专题03 含参直线问题(专项训练)高二数学沪教版选择性必修第一册
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内容正文:
专题03 含参直线问题
常考题型·精准突破
考点一 定点与直线系
题型1 含参直线过定点
题型2 含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
考点二 位置关系求参
题型3 平行、重合求参(排除重合)
题型4 垂直求参
题型5 由夹角、距离求参
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 定点与直线系
◆题型1 含参直线过定点
题型归纳
含参直线过定点
把方程整理成 ,解 、,交点就是定点.
1.(24-25高二上·江苏扬州·期中)对于任意的实数,直线恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】直线,
即,
令,解得,
即直线恒过定点,
故选:B.
2.(24-25高二上·上海·期末)直线恒过定点_____.
【答案】
【详解】由可得,
所以直线过直线的交点,
故,解得,
故定点为.
故答案为:
3.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)直线:恒过定点______.
【答案】
【详解】由,
可得:
令,解得:,
故答案为:
4.(25-26高二上·浙江·期中)直线的方程为(a为常数)恒过定点______.
【答案】
【详解】由,即,
令,解得,
所以直线恒过定点.
故答案为:
5.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)平面直角坐标系中的直线系方程:经过的定点是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由,
可得,
因为方程对恒成立,
所以可得:,
解得,,
所以直线系方程:经过的定点是,
故选:C
◆题型2 含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
题型归纳
含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
直线经过哪些象限,看斜率与纵截距的符号;垂直于 轴的直线要单独讨论.
6.(安徽省亳州市涡阳县蔚华中学2024-2025学年高二上学期10月月考数学试题)已知直线.
(1)求恒过的定点的坐标;
(2)若经过第一、二、三象限,求实数的取值范围.
【详解】(1)整理直线的方程,得(,
联立方程组
解得所以直线恒过的定点的坐标为;
(2)当时,直线的方程为,经过二、三象限,不符合题意;
当时,,
因为经过第一、二、三象限,所以,
解得或,
综上所述,当直线经过第一、二、三象限时,的取值范围是.
7.(黑龙江省双鸭山市部分学校2025-2026学年高二上学期阶段测试(一)(9月)数学试题)直线经过平面直角坐标系的第二、三、四象限,则实数的取值范围是______.
【答案】
【详解】因为直线经过平面直角坐标系的第二、三、四象限,所以直线的斜率,且在轴上的截距.
因为直线,所以,,
则,解得,即实数的取值范围是.
故答案为:.
考点二 位置关系求参
◆题型3 平行、重合求参(排除重合)
题型归纳
平行、重合求参(排除重合)
:,:.,且两直线不重合.
求出参数后要代回,重合的根舍去.
8.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)过,两点的直线与斜率为的直线平行,则( )
A. B.1 C.5 D.3
【答案】C
【详解】由题意可得.
9.(24-25高二上·浙江·期中)若直线:与:平行,则实数m等于( ).
A.1 B.0 C. D.1或
【答案】C
【详解】直线:的斜率,:,
当时,两直线不平行;当时,两条直线不平行;
当且时,的斜率,由于,则,
解得:或,当时两直线重合,不符合题意,
时,两直线平行,故.
故选:C.
10.(25-26高二上·安徽·阶段检测)直线经过直线和的交点,且与直线平行,则直线间的距离为__________.
【答案】 或
【详解】∵直线与直线平行
故设的方程为,
联立,解得,∴
又因为点在直线上,
∴,解得,
所以直线方程为,
所以直线间的距离为.
故答案为:.
◆题型4 垂直求参
题型归纳
垂直求参
.斜率都存在时,也可用 .
11.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)直线(为常数)恒过定点,直线与直线垂直,且过点,其中直线,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】可以化为,
解方程组,得.
故直线恒过定点.
直线斜率为,
直线与直线垂直,则直线斜率为,
则直线的方程:,即,
故选:A.
12.(24-25高二上·河北保定·期中)若直线与直线垂直,且直线与直线₄:垂直,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题意知:直线与直线垂直,则,
直线与直线垂直,则,
即得.
故选:B.
13.(24-25高二上·安徽阜阳·阶段检测)设,两直线与垂直,则的最大值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【详解】因为直线与垂直,
所以,即,
所以,
当且仅当,即,时取等号.
故选:A
14.(26-27高二上·广东佛山·阶段检测)已知直线:与直线:垂直,且垂足为.
(1)求的值并求与两坐标轴围成的三角形的面积;
(2)求过点且在两坐标轴上的截距相等的直线方程(用一般式表示).
【详解】(1)对于两条一般式直线、,
两直线垂直的充要条件为;
由题知 ,即,解得,
将代入的方程得,整理得,
令,得在轴上的截距为;令,得在轴上的截距为,
所以,与两坐标轴围成的三角形的面积为.
(2)结合(1),将代入的方程,得,
联立与的方程 ,解得,,即,
分两种情况讨论:
① 当直线在两坐标轴上的截距均为时,即直线过原点时,设直线方程为,
将代入得,解得,整理为一般式得;
② 当直线在两坐标轴上的截距均不为0且相等时,
设直线方程为,即,
将代入得,整理为一般式得.
综上,所求直线方程为和.
15.(26-27高二上·安徽宣城·阶段检测)已知直线,与直线相互垂直.
(1)求;
(2),相交于点,过点作,的垂线,垂足分别为,,求四边形的面积.
【详解】(1)因为直线,与直线相互垂直,
所以得,即.
解得.
(2)由题意知,四边形为矩形,,分别是点到直线,的距离,
所以,
.
四边形的面积为.
◆题型5 由夹角、距离求参
题型归纳
由夹角、距离求参
两条相交直线的夹角 满足 ,.
点 到直线 的距离 .斜率不存在的直线要单独检验.
16.(上海市松江二中2025-2026学年高二上学期期中考试数学试卷)若直线与直线的夹角为,实数m的值为 _____ .
【答案】0
【详解】设直线 与直线 的法向量分别为 ,.
两直线的夹角 满足 ,.
由 得 .两边平方,,解得 .
此时法向量为 与 ,,夹角为 .故答案为:.
17.(上海市南洋模范中学2025-2026学年高二上学期期末考试数学试卷)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____________.
【答案】或
【详解】直线 : 的一个法向量为 .
若直线 垂直于 轴,则方程为 ,法向量为 .,故 ,符合题意.
若直线 的斜率存在,设为 ,则 :,法向量为 .
由 ,得 .
平方得 ,即 ,.
代回检验:,,成立.
直线方程为 .故答案为: 或 .
18.(四川省成都市树德中学(光华校区)2026-2027学年高二上学期10月阶段性测试数学试题)已知的顶点,边上的高所在直线方程为,边上的中线所在直线方程为.
(1)直线经过点,点到的距离为,求直线的一般方程;
(2)求的面积.
【详解】(1)依题意得,点是直线与直线的交点,
由解得,
所以点的坐标是.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,满足题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,所以,解得.
直线的方程为,即,
所以直线的方程为或.
(2)边上的高所在直线方程为,
,且,即,
的顶点,直线方程:,
即与联立,,
解得,的坐标为,
所以
点到直线的距离为,
所以的面积为.
综合攻坚·知能拔高
一、选择题
1.(24-25高二上·浙江·期中)已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的斜率 B.直线过定点
C.若,则或 D.若,则或
【答案】D
【详解】对于A,当时,,直线的斜率不存在,故A错误;
对于B,,
当,可得,
所以直线过定点,故B错误;
对于C选项,当时,或,
解得,故C错误;
对于D选项,当时,,解得或,故D正确.
故选:D.
二、填空题
2.(24-25高二上·上海·阶段检测)定义:点到直线(不全为零)的有向距离为.设点到直线l的有向距离为.已知两定点与,到直线l的有向距离之差的绝对值等于,且在直线l的同侧,则平面上不在任何一条直线l上的点组成的图形面积为________.
【答案】8
【详解】由题意两定点与到直线的有向距离分别为
,,
因为,所以,
即,化简得,则.
又由不全为零,则,且.
当时,可化为;
当时,可化为;
又因为在直线l的同侧,
则.
解得或.
所以直线可表示平面上两平行直线与之间带状区域以外的点,
其中不能表示两平行直线上的点;
直线可表示平面上两平行直线与之间带状区域以外的点,
其中不能表示两平行直线上的点;
结合图形可知,平面上不在任何一条直线l上的点组成的图形为以为对角线的正方形,
由,则该正方形的面积.
故答案为:.
【点睛】结论点睛:根据有向距离的定义,可得如下结论:
在直线同侧的点,有向距离的符号相同;在直线异侧的点,有向距离的符号相反.即点在直线的同侧;点在直线的异侧.
三、解答题
3.(26-27高二上·江苏连云港·阶段检测)已知点,,点为平面直角坐标系上一点.
(1)若点且三点共线,求实数的值;
(2)若过点的直线与线段相交,求直线的倾斜角的取值范围.
【详解】(1)由题意,斜率存在,
因为点,,三点共线,所以,
所以,
解得.
所以实数的值是.
(2)设直线,,的倾斜角分别为,,,由图知.
可得,.
又,
所以,.
所以.
所以直线的倾斜角取值范围是.
4.(26-27高二上·江苏镇江·阶段检测)已知,,
(1)若点,,不能构成三角形,求的值;
(2)若点,,构成的三角形为直角三角形,求的值.
(3)过点的直线分别与轴正半轴、轴的负半轴交于、两点,当的面积取得最小值时,求此时直线的方程.
【详解】(1)由,,,
得,,
若不能构成三角形,则三点共线,
所以,解得.
(2)分三种情况讨论直角顶点:
①若为直角,则,即,解得;
②若为直角,,
则,解得;
③若为直角,则,.
综上所述,的值为或或.
(3)设直线的斜率为,直线的方程为.
令得,则;令得则.
的面积,
当且仅当即时等号成立.
此时直线的直线方程为即.
5.(25-26高二上·山东济宁·期中)设直线l的方程为().
(1)求证无论a取何值,直线l恒过定点B,并求定点B的坐标.
(2)已知直线m是过点B的直线,点到直线m的距离为2,求直线m的方程.
【详解】(1)
证明:由已知得,,
∴直线l经过直线和直线的交点,
解得交点坐标,
所以无论a取何值,直线l恒过定点;
(2)直线m斜率不存在时,可得,点与直线的距离为2,符合题意.
当直线m斜率存在时,设直线斜率为k,故可得直线m的方程为,即,
因为点到直线m的距离为2,即,解得,
故可得直线m的方程为,即,
综上所述:直线m的方程为或.
6.(26-27高二上·天津静海·阶段检测)已知直线:,:.
(1)若直线不经过第二象限,求实数的取值范围;
(2)若,的边在直线上,的平分线所在直线为,求直线的方程.
【详解】(1)当时,直线的方程为,符合题意;
当时,直线的方程为,
则,解得.
综上,实数的取值范围是.
(2)将代入,的直线方程为,
已知边在直线上,的平分线所在直线为:.
由对称性可知,直线与直线关于直线对称,即直线是直线关于直线的对称直线,
联立与的方程:,
解得交点的坐标为,
在直线上取一点,设其关于直线的对称点为,
由对称性质可得:,
解得,,即,
直线经过点和点,
其斜率为:,
所以直线的方程为:,
化简得直线的方程为.
7.(26-27高二上·山西太原·阶段检测)已知直线过的顶点,边上的中线所在直线的方程为,的平分线所在直线的方程为.
(1)求点的坐标;
(2)直线的方程和点的坐标;
(3)求的面积.
【详解】(1)
直线 整理为 ,
令 ,得 ,此时 ,故直线 l 恒过定点 ,
即 .
(2)因为点 B 在角平分线 上,设 .由中点坐标公式,
AB 中点 .又 M 在中线 上,代入得 ,解得 ,故 .
直线 BA 过 、,斜率 ,方程为 .
因为 是 的平分线,所以直线 BC 与直线 BA 关于直线 对称.
取 A 关于 的对称点 ,则直线 BC 过 与 ,斜率 ,
方程为 ,即 .
点 C 是直线 BC 与中线 CM 的交点,联立 ,解得 ,,即 .
(3),
点 C 到直线 AB: 的距离 ,
故 .
【点睛】角平分线的核心性质是“两边关于角平分线对称”,求对称直线可在一边上取点求对称点再连线;直线系过定点用“分离参数法”.
8.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知直线与直线,.
(1)不管取何值,直线过定点,求定点的坐标;
(2)若,求的值;
(3)若点在直线上,直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程.
【详解】(1)直线可化为,
要使上式对任意恒成立,则,解得,
因此定点的坐标为.
(2)因为,所以,解得或,
当时,,,即,此时,满足题意;
当时,,即,,此时重合,不满足题意.
综上所述,.
(3)因为点在直线上,
所以,得,则点的坐标为,
而直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,
当两截距均为0时,直线的斜率为,则直线的方程为,即,
当两截距不为0时,设直线的方程为,
代入点,得,解得,
则直线的方程为,即,
综上所述,直线的方程为或.
9.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)直线:,其中为实数.
(1)求证:无论取何值,直线恒过定点,并求出点的坐标;
(2)设,若直线过点,且点到直线的距离等于3,求直线的方程;
(3)若直线过点,且与轴负半轴、轴正半轴分别交于,两点,试求面积的最小值及此时直线的方程.
【详解】(1)直线:的方程可化为:
,因为该等式对任意实数成立,
所以,解得,
即无论取何值,直线恒过定点.
(2)由题可知,直线过点,
若直线的斜率不存在,则直线的方程为,
此时点到直线的距离等于,满足题意;
若直线的斜率存在,则设直线的方程为,即,
此时点到直线的距离为,
即,即,即,
解得:,此时直线的方程为,即.
所以直线的方程为或.
(3)由题可知,直线过点,
易知直线的斜率存在,且大于0,则设直线的方程为,
因为直线与轴负半轴、轴正半轴分别交于,两点,
令得,即,故,
令得,即,故,
所以的面积为,
当且仅当,即时等号成立,
此时直线的方程为,即.
所以面积的最小值为4,此时直线的方程为.
10.(26-27高二上·天津静海·阶段检测)已知直线的方程为.
(1)求证:不论为何值,直线必过定点;
(2)为何值时,点到直线的距离最大,并求最大值.
(3)过点的直线交坐标轴正半轴于,两点,当面积最小时,求的周长.
【详解】(1)由可得,,
令,所以直线过定点.
(2)由(1)可知,直线恒过定点.点到直线的距离,
可以看作是点到经过点的动直线的垂线段长度,
根据几何性质,当直线与线段垂直时,
点到直线的距离达到最大,此时最大距离即为线段的长度.
则线段的斜率:,
因为直线与垂直,所以直线的斜率,
将直线的方程化为斜截式,其斜率为:
令,
即:
此时,点到直线的最大距离为,故.
(3)由(1)知,直线恒过定点,
由题意可设直线的方程为(),
直线与轴、轴正半轴的交点分别为,,
令,得,令,得.
所以的面积,
当且仅当,即时等号成立,此时面积最小,
,,,
的周长为.
所以当面积最小时,的周长为.
11.(26-27高二上·安徽滁州·阶段检测)已知直线:.
(1)求证:直线过定点;
(2)若到直线的距离为,求的方程;
(3)若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于、两点,
(i)当面积最小时,求的值;
(ii)已知,求的最小值.
【详解】(1)证明:由直线整理可得:
,即,
则由,即,
故直线过定点;
(2)直线化为一般式,
故
得,所以的方程为
(3)(i)由可得:
当时,;当时,;
因为直线与坐标轴交于正半轴,故,解得;
此时三角形面积为,
要使面积取最小值,只需取的最小值即可;
由可知,
当时,取最小值,此时面积最小;
(ii)设直线的截距式方程为(,),由(1)知点在上,所以,
此时,,由于这三点共线,且在、之间,所以
有
而,当且仅当时取等号
所以的最小值为
12.(26-27高二上·贵州·阶段检测)已知直线恒过点.
(1)求点的坐标.
(2)已知坐标原点到的距离为.
①求的斜率;
②若的倾斜角小于,一条光线从点射出,经反射后,射到轴上,再经轴反射后,最后回到点,求该光线经过的路程长度.
【详解】(1)整理直线方程得:,
则:,
∵直线恒过定点,与无关,∴,
∴两式相加得,即,代入得:,.
(2)① ∵直线过,设 ,则:,
∴原点到直线距离公式:,化简得,
∴,
∴,即:,解得或 .
②当时,倾斜角,符合条件;
当时,倾斜角,舍去,故直线的方程为,
设关于直线的对称点为,
则:, 解得 ,即,
点关于轴的对称点为,
设直线分别交直线、轴于点、,由对称性可得,,
所以该光线经过的路程长度为.
13.(26-27高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知动直线恒过定点.
(1)求点的坐标.
(2)设动直线与直线交于点,与轴交于点,过点作轴的垂线,垂足为,求证:直线过定点.
(3)已知点和,设是边上一动点,且点到,的距离分别为,,若是定值,求实数的值.
【详解】(1)由,
得.
由,得.
所以动直线恒过定点,即.
(2)由,得,
解得,所以.
所以.
所以.
对,
令,得,
得.
所以.
所以直线的方程为,
化简得,,
即,
由,得.
所以直线恒过定点.
(3)因为,,,
所以边的方程为,
即.
直线的方程为,即;
直线的方程为,即.
设,则,
所以,
,
若是定值,则为定值,
所以,解得.
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专题03 含参直线问题
常考题型·精准突破
考点一 定点与直线系
题型1 含参直线过定点
题型2 含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
考点二 位置关系求参
题型3 平行、重合求参(排除重合)
题型4 垂直求参
题型5 由夹角、距离求参
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 定点与直线系
◆题型1 含参直线过定点
题型归纳
含参直线过定点
把方程整理成 ,解 、,交点就是定点.
1.(24-25高二上·江苏扬州·期中)对于任意的实数,直线恒过定点( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·上海·期末)直线恒过定点_____.
3.(24-25高二上·山东济宁·阶段检测)直线:恒过定点______.
4.(25-26高二上·浙江·期中)直线的方程为(a为常数)恒过定点______.
5.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)平面直角坐标系中的直线系方程:经过的定点是( )
A. B. C. D.
◆题型2 含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
题型归纳
含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
直线经过哪些象限,看斜率与纵截距的符号;垂直于 轴的直线要单独讨论.
6.(安徽省亳州市涡阳县蔚华中学2024-2025学年高二上学期10月月考数学试题)已知直线.
(1)求恒过的定点的坐标;
(2)若经过第一、二、三象限,求实数的取值范围.
7.(黑龙江省双鸭山市部分学校2025-2026学年高二上学期阶段测试(一)(9月)数学试题)直线经过平面直角坐标系的第二、三、四象限,则实数的取值范围是______.
考点二 位置关系求参
◆题型3 平行、重合求参(排除重合)
题型归纳
平行、重合求参(排除重合)
:,:.,且两直线不重合.
求出参数后要代回,重合的根舍去.
8.(26-27高二上·江苏苏州·阶段检测)过,两点的直线与斜率为的直线平行,则( )
A. B.1 C.5 D.3
9.(24-25高二上·浙江·期中)若直线:与:平行,则实数m等于( ).
A.1 B.0 C. D.1或
10.(25-26高二上·安徽·阶段检测)直线经过直线和的交点,且与直线平行,则直线间的距离为__________.
◆题型4 垂直求参
题型归纳
垂直求参
.斜率都存在时,也可用 .
11.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)直线(为常数)恒过定点,直线与直线垂直,且过点,其中直线,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
12.(24-25高二上·河北保定·期中)若直线与直线垂直,且直线与直线₄:垂直,则( )
A. B. C. D.
13.(24-25高二上·安徽阜阳·阶段检测)设,两直线与垂直,则的最大值为( )
A. B. C.1 D.2
14.(26-27高二上·广东佛山·阶段检测)已知直线:与直线:垂直,且垂足为.
(1)求的值并求与两坐标轴围成的三角形的面积;
(2)求过点且在两坐标轴上的截距相等的直线方程(用一般式表示).
15.(26-27高二上·安徽宣城·阶段检测)已知直线,与直线相互垂直.
(1)求;
(2),相交于点,过点作,的垂线,垂足分别为,,求四边形的面积.
◆题型5 由夹角、距离求参
题型归纳
由夹角、距离求参
两条相交直线的夹角 满足 ,.
点 到直线 的距离 .斜率不存在的直线要单独检验.
16.(上海市松江二中2025-2026学年高二上学期期中考试数学试卷)若直线与直线的夹角为,实数m的值为 _____ .
17.(上海市南洋模范中学2025-2026学年高二上学期期末考试数学试卷)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____________.
18.(四川省成都市树德中学(光华校区)2026-2027学年高二上学期10月阶段性测试数学试题)已知的顶点,边上的高所在直线方程为,边上的中线所在直线方程为.
(1)直线经过点,点到的距离为,求直线的一般方程;
(2)求的面积.
综合攻坚·知能拔高
一、选择题
1.(24-25高二上·浙江·期中)已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A.直线的斜率 B.直线过定点
C.若,则或 D.若,则或
二、填空题
2.(24-25高二上·上海·阶段检测)定义:点到直线(不全为零)的有向距离为.设点到直线l的有向距离为.已知两定点与,到直线l的有向距离之差的绝对值等于,且在直线l的同侧,则平面上不在任何一条直线l上的点组成的图形面积为________.
三、解答题
3.(26-27高二上·江苏连云港·阶段检测)已知点,,点为平面直角坐标系上一点.
(1)若点且三点共线,求实数的值;
(2)若过点的直线与线段相交,求直线的倾斜角的取值范围.
4.(26-27高二上·江苏镇江·阶段检测)已知,,
(1)若点,,不能构成三角形,求的值;
(2)若点,,构成的三角形为直角三角形,求的值.
(3)过点的直线分别与轴正半轴、轴的负半轴交于、两点,当的面积取得最小值时,求此时直线的方程.
5.(25-26高二上·山东济宁·期中)设直线l的方程为().
(1)求证无论a取何值,直线l恒过定点B,并求定点B的坐标.
(2)已知直线m是过点B的直线,点到直线m的距离为2,求直线m的方程.
6.(26-27高二上·天津静海·阶段检测)已知直线:,:.
(1)若直线不经过第二象限,求实数的取值范围;
(2)若,的边在直线上,的平分线所在直线为,求直线的方程.
7.(26-27高二上·山西太原·阶段检测)已知直线过的顶点,边上的中线所在直线的方程为,的平分线所在直线的方程为.
(1)求点的坐标;
(2)直线的方程和点的坐标;
(3)求的面积.
8.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)已知直线与直线,.
(1)不管取何值,直线过定点,求定点的坐标;
(2)若,求的值;
(3)若点在直线上,直线过点,且在两坐标轴上的截距之和为0,求直线的方程.
9.(26-27高二上·江苏无锡·阶段检测)直线:,其中为实数.
(1)求证:无论取何值,直线恒过定点,并求出点的坐标;
(2)设,若直线过点,且点到直线的距离等于3,求直线的方程;
(3)若直线过点,且与轴负半轴、轴正半轴分别交于,两点,试求面积的最小值及此时直线的方程.
10.(26-27高二上·天津静海·阶段检测)已知直线的方程为.
(1)求证:不论为何值,直线必过定点;
(2)为何值时,点到直线的距离最大,并求最大值.
(3)过点的直线交坐标轴正半轴于,两点,当面积最小时,求的周长.
11.(26-27高二上·安徽滁州·阶段检测)已知直线:.
(1)求证:直线过定点;
(2)若到直线的距离为,求的方程;
(3)若直线分别与轴正半轴、轴正半轴交于、两点,
(i)当面积最小时,求的值;
(ii)已知,求的最小值.
12.(26-27高二上·贵州·阶段检测)已知直线恒过点.
(1)求点的坐标.
(2)已知坐标原点到的距离为.
①求的斜率;
②若的倾斜角小于,一条光线从点射出,经反射后,射到轴上,再经轴反射后,最后回到点,求该光线经过的路程长度.
13.(26-27高二上·重庆沙坪坝·阶段检测)已知动直线恒过定点.
(1)求点的坐标.
(2)设动直线与直线交于点,与轴交于点,过点作轴的垂线,垂足为,求证:直线过定点.
(3)已知点和,设是边上一动点,且点到,的距离分别为,,若是定值,求实数的值.
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专题03 含参直线问题
常考题型·精准突破
考点一 定点与直线系
◆题型1 含参直线过定点
1.【答案】B
【详解】直线,
即,
令,解得,
即直线恒过定点,
故选:B.
2.【答案】
【详解】由可得,
所以直线过直线的交点,
故,解得,
故定点为.
故答案为:
3.【答案】
【详解】由,
可得:
令,解得:,
故答案为:
4.【答案】
【详解】由,即,
令,解得,
所以直线恒过定点.
故答案为:
5.【答案】C
【详解】由,
可得,
因为方程对恒成立,
所以可得:,
解得,,
所以直线系方程:经过的定点是,
故选:C
◆题型2 含参直线的位置(不过某象限、与线段相交)
6.【详解】(1)整理直线的方程,得(,
联立方程组
解得所以直线恒过的定点的坐标为;
(2)当时,直线的方程为,经过二、三象限,不符合题意;
当时,,
因为经过第一、二、三象限,所以,
解得或,
综上所述,当直线经过第一、二、三象限时,的取值范围是.
7.【答案】
【详解】因为直线经过平面直角坐标系的第二、三、四象限,所以直线的斜率,且在轴上的截距.
因为直线,所以,,
则,解得,即实数的取值范围是.
故答案为:.
考点二 位置关系求参
◆题型3 平行、重合求参(排除重合)
8.【答案】C
【详解】由题意可得.
9.【答案】C
【详解】直线:的斜率,:,
当时,两直线不平行;当时,两条直线不平行;
当且时,的斜率,由于,则,
解得:或,当时两直线重合,不符合题意,
时,两直线平行,故.
故选:C.
10.【答案】 或
【详解】∵直线与直线平行
故设的方程为,
联立,解得,∴
又因为点在直线上,
∴,解得,
所以直线方程为,
所以直线间的距离为.
故答案为:.
◆题型4 垂直求参
11.【答案】A
【详解】可以化为,
解方程组,得.
故直线恒过定点.
直线斜率为,
直线与直线垂直,则直线斜率为,
则直线的方程:,即,
故选:A.
12.【答案】B
【详解】由题意知:直线与直线垂直,则,
直线与直线垂直,则,
即得.
故选:B.
13.【答案】A
【详解】因为直线与垂直,
所以,即,
所以,
当且仅当,即,时取等号.
故选:A
14.【详解】(1)对于两条一般式直线、,
两直线垂直的充要条件为;
由题知 ,即,解得,
将代入的方程得,整理得,
令,得在轴上的截距为;令,得在轴上的截距为,
所以,与两坐标轴围成的三角形的面积为.
(2)结合(1),将代入的方程,得,
联立与的方程 ,解得,,即,
分两种情况讨论:
① 当直线在两坐标轴上的截距均为时,即直线过原点时,设直线方程为,
将代入得,解得,整理为一般式得;
② 当直线在两坐标轴上的截距均不为0且相等时,
设直线方程为,即,
将代入得,整理为一般式得.
综上,所求直线方程为和.
15.【详解】(1)因为直线,与直线相互垂直,
所以得,即.
解得.
(2)由题意知,四边形为矩形,,分别是点到直线,的距离,
所以,
.
四边形的面积为.
◆题型5 由夹角、距离求参
16.【答案】0
【详解】设直线 与直线 的法向量分别为 ,.
两直线的夹角 满足 ,.
由 得 .两边平方,,解得 .
此时法向量为 与 ,,夹角为 .故答案为:.
17.【答案】或
【详解】直线 : 的一个法向量为 .
若直线 垂直于 轴,则方程为 ,法向量为 .,故 ,符合题意.
若直线 的斜率存在,设为 ,则 :,法向量为 .
由 ,得 .
平方得 ,即 ,.
代回检验:,,成立.
直线方程为 .故答案为: 或 .
18.【详解】(1)依题意得,点是直线与直线的交点,
由解得,
所以点的坐标是.
当直线的斜率不存在时,直线的方程为,满足题意;
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,所以,解得.
直线的方程为,即,
所以直线的方程为或.
(2)边上的高所在直线方程为,
,且,即,
的顶点,直线方程:,
即与联立,,
解得,的坐标为,
所以
点到直线的距离为,
所以的面积为.
综合攻坚·知能拔高
一、选择题
1.D
二、填空题
2.【答案】8
【详解】由题意两定点与到直线的有向距离分别为
,,
因为,所以,
即,化简得,则.
又由不全为零,则,且.
当时,可化为;
当时,可化为;
又因为在直线l的同侧,
则.
解得或.
所以直线可表示平面上两平行直线与之间带状区域以外的点,
其中不能表示两平行直线上的点;
直线可表示平面上两平行直线与之间带状区域以外的点,
其中不能表示两平行直线上的点;
结合图形可知,平面上不在任何一条直线l上的点组成的图形为以为对角线的正方形,
由,则该正方形的面积.
故答案为:.
【点睛】结论点睛:根据有向距离的定义,可得如下结论:
在直线同侧的点,有向距离的符号相同;在直线异侧的点,有向距离的符号相反.即点在直线的同侧;点在直线的异侧.
三、解答题
3.【详解】(1)由题意,斜率存在,
因为点,,三点共线,所以,
所以,
解得.
所以实数的值是.
(2)设直线,,的倾斜角分别为,,,由图知.
可得,.
又,
所以,.
所以.
所以直线的倾斜角取值范围是.
4.【详解】(1)由,,,
得,,
若不能构成三角形,则三点共线,
所以,解得.
(2)分三种情况讨论直角顶点:
①若为直角,则,即,解得;
②若为直角,,
则,解得;
③若为直角,则,.
综上所述,的值为或或.
(3)设直线的斜率为,直线的方程为.
令得,则;令得则.
的面积,
当且仅当即时等号成立.
此时直线的直线方程为即.
5.【详解】(1)
证明:由已知得,,
∴直线l经过直线和直线的交点,
解得交点坐标,
所以无论a取何值,直线l恒过定点;
(2)直线m斜率不存在时,可得,点与直线的距离为2,符合题意.
当直线m斜率存在时,设直线斜率为k,故可得直线m的方程为,即,
因为点到直线m的距离为2,即,解得,
故可得直线m的方程为,即,
综上所述:直线m的方程为或.
6.【详解】(1)当时,直线的方程为,符合题意;
当时,直线的方程为,
则,解得.
综上,实数的取值范围是.
(2)将代入,的直线方程为,
已知边在直线上,的平分线所在直线为:.
由对称性可知,直线与直线关于直线对称,即直线是直线关于直线的对称直线,
联立与的方程:,
解得交点的坐标为,
在直线上取一点,设其关于直线的对称点为,
由对称性质可得:,
解得,,即,
直线经过点和点,
其斜率为:,
所以直线的方程为:,
化简得直线的方程为.
7.【详解】(1)
直线 整理为 ,
令 ,得 ,此时 ,故直线 l 恒过定点 ,
即 .
(2)因为点 B 在角平分线 上,设 .由中点坐标公式,
AB 中点 .又 M 在中线 上,代入得 ,解得 ,故 .
直线 BA 过 、,斜率 ,方程为 .
因为 是 的平分线,所以直线 BC 与直线 BA 关于直线 对称.
取 A 关于 的对称点 ,则直线 BC 过 与 ,斜率 ,
方程为 ,即 .
点 C 是直线 BC 与中线 CM 的交点,联立 ,解得 ,,即 .
(3),
点 C 到直线 AB: 的距离 ,
故 .
【点睛】角平分线的核心性质是“两边关于角平分线对称”,求对称直线可在一边上取点求对称点再连线;直线系过定点用“分离参数法”.
8.【详解】(1)直线可化为,
要使上式对任意恒成立,则,解得,
因此定点的坐标为.
(2)因为,所以,解得或,
当时,,,即,此时,满足题意;
当时,,即,,此时重合,不满足题意.
综上所述,.
(3)因为点在直线上,
所以,得,则点的坐标为,
而直线过点P,且在两坐标轴上的截距之和为0,
当两截距均为0时,直线的斜率为,则直线的方程为,即,
当两截距不为0时,设直线的方程为,
代入点,得,解得,
则直线的方程为,即,
综上所述,直线的方程为或.
9.【详解】(1)直线:的方程可化为:
,因为该等式对任意实数成立,
所以,解得,
即无论取何值,直线恒过定点.
(2)由题可知,直线过点,
若直线的斜率不存在,则直线的方程为,
此时点到直线的距离等于,满足题意;
若直线的斜率存在,则设直线的方程为,即,
此时点到直线的距离为,
即,即,即,
解得:,此时直线的方程为,即.
所以直线的方程为或.
(3)由题可知,直线过点,
易知直线的斜率存在,且大于0,则设直线的方程为,
因为直线与轴负半轴、轴正半轴分别交于,两点,
令得,即,故,
令得,即,故,
所以的面积为,
当且仅当,即时等号成立,
此时直线的方程为,即.
所以面积的最小值为4,此时直线的方程为.
10.【详解】(1)由可得,,
令,所以直线过定点.
(2)由(1)可知,直线恒过定点.点到直线的距离,
可以看作是点到经过点的动直线的垂线段长度,
根据几何性质,当直线与线段垂直时,
点到直线的距离达到最大,此时最大距离即为线段的长度.
则线段的斜率:,
因为直线与垂直,所以直线的斜率,
将直线的方程化为斜截式,其斜率为:
令,
即:
此时,点到直线的最大距离为,故.
(3)由(1)知,直线恒过定点,
由题意可设直线的方程为(),
直线与轴、轴正半轴的交点分别为,,
令,得,令,得.
所以的面积,
当且仅当,即时等号成立,此时面积最小,
,,,
的周长为.
所以当面积最小时,的周长为.
11.【详解】(1)证明:由直线整理可得:
,即,
则由,即,
故直线过定点;
(2)直线化为一般式,
故
得,所以的方程为
(3)(i)由可得:
当时,;当时,;
因为直线与坐标轴交于正半轴,故,解得;
此时三角形面积为,
要使面积取最小值,只需取的最小值即可;
由可知,
当时,取最小值,此时面积最小;
(ii)设直线的截距式方程为(,),由(1)知点在上,所以,
此时,,由于这三点共线,且在、之间,所以
有
而,当且仅当时取等号
所以的最小值为
12.【详解】(1)整理直线方程得:,
则:,
∵直线恒过定点,与无关,∴,
∴两式相加得,即,代入得:,.
(2)① ∵直线过,设 ,则:,
∴原点到直线距离公式:,化简得,
∴,
∴,即:,解得或 .
②当时,倾斜角,符合条件;
当时,倾斜角,舍去,故直线的方程为,
设关于直线的对称点为,
则:, 解得 ,即,
点关于轴的对称点为,
设直线分别交直线、轴于点、,由对称性可得,,
所以该光线经过的路程长度为.
13.【详解】(1)由,
得.
由,得.
所以动直线恒过定点,即.
(2)由,得,
解得,所以.
所以.
所以.
对,
令,得,
得.
所以.
所以直线的方程为,
化简得,,
即,
由,得.
所以直线恒过定点.
(3)因为,,,
所以边的方程为,
即.
直线的方程为,即;
直线的方程为,即.
设,则,
所以,
,
若是定值,则为定值,
所以,解得.
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