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高中数学重难点突破
专题四 直线与直线方程
知识归纳
一、直线的倾斜角
(1)定义:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0.
(2)范围:直线l倾斜角的取值范围是[0,π).
二、斜率公式
(1)直线l的倾斜角为α≠90°,则斜率k=tan α.
(2)P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直线l上,且x1≠x2,则l的斜率k=.
三、直线方程的五种形式
名称 方程 适用范围
点斜式 y-y0=k(x-x0) 不含直线x=x0
斜截式 y=kx+b 不含垂直于x轴的直线
两点式 = 不含直线x=x1(x1≠x2)和直线y=y1(y1≠y2)
截距式 +=1 不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式 Ax+By+C=0(A2+B2≠0) 平面内所有直线都适用
1.直线的斜率k和倾斜角α之间的函数关系
如图,当α∈时,斜率k∈[0,+∞);当α=时,斜率不存在;当α∈时,斜率k∈(-∞,0).
2.求直线方程时要注意判断直线斜率是否存在;每条直线都有倾斜角,但不一定每条直线都存在斜率.
3.截距为一个实数,既可以为正数,也可以为负数,还可以为0,这是解题时容易忽略的一点.
四、两条直线平行与垂直的判定
(1)两条直线平行
①对于两条不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2,则有l1∥l2 k1=k2.
②当直线l1,l2不重合且斜率都不存在时,l1∥l2.
(2)两条直线垂直
①如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1⊥l2 k1·k2=-1.
②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.
五、两条直线的交点的求法
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),则l1与l2的交点坐标就是方程组的解.
六、三种距离公式
(1)平面上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=.
特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=.
(2)点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间的距离为d=.
由一般式方程确定两直线位置关系的方法
直线方程l1与l2 l1:A1x+B1y+C1=0(A+B≠0)l2:A2x+B2y+C2=0(A+B≠0)
垂直的充要条件 A1A2+B1B2=0
平行的充分条件 =≠(A2B2C2≠0)
相交的充分条件 ≠(A2B2≠0)
重合的充分条件 ==(A2B2C2≠0)
七、直线系方程
(1)过定点的直线系
①斜率为k且过定点的直线系方程为:;
②过两条直线, 的交点的直线系方程为:
(2)平行的直线系
与平行的直线为:
与垂直的直线为:
八、对称问题
(1)关于点对称
若点及 关于点对称,则由中点坐标公式得
(2)关于直线对称
若点P(x0,y0)关于直线l:y=kx+b(k≠0)的对称点P1的坐标(x,y),
则由直线PP1与l垂直及线段PP1的中点在l上,可得:
解得:
注意:
(1)关于直线对称的解法:
当时,得:,;当时,得:,
把结果代入原方程即可.
(2)曲线关于点的对称曲线方程是:
典例分析
题型一、直线的倾斜角与斜率
例1、(1)将直线l向右平移4个单位,再向下平移5个单位后仍回到原来的位置,则此直线的斜率为( )
A. B. C.- D.-
(2)设点A(-2,3),B(3,2),若直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
例1、答案(1)C (2)B
解析 (1)设点P(a,b)是直线l上任意一点,当直线l按题中要求平移后,P的坐标为(a+4,b-5),
由题意知这两点都在直线l上,∴直线l的斜率为k==-.
(2)直线ax+y+2=0恒过点M(0,-2),斜率为-a,
∵kMA==-,kMB==,
画图可知-a>-且-a<,∴a∈.
题型二、直线平行与垂直的判定
例2、(1)已知直线l1:2x+(λ+1)y-2=0,l2:λx+y-1=0,若l1∥l2,则λ的值是( )
A.-2 B.- C.-2或1 D.1
(2)已知直线与直线互相垂直,则a等于( )
A.1 B.0 C.1或0 D.1或-1
例2、答案(1)A(2)C
解析 (1)若l1∥l2,因l2的斜率存在,故-=-λ.解得λ=-2或λ=1.
因为当λ=1时两直线重合,故λ=-2.
(2)∵l1┴l2,∴a(2a-1)+(-1)a=0即:2a2-2a=0,∴a=0或a=1
题型三、直线的几种方程
例3、(1)若,,则直线不通过( )
A、第一象限 B、第二象限 C、第三象限 D、第四象限
(2)两条直线l1:-=1和l2:-=1在同一直角坐标系中的图象可以是( )
例3、答案 (1)C (2)A
解析 (1)把一般式方程Ax+By+C=0化成截距式方程得:
直线在x轴上的截距->0,在y轴上的截距->0,
故直线经过一、二、四象限,不经过第三象限.
(2)化为截距式 +=1,+=1.
假定l1,判断a,b,确定l2的位置,知A项符合.
例4、(1)直线绕原点逆时针旋转,再向右平移1个单位,所得到的直线( )
A、 B、 C、 D、
(2)过点的直线与两点、的距离相等,则直线的方程为( )
A、 B、
C、或 D、或
例4、答案 (1)A (2)C
解析(1)旋转后与原来的直线垂直,所以斜率变为
平移1个单位后变为即:
(2)到A、B两点距离相等的直线有两种情况,
1、与直线AB平行
则直线斜率,过点方程为:
2、过A、B两点的中点过点方程为:
.
题型四、直线过定点
例5、(1)直线kx-y+1=3k,当k变动时,所有直线都通过定点( )
A.(0,0) B.(0,1) C.(3,1) D.(2,1)
(2)直线2x-my+1-3m=0,当m变动时,所有直线都通过定点( )
A. B. C. D.
例5、答案 (1)C (2)D
解析(1)将直线方程化为y-1=k(x-3)可得过定点(3,1).
(2)∵(2x+1)-m(y+3)=0恒成立,∴2x+1=0,y+3=0,
∴x=-,y=-3,定点为
题型五、有关对称问题
例6、(1)已知点和点是关于直线对称的两点,则直线的方程为( )
A、 B、 C、 D、
(2)如图,已知、,从点射出的光线经直线反向后再射到
直线上,最后经直线反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A、 B、 C、 D、
例6、答案(1)D (2)A
解析(1)的中点过直线
∵,∴直线的斜率
∴直线的方程为
故选D
(2)
例7、(1)设入射光线沿直线y=2x+1射向直线y=x,则被y=x反射后,反射光线所在的直线方程是 ;
(2)若直线和直线关于点对称,则
a= ,b= .
例7、答案 (1) x-2y-1=0 (2)2 -14
解析(1)反射光线与入射光线关于y=x,
所以反射光线为x=2y+1即:x-2y-1=0
(2)∵两直线平行,∴a=2
在上关于的对称点在上
∴b=-14
题型六、直线方程求解
例8、求满足下列条件的直线方程:
(1)经过点P(2,-1)且与直线2x+3y+12=0平行;
(2)经过点Q(-1,3)且与直线x+2y-1=0垂直;
(3)经过点R(-2,3)且在两坐标轴上截距相等;
(4)经过点M(1,2)且与点A(2,3)、B(4,-5)距离相等;
(5)经过点N(-1,3)且在轴的截距与它在y轴上的截距的和为零.
例8、答案解析
(1)2x+3y-1=0
(2)2x-y+5=0
(3)x+y-1=0或3x+2y=0
(4)4x+y-6=0或3x+2y-7=0
(5)3x+y=0或x-y+4=0
如图,已知正方形ABCD的中心为E(-1,0),一边AB所在的直线方程为x-3y-5=0,求其他各边所在 的直线方程。
例9、答案x+3y=7=0 3x-y+9=0 3x-y-3=0
解析
例10、在△ABC中,BC边上的高所在的直线的方程为 ,∠A的平分线所在直线的方程为,若点B的坐标为(1,2),求点 A和点 C的坐标.
答案A(-1,0)C(5,-6)
解析: 由 ∴A(-1,0),又KAB=,∵x轴为∠A的平分线,
故KAC=-1,∴AC:y=-(x+1) ,
∵BC边上的高的方程为:x-2y+1=0,∴KBC=-2
∴BC:y-2=-2(x-1),即:2x+y-4=0 ,
由 ,解得C(5,-6)
例11、过点P(3,0)作一直线,使它夹在两直线l1:2x-y-2=0与l2:x+y+3=0之间的线段AB恰被点P平分,求此直线的方程.
例11、答案8x-y-24=0
解析方法一 设点A(x,y)在l1上,由题意知,∴点B(6-x,-y),
解方程组得,k==8.
∴所求的直线方程为y=8(x-3),即8x-y-24=0.
方法三 设所求的直线方程y=k(x-3),则,解得
由,解得∵P(3,0)是线段AB的中点,
∴yA+yB=0,即+=0,∴k2-8k=0,解得k=0或k=8.
又∵当k=0时,xA=1,xB=-3,此时=≠3,∴k=0舍去,
∴所求的直线方程为y=8(x-3),即8x-y-24=0
题型七、直线中的最值问题
例12、 (1)已知A(2,0),B(-2,2),在直线L:x+y-3 = 0上求一点P使|PA|+| PB|最小.
(2)直线l:y=2x+3,A(3,4),B(11,0),在l上找一点P,使P到A、B距离之差
最大.
例12、解析
同步练习
1、如图中的直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,则 ( )
A.k11、解:直线l1的倾斜角α1是钝角,故k1<0,直线l2与l3的倾斜角α2与α3均为锐角,且α2>α3,所以02、直线ax+by+c=0同时要经过第一、二、四象限,则a,b,c应满足 ( )
A.ab>0,bc<0 B.ab>0,bc>0 C.ab<0,bc>0 D.ab<0,bc<0
2、解:由于直线ax+by+c=0经过第一、二、四象限,
所以直线存在斜率,将方程变形为y=-x-.易知-<0且->0,故ab>0,bc<0.
故选A.
3、设点A(-2,3),B(3,2),若直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-]∪ B.(-,) C. D.(-∞,-]∪
3、解:直线ax+y+2=0恒过点M(0,-2),且斜率为-a,
因为kMA==-,kMB==,
画图可知-a>-且-a<,所以a∈(-,).
故选B.
4、若直线ax+by=ab(a>0,b>0)过点(1,1),则该直线在x轴、y轴上的截距之和的最小值为
( )
A.1 B.4 C.2 D.8
4、解:因为直线ax+by=ab过点(1,1),所以a+b=ab,+=1,因为直线在x轴的截距为b,在y轴上的截距为a,所以直线在x轴、y轴上的截距之和为a+b,a+b=(a+b)·(+)=2++≥2+2=4,所以当a=b=2时取最小值,最小值为4.故选B.
5、已知两直线方程分别为l1:x+y=1,l2:ax+2y=0,若l1⊥l2,则a= ( )
A.2 B.-2 C. D.-
5、解:因为l1⊥l2,所以=-1,解得a=-2.故选B.
6、已知直线x+a2y+6=0与直线(a-2)x+3ay+2a=0平行,则a的值为( )
A.0或3或-1 B.0或3 C.3或-1 D.0或-1
6、解:由题意知1×3a-a2(a-2)=0,即a(a2-2a-3)=0,所以a=0,a=-1或a=3,经验证当a=3时,两直线重合.
故选D.
7.已知坐标原点关于直线l1:x-y+1=0的对称点为A,设直线l2经过点A,则当点B(2,-1)到直线l2的距离最大时,直线l2的方程为 ( )
A.2x+3y+5=0 B.3x-2y+5=0 C.3x+2y+5=0 D.2x-3y+5=0
7、解:设A(x0,y0),依题意可得解得即A(-1,1).设点B(2,-1)到直线l2的距离为d,当d=|AB|时取得最大值,此时直线l2垂直于直线AB,又-=,所以直线l2的方程为y-1=(x+1),即3x-2y+5=0.故选B.
8.已知a≠0,直线ax+(b+2)y+4=0与直线ax+(b-2)y-3=0互相垂直,则ab的最大值为 ( )
A.0 B.2 C.4 D.
8、解:由已知得a2+(b+2)(b-2)=0,即a2+b2=4.因为a2+b2=4≥2ab,所以ab≤2,当且仅当a=b=±时取“=”,即ab的最大值为2.故选B.
9、(2019·运城二模)在平面直角坐标系内,过定点P的直线l:ax+y-1=0与过定点Q的直线m:x-ay+3=0相交于点M,则|MP|2+|MQ|2=( )
A. B. C.5 D.10
9、解:由题意知P(0,1),Q(-3,0),因为直线ax+y-1=0与直线x-ay+3=0垂直,所以MP⊥MQ,所以|MP|2+|MQ|2=|PQ|2=9+1=10.故选D.
10、【多选题】下列说法正确的是 ( )
A.截距相等的直线都可以用方程+=1表示 B.方程x+my-2=0(m∈R)能表示平行于y轴的直线
C.经过点P(1,1),倾斜角为θ的直线方程为y-1=(x-1)tanθ
D.经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线方程为(y2-y1)(x-x1)-(x2-x1)(y-y1)=0
10、解:对于A,若直线过原点,横纵截距都为零,则不能用方程+=1表示,所以A不正确;
对于B,当m=0时,平行于y轴的直线方程形式为x=2,所以B正确;
对于C,若直线的倾斜角为90°,则该直线的斜率不存在,不能用y-1=(x-1)tanθ表示,所以C不正确;
对于D,设点P(x,y)是经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线上的任意一点,根据∥可得(y2-y1)(x-x1)-(x2-x1)(y-y1)=0,所以D正确.
故选BD.
11、【多选题】下列说法正确的是 ( )
A.动点A,B分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为3
B.点(0,2)关于直线y=x+1的对称点为(1,1)
C.当点P(3,2)到直线mx-y+1-2m=0的距离最大时,m的值为1
D.过点(2,1)且与直线3x-2y=0垂直的直线方程为3x+2y-8=0
11、解:A项中点M所在直线的方程为l:x+y+m=0,
根据平行线间的距离公式得= |m+7|=|m+5| m=-6,即l:x+y-6=0,
根据点到直线的距离公式,得M到原点的距离的最小值为=3,所以A正确.
B项中(,)在直线y=x+1上,且(0,2),(1,1)连线的斜率为-1,所以B正确.C项中直线mx-y+1-2m=0过定点Q(2,1),所以点P(3,2)到直线mx-y+1-2m=0的距离最大时,PQ垂直该直线,即m·=-1,所以m=-1故错误.D选项,设要求的直线方程为2x+3y+m=0,把点(2,1)代入可得4+3+m=0,解得m=-7.可得要求的直线方程为2x+3y-7=0.故选AB.
12、已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为 .
12、解:BC的中点坐标为(,-),所以BC边上中线所在直线方程为=,即x+13y+5=0.故填x+13y+5=0.
13、已知直线y=x+k与两坐标轴围成的三角形的面积不小于1,则实数k的取值范围是 .
13、解:令y=0,则x=-2k.令x=0,则y=k.故直线与两坐标轴围成的三角形的面积为S=|k|·|-2k|=k2.由题意知,三角形的面积不小于1,可得k2≥1,所以实数k的取值范围是(-∞,-1]∪[1,+∞).
故填(-∞,-1]∪[1,+∞).
14、若O(0,0),A(4,-1)两点到直线ax+a2y+6=0的距离相等,则实数a=________.
14、解:由题意,得=,即4a-a2+6=±6,解得a=0或-2或4或6.检验得a=0不合题意,所以a=-2或4或6.故填-2或4或6.
15、著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,割裂分家万事休.”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M(x,y)与点N(a,b)的距离.结合上述观点,可得f(x)=+的最小值为 .
15、解:因为f(x)=+=+,所以f(x)的几何意义为点M(x,0)到两定点A(-2,4)与B(-1,3)的距离之和,设点A(-2,4)关于x轴的对称点为A′,则A′为(-2,-4).要求f(x)的最小值,可转化为|MA|+|MB|的最小值,
利用对称思想可知|MA|+|MB|≥|A′B|==5,即f(x)=+的最小值为5.故填5.
16、已知直线l1:x+a2y+1=0和直线l2:(a2+1)x-by+3=0(a,b∈R).
(1)若l1∥l2,求b的取值范围; (2)若l1⊥l2,求|ab|的最小值.
16、解:(1)因为l1∥l2,所以-b-(a2+1)a2=0,且a2+1≠3.
则b=-a2(a2+1)=-a4-a2=-+,因为a2≥0,所以b≤0.又因为a2+1≠3,所以b≠-6.
故b的取值范围是(-∞,-6)∪(-6,0].
(2)因为l1⊥l2,所以(a2+1)-a2b=0,又若a=0,不满足l1⊥l2,则a≠0,
所以ab=a+,|ab|=≥2,当且仅当a=±1时等号成立,因此|ab|的最小值为2.
17.在△ABC中,已知A(5,-2),B(7,3),且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上,求:
(1)顶点C的坐标; (2)直线MN的方程.
17、解:(1)设点C的坐标为(x,y),则有=0,=0.
所以x=-5,y=-3,即点C的坐标为(-5,-3).
(2)由题意知,M(0,-),N(1,0),所以直线MN的方程为x-=1,即5x-2y-5=0.
18、已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点; (2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围.
18、解:(1)证明:将直线l的方程变形得k(x+2)+(1-y)=0,令解得
所以无论k取何值,直线l过定点(-2,1).
(2)当直线l的倾斜角θ∈[0°,90°]时,直线l不经过第四象限,所以k≥0.
19、(2019·福建华安月考)设直线l的方程为(a+1)x+y-2-a=0(a∈R).
(1)若直线l在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程;
(2)若a>-1,直线l与x,y轴分别交于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN面积取最小值时直线l的方程.
19、解:(1)当直线l经过坐标原点时,该直线在两坐标轴上的截距都为0,此时a+2=0,解得a= -2,此时直线l的方程为-x+y=0,即x-y=0;当直线l不经过坐标原点,即a≠-2且a≠-1时,由直线在两坐标轴上的截距相等可得=2+a,解得a=0,此时直线l的方程为x+y-2=0.
所以直线l的方程为x-y=0或x+y-2=0.
(2)由直线方程可得M(,0),N(0,2+a),因为a>-1,
所以S△OMN=××(2+a)=×
=≥×[2+2]=2,当且仅当a+1=,即a=0时等号成立.
此时直线l的方程为x+y-2=0.
20、已知直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点.
(1)点A(5,0)到l的距离为3,求l的方程; (2)求点A(5,0)到l的距离的最大值.
20、解:(1)经过两已知直线交点的直线系方程为(2x+y-5)+λ(x-2y)=0,即(2+λ)x+(1-2λ)y-5=0,
所以=3.解得λ=2或λ=.
所以l的方程为x=2或4x-3y-5=0.
(2)由解得交点P(2,1),
如图,过P作任一直线l,设d为点A到l的距离,
则d≤|PA|(当l⊥PA时等号成立).
所以dmax=|PA|=.
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专题四 直线与直线方程
知识归纳
一、直线的倾斜角
(1)定义:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x轴正向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.当直线l与x轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0.
(2)范围:直线l倾斜角的取值范围是[0,π).
二、斜率公式
(1)直线l的倾斜角为α≠90°,则斜率k=tan α.
(2)P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直线l上,且x1≠x2,则l的斜率k=.
三、直线方程的五种形式
名称 方程 适用范围
点斜式 y-y0=k(x-x0) 不含直线x=x0
斜截式 y=kx+b 不含垂直于x轴的直线
两点式 = 不含直线x=x1(x1≠x2)和直线y=y1(y1≠y2)
截距式 +=1 不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式 Ax+By+C=0(A2+B2≠0) 平面内所有直线都适用
1.直线的斜率k和倾斜角α之间的函数关系
如图,当α∈时,斜率k∈[0,+∞);当α=时,斜率不存在;当α∈时,斜率k∈(-∞,0).
2.求直线方程时要注意判断直线斜率是否存在;每条直线都有倾斜角,但不一定每条直线都存在斜率.
3.截距为一个实数,既可以为正数,也可以为负数,还可以为0,这是解题时容易忽略的一点.
四、两条直线平行与垂直的判定
(1)两条直线平行
①对于两条不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2,则有l1∥l2 k1=k2.
②当直线l1,l2不重合且斜率都不存在时,l1∥l2.
(2)两条直线垂直
①如果两条直线l1,l2的斜率存在,设为k1,k2,则有l1⊥l2 k1·k2=-1.
②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.
五、两条直线的交点的求法
直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),则l1与l2的交点坐标就是方程组的解.
六、三种距离公式
(1)平面上的两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|=.
特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=.
(2)点P(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.
(3)两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0间的距离为d=.
由一般式方程确定两直线位置关系的方法
直线方程l1与l2 l1:A1x+B1y+C1=0(A+B≠0)l2:A2x+B2y+C2=0(A+B≠0)
垂直的充要条件 A1A2+B1B2=0
平行的充分条件 =≠(A2B2C2≠0)
相交的充分条件 ≠(A2B2≠0)
重合的充分条件 ==(A2B2C2≠0)
七、直线系方程
(1)过定点的直线系
①斜率为k且过定点的直线系方程为:;
②过两条直线, 的交点的直线系方程为:
(2)平行的直线系
与平行的直线为:
与垂直的直线为:
八、对称问题
(1)关于点对称
若点及 关于点对称,则由中点坐标公式得
(2)关于直线对称
若点P(x0,y0)关于直线l:y=kx+b(k≠0)的对称点P1的坐标(x,y),
则由直线PP1与l垂直及线段PP1的中点在l上,可得:
解得:
注意:
(1)关于直线对称的解法:
当时,得:,;当时,得:,
把结果代入原方程即可.
(2)曲线关于点的对称曲线方程是:
典例分析
题型一、直线的倾斜角与斜率
例1、(1)将直线l向右平移4个单位,再向下平移5个单位后仍回到原来的位置,则此直线的斜率为( )
A. B. C.- D.-
(2)设点A(-2,3),B(3,2),若直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
题型二、直线平行与垂直的判定
例2、(1)已知直线l1:2x+(λ+1)y-2=0,l2:λx+y-1=0,若l1∥l2,则λ的值是( )
A.-2 B.- C.-2或1 D.1
(2)已知直线与直线互相垂直,则a等于( )
A.1 B.0 C.1或0 D.1或-1
题型三、直线的几种方程
例3、(1)若,,则直线不通过( )
A、第一象限 B、第二象限 C、第三象限 D、第四象限
(2)两条直线l1:-=1和l2:-=1在同一直角坐标系中的图象可以是( )
例4、(1)直线绕原点逆时针旋转,再向右平移1个单位,所得到的直线( )
A、 B、 C、 D、
(2)过点的直线与两点、的距离相等,则直线的方程为( )
A、 B、
C、或 D、或
题型四、直线过定点
例5、(1)直线kx-y+1=3k,当k变动时,所有直线都通过定点( )
A.(0,0) B.(0,1) C.(3,1) D.(2,1)
(2)直线2x-my+1-3m=0,当m变动时,所有直线都通过定点( )
A. B. C. D.
题型五、有关对称问题
例6、(1)已知点和点是关于直线对称的两点,则直线的方程为( )
A、 B、 C、 D、
(2)如图,已知、,从点射出的光线经直线反向后再射到
直线上,最后经直线反射后又回到点,则光线所经过的路程是( )
A、 B、 C、 D、
例7、(1)设入射光线沿直线y=2x+1射向直线y=x,则被y=x反射后,反射光线所在的直线方程是 ;
(2)若直线和直线关于点对称,则a= ,b= .
题型六、直线方程求解
例8、求满足下列条件的直线方程:
(1)经过点P(2,-1)且与直线2x+3y+12=0平行;
(2)经过点Q(-1,3)且与直线x+2y-1=0垂直;
(3)经过点R(-2,3)且在两坐标轴上截距相等;
(4)经过点M(1,2)且与点A(2,3)、B(4,-5)距离相等;
(5)经过点N(-1,3)且在轴的截距与它在y轴上的截距的和为零.
如图,已知正方形ABCD的中心为E(-1,0),一边AB所在的直线方程为x-3y-5=0,求其他各边所在 的直线方程。
例10、在△ABC中,BC边上的高所在的直线的方程为 ,∠A的平分线所在直线的方程为,若点B的坐标为(1,2),求点 A和点 C的坐标.
例11、过点P(3,0)作一直线,使它夹在两直线l1:2x-y-2=0与l2:x+y+3=0之间的线段AB恰被点P平分,求此直线的方程.
题型七、直线中的最值问题
例12、(1)已知A(2,0),B(-2,2),在直线L:x+y-3 = 0上求一点P使|PA|+| PB|最小.
(2)直线l:y=2x+3,A(3,4),B(11,0),在l上找一点P,使P到A、B距离之差最大.
同步练习
1、如图中的直线l1,l2,l3的斜率分别为k1,k2,k3,则 ( )
A.k1C.k32、直线ax+by+c=0同时要经过第一、二、四象限,则a,b,c应满足( )
A.ab>0,bc<0 B.ab>0,bc>0 C.ab<0,bc>0 D.ab<0,bc<0
3、设点A(-2,3),B(3,2),若直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,则a的取值范围是( )
A.(-∞,-]∪ B.(-,) C. D.(-∞,-]∪
4、若直线ax+by=ab(a>0,b>0)过点(1,1),则该直线在x轴、y轴上的截距之和的最小值为( )
A.1 B.4 C.2 D.8
5、已知两直线方程分别为l1:x+y=1,l2:ax+2y=0,若l1⊥l2,则a=( )
A.2 B.-2 C. D.-
6、已知直线x+a2y+6=0与直线(a-2)x+3ay+2a=0平行,则a的值为( )
A.0或3或-1 B.0或3 C.3或-1 D.0或-1
7.已知坐标原点关于直线l1:x-y+1=0的对称点为A,设直线l2经过点A,则当点B(2,-1)到直线l2的距离最大时,直线l2的方程为 ( )
A.2x+3y+5=0 B.3x-2y+5=0 C.3x+2y+5=0 D.2x-3y+5=0
8.已知a≠0,直线ax+(b+2)y+4=0与直线ax+(b-2)y-3=0互相垂直,则ab的最大值为 ( )
A.0 B.2 C.4 D.
9、在平面直角坐标系内,过定点P的直线l:ax+y-1=0与过定点Q的直线m:x-ay+3=0相交于点M,则|MP|2+|MQ|2=( )
A. B. C.5 D.10
10、【多选题】下列说法正确的是( )
A.截距相等的直线都可以用方程+=1表示 B.方程x+my-2=0(m∈R)能表示平行于y轴的直线
C.经过点P(1,1),倾斜角为θ的直线方程为y-1=(x-1)tanθ
D.经过两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线方程为(y2-y1)(x-x1)-(x2-x1)(y-y1)=0
11、【多选题】下列说法正确的是 ( )
A.动点A,B分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为3
B.点(0,2)关于直线y=x+1的对称点为(1,1)
C.当点P(3,2)到直线mx-y+1-2m=0的距离最大时,m的值为1
D.过点(2,1)且与直线3x-2y=0垂直的直线方程为3x+2y-8=0
12、已知三角形的三个顶点A(-5,0),B(3,-3),C(0,2),则BC边上中线所在的直线方程为 .
13、已知直线y=x+k与两坐标轴围成的三角形的面积不小于1,则实数k的取值范围是 .
14、若O(0,0),A(4,-1)两点到直线ax+a2y+6=0的距离相等,则实数a=________.
15、著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,割裂分家万事休.”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M(x,y)与点N(a,b)的距离.结合上述观点,可得f(x)=+的最小值为 .
16、已知直线l1:x+a2y+1=0和直线l2:(a2+1)x-by+3=0(a,b∈R).
(1)若l1∥l2,求b的取值范围; (2)若l1⊥l2,求|ab|的最小值.
17.在△ABC中,已知A(5,-2),B(7,3),且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上,求:
(1)顶点C的坐标; (2)直线MN的方程.
18、已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点; (2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围.
19、设直线l的方程为(a+1)x+y-2-a=0(a∈R).
(1)若直线l在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程;
(2)若a>-1,直线l与x,y轴分别交于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN面积取最小值时直线l的方程.
20、已知直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点.
(1)点A(5,0)到l的距离为3,求l的方程; (2)求点A(5,0)到l的距离的最大值.
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