内容正文:
2.2 直线的方程
2.2.1 直线的点斜式方程
直线的点斜式方程
1.已知直线l的倾斜角为,且过点(-2,0),则直线l的方程为( )
A.x-y-2=0 B.x+y-2=0
C.x+y+2=0 D.x-y+2=0
解析:D 因为直线l的倾斜角为,所以直线l的斜率k=tan=.
又因为直线l过点(-2,0),所以直线l的点斜式方程为y-0=[x-(-2)],即x-y+2=0.
2.已知直线l的一个方向向量n=(-1,2),且过点(-1,2),则直线l的方程为( )
A.2x+y=0 B.x-2y+5=0
C.x+2y-3=0 D.2x-y+4=0
解析:A 因为直线l的一个方向向量n=(-1,2),所以直线l的斜率为-2.
又直线l经过点(-1,2),所以直线l的方程为y-2=-2(x+1),即2x+y=0.故选A.
3.已知点A(0,2),B(-2,4).
(1)过点A与x轴垂直的直线的方程为 ;
(2)过点B与x轴平行的直线的方程为 ;
(3)直线AB的方程为 ;
(4)线段AB的垂直平分线的方程为 .
答案:(1)x=0 (2)y=4 (3)x+y-2=0 (4)x-y+4=0
解析:(1)过点A与x轴垂直的直线的方程为x=0.
(2)过点B与x轴平行的直线的方程为y=4.
(3)易知kAB==-1,所以直线AB的方程为y-2=-x,即x+y-2=0.
(4)线段AB的中点坐标为(-1,3),线段AB的垂直平分线的斜率为1,
所以线段AB的垂直平分线的方程为y-3=x+1,即x-y+4=0.
直线的斜截式方程
4.(多选)关于直线l:y=x+1,下列结论正确的是( )
A.l的倾斜角为
B.l的斜率为1
C.l过点P(1,-1)
D.l与两条坐标轴围成的三角形的面积为1
解析:AB 由题可知,l的斜率为1,故直线l的倾斜角为,A、B均正确.
点P的坐标不满足方程y=x+1,故点(1,-1)不在l上,C不正确.
令y=0,得x=-1,令x=0,得y=1,所以l与两条坐标轴围成的三角形的面积为,D不正确.
5.(2026·浙江金华期中)如图,直线l1:y=ax-b与l2:y=bx+a(ab≠0,a≠b)的图象可能是( )
解析:D 对于A,由l1:y=ax-b可得a>0,b<0,由l2:y=bx+a可得b>0,a>0,矛盾,不合题意;
对于B,由l1:y=ax-b可得a>0,b>0,由l2:y=bx+a可得b>0,a<0,矛盾,不合题意;
对于C,由l1:y=ax-b可得a<0,b<0,由l2:y=bx+a可得b>0,a<0,矛盾,不合题意;
对于D,由l1:y=ax-b,l2:y=bx+a均可得b>0,a>0,符合题意.
6.已知直线l的倾斜角是直线y=x+1的倾斜角的2倍,且过定点P(3,3),则直线l的方程为 .
答案:x=3
解析:直线y=x+1的斜率为1,所以倾斜角为45°,又所求直线的倾斜角是已知直线倾斜角的2倍,所以所求直线的倾斜角为90°,其斜率不存在.又直线过定点P(3,3),所以直线l的方程为x=3.
点斜式下的平行与垂直
7.已知直线l过点(-3,0),且与直线y+1=2x垂直,则直线l的方程为( )
A.y=-(x-3) B.y=-(x+3)
C.y=(x-3) D.y=(x+3)
解析:B 因为直线y+1=2x的斜率为2,所以直线l的斜率为-.又直线l过点(-3,0),故直线l的方程为y=-(x+3).故选B.
8.已知直线l:y=-x+与直线l':y=x-平行,且直线l与y轴的交点为(0,1),则a= ,b= .
答案:- 2
解析:由直线l:y=-x+与直线l':y=x-平行,且直线l与y轴的交点为(0,1),
得 解得
9.已知直线l的倾斜角为,过点(2,0).
(1)求l的斜截式方程;
(2)若直线l1经过点P(2,-),Q(3,0),判断l1与l是否平行;
(3)若直线l2的方程为x+y+2=0,求l2在y轴上的截距,并判断l2与l是否垂直.
解:(1)直线l的斜率k=tan=,所以直线l的点斜式方程为y=(x-2),
故直线l的斜截式方程为y=x-2.
(2)直线l1的斜率k1==,k1=k,
显然点Q不在直线l上,故l1∥l.
(3)对于直线l2:x+y+2=0,令x=0,得y=-,故直线l2在y轴上的截距为-;
又x+y+2=0可化为y=-x-,其斜率为k2=-.
因为k·k2=×=-1,所以l2⊥l.
1.若过点(-1,1)的直线l的倾斜角为α,且cos α=,则l的方程为( )
A.x-2y+3=0
B.x-2y-3=0
C.2x-y+3=0
D.2x-y-3=0
解析:C 由α∈[0,π)及cos α=,可得sin α==,
所以l的斜率k=tan α=2,
所以由点斜式方程得l的方程为y-1=2(x+1),即2x-y+3=0.故选C.
2.已知直线l1:y=x-1绕点(0,-1)逆时针旋转π,得到直线l2,则l2不过( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:A 直线l1:y=x-1,其斜率k1=1,设其倾斜角为α1,可得tan α1=1,又因为倾斜角的取值范围为[0,π),所以α1=.
直线l1绕点(0,-1)逆时针旋转π,则直线l2的倾斜角α2=+π=.
直线l2的斜率k2=tan α2=tan =-.
因为直线l2过点(0,-1),根据直线的点斜式方程可得直线l2的方程为y+1=-x,即y=-x-1.
直线l2的斜率为负,在y轴上的截距为负,所以直线l2不过第一象限.故选A.
3.已知定点M(5,0),若直线l1过定点M且方向向量是n1=(-5,5),直线l2过定点M且方向向量是n2=(5,-3),直线l1在y轴上的截距是a,直线l2在y轴上的截距是b,则a-b=( )
A.2 B.-2
C.1 D.-1
解析:A 因为l1:y=(x-5),即l1:y=-x+5,所以a=5.
因为l2:y=(x-5),即l2:y=-x+3,所以b=3,所以a-b=5-3=2.故选A.
4.(多选)已知两条不同的直线l1:y=ax-a与l2:y=x+a,则l1与l2的位置关系可以是( )
解析:AC 对于A,由l1,l2图象判断a=1,符合,则A正确;
对于B,l1:y=ax-a在x轴上的截距为1,图象不符合,则B错误;
对于C,由于l1:y=ax-a在x轴上的截距为1,l2:y=x+a在x轴上的截距为-a,结合图象可得a=-1,图象符合,则C正确;
对于D,由于l1:y=ax-a在x轴上的截距为1,l2:y=x+a在x轴上的截距为-a,
结合图象可知-a>1,即a<-1,此时与l1:y=ax-a的图象矛盾,则D错误.故选A、C.
5.已知点P(2,-3),Q(-3,-2),直线l:y=kx-k+1与线段PQ相交.
(1)直线l过定点M,则M的坐标为 ;
(2)实数k的取值范围是 .
答案:(1)(1,1) (2)(-∞,-4]∪
解析:(1)直线y=kx-k+1即y-1=k(x-1),经过定点M(1,1).
(2)如图,kMP==-4,kMQ==.
因为直线y=kx-k+1与线段PQ相交,所以由图可知k∈(-∞,-4]∪.
6.(2026·辽宁沈阳期末)将一张画有平面直角坐标系的图纸折叠一次,使得点A(0,2)与点B(4,0)重合,若此时y轴与直线y=kx+b也正好重合,则k+b= .
答案:-
解析:因为折叠后y轴与直线y=kx+b正好重合,得点B(4,0)在直线y=kx+b上,即4k+b=0.
易得线段AB垂直平分线的方程为y=2x-3,其与y轴的交点C(0,-3)在直线y=kx+b上,则b=-3,从而k=,
所以k+b=-3=-.
7.已知直线l1的方程为y=-x-2,直线l2过点(,1).
(1)若直线l1与直线l2平行,求出直线l2的斜截式方程,并求出直线l2的倾斜角α的值;
(2)若直线l1与直线l2垂直,求出直线l2的斜截式方程,并写出直线l2在y轴上的截距.
解:(1)设直线l1的斜率为k1,所以k1=-.
若直线l1与直线l2平行,设直线l2的斜率为k2,则k2=-,所以tan α=-.又α∈[0,π),
所以α=.
由直线l2过点(,1),得直线l2的方程为y-1=-(x-),
即y=-x+2.
所以直线l2的斜截式方程为y=-x+2,其倾斜角为.
(2)因为直线l1与直线l2垂直,所以k1k2=-1,所以k2=.
所以直线l2的方程为y-1=(x-),
化为斜截式可得y=x-2,
所以直线l2的斜截式方程为y=x-2,在y轴上的截距为-2.
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