内容正文:
专题07 直线中对称与最值的问题高频考点精练
10大考点汇总
考点一 点关于点对称问题
考点二 点关于直线对称问题
考点三 直线关于点对称问题
考点四 直线关于直线对称问题
考点五 两点间距离最值问题
考点六 利用点到直线距离求最值
考点七 利用两条平行线距离求最值
考点八 线段和、差的最值问题
考点九 光线反射问题
考点十 将军饮马问题求最值
题型突破
考点一 点关于点对称问题
1.(25-26高二上·北京海淀·期中)已知点,若点A与点B关于点C对称,则C点坐标为________.
2.(25-26高一上·河南驻马店·开学考试)点关于点的对称点的坐标是__________.
3.(25-26高三·全国·一轮复习)(多选) (多选题)下列选项中两点关于对称的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
4.(25-26高二上·全国·单元测试)已知不同的两点关于点对称,则ab=________.
考点二 点关于直线对称问题
5.(25-26高二上·江西·阶段检测)点关于直线对称的点的坐标为______.
6.(25-26高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
7.(25-26高二上·陕西商洛·期中)(1)求过点,且与直线平行的直线的一般式方程;
(2)求点关于直线的对称点的坐标.
8.(25-26高二上·江苏连云港·期中)点关于直线的对称点坐标为__.
考点三 直线关于点对称问题
9.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
10.(25-26高二上·山东·阶段检测)直线关于点对称的直线方程为______.
11.(25-26高二上·全国·课后作业)直线关于点对称的直线的方程为________.
12.(25-26高二上·重庆·阶段检测)直线关于点对称的直线方程为______.
考点四 直线关于直线对称问题
13.(2026·新疆·一模)在平面直角坐标系中,直线关于直线对称的直线的方程是( )
A.3 B.3
C.3 D.3
14.(25-26高二·全国·课后作业)已知直线l:,则直线m:关于直线的对称直线的方程为______.
15.(25-26高二·全国·课后作业)求直线关于直线对称的直线的方程.
16.(25-26高二上·浙江·阶段检测)求直线x+2y-1=0关于直线x+2y+1=0对称的直线方程( )
A.x+2y-3=0 B.x+2y+3=0
C.x+2y-2=0 D.x+2y+2=0
考点五 两点间距离最值问题
17.(25-26高二上·湖北宜昌·期中)函数的最小值是( )
A.5 B.4 C. D.
18.(25-26高二上·山西晋中·阶段检测)数学家华罗庚说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”,事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如:与相关的代数问题,可以转化为点与点之间的距离的几何问题.结合上述观点:对于函数,求的最小值.
19.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)著名数学家华罗庚曾说过:“数无形时少直觉,形少数时难入微.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最小值为( )
A. B. C. D.
20.(25-26高二上·广东广州·期中)若,则的最小值为___________.
考点六 利用点到直线距离求最值
21.(25-26高二上·江苏常州·期中)(多选)已知直线,则下列结论正确的是( )
A.直线l过定点
B.原点O到直线l距离的最大值为
C.若点,到直线l的距离相等,则
D.若直线l不经过第四象限,则.
22.(25-26高二上·黑龙江·阶段检测)当点到直线的距离取最大值时,的值为( )
A. B. C. D.
23.(25-26高二上·北京·期中)到直线的距离不超过,则实数的取值范围是__________.
24.(25-26高二上·河南洛阳·阶段检测)若点到直线的距离不大于,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
考点七 利用两条平行线距离求最值
25.(25-26高二·全国·寒假作业)过两点作两条平行线,分别求满足下列条件的两条平行线方程.
(1)两平行线间的距离为4;
(2)这两条平行线各自绕点和点旋转,使它们之间的距离取最大值.
26.(25-26高一上·湖南衡阳·期末)已知,则直线与直线的距离的最大值为__________
27.(25-26高二下·上海黄浦·期中)已知两平行线直线分别过点、,设此两平行直线之间的距离为,则的取值范围为________
28.(25-26高二·全国·课后作业)直线经过点,直线经过点,且,表示和之间的距离,则的取值范围是______.
考点八 线段和、差的最值问题
29.(25-26高二上·陕西·期中)已知点在直线:上运动,点,,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.1
30.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知直线:.
(1)若直线m与平行,且m,之间的距离为,求m的方程;
(2)P为上一点,点,,求取得最大值时点P的坐标.
31.(25-26高二上·山东济南·阶段检测)设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点P(P与A,B不重合),则的最大值为______.
32.(26-27高二上·全国·课后作业)已知两点,,动点在直线上运动,则的最小值为______.
考点九 光线反射问题
33.(25-26高二上·河南南阳·期中)一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为__________.
34.(25-26高二上·山东泰安·期中)从点射出的光线沿与向量平行的直线射到轴上,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
35.(25-26高二上·上海·阶段检测)一条光线经过点射到直线上,被反射后经过点,则入射光线所在直线的方程为______.
36.(2026高二上·全国·专题练习)已知入射光线在直线上,经过x轴反射到直线上,再经过y轴反射到直线上.若点P是直线上某一点,则点P到直线的距离为________.
考点十 将军饮马问题求最值
37.(25-26高二上·安徽六安·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开关两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题一“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B. C. D.
38.(25-26高三·陕西西安·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在如图所示的直角坐标系xOy中,设军营所在平面区域为{(x,y)|x2+y2≤},河岸线所在直线方程为x+2y-4=0.假定将军从点P(,)处出发,只要到达军营所在区域即回到军营,当将军选择最短路程时,饮马点A的纵坐标为______.最短总路程为______
39.(25-26高三上·福建·阶段检测)在唐诗“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为,若将军从点处出发,河岸线所在直线方程为,并假定将军只要到达军营所在区域即认为回到军营,则当“将军饮马”的总路程最短时,将军去往河边饮马的行走路线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
40.(25-26高二上·上海奉贤·阶段检测)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分,唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是
D.“将军饮马”走过的总路程为5
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专题07 直线中对称与最值的问题高频考点精练
10大考点汇总
考点一 点关于点对称问题
考点二 点关于直线对称问题
考点三 直线关于点对称问题
考点四 直线关于直线对称问题
考点五 两点间距离最值问题
考点六 利用点到直线距离求最值
考点七 利用两条平行线距离求最值
考点八 线段和、差的最值问题
考点九 光线反射问题
考点十 将军饮马问题求最值
题型突破
考点一 点关于点对称问题
1.(25-26高二上·北京海淀·期中)已知点,若点A与点B关于点C对称,则C点坐标为________.
【答案】
【分析】借助中点坐标公式计算即可得.
【详解】设,则有,,故.
故答案为:.
2.(25-26高一上·河南驻马店·开学考试)点关于点的对称点的坐标是__________.
【答案】
【分析】设点,由题意可知为线段的中点,利用中点坐标公式可求出点的坐标.
【详解】设点,由题意可知为线段的中点,
由中点坐标公式可得,解得,
因此点关于点的对称点的坐标是.
故答案为:.
3.(25-26高三·全国·一轮复习)(多选) (多选题)下列选项中两点关于对称的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】AC
【分析】根据中点坐标公式求解判断即可.
【详解】两点关于对称,即为两点连线的中点.
选项A:和的中点为,A正确.
选项B:和的中点为,B错误.
选项C:和的中点为,C正确.
选项D:和的中点为,D错误.
4.(25-26高二上·全国·单元测试)已知不同的两点关于点对称,则ab=________.
【答案】
【分析】由点对称,应用中点公式列方程组求出参数,即可得结果.
【详解】由题意知,即,解得,故.
故答案为:
考点二 点关于直线对称问题
5.(25-26高二上·江西·阶段检测)点关于直线对称的点的坐标为______.
【答案】
【分析】设对称点坐标为,根据对称得到,再解方程组即可.
【详解】设所求对称点的坐标为,
则,解得,所求点坐标为.
故答案为:.
6.(25-26高二上·北京·期末)点关于直线的对称点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】使用待定系数法结合直线对称的几何关系求解即可.
【详解】设对称点的坐标为则解得:
故选:B.
7.(25-26高二上·陕西商洛·期中)(1)求过点,且与直线平行的直线的一般式方程;
(2)求点关于直线的对称点的坐标.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)设求直线方程为,代入点的坐标,求出的值,即可得出所求直线的方程;
(2)设点,分析可知,线段的中点在直线上,由此可得出关于实数、的方程组,解出这两个未知数的值,即可得出点的坐标.
【详解】(1)根据题意,设所求直线方程为,
将点的坐标代入所求直线方程可得,解得,
故所求直线方程为;
(2)设点,由题意可知,,线段的中点在直线上,且直线的斜率为,
所以,,解得,故点的坐标为.
8.(25-26高二上·江苏连云港·期中)点关于直线的对称点坐标为__.
【答案】
【分析】点关于直线对称,抓住“垂直”和“平分”,即可列出两个方程,求解即可.
【详解】设点关于直线的对称点坐标为,
则,
解得a=,b=,
∴点关于直线的对称点坐标为.
故答案为:.
考点三 直线关于点对称问题
9.(25-26高二上·江苏常州·期中)已知直线与直线关于点对称,则实数的值为( )
A.2 B.6 C. D.
【答案】A
【分析】根据线关于点对称即可得两直线平行,进而根据点的对称代入求解即可.
【详解】由于直线与直线关于点对称,
所以两直线平行,故,则,
由于点在直线上,关于点的对称点为,
故在上,代入可得,故,
故选:A
10.(25-26高二上·山东·阶段检测)直线关于点对称的直线方程为______.
【答案】
【分析】在直线上取点、,求出这两点关于点的对称点的坐标,并求出所求直线的斜率,利用点斜式可得出所求直线的方程.
【详解】在直线上取点、,
点关于点的对称点为,点关于点的对称点为,
直线的斜率为,
所以,所求直线方程为,即.
故答案为:.
11.(25-26高二上·全国·课后作业)直线关于点对称的直线的方程为________.
【答案】
【分析】根据直线关于点对称,设上的点坐标,写出关于对称的点坐标,根据点在已知直线上求直线方程.
【详解】设为上任意一点,则关于点的对称点为,
因为在直线l上,所以,即直线的方程为.
故答案为:
12.(25-26高二上·重庆·阶段检测)直线关于点对称的直线方程为______.
【答案】
【分析】设直线关于点对称的直线任一点为,根据点对称代入即可求解.
【详解】设直线上任一点关于点对称的直线任一点为,
可得,解之可得,
所以在直线上,代入即可得,
化简的,即.
故答案为:
考点四 直线关于直线对称问题
13.(2026·新疆·一模)在平面直角坐标系中,直线关于直线对称的直线的方程是( )
A.3 B.3
C.3 D.3
【答案】A
【分析】先求两直线的交点,再求另一点的对称点根据两点可求方程.
【详解】由可得交点为,
在直线上取一点,设其关于直线的对称点为,
则,解得,即,
由两点式方程可得,即.
故选:A
14.(25-26高二·全国·课后作业)已知直线l:,则直线m:关于直线的对称直线的方程为______.
【答案】
【分析】解法一:在直线上取一点,则关于直线的对称点必在上,则在直线l上,且直线与直线l斜率的乘积等于,建立方程组解出,再由经过与的交点,由两点式可得直线的方程,即可得解;
解法二:利用二级结论,直线关于直线对称的直线方程,由式子决定,即可得到直线的方程.
【详解】解法一:在直线上取一点,不妨取,则关于直线的对称点必在上.
设,则,解得即.
设与的交点为,则由,得,即.
又经过点,所以由两点式得直线的方程为,
即.
故答案为:.
解法二:直线:关于直线:对称的直线方程为
,
即,所以直线的方程为.
故答案为:.
15.(25-26高二·全国·课后作业)求直线关于直线对称的直线的方程.
【答案】
【分析】联立方程求两条直线的交点P,取直线上一点A,求其关于直线对称的对称点,则过P,的直线即为所求直线.
【详解】联立两直线方程,解得,即两直线的交点为,
取直线:上一点,设其关于直线:的对称点,
则,解得,即,
因为所求直线过,,方程为,
即.
16.(25-26高二上·浙江·阶段检测)求直线x+2y-1=0关于直线x+2y+1=0对称的直线方程( )
A.x+2y-3=0 B.x+2y+3=0
C.x+2y-2=0 D.x+2y+2=0
【答案】B
【分析】结合两平行线间的距离公式求得正确选项.
【详解】设对称直线方程为,
,解得或(舍去).
所以所求直线方程为.
故选:B
考点五 两点间距离最值问题
17.(25-26高二上·湖北宜昌·期中)函数的最小值是( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】A
【分析】本题将转化为点到两定点的距离和,然后利用将军饮马模型,得到距离最值即可.
【详解】,
则其几何意义为点到两定点的距离和,点表示为横坐标上的点,作出如图所示:
根据将军饮马模型,作出点关于轴对称点,连接,交轴于点,
则,此时直线的直线方程为
令,则,故当时,.
故选:A.
18.(25-26高二上·山西晋中·阶段检测)数学家华罗庚说:“数缺形时少直观,形少数时难入微”,事实上,很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.例如:与相关的代数问题,可以转化为点与点之间的距离的几何问题.结合上述观点:对于函数,求的最小值.
【答案】
【分析】根据给定的条件,利用式子的几何意义,结合两点间距离及对称问题求解作答.
【详解】函数,
因此表示点到点的距离与到的距离之和,而点在轴上,点关于轴的对称点,
于是得,当且仅当点共线,即P与原点重合,时取等号,
所以当时,取得最小值.
19.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)著名数学家华罗庚曾说过:“数无形时少直觉,形少数时难入微.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如:可以转化为平面上点与点的距离.结合上述观点,可得的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】记点、、,可得出,数形结合可求得的最小值.
【详解】因为,
记点、、,则,
当且仅当点为线段与轴的交点时,等号成立,即的最小值为.
故选:C.
20.(25-26高二上·广东广州·期中)若,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】根据题意并结合两点间的距离公式,将原不等式转化为,其中是轴上的动点,是轴上的动点,,是定点,根据距离的几何意义和对称关系,可知当、、、四点共线时,取得最小值,则,最后利用两点间的距离公式即可求得结果.
【详解】解:将配方得:
,
根据两点间的距离公式可知,
表示点到点的距离,
表示点到点的距离,
表示点到点的距离,
其中是轴上的动点,是轴上的动点,,是定点,
所以,
如图,作关于轴的对称点,关于轴的对称点,
所以要求的最小值,
则需求的最小值,
可知当、、、四点共线时,取得最小值,
即,
所以的最小值为.
故答案为:.
考点六 利用点到直线距离求最值
21.(25-26高二上·江苏常州·期中)(多选)已知直线,则下列结论正确的是( )
A.直线l过定点
B.原点O到直线l距离的最大值为
C.若点,到直线l的距离相等,则
D.若直线l不经过第四象限,则.
【答案】ABD
【分析】A选项,变形后,得到方程组,求出定点坐标;B选项,直线l过定点,故最大值为;C选项,由点到直线距离公式得到方程,求出或-2;D选项,数形结合得到时满足要求,从而得到不等式,求出答案.
【详解】A选项,,
令,解得,
故直线l过定点,A正确;
B选项,由A选项知,直线l过定点,
故原点O到直线l距离的最大值为,B正确;
C选项,点,到直线l的距离相等,
故,
故,解得或-2,C错误;
D选项,直线不经过第四象限,
当时,满足要求,此时斜率为0,
当经过原点时,,解得,
此时,斜率为1,
数形结合得到,当时,满足要求,
即,解得,D正确.
故选:ABD
22.(25-26高二上·黑龙江·阶段检测)当点到直线的距离取最大值时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】直线的方程化为点斜式,确定直线所过的定点;当点到直线的距离最大时,直线与和定点的连线垂直,通过斜率关系求解的值.
【详解】∵直线,可变形为,恒过定点,
∴当点到直线的距离取最大值时,.
直线的斜率,
直线的斜率为,且,
两直线斜率之积为,即,代入可得:,解得.
故选:C.
23.(25-26高二上·北京·期中)到直线的距离不超过,则实数的取值范围是__________.
【答案】
【分析】直接利用点到直线的距离公式得到不等式,解得即可.
【详解】因为到直线的距离不超过,
所以,解得,
即实数的取值范围是.
故答案为:
24.(25-26高二上·河南洛阳·阶段检测)若点到直线的距离不大于,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据点到直线的距离公式列出不等式即可求解.
【详解】由点到直线的距离公式及题意可得到直线的距离,
再由题意可得,整理可得:,
解得,
故选:A.
考点七 利用两条平行线距离求最值
25.(25-26高二·全国·寒假作业)过两点作两条平行线,分别求满足下列条件的两条平行线方程.
(1)两平行线间的距离为4;
(2)这两条平行线各自绕点和点旋转,使它们之间的距离取最大值.
【答案】(1)或
(2)
【分析】(1)结合点到直线的距离公式,分两直线的斜率都不存在与两直线的斜率都存在进行讨论即可得;
(2)结合(1)中所得与点到直线的距离公式,分两直线的斜率都不存在与两直线的斜率都存在进行讨论即可得.
【详解】(1)当两直线的斜率都不存在时,方程分别为,满足题意;
当两直线的斜率都存在时,设方程分别为与,
即与,
由题意得,解得,
所以所求的直线方程分别为,
综上,所求的直线方程为或;
(2)由(1)知,当两直线的斜率都不存在时,;
当两直线的斜率都存在时,,
则,即有,
,故,
即,由,解得,故,
此时有,即,解得,
此时对有,
对有,
即此时两直线的方程分别为.
26.(25-26高一上·湖南衡阳·期末)已知,则直线与直线的距离的最大值为__________
【答案】
【分析】由平行线间的距离公式得化简求最值即可.
【详解】因为直线与直线 平行,
所以由平行线间的距离公式得== ,所以当m=1时,d = .
故答案为.
【点睛】本题考查的是平行线间的距离公式和二次函数求最值的问题,属于基础题.
27.(25-26高二下·上海黄浦·期中)已知两平行线直线分别过点、,设此两平行直线之间的距离为,则的取值范围为________
【答案】
【分析】根据极限的思想分析,当两平行线无限接近于重合,即过两条直线均过、时距离最小;距离最大时为、之间的距离.
【详解】由题意,当两平行线无限接近于重合时距离无限接近于0,距离最大时两条平行线均与直线垂直,此时为、之间的距离.
故答案为:
【点睛】本题主要考查了极限的思想在解决平面直线距离中的运用,属于中题.
28.(25-26高二·全国·课后作业)直线经过点,直线经过点,且,表示和之间的距离,则的取值范围是______.
【答案】
【分析】由题意可知当,与过,两点的直线垂直时,取得最大值,从而可得答案
【详解】当,与过,两点的直线垂直时,,
故答案为:
考点八 线段和、差的最值问题
29.(25-26高二上·陕西·期中)已知点在直线:上运动,点,,则的最大值为( )
A. B.2 C. D.1
【答案】A
【分析】可以验证点与点关于直线对称,从而,结合三角不等式即可得解.
【详解】
设,注意到点,,所以中点为,满足,
且,所以点关于直线对称,
从而,等号成立当且仅当三点共线,
所以的最大值为.
故选:A.
30.(25-26高二上·河南南阳·期中)已知直线:.
(1)若直线m与平行,且m,之间的距离为,求m的方程;
(2)P为上一点,点,,求取得最大值时点P的坐标.
【答案】(1)或;
(2).
【分析】(1)设出直线m的方程,利用平行线间距离公式列式求解.
(2)求出点关于直线的对称点坐标,结合图形,利用线段和差关系确定点位置,进而求出其坐标.
【详解】(1)由直线m与平行,设直线m的方程为,
由m,之间的距离为,得,解得或,
所以直线m的方程为或.
(2)设点关于直线:的对称点为,
则,解得,即,
而,当且仅当三点共线时取等号,
直线的方程为,即,
由,解得,点,
所以取得最大值时点P的坐标.
31.(25-26高二上·山东济南·阶段检测)设,若过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点P(P与A,B不重合),则的最大值为______.
【答案】
【分析】先求出定点和的坐标,分析得到两条直线互相垂直,从而得到,最后设,在直角三角形中将和表示为的式子,利用三角函数的性质求最值即可求解.
【详解】可以转化为,故直线过定点,
可以转化为,故直线过定点,
由和满足,
所以两条直线互相垂直,可得,
所以,可得,
设为锐角,则,,
所以,
当时,取最大值.
故答案为:.
32.(26-27高二上·全国·课后作业)已知两点,,动点在直线上运动,则的最小值为______.
【答案】
【分析】找到点关于直线的对称点,即可得到即为的最小值.
【详解】
如图所示,设点关于直线的对称点为,则,,
连接,
,
则即为的最小值,
,
所以为的最小值为.
考点九 光线反射问题
33.(25-26高二上·河南南阳·期中)一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为__________.
【答案】
【分析】先求出点关于轴的对称点,然后利用两点求出斜率,代入点斜式直线方程求解即可.
【详解】点关于轴的对称点为,则反射光线所在直线经过点和,
所以反射光线所在直线的方程为即,即.
故答案为:
34.(25-26高二上·山东泰安·期中)从点射出的光线沿与向量平行的直线射到轴上,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求得从点射出的光线所在直线方程,再求得其关于轴对称的直线方程即可解决.
【详解】与向量平行的直线的斜率为2,
则从点射出的光线所在直线方程为,
在直线上取二点,,
,关于轴的对称点分别为,,
则所求反射光线所在直线经过,两点,,
故所求反射光线所在直线方程为,即,
故选:C
35.(25-26高二上·上海·阶段检测)一条光线经过点射到直线上,被反射后经过点,则入射光线所在直线的方程为______.
【答案】
【分析】先根据点关于直线对称得出,求的斜率,最后结合点斜式写出直线方程即可.
【详解】设点关于直线的对称点为,
则,解得,所以.
又点的坐标为,所以,直线的方程为,
由对称性可知,直线即为入射光线,所以化简得入射光线所在直线的方程为.
故答案为:
36.(2026高二上·全国·专题练习)已知入射光线在直线上,经过x轴反射到直线上,再经过y轴反射到直线上.若点P是直线上某一点,则点P到直线的距离为________.
【答案】
【分析】本题主要考查的是利用反射求直线方程,然后根据直线方程求点到直线的距离,由于是平行直线上的点,转化为求两平行直线间的距离即可.
【详解】如图所示,
结合图形可知,直线,则直线上一点P到直线的距离即为与之间的距离.
由题意知与关于x轴对称,故的方程为,与关于y轴对称,
故的方程为,即.
由两平行线间的距离公式,得与间的距离,
即点P到直线的距离为.
故答案为: .
考点十 将军饮马问题求最值
37.(25-26高二上·安徽六安·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开关两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题一“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为,若将军从山脚下的点处出发,河岸线所在直线方程为,则“将军饮马”的最短总路程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出点A关于直线的对称点坐标,再由两点间距离公式计算可得结果.
【详解】设关于直线的对称点,如图所示,
则且,解得,即,
则,
在直线上取点P,由对称性可得,
所以,
当且仅当B、P、C三点共线时,等号成立,
所以,“将军饮马”的最短总路程为.
故选:B.
38.(25-26高三·陕西西安·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在如图所示的直角坐标系xOy中,设军营所在平面区域为{(x,y)|x2+y2≤},河岸线所在直线方程为x+2y-4=0.假定将军从点P(,)处出发,只要到达军营所在区域即回到军营,当将军选择最短路程时,饮马点A的纵坐标为______.最短总路程为______
【答案】
【分析】求出P(,)关于直线x+2y4=0的对称点P'的坐标,再求出线段OP'与直线x+2y-4=0的交点A,再利用圆的几何性质可得结果.
【详解】设P(,)关于直线x+2y4=0的对称点为P'(m,n),
则解得
因为从点P到军营总路程最短,所以A为线段OP'与直线x+2y4=0的交点,
联立得y=(42y),解得y=.
所以“将军饮马”的最短总路程为=,故答案为,.
【点睛】本题主要考查对称问题以及圆的几何性质,属于中档题. 解析几何中点对称问题,主要有以下三种题型:(1)点关于直线对称,关于直线的对称点,利用,且 点 在对称轴上,列方程组求解即可;(2)直线关于直线对称,利用已知直线与对称轴的交点以及直线上特殊点的对称点(利用(1)求解),两点式求对称直线方程;(3)曲线关于直线对称,结合方法(1)利用逆代法求解.
39.(25-26高三上·福建·阶段检测)在唐诗“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为,若将军从点处出发,河岸线所在直线方程为,并假定将军只要到达军营所在区域即认为回到军营,则当“将军饮马”的总路程最短时,将军去往河边饮马的行走路线所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】求圆心C关于直线的对称点B的坐标,结合图形分析可得.
【详解】军营所在区域为,即军营在以为圆心,1为半径的圆内和圆上.
设圆心C关于直线的对称点的坐标为B,
则,解得.
如图,由对称性可知,
所以,当将军去往河边饮马的行走路线所在的直线经过,两点时,“将军饮马”的总路程最短,
因为,所以该直线方程为,即.
故选:B
40.(25-26高二上·上海奉贤·阶段检测)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分,唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则( )
A.将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是
B.将军在河边饮马的地点的坐标为
C.将军从河边回军营的路线所在直线的方程是
D.“将军饮马”走过的总路程为5
【答案】B
【分析】由题意画出图形,则由三角形三边关系可知点为使得总路程最短的“最佳饮水点”, 三点共线满足题意,其中点为点关于直线的对称点,对于A,由根据被垂直平分求出的坐标进一步可求得方程对比即可;对于B,联立直线方程求解即可;对于C,由两点求出斜率,写出直线的点斜式方程,化简对比即可;对于D,根据两点间距离公式求解即可.
【详解】如图所示:
由题意可知在的同侧,设点关于直线的对称点为,
三点共线满足题意,点为使得总路程最短的“最佳饮水点”,
则,解得,即,
对于A,直线的斜率为,所以将军从出发点到河边的路线所在直线的方程是,即,故A正确;
对于B,联立,解得,即将军在河边饮马的地点的坐标为,故B正确;
对于C,由C选项分析可知点,直线的斜率为,所以直线的方程为,即,故C错误;
对于D,,即“将军饮马”走过的总路程为,故D错误.
故选:B.
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