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2.2.2 直线的两点式方程
【考点梳理】
考点一 直线的两点式方程和截距式方程
名称 两点式 截距式
条件 两点P1(x1,y1),P2(x2,y2) (x1≠x2,y1≠y2) 在x,y轴上的截距分别为a,b( a≠0,b≠0)
示意图 INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\L54.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\L54.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\L55.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\L55.TIF" \* MERGEFORMATINET
方程 = +=1
适用范围 斜率存在且不为0 斜率存在且不为0,不过原点
思考1 过点(x0,y0)且斜率为0的直线有两点式方程吗?
答案 没有.其方程为y=y0.
思考2 方程-=1是直线的截距式方程吗?
答案 不是.截距式方程的特点有两个,一是中间必须用“+”号连接,二是等号右边为1.
【题型归纳】
题型一:直线的两点式方程
1.一条直线不与坐标轴平行或重合,则它的方程( )
A.可以写成两点式或截距式
B.可以写成两点式或斜截式或点斜式
C.可以写成点斜式或截距式
D.可以写成两点式或截距式或斜截式或点斜式
2.过两点和的直线在y轴上的截距为( )
A. B. C. D.
3.某地汽车客运公司规定旅客可随身携带一定重量的行李,如果超过规定,则需要购买行李票,行李票费用y(元)与行李重量的关系如图所示,则旅客最多可免费携带行李的重量为( )
A.20 kg B.25 kg C.30 kg D.80 kg
题型二:直线的截距式方程
4.过点且与两坐标轴上的截距相等的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
5.过点作直线,满足在两坐标轴上截距的绝对值相等的直线有( )条.
A.1 B.2 C.3 D.4
6.已知直线与直线平行,且直线在轴上的截距比在轴上的截距大,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
题型三:直线与坐标轴围成的面积问题
7.在平面直角坐标系xOy中,直线过点A(1,2)且x轴、y轴正半轴分别交于M,N,则三角形OMN面积的最小值是( )
A. B.3 C. D.4
8.过点作直线l,与两坐标轴相交所得三角形面积为4,则直线l有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
9.已知直线过点,且与,轴的正半轴分别交于,两点.若的面积为12(为坐标原点),则直线的截距式方程为( )
A. B. C. D.
【双基达标】
一、单选题
10.过和两点的直线方程是( )
A. B.
C. D.
11.下列说法中不正确的是( ).
A.点斜式适用于不垂直于轴的任何直线.
B.斜截式适用于不垂直于轴的任何直线.
C.两点式适用于不垂直于轴和轴的任何直线.
D.截距式适用于不过原点的任何直线.
12.下列说法错误的个数是( )
①平面内所有的直线方程都可以用斜截式来表示
②直线与轴的交点到原点的距离为
③在轴、轴上的截距分别为,的直线方程为
④不能表示过且斜率为的直线方程
⑤两条直线中,斜率越大则倾斜角越大
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
13.已知,则直线与坐标轴围成的三角形面积是
A.2 B.4 C. D.2或
14.已知两点A(3,0),B(0,4),动点P(x,y)在线段AB上运动,则xy的最大值为( )
A.2 B.3
C.4 D.5
15.已知三角形三个顶点,,,则边上中线所在直线方程是
A. B. C. D.
16.过点且在两坐标轴上的截距之差为3的直线方程是( )
A. B. C. D.或
17.在轴和轴上的截距分别为和5的直线方程是( )
A. B. C. D.
18.已知直线的两点式方程为,则的斜率为( )
A. B. C. D.
19.直线在x轴,y轴上的截距分别为( )
A.2,3 B.-2,3 C.-2,-3 D.2,-3
20.直线和直线在同一坐标系中可能是( )
A. B. C. D.
21.已知直线过点,且与坐标轴分别相交于点A B,若的面积为24,其中O为坐标原点,则这样的直线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
22.已知直线l经过点A(1,-2),B(-3,2),则直线l的方程( )
A.x+y+1=0 B.x-y+1=0
C.x+2y+1=0 D.x+2y-1=0
23.已知,点在轴上,且使得取最小值,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
24.在平面直角坐标系中,直线与坐标轴分别交于点,,则下列选项中错误的是( )
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
25.已知过定点作直线与两坐标轴围成的三角形面积为,这样的直线有( )条
A. B. C. D.
26.经过两点、的直线的方程是( )
A. B.
C. D.
27.若直线过点和,且点在直线上,则的值为( )
A.2019 B.2018 C.2017 D.2016
28.一束光线从点处射到y轴上一点后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程是
A. B.
C. D.
29.经过两点A(-1,-5)和B(2,13)的直线在x轴上的截距为( )
A.-1 B.1
C.- D.
30.若直线过第一 三 四象限,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
31.下列说法错误的是( )
A.“”是“直线与直线互相垂直”的充要条件
B.直线的倾斜角的取值范围是
C.过,两点的所在直线的方程为
D.经过点且在轴和轴上截距相等的直线方程为
32.下列说法正确的是( )
A.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
B.任意一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率
C.过(),()两点的直线方程为
D.经过点(1,1)且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
33.过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程是( )
A. B. C. D.
34.下列说法正确的是( )
A.过,两点的直线方程为
B.点关于直线的对称点为
C.直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
D.经过点且在轴和轴上截距都相等的直线方程为
三、填空题
35.过点的直线分别与轴、轴的正半轴交于、两点,则(为坐标原点)面积取得最小值时直线方程为____________.
36.过A(1,4)且在两坐标轴上的截距的绝对值相等的直线共有________条.
37.已知点、,则直线AB的两点式方程是______.
38.过点P(4,1)作直线l分别交x轴,y轴正半轴于A,B两点,O为坐标原点.当|OA|+|OB|取最小值时,直线l的方程为___.
39.已知点在过和两点的直线上,则x的值是_______.
四、解答题
40.已知的三个顶点,,,求经过两边AB和AC的中点的直线的方程.
41.已知A(7,8),B(10,4),C(2,-4)三点,求的面积.
42.已知的三个顶点的坐标是.
(1)求BC边所在直线的方程;
(2)求的面积.
43.在平面直角坐标系中,已知直线l过点.
(1)若直线l的纵截距和横截距相等,求直线l的方程;
(2)若直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线l的方程.
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
根据直线方程的形式确定正确选项.
【详解】
由于直线不与坐标轴平行或重合,所以直线的斜率存在,且直线上任意两点的横坐标及纵坐标都不相同,所以直线能写成两点式或斜截式或点斜式.
由于直线在坐标轴上的截距有可能为0,所以直线不一定能写成截距式.
故选:B
2.C
【解析】
【分析】
求出直线方程,令x=0,即可求出纵截距.
【详解】
由题可知直线方程为:,即,
令x=0,则,故直线在y轴上的截距为.
故选:C.
3.C
【解析】
【分析】
根据图象结合直线的两点式方程求出直线的方程,从而可求解.
【详解】
由图知点,,
所以由直线方程的两点式,得直线的方程是,即.
依题意,令,得,即旅客最多可免费携带30 kg行李.
故选:C.
4.B
【解析】
【分析】
分直线的两坐标轴上的截距为0,不为0时两种情况求解即可
【详解】
①当直线的两坐标轴上的截距为0时,设直线方程为,由题意有,则,∴直线方程为满足条件;
②当直线的两坐标轴上的截距不为0时,设的方程为.把点代入直线方程得.解得,从而直线方程为.
故满足条件的直线方程为和.
故选:B.
5.C
【解析】
【分析】
根据“两坐标轴上截距的绝对值相等”条件进行分类讨论:一是截距相等且不为,二是截距互为相反数且不为,三是截距为
【详解】
若截距相等且不为,可以设直线方程为:
将点代入直线方程后可得:
解得:
此时,直线方程为:
若截距互为相反数且不为,可以设直线方程为:
将点代入直线方程后可得:
解得:
此时,直线方程为:
若截距为0,则直线过原点,此时,直线的方程为:.
故选:C
6.A
【解析】
【分析】
分析可知直线不过原点,可设直线的方程为,其中且,利用斜率关系可求得实数的值,化简可得直线的方程.
【详解】
若直线过原点,则直线在两坐标轴上的截距相等,不合乎题意,
设直线的方程为,其中且,
则直线的斜率为,解得,
所以,直线的方程为,即.
故选:A.
7.D
【解析】
【分析】
点代入直线得到,结合基本不等式求出,求出M,N坐标,求面积即可.
【详解】
直线过点A(1,2)可得,令,令,
又直线与x轴、y轴正半轴分别交于M,N,故,
得,当且仅当时取等号,故.
故选:D.
8.D
【解析】
【分析】
设直线的方程为,由直线过,得,再由三角形面积得,联立求出方程组的解即可得.
【详解】
由题意设直线的方程为,直线过,则,
直线与坐标轴的交点为,
又,,
,,
时,,由, 得或,
时,,由, 得或,
所以直线共有4条.
故选:D.
9.A
【解析】
【分析】
设出直线的截距式方程,根据题意求出待定系数,可得结论.
【详解】
解:设直线的方程为,则的面积为①.
因为直线过点,所以②.
联立①②,解得,,
故直线的方程为,
故选:A.
10.C
【解析】
【分析】
当时,过点的直线的斜率存在,由点斜式方程写出并整理即可,当时,过点的直线方程是或,再验证是否适合上式即可.
【详解】
当时,过点的直线的斜率,直线方程是,
整理得;
当时,过点的直线方程是或,
即或,
满足.
∴过两点的直线方程是.
故选:C.
【点睛】
本题主要考查直线方程的求法,属于基础题.
11.D
【解析】
【分析】
由直线方程有意义分析可得各种形式的适用条件,从而得出答案.
【详解】
解:点斜式中斜率必须存在,因此直线不垂直于轴,A正确;
斜截式中斜率必须存在,因此直线不垂直于轴,B正确;
两点式中分母不能为零,即两点的横坐标不能相等,纵坐标也不能相等,即直线不能垂直于轴,C正确;
截距式中两截距必须存在且都不为0,因此直线必须不过原点,也不能与坐标轴平行,D错误.
故选:D.
【点睛】
本题考查直线方程的四种形式的适用范围,属于基础题.解题时只要从各方程有意义即可分析.
12.C
【解析】
由直线的方程的几种形式所适用的范围,逐一判断可得选项.
【详解】
对于①:当直线的斜率不存在时,直线不能用斜截式,故①不正确;
对于②:中的b,有正,有负,或是0,所以直线与轴的交点到原点的距离为,故②不正确;
对于③:当直线的在轴、轴上的截距不为0时,才可以表示成,故③不正确;
对于④:因为中需满足,所以不过,故④正确;
对于⑤:当一条直线的斜率是正的,另一条直线的斜率是负的,由于正数大于负数,而此时斜率大的直线的倾斜角是锐角,斜率小的直线的倾斜角是钝角,不满足斜率越大,倾斜角越大,故⑤不正确;
所以错误的命题有4个,
故选:C.
13.A
【解析】
【分析】
利用,求出m值,然后求出直线与坐标轴的交点,即可求解三角形的面积.
【详解】
因为,
所以,解得.
所以直线方程为它与坐标轴的交点为与.
直线与坐标轴围成的三角形面积是.
故选:A.
【点睛】
本题考查直线的平行关系的应用,三角形的面积的求法,考查计算能力,属于基础题.
14.B
【解析】
【分析】
由已知求出直线方程,得出,代入即可求解.
【详解】
解析:可得直线AB的方程为,则可得,,
则,
当时,取得最大值为3.
故选:B.
15.C
【解析】
【分析】
由中点坐标公式求得的中点坐标,再求出边上中线的斜率,由直线方程的点斜式得答案.
【详解】
由,,得的中点坐标为,,
又,
.
边上中线所在直线方程是,即.
故选:C.
【点睛】
本题考查直线方程的求法,考查中点坐标公式的应用,是基础题.
16.D
【解析】
【分析】
由于直线过点,所以直线在轴上的截距为,结合题意,即可求出直线在轴上的截距为1或,最后根据直线的截距式方程,即可求出直线方程.
【详解】
解:由题可知,直线过点,所以直线在轴上的截距为,
又直线在两坐标轴上的截距之差为3,所以直线在轴上的截距为1或,
则所求直线方程为或.
故选:D.
【点睛】
本题考查直线的截距式方程的求法,属于基础题.
17.C
【解析】
【分析】
由题意知,直接代入直线可得答案.
【详解】
题意知,代入直线的截距式方程可得
.
故选:C.
【点睛】
本题考查了直线方程的截距式,考查了截距的概念,属于基础题.
18.A
【解析】
【分析】
直线的两点式方程为,得到直线过点,,然后由斜率公式求解.
【详解】
因为直线的两点式方程为,
所以直线过点,,
所以的斜率为.
故选:A
【点睛】
本题主要考查直线的方程以及斜率公式,属于基础题.
19.D
【解析】
【分析】
分别令等于0,即可求出结果.
【详解】
因为,
当时,,即在轴上的截距为;
当时,,即在轴上的截距为;
故选D
【点睛】
本题主要考查直线的截距,熟记截距式即可,属于基础题型.
20.D
【解析】
【分析】
由四个选项中的可知,分别由四个选项中的的符号推导的斜率和纵截距的符号可得解.
【详解】
根据题意可知,,
对于、、,由可知,,所以:的斜率为正数,故、、不正确;
对于,由可知,,此时:符合,故正确.
故选:D.
【点睛】
本题考查了根据直线方程识别图象,属于基础题.
21.C
【解析】
【分析】
根据题意直线的斜率存在,且不过原点,进而设方程为,,再根据题意得,解方程即可得答案.
【详解】
解:由题知直线的斜率存在,且不过原点,
所以设直线方程为,,
所以直线与轴交点坐标为,直线与轴交点坐标为
所以面积为,即,
所以或,
解方程,即,解得,
解方程,即,解得
所以这样的直线有3条.
故选:C
22.A
【解析】
【分析】
由两点式方程即可求出.
【详解】
直线l经过点A(1,-2),B(-3,2),
直线l的方程为,整理得.
故选:A.
23.C
【解析】
【分析】
作图,找到M关于x轴对称点是,连结M’N,求出M’N的方程,则M’N与x轴交于P点,此时,取最小值,且,此时根据直线方程求出P点即可
【详解】
如图,M关于x轴对称点是,M’和N在x轴两侧,则当M’N成一直线,此时,M’N与x轴交于P点,有取最小值,此时,,而直线M’N的方程为,化简得,,则直线M’N交x轴于P点,所以,P点坐标为
答案选:C
【点睛】
本题考查点关于直线对称的问题,属于简单题
24.A
【解析】
【分析】
由题设可得,,进而可得关于的函数,应用数形结合的方法判断在不同区间上对应直线l的条数.
【详解】
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.
故选:A
25.B
【解析】
【分析】
设直线的方程为,求出直线与两坐标轴的交点坐标,由已知条件可得出关于的方程,判断出方程根的个数,即可得解.
【详解】
由题意可知,直线的斜率存在且不为零,设直线的方程为,即.
在直线的方程中,令,可得;令,可得.
所以,直线交轴于点,交轴于点.
由题意可得,即.
①当时,可得,即,;
②当时,可得,即,.
综上所述,符合条件的直线有条.
故选:B.
【点睛】
本题考查直线与坐标轴围成的三角形面积的计算,考查计算能力,属于中等题.
26.D
【解析】
【分析】
求出直线的两点式方程,再化为一般方程可得答案.
【详解】
经过两点、的直线的方程为,即.
故选:D.
27.A
【解析】
【分析】
根据直线过点和,由直线的两点式方程化简得,然后将点代入方程,求解得出的值.
【详解】
解:因为直线过点和,
由直线的两点式方程,得直线的方程为,
化简得:,
由于点在直线上,将点代入方程,
得,
解得:.
故选:A.
【点睛】
本题考查直线的两点式方程的求法和应用,属于基础题.
28.B
【解析】
由反射定律得点A关于y轴的对称点,又因为B点也在直线上,根据截距式可得直线方程.
【详解】
由题得点关于y轴的对称点在反射光线所在的直线上,再根据点也在反射光线所在的直线上,由截距式求得反射光线所在直线的方程为,即,故选B.
【点睛】
本题直线方程可由两点式或截距式求出,找到点A的对称点是突破口,属于基础题.
29.C
【解析】
【分析】
先由两点式方程求出直线方程,即可求得在x轴上的截距.
【详解】
解析:由直线的两点式可得直线的方程为,即6x-y+1=0,
将代入可得在x轴上的截距为.
故选:C.
30.B
【解析】
【分析】
根据直线截距式,结合直线所过的象限,判断坐标轴截距的符号即可.
【详解】
∵直线过点第一 三 四象限,
∴它在轴上的截距为正,在轴上的截距为负,即.
故选:B
31.ACD
【解析】
【分析】
根据直线垂直的充要条件判断A,由直线方程得出斜率再求倾斜角判断B,根据两点式直线方程可判断C,由满足条件的直线知D正误.
【详解】
当时,两直线方程分别为和,此时也满足直线相互垂直,故说法错误;
直线的斜率,则,即,,故说法正确;
当或时,直线方程为或,此时直线方程不成立,故C说法错误;
若直线过原点,则直线方程为,此时也满足条件,故D说法错误.
故选:ACD
32.AB
【解析】
【分析】
对选项A,分别令和,求出直线与坐标轴交点,再结合面积公式判断即可;
对选项B,由定义判断正确;对C特殊情况不成立;对D,缺少过原点的直线.
【详解】
对A,令得,令得,则直线与两坐标轴围成的三角形的面积为,A正确;
对B,由,可知,直线倾斜角一定存在,当时,斜率不存在,B正确;
对C,过(),()两点的直线方程为的前提是,故C错误;
对D,可设过点的直线为,当时,,当时,,令得或,求得对应的直线方程为或,故D错误,
故选:AB
33.AC
【解析】
分两种情况求解,过原点时和不过原点时,结合所过点的坐标可求.
【详解】
当直线过坐标原点时,直线方程为;
当直线不过坐标原点时,设直线方程为,代入点可得,
即.
故选:AC.
【点睛】
直线在两坐标轴上截距相等时,有两种情况:一是直线经过坐标原点;二是直线斜率为.
34.BC
【解析】
运用直线的两点式方程判断A 的正误;利用对称知识判断B的正误;求出直线在两坐标轴上的截距可得到三角形的面积判断C的正误;利用直线的截距相等可判断D 的正误.
【详解】
对于A:当,时,过,两点的直线方程为,故A不正确;
对于B:点 (0,2) 与 (1,1) 的中点坐标, 满足直线方程, 并且两点的斜率为: 1, 所以点 (0,2) 关于直线 y=x+1 的对称点为 (1,1) ,所以 B 正确;
对于C:直线在两坐标轴上的截距分别为: 2, 2, 直线与坐标轴围成的三角形的面积是,所以C 正确;
对于D:经过点 (1,1) 且在 x 轴和 y 轴上截距都相等的直线方程为 x+y 2=0 或 y=x ,所以 D 不正确;
故选:BC.
【点睛】
本题考查直线的方程,直线与坐标轴的截距,点关于直线的对称点,注意在考虑截距相等的时候,不漏掉截距为的情况,属于基础题.
35.
【解析】
设直线的方程为,求出点、的坐标,结合已知条件求出的取值范围,然后求出的面积关于的表达式,利用基本不等式可求出面积的最小值,利用等号成立求出的值,即可得出所求直线的方程.
【详解】
易知直线的斜率存在且不为零,
设直线的方程为,即.
在直线的方程中,令,可得;令,可得.
所以,点、.
由已知条件可得,解得.
的面积为.
当且仅当时,即当时,等号成立,
所以,直线的方程为,即.
故答案为:.
【点睛】
关键点点睛:解本题的关键在于将三角形的面积利用斜率有关的代数式表示,并结合基本不等式求出三角形面积的最小值,同时不要忽略了斜率的取值范围的求解.
36.3
【解析】
【分析】
根据题意可得有三种情况.
【详解】
解析:一条是截距为0,一条是截距相等(不为0),一条是截距互为相反数(不为0),共3条.
故答案为:3.
37.
【解析】
【分析】
根据直线的两点式方程代入即可.
【详解】
直线的两点式方程为:
将点、代入得:.
故答案为:.
38.x+2y-6=0
【解析】
【分析】
设直线l的方程为+=1(a>0,b>0),由题得 +=1,再利用基本不等式求解.
【详解】
设直线l的方程为+=1(a>0,b>0).
由P点在直线l上,得+=1,
∴|OA|+|OB|=a+b=(a+b)=5++≥5+2=9,
当且仅当=,即a=6,b=3时取“=”,
∴直线l的方程为+=1,即x+2y-6=0.
故答案为:x+2y-6=0
39.
【解析】
【分析】
由题可得直线方程,代入即求.
【详解】
过M,N两点的直线的方程为,
又在此直线上,
所以当时,.
故答案为:.
40.
【解析】
【分析】
首先求得中点坐标,再根据直线的两点式方程求解即可.
【详解】
设AB和AC的中点分别为,
因为,,,
所以
所以直线的方程为:,
整理得:,
经过两边AB和AC的中点的直线的方程为.
41.28
【解析】
【分析】
由A、B两点坐标可求出直线AB的方程,并求出边的长度,由点C到直线AB的距离可求出三角形边上的高,进而求出面积.
【详解】
直线AB的方程为:,边AB的长为:,
点C到边AB的距离
所以
【点睛】
本题考查直线方程与点到直线距离公式的应用,结合三角形面积的求法找出所需要的量即可,本题可以利用任意一条边长与其对应的高求面积.
42.(1); (2).
【解析】
【分析】
(1)直接由两点式直线方程公式求解即可;(2)求出B到AC的距离为d,再求AC的距离,然后利用面积公式求解即可.
【详解】
(1)由题可知,直线BC过,方程为,化简得,
直线BC方程为.
(2)由题可知,到直线BC的距离,,的面积为.
【点睛】
本题考查两点式直线方程公式,考查点到直线的距离公式的应用,考查计算能力,是中档题.
43.(1)或,(2)或.
【解析】
(1)按截距为0和截距不为0,分两种情况求解方程即可;
(2)设出直线方程,确定其横 纵截距后,根据面积公式列等式求解即可.
【详解】
(1)①若直线l截距为0,则其过原点,可得直线l的方程为,
②若直线l截距不为0,设直线l的方程为,
代点入方程可得,解得,
此时直线l的方程为,
综上所述,所求直线l的方程为或;
(2)由题意知直线l的斜率存在且不为零,
故可设直线l的方程为(),
可得直线l与坐标轴的交点坐标为,,
因为直线l与两坐标轴围成的三角形的面积为,
则有,解得或.
故所求直线方程为或.
【点睛】
本题考查了求直线方程,涉及了三角形面积公式,需要学生有一定的计算能力,难度不大.
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