内容正文:
直线的方程
知识点一:直线的倾斜角和斜率
1.直线的倾斜角
若直线与轴相交,则以轴正方向为始边,绕交点逆时针旋转直至与重合所成的角称为直线的倾斜角,通常用表示
(1)若直线与轴平行(或重合),则倾斜角为
(2)倾斜角的取值范围
2.直线的斜率
设直线的倾斜角为,则的正切值称为直线的斜率,记为
(1)当时,斜率不存在;所以竖直线是不存在斜率的
(2)所有的直线均有倾斜角,但是不是所有的直线均有斜率
(3)斜率与倾斜角都是刻画直线的倾斜程度,但就其应用范围,斜率适用的范围更广(与直线方程相联系)
(4)越大,直线越陡峭 (5)倾斜角与斜率的关系
当时,直线平行于轴或与轴重合;
当时,直线的倾斜角为锐角,倾斜角随的增大而增大;
当时,直线的倾斜角为钝角,倾斜角随的增大而减小;
3.过两点的直线斜率公式
已知直线上任意两点,,则
(1)直线的斜率是确定的,与所取的点无关.
(2)若,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°
4.三点共线.
两直线的斜率相等→三点共线;反过来,三点共线,则直线的斜率相等(斜率存在时)或斜率都不存在.
知识点二:直线的方程
1.直线的截距
若直线与坐标轴分别交于,则称分别为直线的横截距,纵截距
(1)截距:可视为直线与坐标轴交点的简记形式,其取值可正,可负,可为0(不要顾名思义误认为与“距离”相关)
(2)横纵截距均为0的直线为过原点的非水平非竖直直线
2.直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式
不含垂直于轴的直线
斜截式
不含垂直于轴的直线
两点式
不含直线和直线
截距式
不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式
平面直角坐标系内的直线都适用
3.求曲线(或直线)方程的方法:
在已知曲线类型的前提下,求曲线(或直线)方程的思路通常有两种:
(1)直接法:寻找决定曲线方程的要素,然后直接写出方程,例如在直线中,若用直接法则需找到两个点,或者一点一斜率
(2)间接法:若题目条件与所求要素联系不紧密,则考虑先利用待定系数法设出曲线方程,然后再利用条件解出参数的值(通常条件的个数与所求参数的个数一致)
4.线段中点坐标公式
若点的坐标分别为且线段的中点的坐标为,则,此公式为线段的中点坐标公式.
5.两直线的夹角公式 若直线与直线的夹角为,则.
题型一:倾斜角与斜率的计算
例1(1)(25-26高二上·陕西汉中·期中)直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
(2)(25-26高二上·江苏盐城·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
(3)(25-26高二上·重庆渝北·期中)已知直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
例2(1)(25-26高二上·福建宁德·期中)直线的倾斜角是,则的值是( )
A. B. C. D.
(2)(2025·湖北荆州·高二统考阶段练习)若直线经过两点,,且其倾斜角为135°,则的值为( )
A.0 B. C. D.
(3)(25-26高二上·浙江杭州·期中)直线经过两点,直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则的斜率为( )
A. B. C. D.
(4)(25-26高二上·广东广州·期末)经过,两点的直线的一个方向向量为,则实数t的值为( )
A. B.2 C. D.6
(5)(25-26高二上·湖北荆州·期末)在平面直角坐标系中,已知四边形为正方形,所在直线的斜率存在且分别为.若,则( )
A. B. C.2 D.
例3(1)(24-25高二上·湖南常德·期中)直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B. C. D.
(2)(25-26高二上·安徽六安·期中)设直线的方程,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
(3)(25-26高二上·河北石家庄·期中)已知点A,B位于直线上,其中点A在x轴上,点C是平面xOy中的一点,若为正三角形,则直线AC的斜率为( )
A. B. C.或 D.或
(4)(多选题)(25-26高二上·山东临沂·期中)对于直线,下列说法中正确的是( )
A.的倾斜角可以为 B.时,不经过第二象限
C.的一个方向向量为时, D.直线恒过定点
(5)(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知点,直线的倾斜角,那么的取值范围是__________.
题型二:三点共线问题
例4(1)(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)若,,三点共线,则实数a=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
(2)(25-26高二上·江苏淮安·阶段检测)下列三点在同一直线上的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
(3)(25-26高二上·河北邢台·阶段检测)已知三点,则“三点共线”是“或”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
(4)(2025海松江·高二上海市松江二中校考期中)已知点,,,若线段,,不能构成三角形,则的值是________.
(5)(多选题)(25-26高二上·四川成都·阶段检测)下列结论正确的是( )
A.若三点共线,则m的值为0
B.已知两点,过点的直线与线段有公共点,则的斜率k的取值范围为
C.已知点,点B在坐标轴上,经过两点直线的方向向量为,则可以是点B的坐标
D.若两直线的倾斜角分别为,斜率分别是,则
题型三:过定点的直线与线段相交问题
例5(1)(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知点,,过点的直线l与线段AB有交点,则直线l斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
(2)(25-26高二上·四川内江·期中)设点,若过点的直线与线段有公共点.则直线的斜率取值范围是( )
A. B.
C. D.
(3)(25-26高二上·天津·期中)已知直线经过点,且与以,为端点的线段没有公共点,则直线的倾斜角的取值范围为___________.
(4)(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)已知直线与线段不相交,其中,,则直线斜率的取值范围为_______.
例6(1)(25-26高二上·安徽·期中)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
(2)(25-26高二上·广东深圳·期中)已知点,直线与线段相交(不含,两点),则的取值范围为( )
A. B. C. D.
(3)(25-26高二上·湖北孝感·期中)若直线与以为端点的线段相交,则直线的倾斜角取值范围为( )
A. B.
C. D.
(4)(25-26高二上·湖南·阶段检测)已知,,直线与线段有公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
例7(1)(25-26高二上·河南·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知点是线段上的动点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
(2)(25-26高二上·广东揭阳·阶段检测)已知、,点在线段上,则的取值范围为________.
(3)(25-26高二上·江苏无锡·期中)已知,则的取值范围是________.
题型四:直线的方程
例8(1)(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)过点且倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
(2)(25-26高二上·湖北黄石·期末)已知直线过点,且直线的一个方向向量为,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
(3)(24-25高二下·上海·期中)已知直线过点,且与直线的夹角为,则直线的方程为______________.
(4)(多选题)(25-26高二上·河北雄安·期末)过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为( )
A. B. C. D.
例9(1)(25-26高二上·福建宁德·期末)直线经过点,且在两坐标轴上的截距相等,则的方程为 ( )
A. B.
C.或 D.或
(2)(25-26高二上·福建厦门·期中)过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
(3)(25-26高二下·湖北武汉·开学考试)已知直线:,直线是直线绕点逆时针旋转45°得到的直线,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
(4)(多选题)(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)下列结论正确的是( )
A.方程与方程可表示同一直线
B.直线过点,倾斜角为,则其方程是
C.直线过点,斜率不存在,则其方程是
D.所有的直线都有点斜式和截距式方程
(5)(多选题)(25-26高二上·河北石家庄·期末)下列说法正确的有( )
A.直线的倾斜角为
B.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
C.过、两点的所有直线的方程为
D.设直线的方程为,则直线倾斜角的取值范围是
例10(1)(25-26高二上·江苏常州·期末)设直线的方程为.
(1)求经过定点的坐标;
(2)若直线在轴上的截距是在轴上的截距的2倍,求直线的方程.
(2)(25-26高二上·安徽·期中)求出满足下列条件的直线方程:
(1)经过点,且与直线平行;
(2)经过点,且与直线垂直;
(3)经过点,且在两坐标轴上的截距的绝对值相等.
(3)(25-26高二上·安徽六安·期末)已知的三个顶点分别为,是的重心.
(1)试求点的坐标;
(2)试求的值;
(3)试求以为顶点构成的平行四边形的两条对角线所在的直线方程.
(4)(25-26高二上·广东·期中)已知点,位于直线上,其中在轴上,是平面中的一点.
(1)若为正三角形,求直线的斜率;
(2)设为的重心.
(i)证明:始终在同一条直线上,并求这条直线的方程;
(ii)若的面积为3,求点的坐标.
题型五:直线与坐标轴围成的三角形问题
例11(1)(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)已知为坐标原点,直线过点,且与轴负半轴交于点,与轴负半轴交于点,则面积的最小值为( )
A.16 B.20 C.24 D.40
(2)已知过定点直线在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
(3)(多选题)在平面直角坐标系中,直线与坐标轴分别交于点,,则下列选项中正确的是( )
A.存在正实数使得△面积为的直线l恰有一条
B.存在正实数使得△面积为的直线l恰有二条
C.存在正实数使得△面积为的直线l恰有三条
D.存在正实数使得△面积为的直线l恰有四条
(4)(25-26高二上·江苏常州·阶段检测)已知直线过点,且与轴正半轴、轴正半轴分别交于,,则面积的最小值________,此时的直线方程为________________.
例12(1)(25-26高二上·上海松江·阶段检测)直角三角形的斜边在轴上,其中点在点的左侧,直角顶点的坐标是.
(1)设直线的斜率为,试求点和点的坐标(用表示);
(2)试求直角三角形的面积的最小值及面积取到最小值时的点坐标.
(2)(25-26高二上·贵州遵义·期中)已知直线均过点.
(1)若直线过点,且,求直线的方程(写成斜截式);
(2)若直线在轴和轴上的截距互为相反数,求直线的方程(写成斜截式);
(3)若直线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的方程(写成斜截式).
(3)(25-26高二上·山东枣庄·期中)已知直线.
(1)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(2)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求直线的方程.
(4)(25-26高二上·福建福州·期中)已知直线经过点.
(1)若直线被两条相交直线和所截得的线段恰被点平分,求直线的方程;
(2)若直线与轴,轴的正半轴分别交于,两点,求的最小值,其中.
(5)(25-26高二上·上海·期末)已知一条动直线,
(1)求证:直线恒过定点,并求出定点的坐标.
(2)若直线与轴的正半轴分别交于两点,当取最小值时,求直线的方程.
题型六:两直线的夹角问题
例13(1)(25-26高二上·上海徐汇·期末)已知直线的方程为,若直线过点,且直线与直线的夹角为,则直线的方程为____________.
(2)(25-26高二上·浙江杭州·期中)直线和的夹角的余弦值为________.
(3)已知直线,,若直线l过且与直线m、n在第一象限围成一个等腰锐角三角形,则直线l的斜率是( )
A. B. C. D.2
题型七:直线过定点问题
例14(1)(25-26高二上·河北石家庄·期中)直线恒过定点的坐标为_____.
(2)已知直线恒过定点A,点A在直线上,其中m、n均为正数,则的最小值为( )
A.4 B. C.8 D.
题型八:轨迹方程
例15(1)过点作两条互相垂直的直线,若交轴于点,交轴于点,求线段的中点的轨迹方程.
(2)已知是坐标原点,.若点满足,其中,且,求点的轨迹方程.
题型九:中点公式
例16(1)过点P(0,1)作直线l,使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段被点P平分,则直线l的方程为_________.
(2)已知直线 :过定点,若直线被直线和轴截得的线段恰好被定点平分,求的值.
(3)从点出发的一束光线依次经过直线和反射后回到点.设和上反射点分别为和,求直线的方程.
练习题
1.(25-26高二下·上海·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·安徽淮北·期末)直线的斜率的取值范围是,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·河南新乡·阶段检测)已知直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形,则直线l的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
4.(2026·广东江门·二模)若直线,的倾斜角分别为,,则( )
A. B. C. D.
5.(2026·陕西咸阳·二模)已知点,,若直线:与线段的延长线相交,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
6.(25-26高二上·四川成都·期中)已知,,直线上存在点P,满足,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.(25-26高二上·安徽芜湖·期中)已知函数的图象经过点和点,直线经过点,且直线交线段于点,记的周长为,的周长为,若,则( )
A.2 B.4 C.-2 D.-4
8.(25-26高二上·北京朝阳·期末)已知和是平面直角坐标系中的两个点集,其中中的点被涂成红色,中的点被涂成蓝色.若直线l:满足红色点和蓝色点分别位于l的两侧(红色点和蓝色点均不在上),则( )
A.当时,b的值可以为6 B.当时,k的值可以为
C.当时,b的取值范围是 D.当时,的取值范围是
9.(25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测)已知直线恒过定点,点也在直线上,其中、均为正数,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
10.(25-26高二上·浙江杭州·期中),过定点的动直线和过定点的动直线交于点(与不重合,为坐标原点),则以下结论:(1)为定值;(2)的面积的最大值为;(3)的最大值为5;(4)的最大值为.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
11.(多选题)(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列关于直线的结论中,正确的有( )
A.直线的倾斜角为
B.经过平面上不同的两点,的直线方程为
C.直线:,:,则的充要条件是或
D.经过在两坐标轴上截距相等的直线恰有三条
12.(多选题)(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.直线在轴上的截距为2 B.直线的方向向量为
C.经过点,且在轴上截距相等的直线方程为
D.若点在直线上,且满足,则的取值范围为
13.(多选题)(25-26高二上·山东淄博·阶段检测)下列四个命题中正确的是( )
A.过点,且在轴和轴上的截距互为相反数的直线方程为;
B.已知两条直线,若,则;
C.若直线和以为端点的线段相交,则实数的取值范围为或;
D.若三条直线不能构成三角形,则实数所有可能的取值组成的集合为.
14.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知斜率为2的直线与轴交于点,直线绕点逆时针旋转得到直线,则直线的斜率为______.
15.(24-25高二上·江苏·阶段检测)的顶点坐标分别为,则角的平分线所在的直线方程为__________.
16.(25-26高二上·河南濮阳·期中)已知点,,直线l:上总存在一点P,使得(),则实数k的取值范围为________.
17.(25-26高二下·贵州·阶段检测)在中,点在线段BC上,且,过点的直线分别交直线于不同的两点.若.直线恒过定点,则点的坐标为__________.
18.(25-26高二上·上海·期末)平面直角坐标系内,直线和上分别取点和,这三个点和原点可以围成一个正方形,则直线的斜率为__________.
19.(25-26高二上·安徽淮南·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)设为坐标原点,若直线与轴正半轴交于点、与轴正半轴交于点,求的最小值,并求此时直线的方程;
20.(25-26高二上·广东广州·期中)已知在平行四边形中,,,,.
(1)求直线BC的方程;
(2)若一条光线从点A射出,经x轴反射,反射光线经过点B,求入射光线所在直线的方程;
(3)过点A的直线l与x轴正半轴交于点E,与y轴正半轴交于点F,求的最小值.
21.(25-26高二上·辽宁大连·期中)设为实数,直线恒过一定点记作,为的一个直角顶点,另两个顶点为、,其中点在轴上,点
(1)求点,的坐标;
(2)求斜边中线所在的直线方程;
(3)设点,若是线段上的动点,求的取值范围.
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直线的方程
知识点一:直线的倾斜角和斜率
1.直线的倾斜角
若直线与轴相交,则以轴正方向为始边,绕交点逆时针旋转直至与重合所成的角称为直线的倾斜角,通常用表示
(1)若直线与轴平行(或重合),则倾斜角为
(2)倾斜角的取值范围
2.直线的斜率
设直线的倾斜角为,则的正切值称为直线的斜率,记为
(1)当时,斜率不存在;所以竖直线是不存在斜率的
(2)所有的直线均有倾斜角,但是不是所有的直线均有斜率
(3)斜率与倾斜角都是刻画直线的倾斜程度,但就其应用范围,斜率适用的范围更广(与直线方程相联系)
(4)越大,直线越陡峭 (5)倾斜角与斜率的关系
当时,直线平行于轴或与轴重合;
当时,直线的倾斜角为锐角,倾斜角随的增大而增大;
当时,直线的倾斜角为钝角,倾斜角随的增大而减小;
3.过两点的直线斜率公式
已知直线上任意两点,,则
(1)直线的斜率是确定的,与所取的点无关.
(2)若,则直线的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°
4.三点共线.
两直线的斜率相等→三点共线;反过来,三点共线,则直线的斜率相等(斜率存在时)或斜率都不存在.
知识点二:直线的方程
1.直线的截距
若直线与坐标轴分别交于,则称分别为直线的横截距,纵截距
(1)截距:可视为直线与坐标轴交点的简记形式,其取值可正,可负,可为0(不要顾名思义误认为与“距离”相关)
(2)横纵截距均为0的直线为过原点的非水平非竖直直线
2.直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式
不含垂直于轴的直线
斜截式
不含垂直于轴的直线
两点式
不含直线和直线
截距式
不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式
平面直角坐标系内的直线都适用
3.求曲线(或直线)方程的方法:
在已知曲线类型的前提下,求曲线(或直线)方程的思路通常有两种:
(1)直接法:寻找决定曲线方程的要素,然后直接写出方程,例如在直线中,若用直接法则需找到两个点,或者一点一斜率
(2)间接法:若题目条件与所求要素联系不紧密,则考虑先利用待定系数法设出曲线方程,然后再利用条件解出参数的值(通常条件的个数与所求参数的个数一致)
4.线段中点坐标公式
若点的坐标分别为且线段的中点的坐标为,则,此公式为线段的中点坐标公式.
5.两直线的夹角公式 若直线与直线的夹角为,则.
题型一:倾斜角与斜率的计算
例1(1)(25-26高二上·陕西汉中·期中)直线的倾斜角是( )
A. B. C. D.
(2)(25-26高二上·江苏盐城·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
(3)(25-26高二上·重庆渝北·期中)已知直线,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
例2(1)(25-26高二上·福建宁德·期中)直线的倾斜角是,则的值是( )
A. B. C. D.
【详解】因为直线的倾斜角是,所以,所以直线方程变形为.
所以,解得.故选:B.
(2)(2025·湖北荆州·高二统考阶段练习)若直线经过两点,,且其倾斜角为135°,则的值为( )
A.0 B. C. D.
(3)(25-26高二上·浙江杭州·期中)直线经过两点,直线的倾斜角是直线的倾斜角的2倍,则的斜率为( )
A. B. C. D.
【详解】由直线经过两点,得直线的斜率,则直线的倾斜角,直线的倾斜角为,所以的斜率为.
(4)(25-26高二上·广东广州·期末)经过,两点的直线的一个方向向量为,则实数t的值为( )
A. B.2 C. D.6
【详解】由题意,,则.故选:C
(5)(25-26高二上·湖北荆州·期末)在平面直角坐标系中,已知四边形为正方形,所在直线的斜率存在且分别为.若,则( )
A. B. C.2 D.
【详解】不妨设直线的倾斜角为,则直线的斜率分别为,
,,又,,即.又,,化简得,解得(负值舍去).故选:D.
例3(1)(24-25高二上·湖南常德·期中)直线的方程为,则直线的倾斜角的范围是( )
A. B. C. D.
【详解】当时,直线的方程为,此时倾斜角,当时,由直线方程可得斜率,因为且,所以,即,又,所以,综上,故选:D
(2)(25-26高二上·安徽六安·期中)设直线的方程,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】由直线的方程,可得其斜率,依题意,直线的倾斜角满足,且,结合正切函数的图象,可得.故选:C
(3)(25-26高二上·河北石家庄·期中)已知点A,B位于直线上,其中点A在x轴上,点C是平面xOy中的一点,若为正三角形,则直线AC的斜率为( )
A. B. C.或 D.或
【详解】因为点A在x轴上,且在直线上,所以,易知直线l的倾斜角为,若为正三角形,则直线AC的倾斜角为或,即或,故直线AC的斜率为,或.故选:D
(4)(多选题)(25-26高二上·山东临沂·期中)对于直线,下列说法中正确的是( )
A.的倾斜角可以为 B.时,不经过第二象限
C.的一个方向向量为时, D.直线恒过定点
【详解】对于:直线:,斜率,所以斜率肯定存在,所以倾斜角不可能是,故选项错误;对于:可化简为:,所以直线恒过定点,时,斜率,所以直线经过一、三、四象限,不经过第二象限,故选项正确;对于:l的一个方向向量为时,斜率,又,所以,故选项错误;对于:可化简为:,所以直线恒过定点,故选项正确;故选:.
(5)(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知点,直线的倾斜角,那么的取值范围是__________.
【详解】因为直线的倾斜角,可得直线的斜率,又因为,可得直线的斜率,解得,即的范围为
题型二:三点共线问题
例4(1)(25-26高二上·江西上饶·阶段检测)若,,三点共线,则实数a=( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【详解】由三点共线得,即,解得.故选:A.
(2)(25-26高二上·江苏淮安·阶段检测)下列三点在同一直线上的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
(3)(25-26高二上·河北邢台·阶段检测)已知三点,则“三点共线”是“或”的( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
【详解】当时,三点均在直线上;当时,,而直线的斜率不存在,显然三点不在一条直线上;当时,若三点共线,则,即,解得或.综上,若三点共线,则或或,故“三点共线”是“-4或”的必要不充分条件.故选:C.
(4)(2025海松江·高二上海市松江二中校考期中)已知点,,,若线段,,不能构成三角形,则的值是________.
【详解】因为线段,,不能构成三角形,所以三点共线,
显然直线的斜率存在,故,即,解得,故答案为:4
(5)(多选题)(25-26高二上·四川成都·阶段检测)下列结论正确的是( )
A.若三点共线,则m的值为0
B.已知两点,过点的直线与线段有公共点,则的斜率k的取值范围为
C.已知点,点B在坐标轴上,经过两点直线的方向向量为,则可以是点B的坐标
D.若两直线的倾斜角分别为,斜率分别是,则
【详解】对于A选项,由可得,由三点共线得,得,A选项正确;对于B选项,由、,,则,,
由图可知,要使过点的直线与线段MN有公共点,则或,即的斜率k的取值范围为,故B错误;对于C选项,若,则,故与平行,故C选项正确;对于D选项,若,但是,故D选项错误;故选:AC.
题型三:过定点的直线与线段相交问题
例5(1)(25-26高二上·浙江杭州·期中)已知点,,过点的直线l与线段AB有交点,则直线l斜率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】由,得直线的斜率分别为,,
而过点的直线与线段有交点,如图,
所以直线l斜率的取值范围为.
(2)(25-26高二上·四川内江·期中)设点,若过点的直线与线段有公共点.则直线的斜率取值范围是( )
A. B.
C. D.
【详解】设过点且垂直于轴的直线交线段于点,如下图所示:
,,当直线从的位置旋转至与的位置靠近时,此时直线的倾斜角逐渐增大,且为锐角,则;当直线从靠近的位置旋转至的位置时,此时直线的倾斜角逐渐增大,且为钝角,则.综上所述,直线的斜率的取值范围是.故选:A.
(3)(25-26高二上·天津·期中)已知直线经过点,且与以,为端点的线段没有公共点,则直线的倾斜角的取值范围为___________.
【详解】
如图,先求出直线的斜率分别为:,
则可得直线的倾斜角分别为,由图知,要使直线与线段没有公共点,需使直线的倾斜角满足,即直线的倾斜角的取值范围为.故答案为:.
(4)(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)已知直线与线段不相交,其中,,则直线斜率的取值范围为_______.
【详解】直线过定点,则,如图,则由图可知当直线与线段相交时或.
故直线与线段不相交时,斜率的取值范围为
例6(1)(25-26高二上·安徽·期中)已知直线,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【详解】
由题可知直线过定点.,,
与线段相交,由题意设直线的斜率为或.由于在及上均单调递增,直线的倾斜角的范围为.故选:C.
(2)(25-26高二上·广东深圳·期中)已知点,直线与线段相交(不含,两点),则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】由直线,可得,又由直线的点斜式方程,可得直线恒过定点,
因为,可得,如图所示,若直线与线段相交(不包含端点),则,即直线斜率的取值范围为.故选:B.
(3)(25-26高二上·湖北孝感·期中)若直线与以为端点的线段相交,则直线的倾斜角取值范围为( )
A. B.
C. D.
【详解】直线,即,则直线恒过定点,且斜率为,
,,直线与以为端点的线段相交,
或,或,直线的倾斜角取值范围为.故选:A.
(4)(25-26高二上·湖南·阶段检测)已知,,直线与线段有公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】由,得.
令,解得,则直线经过定点,则,,
如图,设直线的斜率为,则或,
即或,解得或.
因为当时,直线与线段也有交点,所以的取值范围是,故A正确.故选:A
例7(1)(25-26高二上·河南·阶段检测)在平面直角坐标系中,已知点是线段上的动点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】当时,;当时,,所以线段的最左端是,最右端是,表示点与点连线的斜率,当点在点A处时,;当点在点B处时,;
结合图象可知,的取值范围是.故选:C.
(2)(25-26高二上·广东揭阳·阶段检测)已知、,点在线段上,则的取值范围为________.
【详解】由直线的斜率公式可得:;.将看成线段上一点与定点连线的斜率,结合图形,要使直线经过点,且与线段有交点,的斜率需满足或.故答案为:
(3)(25-26高二上·江苏无锡·期中)已知,则的取值范围是________.
【详解】表示平面直角坐标系中点与点连线的斜率,其中点在直线的的部分上,点在线段上,取点,点的坐标为时,直线的斜率为,当时,直线的斜率小于0且趋近于0,所以的取值范围是.
故答案为:.
题型四:直线的方程
例8(1)(25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末)过点且倾斜角为的直线方程为( )
A. B.
C. D.
(2)(25-26高二上·湖北黄石·期末)已知直线过点,且直线的一个方向向量为,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
(3)(24-25高二下·上海·期中)已知直线过点,且与直线的夹角为,则直线的方程为______________.
【详解】由题意得:直线的斜率为,所以其倾斜角为,设直线的倾斜角为,
又直线与直线的夹角为,所以或,又直线过点,
当时,直线的方程为:,当时,斜率,所以直线的方程为:,即.
(4)(多选题)(25-26高二上·河北雄安·期末)过点且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为( )
A. B. C. D.
【详解】若两截距都为,则该直线过原点,其方程为,即;
若截距不为,不妨设其在横轴上的截距为,则在纵轴上的截距为,
此方程为,代入得,解得,整理得.
例9(1)(25-26高二上·福建宁德·期末)直线经过点,且在两坐标轴上的截距相等,则的方程为 ( )
A. B.
C.或 D.或
【详解】当截距都为零,则经过坐标原点,设直线方程为,则,所以直线方程为,
当截距都不为零,设直线方程为,则,所以直线方程为,即.综上直线方程为:或.故选:C
(2)(25-26高二上·福建厦门·期中)过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【详解】直线的斜率为,所求直线与其平行,故其斜率为,又直线过点,则所求直线的方程为,即.故选:C
(3)(25-26高二下·湖北武汉·开学考试)已知直线:,直线是直线绕点逆时针旋转45°得到的直线,则直线的方程是( )
A. B. C. D.
【详解】设直线的倾斜角为,则,由直线是直线绕点逆时针旋转45°得到的直线,
故直线的倾斜角为,故直线的斜率为,又在直线上,故直线过点,即直线的方程为,化简得.
(4)(多选题)(25-26高二上·江苏南通·阶段检测)下列结论正确的是( )
A.方程与方程可表示同一直线
B.直线过点,倾斜角为,则其方程是
C.直线过点,斜率不存在,则其方程是
D.所有的直线都有点斜式和截距式方程
【详解】对于A:方程分母不为0,要求,对应的直线不包含点,而包含点,二者不能表示同一直线,A错误;对于B: 倾斜角为,斜率,代入点斜式方程得,整理得,B正确;对于C:斜率不存在的直线垂直于轴,直线上所有点的横坐标恒为,方程为,C正确;对于D:点斜式要求斜率存在,斜率不存在的直线没有点斜式;截距式要求横、纵截距都存在且不为0,过原点的直线没有截距式,因此不是所有直线都有点斜式和截距式,D错误.
(5)(多选题)(25-26高二上·河北石家庄·期末)下列说法正确的有( )
A.直线的倾斜角为
B.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
C.过、两点的所有直线的方程为
D.设直线的方程为,则直线倾斜角的取值范围是
【详解】对于A,直线可得,则斜率,所以直线倾斜角满足,且,即,故正确;对于B,当截距不为0时,由直线截距式可设直线方程为,代入得,解得;当截距为0时,可设直线方程为,代入得,即,故错误;
对于C,根据直线方程两点式可知,且,故错误;对于D,由直线的方程为可得,斜率,由得,设倾斜角为,则,由,得,故正确,故选:AD.
例10(1)(25-26高二上·江苏常州·期末)设直线的方程为.
(1)求经过定点的坐标;
(2)若直线在轴上的截距是在轴上的截距的2倍,求直线的方程.
【详解】(1)由整理可得,令,解得,
所以不论为何值,直线必过一定点.
(2)由题意可知:,且,令,解得;令,解得;
因为,解得或,当时,直线的方程为:;
当时,直线的方程为:;综上所述:所求直线的方程为或.
(2)(25-26高二上·安徽·期中)求出满足下列条件的直线方程:
(1)经过点,且与直线平行;
(2)经过点,且与直线垂直;
(3)经过点,且在两坐标轴上的截距的绝对值相等.
【详解】(1)解:由直线的斜率,设所求直线的斜率为,因为所求直线与直线平行,所以,又因为所求直线经过,所以,
即所求直线方程为.
(2)解:由直线的斜率,因为两条直线垂直且斜率均存在,所以斜率之积为,
设所求直线的斜率为,可得,解得,又因为所求直线经过点,可得,即直线方程为.
(3)解:设直线在轴截距为,在轴截距为,①当时,直线过原点,设方程为,
因为直线过点,可得,此时在坐标轴截距都是0,绝对值相等,满足条件,
此时直线方程为;
②当时,则直线方程为且.又所求直线过点,可得,
(i)若,代入得,解得,所以直线方程为;
(ii)若,代入得,解得,所以直线方程为.
综上所述,所求直线方程为或或.
(3)(25-26高二上·安徽六安·期末)已知的三个顶点分别为,是的重心.
(1)试求点的坐标;
(2)试求的值;
(3)试求以为顶点构成的平行四边形的两条对角线所在的直线方程.
【详解】(1)因为的三个顶点分别为,是的重心所以重心坐标为,即.
(2)因为的三个顶点分别为,所以.
所以.
(3)以为顶点的平行四边形有三种情况,对应三组对角线:
①对角线(为第四个顶点)因为,所以所在直线方程为,即.的坐标为,所以,
所以直线的方程为,即.
②对角线(为第四个顶点)因为,所以所在直线方程为,即.的坐标为,所以,
所以直线的方程为,即.
③对角线(为第四个顶点)因为,所以所在直线方程为,即.的坐标为,所以,所以直线的方程为,即.
(4)(25-26高二上·广东·期中)已知点,位于直线上,其中在轴上,是平面中的一点.
(1)若为正三角形,求直线的斜率;
(2)设为的重心.
(i)证明:始终在同一条直线上,并求这条直线的方程;
(ii)若的面积为3,求点的坐标.
【详解】(1)因为在轴上,所以,因为直线的倾斜角为,若为正三角形,则直线的倾斜角为或,故斜率为,
或.
(2)(i)设,设中点,由为的重心,故,解得.
,,解得,故始终在直线上.
(ii)因为为的重心,所以,故,
,解得或,故代入的坐标得或.
题型五:直线与坐标轴围成的三角形问题
例11(1)(25-26高二上·内蒙古赤峰·期中)已知为坐标原点,直线过点,且与轴负半轴交于点,与轴负半轴交于点,则面积的最小值为( )
A.16 B.20 C.24 D.40
【详解】如图:
依题意设直线的方程为(,),则,且,,
所以,即,当且仅当,时,等号成立,所以的面积,则面积的最小值为20.故选:B
(2)已知过定点直线在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【解析】直线可变为,所以过定点,又因为直线在两坐标轴上的截距都是正值,可知,令,所以直线与轴的交点为,令,所以直线与轴的交点为,所以,当且仅当即时取等,所以此时直线为:.故选:C.
(3)(多选题)在平面直角坐标系中,直线与坐标轴分别交于点,,则下列选项中正确的是( )
A.存在正实数使得△面积为的直线l恰有一条
B.存在正实数使得△面积为的直线l恰有二条
C.存在正实数使得△面积为的直线l恰有三条
D.存在正实数使得△面积为的直线l恰有四条
【解析】由题意,直线与轴、轴交点分别为,,
∴,作出其图象如图所示,
由图知,当时,有两解;当时,有三解;当时,有四解.
(4)(25-26高二上·江苏常州·阶段检测)已知直线过点,且与轴正半轴、轴正半轴分别交于,,则面积的最小值________,此时的直线方程为________________.
【详解】依题意设,,则直线的方程为,直线过点,,,,
当且仅当,即时,,此时,则直线的方程为,即.
故答案为:;.
例12(1)(25-26高二上·上海松江·阶段检测)直角三角形的斜边在轴上,其中点在点的左侧,直角顶点的坐标是.
(1)设直线的斜率为,试求点和点的坐标(用表示);
(2)试求直角三角形的面积的最小值及面积取到最小值时的点坐标.
【详解】(1)因为直线的斜率为,直角顶点的坐标是.所以直线的方程为,即.令,则,所以.因为,所以直线的斜率为,那么直线的方程为.令,则,所以.
(2)由(1)知,,所以直角三角形的面积为.由图可知,所以根据基本不等式的性质得,当且仅当,即时,等号成立,此时直角三角形的面积取最小值为,此时点的坐标为.
(2)(25-26高二上·贵州遵义·期中)已知直线均过点.
(1)若直线过点,且,求直线的方程(写成斜截式);
(2)若直线在轴和轴上的截距互为相反数,求直线的方程(写成斜截式);
(3)若直线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的方程(写成斜截式).
【详解】(1),又,所以,所以直线的方程为,即;
(2)当直线的斜率不存在时,直线的方程为,不满足条件;当直线斜率为时,直线的方程为,不满足条件;当斜率存在且不为时,设直线的方程为,令,则,令,则,因为直线在轴和轴上的截距互为相反数,所以,所以或,又因为直线过点,所以,所以当时,;当时,;所以直线的方程为或;
(3)因为直线与两坐标轴的正半轴能够围成三角形,所以直线的斜率一定存在且不为,又直线过点,所以设直线的方程为,令,则,令,则,所以,解得,,
当且仅当,即时,取得最小值,所以直线的方程为,即.
(3)(25-26高二上·山东枣庄·期中)已知直线.
(1)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(2)若直线与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求直线的方程.
【详解】(1)由,即,则,解得,所以直线过定点.因为直线不过第四象限,结合图形可知,直线的斜率存在,所以,此时,直线的方程可化为,记点,则,
由图可得,解得,因此,实数的取值范围是.
(2)已知直线,且由题意知,
令,得,得,令,得,得,
则,所以当时,取最小值,此时直线的方程为,即.
(4)(25-26高二上·福建福州·期中)已知直线经过点.
(1)若直线被两条相交直线和所截得的线段恰被点平分,求直线的方程;
(2)若直线与轴,轴的正半轴分别交于,两点,求的最小值,其中.
【详解】(1)设直线与直线和分别相交于,两点,设,因为点为线段的中点,则,因为点在直线上,
则,解得,则,所以直线的方程为:,即.
(2)由题意可知直线的斜率存在,且,设直线的方程为,则,,,当且仅当,即时取等号.
(5)(25-26高二上·上海·期末)已知一条动直线,
(1)求证:直线恒过定点,并求出定点的坐标.
(2)若直线与轴的正半轴分别交于两点,当取最小值时,求直线的方程.
【详解】(1)整理直线方程得 ,由可得 ,,
故直线恒过定点 .
(2)由(1)知,如图,作轴于M,轴于N,且直线与轴的正半轴分别交于两点,设直线倾斜角为,,
因为,所以,,,,,,
令 ,由 得 ,,则 ,在 上单调递增,当 即 时,上式取最小值 ,此时直线方程为化简得直线方程为 .
题型六:两直线的夹角问题
例13(1)(25-26高二上·上海徐汇·期末)已知直线的方程为,若直线过点,且直线与直线的夹角为,则直线的方程为____________.
【详解】,所以直线的斜率为,倾斜角为,当直线不存在斜率时,方程为,显然此时直线与直线的夹角为,符合题意;当直线存在斜率时,设为,因为直线与直线的夹角为,所以,此时方程为.故答案为:或
(2)(25-26高二上·浙江杭州·期中)直线和的夹角的余弦值为________.
【详解】设直线和的倾斜角分别为,两直线的夹角为,
则,所以,而,,,解得,则直线和的夹角的余弦值为.
(3)已知直线,,若直线l过且与直线m、n在第一象限围成一个等腰锐角三角形,则直线l的斜率是( )
A. B. C. D.2
【解析】根据题意,设直线的斜率为,直线,,两直线相交于点,设,点在直线上,直线与直线相交于点,为等腰锐角三角形,则,则,故必为顶点,必有,则有,必有,解可得:或,则,故选:.
题型七:直线过定点问题
例14(1)(25-26高二上·河北石家庄·期中)直线恒过定点的坐标为_____.
【详解】直线,即,联立可得,∴,即直线恒过定点.
(2)已知直线恒过定点A,点A在直线上,其中m、n均为正数,则的最小值为( )
A.4 B. C.8 D.
【解析】由,得.∴直线恒过定点,即,∵点A在直线上,∴,∴,当且仅当,即时取等号.∴的最小值为:8.故选:C.
题型八:轨迹方程
例15(1)过点作两条互相垂直的直线,若交轴于点,交轴于点,求线段的中点的轨迹方程.
【解析】设M(x,y),连结MP,则A(2x,0),B(0,2y),
∵l1⊥l2,∴△PAB为直角三角形,
,化简,得x+2y-5=0,此即M的轨迹方程.
综上可知,点M的轨迹方程为x+2y-5=0.
(2)已知是坐标原点,.若点满足,其中,且,求点的轨迹方程.
【解析】设,则,,
即,解得即
题型九:中点公式
例16(1)过点P(0,1)作直线l,使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段被点P平分,则直线l的方程为_________.
【详解】设l1与l的交点为A(a,8-2a),则由题意知,点A关于点P的对称点B(-a,2a-6)在l2上,代入l2的方程得-a-3(2a-6)+10=0,解得a=4,即点A(4,0)在直线l上,所以直线l的方程为x+4y-4=0.故答案为:x+4y-4=0.
(2)已知直线 :过定点,若直线被直线和轴截得的线段恰好被定点平分,求的值.
【解析】则直线过定点
设直线与直线交于点,与轴交于点,依题意为中点,在中令,则,即所以,,即,将其代入直线中可得,解之得
(3)从点出发的一束光线依次经过直线和反射后回到点.设和上反射点分别为和,求直线的方程.
解:由题可知,和的斜率分别为:,设关于对称点,则,所以的中点坐标为,且在上,则,同理得关于对称点,由于从点出发的一束光线依次经过直线和反射后回到点,则,,,四点同在一条直线上,则,即,所以,直线方程为.
练习题
1.(25-26高二下·上海·期中)直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2.(25-26高二上·安徽淮北·期末)直线的斜率的取值范围是,则直线l的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】因为,又斜率的取值范围是,所以,当时,,当时,,又,所以根据正切函数的图象可得,.
3.(25-26高二上·河南新乡·阶段检测)已知直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形,则直线l的方程为( )
A.或 B.或
C. D.
【详解】如图,设,直线过和.①当直线垂直于轴时,方程为,直线、直线与轴围成的三角形是,不是等腰三角形,所以直线的斜率存在;
②当直线的斜率小于零时,设关于轴的对称点为,当直线过两点时,,是等腰三角形.又由直线知其斜率为,所以,所以为等边三角形,所以直线的斜率小于零时只有这一种情况,此时直线的倾斜角为,斜率为,方程为,即;
③当直线的斜率为零时,直线平行于轴,不能与直线及x轴围成三角形.所以直线的斜率不为零;
④当直线的斜率大于零时,只有如图一种情况可使直线l过点,且与直线及x轴围成等腰三角形.
设直线与轴负半轴相交于点,则,因为直线的斜率为,倾斜角为,可得,所以,所以直线(即直线)的斜率为,对应方程为,即.综上所述,直线的方程为或.故选:A.
4.(2026·广东江门·二模)若直线,的倾斜角分别为,,则( )
A. B. C. D.
【详解】依题意,直线的斜率,所以直线的斜率.
5.(2026·陕西咸阳·二模)已知点,,若直线:与线段的延长线相交,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【详解】直线的斜率为.直线:可变形为,则直线恒过点,,直线的斜率为.当直线与平行时,.
结合图象可知,若直线与线段的延长线相交,则,即.
6.(25-26高二上·四川成都·期中)已知,,直线上存在点P,满足,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【详解】直线方程可化为:,令得:,直线恒过定点,由得:,当直线上存在点满足时,直线与线段有交点,如图所示,
,,由直线斜率不为,直线的斜率,.故选:D.
7.(25-26高二上·安徽芜湖·期中)已知函数的图象经过点和点,直线经过点,且直线交线段于点,记的周长为,的周长为,若,则( )
A.2 B.4 C.-2 D.-4
【详解】因为所以的图象关于直线对称,故.因为在上都单调递增,在上都单调递减,则在上单调递增; 在上单调递减.所以直线与的图象只有两个交点为和点,设则,设直线与相交于点,则,
于是,则,即,因为直线经过点,,所以.
故选:B.
8.(25-26高二上·北京朝阳·期末)已知和是平面直角坐标系中的两个点集,其中中的点被涂成红色,中的点被涂成蓝色.若直线l:满足红色点和蓝色点分别位于l的两侧(红色点和蓝色点均不在上),则( )
A.当时,b的值可以为6 B.当时,k的值可以为
C.当时,b的取值范围是 D.当时,的取值范围是
【详解】若,,则,则点满足方程,不符合题意,故A错误;若,,则,则满足方程,不符合题意,故B错误;当时,,即,
将中的坐标依次代入中得,①,将中的坐标依次代入中得,②,因为直线l:满足红色点和蓝色点分别位于l的两侧,所以①中各式与②中各式正负性相反,若①中各式均为正数,②中各式均为负数,则,,舍;若①中各式均为负数,②中各式均为正数,则,故C正确;
当时,,即,将中的坐标依次代入中得,,因为,所以各式均为正数,则,将中的坐标依次代入中得,,均为负数,则,则的取值范围是,故D错误.故选:C
9.(25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测)已知直线恒过定点,点也在直线上,其中、均为正数,则的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【详解】由,得,由得,则直线过定点,故,
代入直线,得,整理得,,当且仅当时,即时取等号,故最小值为.故选:D.
10.(25-26高二上·浙江杭州·期中),过定点的动直线和过定点的动直线交于点(与不重合,为坐标原点),则以下结论:(1)为定值;(2)的面积的最大值为;(3)的最大值为5;(4)的最大值为.其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【详解】对于直线,变形为,令,解得,定点,
对于直线,变形为,令,解得,定点,
对直线和直线,,故两条直线垂直,,
,,为定值,故(1)正确,设,由以上可知,根据基本不等式可得,当且仅当时等号成立,的面积,的面积的最大值为,故(2)正确;设,,,则,,
,即,在以为圆心,为半径的圆上,故的最大值为,故(3)正确;设,由上可知,根据柯西不等式可得,即,,当且仅当时取等号,的最大值为,故(4)正确.故选:.
11.(多选题)(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列关于直线的结论中,正确的有( )
A.直线的倾斜角为
B.经过平面上不同的两点,的直线方程为
C.直线:,:,则的充要条件是或
D.经过在两坐标轴上截距相等的直线恰有三条
【详解】对于选项A,直线方程化为斜截式得,斜率,但倾斜角范围为,且任意时,不一定在范围内,故A错误;对于选项B,经过平面上不同两点,的直线方程,无论两点是否在水平线或竖直线上均成立,故B正确;对于选项C,两直线垂直的充要条件是一般式中,对于:和:,有,解得或,当时,:,:,此时,当时,:,:,此时,故C正确;对于选项D,截距相等的直线分两种情况:①截距为:直线过原点,方程为(过);②截距不为0:设方程为,代入,解得,所以方程为,所以经过在两坐标轴上截距相等的直线恰有两条直线,故D错误.故选:BC.
12.(多选题)(25-26高二上·福建厦门·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.直线在轴上的截距为2 B.直线的方向向量为
C.经过点,且在轴上截距相等的直线方程为
D.若点在直线上,且满足,则的取值范围为
【详解】直线过点所以其在轴上的截距为,故A选项错误;
直线的斜率为,故该直线的方向向量为,故B选项正确;经过点,且在轴上截距相等的直线方程为或,故C选项错误;因为点在直线上,所以,又因为,所以即,,当时即故当时,故,所以的取值范围为,故D选项正确;故选:BD
13.(多选题)(25-26高二上·山东淄博·阶段检测)下列四个命题中正确的是( )
A.过点,且在轴和轴上的截距互为相反数的直线方程为;
B.已知两条直线,若,则;
C.若直线和以为端点的线段相交,则实数的取值范围为或;
D.若三条直线不能构成三角形,则实数所有可能的取值组成的集合为.
【详解】选项A:如下图所示,过点在轴和轴上的截距互为相反数的直线为:和,共两条,故A错误;
选项B:,整理得:,,①,②,解①得或,解②得,,故B正确;选项C:直线等价于,恒过定点,直线的斜率分别为,
又直线与线段相交,或,即为或,故C正确;
选项D:当直线与平行时,即时不能构成三角形;
当直线与平行时,即时不能构成三角形;直线与交于点,当点在直线上时,即时,三条直线不能构成三角形,实数的取值集合为,故D错误.故选:BC.
14.(25-26高二上·广东深圳·阶段检测)已知斜率为2的直线与轴交于点,直线绕点逆时针旋转得到直线,则直线的斜率为______.
【详解】令直线的倾斜角为,则,而直线绕点逆时针旋转得到直线,
所以直线的倾斜角为,则其斜率为.
15.(24-25高二上·江苏·阶段检测)的顶点坐标分别为,则角的平分线所在的直线方程为__________.
【详解】
如图,角的平分线与交于点.由题意得,,.由角平分线定理得,,∴,
设点坐标为,则,∴,∴,
∴直线方程为:,整理得.故答案为:.
16.(25-26高二上·河南濮阳·期中)已知点,,直线l:上总存在一点P,使得(),则实数k的取值范围为________.
【详解】直线l:过定点.由题意直线l:与线段相交,
临界情况为恰好经过点或经过点时,由图可知,或.
故答案为:.
17.(25-26高二下·贵州·阶段检测)在中,点在线段BC上,且,过点的直线分别交直线于不同的两点.若.直线恒过定点,则点的坐标为__________.
【详解】连接,如图所示.
因为,所以,所以.因为,所以.因为,,三点共线,所以,则.
则为,即,令,解得,则点的坐标为.
18.(25-26高二上·上海·期末)平面直角坐标系内,直线和上分别取点和,这三个点和原点可以围成一个正方形,则直线的斜率为__________.
【详解】设,,,则,,由题意知,即,解得或,当时,,,
当时,,此时四边形为正方形,符合题意,此时直线的斜率为;当时,,,当时,,此时四边形为正方形,符合题意,
此时直线的斜率为.综上所述,直线的斜率为或.故答案为:或.
19.(25-26高二上·安徽淮南·阶段检测)已知直线经过点.
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求的方程;
(2)设为坐标原点,若直线与轴正半轴交于点、与轴正半轴交于点,求的最小值,并求此时直线的方程;
【详解】(1)当过坐标原点时,方程为,即,满足题意;当不过坐标原点时,可设其方程为:,,,∴直线l方程为:或;
(2)由题意可知:直线斜率存在,且,可设,
令,解得:,,令,解得:,,
∴,当且仅当即等号成立,直线的方程为:,即,∴的最小值为,此时直线方程为:.
20.(25-26高二上·广东广州·期中)已知在平行四边形中,,,,.
(1)求直线BC的方程;
(2)若一条光线从点A射出,经x轴反射,反射光线经过点B,求入射光线所在直线的方程;
(3)过点A的直线l与x轴正半轴交于点E,与y轴正半轴交于点F,求的最小值.
【详解】(1)易知在平行四边形中,,故,已知点,由直线的点斜式方程可得直线:,整理得,即直线BC的方程为.
(2)设点关于轴的对称点为,由光的反射原理可知,从点射出的入射光线的延长线必经过,故入射光线所在的直线方程即直线.,由直线的点斜式方程得直线:,整理为,即入射光线所在直线的方程为.
(3)设直线与轴的交点,与轴的交点,故可设直线的截距式方程:,因为直线过点,故有.,三点共线,且与方向相反,.又因为,当且仅当,即时,等号成立,
所以,即的最小值为.
21.(25-26高二上·辽宁大连·期中)设为实数,直线恒过一定点记作,为的一个直角顶点,另两个顶点为、,其中点在轴上,点
(1)求点,的坐标;
(2)求斜边中线所在的直线方程;
(3)设点,若是线段上的动点,求的取值范围.
【详解】(1)
由可得,令且,解得,,故直线恒过定点 设,则,故则,解得,故
(2)由于,,故的中点坐标,则,故直线方程为,即
(3)法一:设与轴的交点为,①当动点在上运动时,由斜率的几何意义可得,
当与重合时,,当在轴上时,,所以.
②当动点在上运动时,由斜率的几何意义可得,当在轴上时,,当与重合时,,所以, 综上可得.
法二:由于,,得,所以,即
则线段的方程为且③③ 设,其中不为0,得代入③化简整理得,即,且,令,且,解得 ,则,即.
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