【优化方案】2013-2014学年高中数学必修2(人教A版)能力提升训练+随堂检测+章末综合检测:第三章 直线与方程(以2013年模拟题为例,含答案解析,9份)

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名称 【优化方案】2013-2014学年高中数学必修2(人教A版)能力提升训练+随堂检测+章末综合检测:第三章 直线与方程(以2013年模拟题为例,含答案解析,9份)
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资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2014-04-25 06:53:08

文档简介


1.如果直线l过点(1,2),且不通过第四象限,那么l的斜率的取值范围是(  )
A.[0,1] B.[0,2]
C.[0,] D.[0,3]
解析:选B.过点 (1,2)的斜率为非负且最大斜率为此点与原点的连线斜率时,图象不过第四象限.
2.已知三点A(a,2),B(3,7),C(-2,-9a)在同一条直线上,实数a的值为________.
解析:∵A、B、C三点共线,∴kAB=kBC,即=,
∴a=2或.
答案:2或
3.已知经过点A(m,2),B(-m,2m-1)(m≠0)的直线的倾斜角α∈(45°,60°),试求实数m的取值范围.
解:∵α∈(45°,60°),∴k∈(1,).又∵k==,∴1<<,解得4.已知3x+5y+14=0,其中x∈[-3,2].求的最小值.
解:由已知3x+5y+14=0,x∈[-3,2]得线段的两个端点A(-3,-1),B(2,-4).而可以看作线段AB上的点与点(-1,-2)连线斜率的绝对值,记P(-1,-2),则kPA=-,kPB=-.当3x+5y+14=0,x∈[-3,2]时,k=,k∈,∴ |k|min=,即的最小值是.

1.顺次连接A(-4,3),B(2,5),C(6,3),D(-3,0)四点所组成的图形是(  )
A.平行四边形 B.直角梯形
C.等腰梯形 D.以上都不对
解析:选B.观察知连接后各边所在直线斜率都存在.∵kAB==,kCD==,∴AB∥CD.又kAD==-3,kBC==-,∴AD与BC不平行,且AD⊥CD,所以四边形ABCD为直角梯形.
2.过点A(0,),B(7,0)的直线l1与过(2,1),(3,k+1)的直线l2和两坐标轴围成的四边形内接于一个圆,则实数k的值为________.
解析: 若l1和l2与坐标轴围成的四边形内接于一个圆,则l1⊥l2,kl1==-,kl2==k. 由kl1·kl2=-1,得k=3.
答案:3
3.已知△ABC的顶点A(1,3),B(-1,-1),C(2,1),求△ABC的边BC上的高AD的斜率和垂足D的坐标.
解:∵B(-1,-1),C(2,1),∴kBC==,BC上的高AD的斜率kAD=-,设D(x,y),由kAD==-及kBD==kBC=,得到x=,y=,则D(,).
4.已知经过点A(-2,0)和点B(1,3a)的直线l1与经过点P(0,-1)和点Q(a,-2a)的直线l2互相垂直,求实数a的值.
解:l1的斜率存在,且k1==a,当a≠0时,l2的斜率k2==,
∵l1⊥l2,∴k1·k2=-1,即a×=-1得a=1.
当a=0时,P(0,-1),Q(0,0),这时直线l2为y轴,A(-2,0),B(1,0),这时直线l1为x轴,显然l1⊥l2,
综上可知,实数a的值为1或0.

1.(2013·珠海高一评估)把直线x-y+-1=0绕点(1,)逆时针旋转15°后,所得直线l的方程是(  )
A.y=-x B.y=x
C.x-y+2=0 D.x+y-2=0
解析:选B.已知直线的斜率为1,则其倾斜角为45°,则直线l的倾斜角α=45°+15°=60°,直线l的斜率为tan α=tan 60°=,∴l的方程为y-=(x-1),即y=x.
2.直线l的方程为y-m=(m-1)(x+1),若l在y轴上的截距为7,则m=________.
解析:将直线方程y-m=(m-1)(x+1)变形为y=(m-1)x+(2m-1),由于l在y轴上的截距为7,则2m-1=7,解得m=4.
答案:4
3.已知直线l在y轴上的截距为-3,且它与两坐标轴围成的三角形的面积为6,求直线l的方程.
解:由题意可设所求直线方程为y=kx-3(k≠0),则直线l与两坐标轴的交点为(,0),(0,-3),它与两坐标轴围成的三角形的面积S=×3×=6,所以k=±,故所求直线l的方程为y=x-3或y=-x-3.
4.已知直线l的斜率与直线3x-2y=6的斜率相等,且直线l在x轴上的截距比在y轴上的截距大1,求直线l的方程.
解:由题意知,直线l的斜率为,故设直线l的方程为y=x+b,l在x轴上的截距为-b,在y轴上的截距为b,所以-b-b=1,b=-,直线l的方程为y=x-,即15x-10y-6=0.

1.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,b)(ab≠0)共线,则+的值等于(  )
A.2 B.
C.-2 D.1
解析:选B.由题意知,三点A(2,2),B(a,0),C(0,b)(ab≠0)共线,则点A在过点B(a,0),C(0,b)的直线上,∵直线BC的方程为+=1.∴+=1,
即+=,故选B.
2.(2013·镇江高一检测)直线l过点M(-1,2),且与x轴,y轴交于A、B两点,若M恰为AB的中点,则直线l的方程为__________.
解析:由M(-1,2)恰为AB的中点知,A(-2,0),B(0,4),由截距式得直线l的方程为+=1.
答案:+=1
3.直线4x+3y+d=0与两坐标轴围成的三角形的面积为6,求此直线在x轴上的截距.
解:因为直线方程为4x+3y+d=0,分别令x=0,y=0得直线在y轴,x轴上的截距分别为-,-.
∴×|-|×|-|=6解得d=±12,
∴直线在x轴上的截距为3或-3.
4.直线l过点P(4,1),
(1)若直线l过点Q(-1,6),求直线l的方程;
(2)若直线l在y轴上的截距是在x轴上的截距的2倍,求直线l的方程.
解:(1)直线l的方程为=,化简,得x+y-5=0.
(2)设直线l的方程为y-1=k(x-4),l在y轴上的截距为1-4k,在x轴上的截距为4-,故1-4k=2(4-),得k=或k=-2,直线l的方程为y=x或y=-2x+9.

1.下列说法中不正确的是(  )
A.两直线的斜率存在时,它们垂直的等价条件是其斜率之积为-1
B.如果方程Ax+By+C=0表示的直线是y轴,那么系数A,B,C满足A≠0,B=C=0
C.Ax+By+C=0和2Ax+2By+C+1=0表示两条平行直线的等价条件是A2+B2≠0且C≠1
D.与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程可设为Bx+Ay+m=0(m为参数)
解析:选D.A、B正确,C利用直线平行的等价条件可知也正确,D中与直线Ax+By+C=0垂直的直线方程一般设为Bx-Ay+m=0(m为参数)的形式.
2.直线x-y+1=0上一点P的横坐标是3,若该直线绕点P逆时针旋转90°得直线l,则直线l的方程是____________.
解析:由题设知P(3,4),l的倾斜角为45°+90°=135°,
∴tan 135°=-1.
故所求直线方程为y-4=-(x-3),即x+y-7=0.
答案:x+y-7=0
3.直线ax-6y-12a=0(a≠0)在x轴上的截距是它在y轴上的截距的3倍,求a值及直线的斜率.
解:∵a≠0,∴ax-6y-12a=0可化为-=1.
∴它在x轴和y轴上的截距分别为12和-2a,
则12=-6a,a=-2.
此时直线的方程为x+3y-12=0,
化为斜截式为y=-x+4.
∴a=-2,直线的斜率为-.
4.直线过点P(,2)且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,是否存在这样的直线同时满足下列条件:
(1)△AOB的周长为12;
(2)△AOB的面积为6.
若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.
解:(1)设直线方程为+=1(a>0,b>0),
由题意可知,a+b+=12.①
又∵过点P(,2),∴+=1.②
由①②可得5a2-32a+48=0,
解得或
∴所求直线的方程为+=1或+=1,
即3x+4y-12=0或15x+8y-36=0.
(2)设直线方程为+=1(a>0,b>0),
由题意可知ab=12,+=1,
整理得a2-6a+8=0,
解得或
∴所求直线的方程为+=1或+=1,
即3x+4y-12=0或3x+y-6=0.
综上所述:存在这样的直线,同时满足(1)(2)两个条件的直线方程为3x+4y-12=0.

1.当a取不同实数时,直线(a-1)x-y+2a+1=0恒过一个定点,这个定点是(  )
A.(2,3) B.(-2,3)
C.(1,-) D.(-2,0)
解析:选B.将直线化为a(x+2)+(-x-y+1)=0,故直线过定点(-2,3).故选B.
2.(2013·南昌高一检测)若三条直线x+y+1=0,2x-y+8=0和ax+3y-5=0共有三个不同的交点,则实数a应满足的条件是________.
解析:解方程组,
得,即两直线的交点坐标为(-3,2).依题意知,实数a满足的条件为,解得.
即实数a满足的条件为a∈R,且a≠且a≠3且a≠-6.
答案:a≠且a≠3且a≠-6
3.△ABC的一个顶点A(1,2),它的两条高所在直线为2x-3y+1=0和x+y=0,求BC边的长.
解:显然点A(1,2)不在两条高上,设过A且与直线2x-3y+1=0垂直的直线为3x+2y+m=0,此即为AC所在直线方程,将A(1,2)代入解得m=-7,即lAC:3x+2y-7=0,同理可求得AB所在直线方程lAB:x-y+1=0,
解方程组得
解方程组得
∴B(-2,-1),C(7,-7).
∴|BC|==3.
故BC边的长为3.
4.过点M(0,1)作直线,使它被两已知直线l1:x-3y+10=0和l2:2x+y-8=0所截得的线段恰好被M所平分,求此直线的方程.
解:法一:过点M与x轴垂直的直线显然不合要求,故设所求直线方程为y=kx+1,若与两已知直线分别交于A,B两点,
则解方程组和.
可得xA=,xB=.
由题意+=0,
∴k=-.故所求直线方程为x+4y-4=0.
法二:设所求直线与两已知直线分别交于A、B两点,点B在直线2x+y-8=0上,故可设B(t,8-2t),由中点坐标公式得A(-t,2t-6).
又因为点A在直线x-3y+10=0上,
所以(-t)-3(2t-6)+10=0,得t=4,即B(4,0).由两点式可得所求直线方程为x+4y-4=0.

1.若两平行直线2x+y-4=0与y=-2x-k-2的距离不大于,则k的取值范围是(  )
A.[-11,-1] B.[-11,0]
C.[-11,- 6)∪(-6,-1] D.[-1,+∞)
解析:选C.将y=-2x-k-2化为2x+y+k+2=0,由题意有0<≤,∴0<|k+6|≤5.
∴-11≤k≤-1且k≠-6.故选C.
2.已知x+y-3=0,则的最小值为________________.
解析:设P(x,y),A(2,-1),
则点P在直线x+y-3=0上,
且=|PA|.
|PA|的最小值为点A(2,-1)到直线x+y-3=0的距离d==.
答案:
3.△ABC的三个顶点是A(-1,4),B(-2,-1),C(2,3).
(1)求BC边的高所在直线方程;
(2)求△ABC的面积S.
解:(1)设BC边的高所在直线为l,
由题知kBC==1,则kl=-1,
又点A(-1,4)在直线l上,
所以直线l的方程为y-4=-1 (x+1),
即x+y-3=0.
(2)BC所在直线方程为:
y+1=1×(x+2),即x-y+1=0,
点A(-1,4)到BC的距离
d==2.
又|BC|==4,
则S△ABC=·|BC|·d
=×4×2=8.
4.已知三条直线l1:2x-y+a=0(a>0),l2:4x-2y-1=0和l3:x+y-1=0,且l1与l2的距离是.
(1)求a的值;
(2)能否找到一点P,使得点P同时满足以下三个条件:①点P是第一象限的点;②点P到l1的距离是点P到l2的距离的;③点P到l1的距离与点P到l3的距离的比是∶.若能满足条件,求点P坐标;若不能,说明理由.
解:(1)直线l2:2x-y-=0,
∴l1与l2的距离d==,
∴=.∵a>0,∴a=3.
(2)设点P(x0,y0)(x0>0,y0>0).若点P满足条件②,设点P在与l1,l2平行的直线2x-y+c=0上,且=·.解得c=或c=.∴直线方程为2x0-
y0+=0或2x0-y0+=0.若P点满足条件③,由点到直线的距离公式,得=·.∴x0-2y0+4=0或3x0+2=0(舍去).联立2x0-y0+=0和x0-2y0+4=0,解得x0=-3,y0=(舍去);联立2x0-y0+=0和x0-2y0+4=0,解得x0=,y0=.综上所述,P(,)为同时满足三个条件的点.

(时间:100分钟;满分:120分)
一、选择题(本大题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.已知直线l的方程为y=-x+1,则直线l的倾斜角为(  )
A.30° B.45°
C.60° D.135°
解析:选D.由题意知,k=-1,故倾斜角为135°.
2.已知直线的斜率k=-,且直线不过第一象限,则直线的方程可能是(  )
A.3x+4y+7=0 B.4x+3y+7=0
C.4x+3y-42=0 D.3x+4y-42=0
解析:选B.∵k=-,排除A、D,又直线不过第一象限,在y轴上截距小于0,故选B.
3.如果直线ax+2y+2=0与直线3x-y-2=0平行,则a的值为(  )
A.-3 B.-6
C. D.
解析:选B.由题意得a·(-1)-2·3=0,∴a=-6.
4.过点P(-1,3)且垂直于直线x-2y+3=0的直线方程是(  )
A.2x+y-1=0 B.2x+y-5=0
C.x+2y-5=0 D.x-2y+7=0
解析:选A.由所求直线垂直于直线x-2y+3=0,可得所求直线的斜率为k=-2,则由直线方程的点斜式可得所求直线为y-3=-2(x+1),即2x+y-1=0.
5.不论m为何值,直线(m-1)x+(2m-1)y=m-5恒过定点(  )
A. B.(-2,0)
C.(2,3) D.(9,-4)
解析:选D.将所给直线方程分解后按是否含参数进行分类,得m(x+2y-1)-(x+y-5)=0.所以直线过两直线的交点,即解之,得所以直线恒过定点(9,-4).
6.若动点P到点F(1,1)和直线3x+y-4=0的距离相等,则点P的轨迹方程为(  )
A.3x+y-6=0 B.x-3y+2=0
C.x+3y-2=0 D.3x-y+2=0
解析:选B.点F(1,1)在直线3x+y-4=0上,则过点F(1,1)且垂直于已知直线的直线为所求.
7.直线l过点A(3,4),且与点B(-3,2)的距离最远,则直线l的方程为(  )
A.3x-y-5=0 B.3x-y+5=0
C.3x+y+13=0 D.3x+y-13=0
解析:选D.当l⊥AB时符合要求,∵kAB==,
∴k1=-3,∴直线l的方程为y-4=-3(x-3),
即3x+y-13=0.
8.已知直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0互相垂直,垂足为(1,p),则m+n-p等于(  )
A.0 B.4
C.20 D.24
解析:选A.由两直线垂直得-·=-1,
解得m=10.直线为10x+4y-2=0.
又∵垂足为(1,p),∴10+4p-2=0,
∵p=-2,∴2+10+n=0,∴n=-12.
∴m+n-p=10-12+2=0.
9.已知△ABC中,三个顶点的坐标分别为A(5,-1),B(1,1),C(2,3),则△ABC的形状为(  )
A.等边三角形 B.直角三角形
C.等腰直角三角形 D.钝角三角形
解析:选B.由两点间距离,得
|AB|==,
|AC|==5,
|BC|==,
∴|AB|2+|BC|2=|AC|2,
∴△ABC为直角三角形.
10.直线l过点P(-1,2),且与以A(-2,-3),B(4,0)为端点的线段相交,则l的斜率的取值范围是(  )
A.
B.∪(0,5]
C.∪[5,+∞)
D.∪
解析:选C.设l,PA,PB的倾斜角分别为θ,α1,α2,∵l与线段AB相交,∴α1≤θ≤α2,又tan α1=5,tan α2=-,且α1∈,α2∈,∴k≥5或k≤-.
二、填空题(本大题共5小题,请把正确的答案填在题中的横线上)
11.△ABC中,点A(4,-1),AB的中点为M(3,2),重心为P(4,2),则边BC的长为________.
解析:∵B(2,5),C(6,2),∴|BC|=5.
答案:5
12.平行四边形ABCD的三个顶点依次为A(3,-2),B(5,2),C(-1,4),则D点坐标是________.
解析:设D(x,y),则kAD=kBC,kAB=kCD,
即
解之,得即D(-3,0).
答案:(-3,0)
13.已知点A(-2,4)与直线l:x+y+4=0,P是直线l上一动点,则|PA|的最小值为________.
解析:当PA⊥l时,PA最小,即为点A到直线l的距离,所以|PA|的最小值为=3.
答案:3
14.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与(-2,0)重合,且点(2 011,2 012)与点(m,n)重合,则n-m=________.
解析:∵(-2,0)与(0,2)两点重合,
∴这张纸的折痕为y=-x.
∴(2 011,2 012)与(-2 012,-2 011)重合,
故n-m=(-2 011)-(-2 012)=1.
答案:1
15.已知a,b,c为某一直角三角形的三边长,c为斜边,若点(m,n)在直线ax+by+2c=0上,则m2+n2的最小值为________.
解析:点(m,n)在直线ax+by+2c=0上,且m2+n2为直线上的点到原点的距离的平方.当两直线垂直时,距离最小.故d====2,所以m2+n2≥4.
答案:4
三、解答题(本大题共5小题,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
16.求倾斜角为直线y=-x+1的倾斜角的,且分别满足下列条件的直线方程:
(1)经过点(-4,1);
(2)在y轴上的截距为-10.
解:由于直线y=-x+1的斜率为-1,所以其倾斜角为135°,由题意知所求直线的倾斜角为45°,所求直线的斜率k=1.
(1)由于直线过点(-4,1),由直线的点斜式方程得y-1=x+4,即x-y+5=0.
(2)由于直线在y轴上的截距为-10,由直线的斜截式方程得y=x-10,即x-y-10=0.
17.已知点A(1,1),B(2,2),点P在直线y=x上,求|PA|2+|PB|2取得最小值时P点的坐标.
解:设P(2t,t),则|PA|2+|PB|2=(2t-1)2+(t-1)2+(2t-2)2+(t-2)2=10t2-18t+10.当t=时,|PA|2+|PB|2取得最小值,即P.
18.已知正方形的中心为G(-2,0),一边所在直线方程为x+3y-4=0,求其他三边所在直线的方程.
解:正方形中心G(-2, 0)到四条边的距离均为=.
设正方形与已知直线平行的一边所在直线的方程为x+3y+c1=0(c1≠-4),则=,即|c1-2|=6,解得c1=-4(舍去)或c1=8,所以与已知直线平行的边所在直线的方程为x+3y+8=0.设正方形另一组对边中的一边所在直线的方程为3x-y+c2=0,则=,即|c2-6|=6,解得c2=0或c2=12,所以正方形另两边所在直线的方程为3x-y+12=0,3x-y=0.
19.已知直线l1:y=2x,直线l:y=3x+3.求l1关于l的对称直线l2的方程.
解:法一:由,解得.
∴l1与l的交点为P(-3,-6),且此点在所求直线l2上.
在直线y=2x上取点O(0,0),它关于直线y=3x+3的对称点为M,
由两点式可得l2的方程为11x-2y+21=0.
法二:设P(x,y)是直线l2上任一点,点P关于直线l:y=3x+3的对称点为P1(x1,y1),由P1P⊥l,且PP1的中点在l上得
=-,=3·+3.
解得x1=-x+y-,
y1=x+y+.
∵P1(x1,y1)在直线l1上,即y1=2x1,
∴x+y+=2,
整理得11x-2y+21=0.
∴l2的方程为11x-2y+21=0.
20.已知两条直线l1:mx+8y+n=0和l2:2x+my-1=0,试确定m、n的值,使
(1)l1与l2相交于点(m,-1);
(2)l1∥l2;
(3)l1⊥l2,且l1在y轴上的截距为-1.
解:(1)因为l1与l2相交于点(m,-1),
所以点(m,-1)在l1、l2上,
将点(m,-1)代入l2,得2m-m-1=0,解得m=1.
又因为m=1,所以n=7.
故m=1,n=7.
(2)要使l1∥l2,则有
解得或
(3)要使l1⊥l2,则有m·2+8·m=0,得m=0.
则l1为y=-,由于l1在y轴上的截距为-1,
所以-=-1,即n=8.
故m=0,n=8.

1.如果直线l沿x轴负方向平移3个单位,再沿y轴正方向平移1个单位后,又回到原来的位置,那么直线l的斜率是(  )
A.- B.-3
C. D.3
解析:选A.在直线l上任取一点(a,b),则平移后的点为(a-3,b+1),故其两点所在直线的斜率为k==-.
2.已知直线l1:y=2x+3,l2与l1关于直线y=-x对称,直线l3⊥l2,则l3的斜率是________.
解析:∵l1:y=2x+3,∴l2:-x=-2y+3,即y=x+,∴k2=,又∵l3⊥l2,∴k3=-2.
答案:-2
3.(2013·日照高一检测)与直线7x+24y=5平行,并且距离等于3的直线方程是__________________.
解析:设直线为7x+24y+c=0,d==3,解得c=70或c=-80.即直线方程是7x+24y+70=0或7x+24y-80=0.
答案:7x+24y+70=0或7x+24y-80=0
4.已知点M(3,5),在直线l:x-2y+2=0和y轴上各找一点P和Q,使△MPQ周长最小.
解:由点M(3,5)及直线l,可求得点M关于l的对称点M1(5,1),同样容易求得点M关于y轴的对称点M2(-3,5).
据M1及M2两点可得到直线M1M2的方程为x+2y-7=0.
令x=0,得到M1M2与y轴的交点Q.
解方程组得交点P.
故点P,Q即为所求.
5.已知直线l与点A(3,3),B(5,2)的距离相等,且过两直线l1:3x-y-1=0与l2:x+y-3=0的交点,求直线l的方程.
解:由得即l1与l2的交点为(1,2).若所求直线l垂直于x轴,即方程为x=1,则与点A,B的距离不相等,故所求直线l的斜率存在.
设直线l的方程为y-2=k(x-1).
因为kAB==-,若直线l与线段AB平行,则l的方程为y-2=-(x-1),即x+2y-5=0;
若直线l过线段AB的中点,则也满足题意,设AB中点为M,则M,将点M坐标代入所设直线l的方程,得-2=k(4-1),得k=,
所以l的方程为y-2=(x-1),即x-6y+11=0.
综上,所求直线l的方程为x+2y-5=0或x-6y+11=0.