+3=0和l2:3x-5y-5=0截得的线段的中点为P(-1,2),则直线l的方程为 .
5.(2024山东烟台龙口月考)已知定点P(6,4)与定直线l1:y=4x,过点P的直线l与l1交于第一象限内的点Q,与x轴正半轴交于点M,则使△OQM(O为坐标原点)的面积最小的直线l的方程为 .
6.(2025重庆第八中学期中)已知直线l:(1+2m)x+(m-1)y+7m+2=0.
(1)求证:无论m为何实数,直线l恒过定点M;
(2)过(1)中的点M作一条直线l1,使其夹在两坐标轴之间的线段被M点平分,求直线l1的方程.
题组二 对称问题及其应用
7.(2025辽宁沈阳120中学期中)若A(3,1),B(-1,2),若∠ACB的平分线所在直线的方程为y=x+1,则AC所在直线的方程为( )
A.y=2x+4 B.y=x-3
C.x-2y-1=0 D.3x+y+1=0
8.(2025福建福州福九联盟期中联考)若直线l1:y=kx-k+1与直线l2关于直线l:x-y+1=0对称,则直线l2一定过点( )
A.(2,0) B.(0,-2) C.(0,2) D.(-2,0)
9.(2025四川成都树德中学期中)若入射光线在直线l1:2x-y-3=0上,先经过x轴反射到直线l2上,再经过y轴反射到直线l3上,则直线l3的方程为( )
A.x-2y+3=0 B.2x-y+3=0
C.2x+y-3=0 D.2x-y+6=0
10.(2024上海复旦附中期中)一质点在矩形ABCD内运动,现从AB的中点O沿一确定的方向发射该质点,依次由线段BC,CD,DA反射,反射点分别为P1,P2,P3(入射角等于反射角),最后落在线段OA上(不包括端点)的P4处.若A(-1,0),B(1,0),C(1,1)和D(-1,1),则OP1所在直线的斜率的取值范围是 .
答案与分层梯度式解析
第2章 平面解析几何初步
2.3 两条直线的位置关系
2.3.2 两条直线的交点坐标
基础过关练
1.B 将(2,-1)代入3x+my-1=0,得m=5,代入4x+3y-n=0,得n=5,所以m+n=10.
2.A 由题意知l1与l2不可能平行或重合,所以k≠-,联立得
即直线l1与直线l2的交点为,
由此交点位于第一象限,得解得-<k<,
即实数k的取值范围是.
3.D 由两直线垂直得m×2+4×(-5)=0,解得m=10,所以直线mx+4y-2=0即10x+4y-2=0,因为垂足(1,p)同时满足两直线方程,所以将(1,p)分别代入两直线方程,得解得所以m+n-p=10-12+2=0.
4.答案 9
解析 易知直线l1,l2与y轴的交点坐标分别为(0,12),(0,3).
由解得
故所求三角形的面积S=×(12-3)×|-2|=9.
5.解析 (1)易得BH所在直线的斜率kBH=,
∴AC边所在直线的斜率kAC=-2,
∴AC边所在直线的方程为y-1=-2(x-6),即2x+y-13=0,
解方程组得故顶点C的坐标为.
(2)设B(m,n),则AB的中点为M.
把点M的坐标代入直线方程2x-y-5=0,得2m-n+1=0①,
把点B的坐标代入直线方程x-2y-5=0,得m-2n-5=0②,
由①②解得故点B.
所以直线BC的方程为=,
整理得46x-41y-43=0.
6.D 联立解得
则直线l1与l2的交点坐标为(-2,1),
易得过点(-2,1)与坐标原点(0,0)的直线方程为x+2y=0.
7.A 解方程组得所以两直线的交点坐标为(1,3),又因为所求直线的斜率为2,所以所求直线的方程为y-3=2(x-1),整理得y=2x+1.
8.B 由得所以直线2x+y-8=0与直线x-2y+1=0的交点坐标为(3,2).当所求直线经过原点时,直线的方程为y=x,即2x-3y=0;当所求直线不经过原点时,设直线的方程为+=1(λ≠0),把(3,2)代入,得3-2=λ,所以λ=1,所以直线的方程为x-y-1=0.
综上,所求直线方程为x-y-1=0或2x-3y=0.
9.解析 解方程组得所以两直线的交点坐标为(-2,2).因为所求直线垂直于直线3x-2y+4=0,所以所求直线的斜率k=-,所以所求直线的方程为y-2=-(x+2),即2x+3y-2=0.
能力提升练
1.D 由=2可得2x-y-1=0(x≠2),则A={(x,y)|2x-y-1=0,x≠2},故集合A表示的是直线2x-y-1=0上除点(2,3)外的点.①当直线ax-y-2=0与直线2x-y-1=0平行时,满足A∩B=⌀,则a=2;②当直线ax-y-2=0过点(2,3)时,满足A∩B=⌀,则2a-5=0,解得a=.
综上所述,a=2或a=.
2.ABD 对于A,联立解得所以直线l恒过定点(-2,2),故A正确.
对于B,当λ=-4时,直线l:x=-2,其在y轴上的截距不存在,与题意不符;
当λ=-时,直线l:y=2,其在x轴上的截距不存在,与题意不符;
当λ≠-4且λ≠-时,令x=0,得y=,令y=0,得x=,
令=-,得λ=-或λ=1,符合题意,故B正确.
对于C,由B知λ=-4时,直线l:x=-2,斜率不存在,故C错误.
对于D,易知点A到直线l的距离的最大值为点A(1,1)与定点(-2,2)之间的距离,设B(-2,2),则=(-3,1),故距离的最大值为||=,故D正确.
3.ABC 设三条直线2x-3y+1=0,4x+3y+5=0,mx-y-1=0分别为l1,l2,l3,斜率分别为k1,k2,k3,且k1=,k2=-,k3=m.当l3∥l1,即k3=k1,即m=时,l1,l2,l3不能构成三角形;当l3∥l2,即k3=k2,即m=-时,l1,l2,l3不能构成三角形;由得所以直线l1与l2的交点坐标为,当直线l3过直线l1,l2的交点时,l1,l2,l3不能构成三角形,则-m+-1=0,解得m=-.
综上所述,实数m的取值集合为.
4.答案 3x+y+1=0
解析 设直线l与l1的交点为A(x0,y0),直线l与l2的交点为B.由已知条件得直线l与l2的交点B的坐标为(-2-x0,4-y0).
由
即
得即A(-2,5),
所以直线l的方程为=,即3x+y+1=0.
5.答案 x+y-10=0
解析 当直线l的斜率不存在时,其方程为x=6,由得即Q(6,24),易知M(6,0),
所以△OQM的面积为×6×24=72.
当直线l的斜率存在时,不妨设其方程为y-4=k(x-6),k≠0,令y=0,得x=6-,即M,
由得即Q,,
由题意可知所以k<0或k>4.
△OQM的面积S=××=,
令3k-2=t(t<-2或t>10),则k=,
则S====,由t<-2或t>10,得-<<0或0<<,
又1--=-20+,
所以0<-20+≤,故S=≥=40,
所以当=-,即t=-5,k=-1时,△OQM的面积取得最小值.
因为40<72,所以使△OQM的面积最小的直线l的方程为y-4=-(x-6),即x+y-10=0.
6.解析 (1)证明:整理直线l的方程得(x-y+2)+m(2x+y+7)=0,
令解得
故无论m为何实数,直线l恒过定点M(-3,-1).
(2)当直线l1的斜率不存在或等于零时,显然不符合题意.
当直线l1的斜率存在,且不为零时,设直线l1的方程为y=k(x+3)-1(k≠0),
设直线l1与y轴、x轴的交点分别为A,B,
令x=0,则y=3k-1;令y=0,则x=-3,
∴A(0,3k-1),B.
∵夹在两坐标轴之间的线段被M点平分,
∴点M为线段AB的中点,
∴解得k=-,
则直线l1的方程为y=-x-2,即x+3y+6=0.
7.C 设B关于直线y=x+1的对称点为B'(x,y),
则解得∴B'(1,0).
易知B'在直线AC上,
∴直线AC的方程为=,即x-2y-1=0.
8.C 易知直线l1:y=kx-k+1恒过点(1,1),因为直线l1与l2关于直线l对称,所以直线l2一定过点(1,1)关于直线l:x-y+1=0的对称点.
设此对称点的坐标为(a,b),则
解得所以直线l2一定过点(0,2).
9.B 设直线l1:2x-y-3=0与x轴、y轴的交点分别为A,B,则A,B(0,-3),则点A关于y轴的对称点A1,点B关于x轴的对称点B1(0,3)均在直线l3上,所以l3的方程为+=1,即2x-y+3=0.
10.答案
解析 由题意,可得OP1∥P2P3,P1P2∥P3P4,
设P1(1,b)(0<b<1),则==b,
因为点P4落在线段OA上(不包括端点),所以P4落到点O,点A处为两个满足题意的临界位置(不包括这两个位置).
当P4落到点O处时,因为点O为线段AB的中点,且质点从点O出发后又回到点O,所以P1为线段BC的中点,所以=b=;
当P4落到点A处时,点P4与点P3重合,如图所示,
设∠P1OB=θ,则∠P1P2C=∠DP2P3=θ,且tan θ=b,所以|CP1|=1-b,|CP2|==-1,|DP2|=3-,
所以tan θ===b,
所以b=,所以=.
综上所述,OP1所在直线的斜率的取值范围是.
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