2.2 直线的方程 9 题型分类
一、直线的点斜式方程
直线的点斜式方程和斜截式方程:
类别 点斜式 斜截式
适用范围 斜率存在
已知条件 点 P(x0,y0)和斜率 k 斜率 k 和在 y 轴上的截距 b
图示
方程 y-y0=k(x-x0) y=kx+b
截距 直线与 y 轴交点(0,b)的纵坐标 b 叫做直线在 y 轴上的截距
二、直线的两点式方程
直线的两点式方程和截距式方程:
名称 两点式 截距式
在 x,y 轴上的截距分别为 a,
两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)
条件 b
(x1≠x2,y1≠y2)
(a≠0,b≠0)
示意图
y-y1 x-x1 x y
方程 = + =1
y2-y1 x2-x1 a b
适用范围 斜率存在且不为 0 斜率存在且不为 0,不过原点
三、直线的一般式方程
1.直线的一般式方程:
关于 x 和 y 的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于 x,y 的二元一次方程 Ax+By+C=
0(其中 A,B 不同时为 0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
2.直线的五种形式的方程:
形式 方程 局限
点斜式 y-y0=k(x-x0) 不能表示斜率不存在的直线
斜截式 y=kx+b 不能表示斜率不存在的直线
y-y1 x-x1
两点式 = x1≠x2,y1≠y2
y2-y1 x2-x1
x y
截距式 + =1 不能表示与坐标轴平行及过原点的直线
a b
一般式 Ax+By+C=0 无
3.直线各种形式方程的互化:
(一)
直线的点斜式方程
1.直线的点斜式方程:
过点 P(x0,y0)且斜率为 k 的直线的方程:y-y0=k(x-x0).
2.两种特殊的直线:
(1)垂直于 x 轴的直线:如图,过定点P x0 , y0 ,倾斜角为 90°,斜率不存在,没有点斜式,其
方程为 x - x0 = 0或 x = x0 .
(2)平行于 x 轴(或与 x 轴重合)的直线:如图,过定点P x0 , y0 ,倾斜角为 0°,斜率为 0,其
点斜式方程为 y = y0 .
3.求直线的点斜式方程的步骤及注意点
(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率 k→写出方程 y-y0=k(x-x0).
(2)点斜式方程 y-y0=k(x-x0)可表示过点 P(x0,y0)的所有直线,但 x=x0除外.
题型 1:求直线的点斜式方程
1-1.(2024 高二上·全国·课后作业)过点P(3, -4)且与过点 A(-1,3) 和B(2, 2) 的直线平行的直线方程
为 .
1-2.(2024 高二下·安徽池州·阶段练习)过点 (- 3,5)且倾斜角为 150°的直线 l 的方程为( )
A. y = - 3x + 2 B 3. y = - x + 4
3
C y = 3x + 8 D y 3. . = x + 6
3
1-3.(2024 高二上·全国·课后作业)点P(-1,3)在直线 l 上的射影为Q(1, -1),则直线 l 的方程为( )
A. x - 2y + 3 = 0 B. x + 2y - 3 = 0 C. x - 2y - 3 = 0 D.2x + y - 3 = 0
1-4.(2024 高二·全国·课后作业)已知直线 l 经过点 P 且倾斜角为 α,求直线 l 的点斜式方程.
p
(1)P(2,3),a = ;
4
2
(2)P(-2,-1),a = p ;
3
a p(3)P(-5,-1), = .
2
(二)
直线的斜截式方程
1.直线的斜截式方程:
斜率为 k 且在 y 轴上的截距为 b 的直线方程:y=kx+b.
2.(1)直线的斜截式 y = kx + b是直线点斜式 y - y0 = k x - x0 的特例.
(2)一条直线与 y 轴的交点为 0,b 的纵坐标叫做直线在 y 轴上的截距.
特别的,倾斜角为直角的直线没有斜截式方程.
3.求直线的斜截式方程的策略:
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.
(2)直线的斜截式方程 y=kx+b 中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.
题型 2:求直线的斜截式方程
2-1.(2024 高二上·安徽安庆·阶段练习)已知直线 l的倾斜角为60o,且 l在 y 轴上的截距为-1,则直线 l的
方程为( )
A y 3. = - x -1 B. y 3= - x +1
3 3
C. y = 3x -1 D. y = 3x +1
2-2.(2024 高二上·全国·课前预习)写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率是 2,在 y 轴上的截距是-3;
(2)倾斜角为60°,在 y 轴上的截距是6 ;
(3)倾斜角为30°,在 y 轴上的截距是0 .
2-3.(2024 高二·江苏·假期作业)根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率为 2,在 y 轴上的截距是 5;
(2)倾斜角为 150°,在 y 轴上的截距是-2;
(3)倾斜角为 60°,与 y 轴的交点到坐标原点的距离为 3.
2-4.(2024 高一下·上海杨浦·期末)直线 l: y = 2x -1绕着点 A 1,1 π逆时针旋转 与直线 l1重合,则 l4 1的斜
截式方程是 .
a c
2-5.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 l 的方程 y = - x - 中, ab 0, ac < 0,则此直线必不经过
b b
( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
1
2-6.(2024 高二·全国·课后作业)已知直线 l 与直线 y = x + 4 互相垂直,直线 l 与直线 y = x + 6在 y 轴上
2
的截距相等,则直线 l 的方程为 .
2-7.(2024 高二·全国·课后作业)已知 k R ,b = k 2 - 2k + 3,则下列直线的方程不可能是 y = kx + b的是
( )
A. B.
C. D.
(三)
直线的两点式方程
1.直线的两点式方程:
y-y1 x-x1
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线方程: = .
y2-y1 x2-x1
2.(1)与坐标轴垂直的直线没有两点式方程.
(2)两点式变形为 y - y1 x2 - x1 = y2 - y1 x - x1 ,其可以表示任何直线.
3.利用两点式求直线的方程:
(1)首先要判断是否满足两点式方程的适用条件,然后代入两点式.
(2)若满足即可考虑用两点式求方程.在斜率存在的情况下,也可以先应用斜率公式求出斜率,
再用点斜式写方程.
题型 3:求直线的两点式方程
3-1.(2024 高二上·浙江温州·期末)过两点 A 3, -5 ,B -5,5 的直线在 y 轴上的截距为( )
5 5 2 2
A.- B. C.- D.
4 4 5 5
3-2.(2024 高二上·浙江)已知 A(-3,2),B(5,-4),C(0,-2),在△ABC 中,
(1)求 BC 边所在的直线方程;
(2)求 BC 边上的中线所在直线的方程.
3-3.(2024 高二·江苏·课后作业)已知直线分别经过下面两点,用两点式方程求直线的方程:
(1)A(3, 1), B(2, -3);
(2)A(2, 1), B(0, -3);
(3)A(0, 5), B(4, 0).
3-4.(2024 高一·全国·课后作业)已知点 A(3,2),B(-1,4),则过点 C(2,5)且过线段 AB 的中点的直线方程
为
(四)
直线的截距式方程
1.直线的截距式方程:在 x,y 轴上的截距分别为 a,b(其中 a≠0,b≠0)的直线方程:
x y
+ =1.
a b
2.截距的概念:
(1)横截距:直线与 x 轴交点的横坐标;在直线方程中,令 y=0,解出 x;
(2)纵截距:直线与 y 轴交点的横坐标;在直线方程中,令 x=0,解出 y.
3.截距式方程应用的注意事项
(1)如果问题中涉及直线与坐标轴相交,则可考虑选用截距式直线方程,用待定系数法确定其
系数即可.
(2)选用截距式直线方程时,必须首先考虑直线能否过原点以及能否与两坐标轴垂直.
(3)要注意截距式直线方程的逆向应用.
题型 4:求直线的截距式方程
4-1.(2024 高三·全国·专题练习)过点(2,1)且在 x 轴上截距与在 y 轴上截距之和为 6 的直线方程
为 .
4-2.(2024 高二上·全国·课后作业)过点 (3, -4)且在两坐标轴上的截距相等的直线方程是( )
y=- x- 1 y 4 4A. B. = x C. y = - x y
4
D. = - x或 y=- x- 1
3 3 3
4-3.(2024 高二·全国·课后作业)求过点 A(5,2) ,且在 y 轴上的截距是 x 轴上的截距的 2 倍的直线 l的方程.
(五)
直线的一般式方程
1.直线的一般式方程:
关于 x 和 y 的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于 x,y 的二元一次方程 Ax+By+C=
0(其中 A,B 不同时为 0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
2.求直线一般式方程的策略
在求直线方程时,设一般式方程有时并不简单,常用的还是根据给定条件选出四种特殊形式之
一求方程,然后转化为一般式.
3.含参直线方程的研究策略
(1)若方程 Ax+By+C=0 表示直线,则需满足 A,B 不同时为 0.
(2)令 x=0 可得在 y 轴上的截距.令 y=0 可得在 x 轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一
般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
4.利用一般式解决直线平行与垂直问题的策略
直线 l1:A1x+B1y+C1=0,直线 l2:A2x+B2y+C2=0,
(1)若 l1∥l2 A1B2-A2B1=0 且 B1C2-B2C1≠0(或 A1C2-A2C1≠0).
(2)若 l1⊥l2 A1A2+B1B2=0.
题型 5:求直线的一般式方程
5-1.(2024 高一·全国·课后作业)△ABC 的三个顶点分别为 A(0,4)、B(-2,6)、C(-8,0).
(1)分别求边 AC 和 AB 所在直线的方程;
(2)求 AC 边上的中线 BD 所在直线的方程;
(3)求 AC 边的中垂线所在直线的方程;
(4)求 AC 边上的高所在直线的方程;
(5)求经过两边 AB 和 AC 的中点的直线方程.
5-2.(2024 高二上·辽宁锦州·阶段练习)根据下列各条件分别写出直线的方程,并化成一般式.
1
(1)斜率是- ,且经过点 A 8,-6 ;
2
3
(2)在 x 轴和 y 轴上的截距分别是 和-3;
2
(3)经过点P1 3, -2 ,P2 5,-4 ;
r
(4)经过点 2,-3 ,且一个方向向量为 a = 2,4 .
5-3.(2024 高二下·上海宝山·期末)若 ab < 0 ,bc < 0 ,则直线 ax +by + c = 0不经过第象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
5-4.(2024 高二下·上海)如果 AB 0且 BC < 0 ,那么直线 Ax + By + C = 0不经过第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
5-5.(2024 高二上·全国·课后作业)已知直线 Ax + By + C = 0在 x 轴的截距大于在 y 轴的截距,则 A、B、C
应满足条件( )
C C C C
A. A B B. A < B C. + 0 D. - < 0
A B A B
题型 6:由一般式方程判断直线的平行、垂直
6-1.(湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体 2023-2024 学年高二上学期期中理科数学试题)若直线
x + 1+ m y - 2 = 0和直线mx + 2y + 4 = 0平行,则m 的值为( )
2
A.1 B.-2 C.1或-2 D.-
3
6-2.(2024 高二下·海南·学业考试)若直线 x + 2y -1 = 0与mx - 2y + 2 = 0平行,则实数m 的值为( )
A.-3 B.-1 C.1 D. 2
6-3.(2024 高二下·湖北孝感·期中)“ m = -2 ”是“直线 m +1 x + y +1 = 0与直线 2x + m + 4 y + 2 = 0互相垂
直”的
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6-4.(2024 高二上·福建福州·期末)若直线 l1 : mx + 3y + 4 = 0与直线 l2 : 2x + (m +1)y + 4 = 0 平行,则 m 的值
为( )
A.2 B.-3 C.2 或-3 D.-2或-3
6-5.(2024 高二上·福建)“ a = 3”是“直线 ax + 2y + 3a = 0和直线3x + (a -1)y - (a - 7) = 0平行且不重合”的
( ).
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
6-6.(2024 高二下·上海黄浦·阶段练习)直线 l1 : px + 3y +1 = 0 与直线 l2 : 6x - 2y - 5 = 0垂直,则 p 的值为
( )
A.-1 B.1 C.-9 D.9
6-7.(2024 高二上·安徽·阶段练习)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. 24 B. 20 C. 4 D.0
题型 7:由两条直线平行、垂直求直线方程
7-1.(2024 高二·贵州贵阳·阶段练习)过点 (1, 2)且垂直于直线3x - 2y + 5 = 0的直线方程为( )
A. 2x + 3y -8 = 0 B. 2x - 3y + 4 = 0
C.3x - 2y +1 = 0 D. 2x + 3y + 8 = 0
7-2.(2024 高二下·上海浦东新·期中)过点 1,1 且与直线 x + 2y -1 = 0平行的直线方程为 .
7-3.(2024 高二上·四川凉山·期末)已知直线 l 过点 A(2, -3) ,且与直线 y = x +1平行,则直线 l 的方程为
( )
A. x - y + 2 = 0 B. x + y +1 = 0
C. x - y - 2 = 0 D. x - y - 5 = 0
7-4.(2024 高二下·新疆伊犁·期中)过点P(-1,3)且垂直于直线 x + 2y - 3 = 0 的直线方程为 ( )
A. x + 2y + 5 = 0 B. 2x - y + 5 = 0
C. x + 2y - 5 = 0 D. 2x - y - 5 = 0
题型 8:直线与坐标轴围成三角形的面积问题
9
8-1.(2024 高二·全国·课后作业)求过点Q(5, 2) ,且与两坐标轴围成的三角形的面积是 的直线 l的方程.
2
8-2.(2024 高一下·江苏扬州·期中)如图所示,已知VABC是以 AB 为底边的等腰三角形,点 A 1,4 ,
B 3,2 ,点 C 在直线: x - 2y + 6 = 0上.
(1)求 AB 边上的高 CE 所在直线的方程;
(2)设直线 CD 与 y 轴交于点D 0,3 ,求VACD的面积.
8-3.(2024 高二·全国·课后作业)在平面直角坐标系 xOy 内,经过点 P 2,3 的直线分别与 x 轴、 y 轴的正半
轴交于A , B 两点,则△OAB面积最小值为 .
8-4.(2024 高一下·湖南长沙·期末)过点 P(1,1)作直线 l,与两坐标轴相交所得三角形面积为 1,则直
线 l 有( )
A.1 条 B.2 条 C.3 条 D.4 条
8-5.(2024 高三·全国·对口高考)已知直线 l:3x + 4y - 7 = 0,则与已知直线 l 平行且与两坐标轴围成的三
角形的面积为 6 的直线方程为 .
(六)
直线过定点问题
解决直线过定点问题的思路,把平面上过定点的直线的全体称为中心直线系.定点的确定方法:把含参直
线方程化为 f (x, y) + kg(x, y) = 0 直线系过定点问题:
解含参数的直线恒过定点问题的策略:
(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线
的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.
(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为 A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其
A x+B y+C =0,
中 λ 是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组{ 1 1 1A2x+B2y 解+C2=0
得.若整理成 y-y0=k(x-x0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x0,y0).
f (x, y) = 0
,求解 ,即可得出定点坐标.
g(x, y) = 0
题型 9:直线的恒过定点问题
9-1.(2024 高一下·浙江宁波·期中)已知点 A 1,3 , B -2,-1 .若直线 l : y = k x - 2 +1与线段 AB 相交,则 k
的取值范围是( )
1
A. k B. k -2
2
1 1
C. k 或 k -2 D.-2 k
2 2
9-2.(2024 高二上·全国·课后作业)不论 m 取何值,直线 (m -1)x - y + 2m -1 = 0 都过定点( )
A. 1,
1
- ÷ B. (-2,1) C. (2,3) D. (-2,3)
è 2
9-3.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 kx - y +1 = 3k ,当 k 变动时,所有直线恒过定点坐标为( )
A. 0,0 B. 0,1 C. 3,1 D. 2,1
9-4.(2024·吉林通化·模拟预测)若直线 kx - y + 2k -1 = 0恒过点 A,点 A 也在直线mx + ny + 2 = 0上,其中
m, n均为正数,则mn的最大值为( )
A 1
1
. 4 B. C.1 D.22
9-5.(2024 高二上·福建福州·期中)已知直线 l方程: kx - y + 2k - 2 = 0 (k R),若 l不经过第二象限,则 k
的取值范围为( )
A. k 1 B. k 0 C.0 k 1 D. k 0
9-6.(2024 高一上·河南周口·阶段练习)不论 k 为何实数,直线 2k -1 x - k + 3 y - k -11 = 0恒通过一个定
点,这个定点的坐标是( )
A. 5,2 B. 2,3
5,9 1C. D. - ,3
÷
è 2
一、单选题
1.(2024 高二上·全国·课后作业)过两点 0,3 , 2,1 的直线方程为( )
A. x - y - 3 = 0 B. x + y - 3 = 0
C. x + y + 3 = 0 D. x - y + 3 = 0
2.(2024 高二上·广西河池·阶段练习)过点 A 1,2 在两坐标轴上的截距相等的直线方程是( )
A. y = 2x B. x + y - 3 = 0
C. x = y 或 x + y - 3 = 0 D. y = 2x或 x + y - 3 = 0
3.(2024 高二上·湖南·阶段练习)已知直线 l过点G 1, -3 ,H -2, 1 ,则直线 l的方程为( )
A. 4x + y + 7 = 0 B. 2x - 3y -11 = 0 C. 4x + 3y + 5 = 0 D. 4x + 3y -13 = 0
4.(2024 高二·江苏·课后作业)过两点 -2,4 和 4, -1 的直线在 y 轴上的截距为( )
14 14 7 7
A. B.- C. D.-
5 5 3 3
5.(2024 高二·全国·课后作业)过P1(2,0), P2(0,3)两点的直线方程是( )
x y x y
A. + = 0 B. - =1
3 2 3 2
x y x y
C. + =1 D. - =1
2 3 2 3
6.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 l 过点 A(-1,1), B(2, 4),则直线 l 的方程为( )
A. y = x - 2 B.y = -x - 2 C. y = -x + 2 D. y = x + 2
7.(2024 高二上·山东枣庄·期末)过点 A 2,3 且与直线 l : 2x - 4y + 7 = 0平行的直线方程是( )
A. x - 2y + 4 = 0 B. 2x + y - 7 = 0
C.2x - y -1 = 0 D. x + 2y -8 = 0
8.(2024 高二下·湖北·阶段练习)直线 4x + 2y -1 = 0与直线 ax + 4y = 0垂直,则 a等于( )
A. 2 B.-2 C.1 D.-1
9.(广西南宁市第二十六中学等 3 校 2023-2024 学年高二下学期开学联合调研测试数学试题)直线 l过点
-1,2 且与直线 2x - 3y + 4 = 0垂直,则 l的方程是( )
A. 2x - 3y + 5 = 0 B.3x + 2y + 7 = 0
C.3x + 2y -1 = 0 D. 2x - 3y + 8 = 0
10.(2024 高二上·全国·课后作业)经过点 (1, 2),且与直线 2x + y -10 = 0垂直的直线方程为( )
A. x - 2y + 3 = 0 B. x + 2y - 3 = 0 C. x - 2y - 3 = 0 D.2x + y - 3 = 0
11.(2024 高二下·天津北辰·阶段练习)过点 -1,3 且平行于直线 2x - 3y +1 = 0的直线方程为( )
A. 2x - 3y +11 = 0 B.3x + 2y - 3 = 0 C. 2x - 3y - 7 = 0 D.3x + 2y + 3 = 0
12.(2024 高三上·江西新余·期末)已知直线 l1: m - 2 x - 3y -1 = 0与直线 l2;mx + m + 2 y +1 = 0相互平
行,则实数m 的值是( )
A.-4 B.1 C.-1 D.-4或 1
1
13.(2024 高二上·广东肇庆·期末)“ a = ”是“直线 x + 2ay -1 = 0 与直线 a -1 x - ay -1 = 0 平行”的(
2 )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
14.(2024 高二上·河北唐山·期中)直线 l: x - 2y + 3 = 0的斜率和在 x 轴上的截距分别为( )
1 1 1 1
A. ,3 B. ,-3 C.- ,3 D.- ,-3
2 2 2 2
15.(2024 高二上·江苏苏州·期末)直线 x - 3y + 4 = 0的倾斜角是( )
π π 2π
A. B. C. D. π
3 6 3
1
16.(2024 高二下·新疆塔城·开学考试)过点 (1, -1) 且斜率为 的直线 l的方程是( )
2
A.3x + 2y - 7 = 0 B. 2x + y - 4 = 0
C. x - 2y - 3 = 0 D. x - 2y + 3 = 0
17.(2024 高二上·广东江门·期末)直线 Ax + By + C = 0( A, B不同时为 0),则下列选项正确的是( )
A.无论 A, B取任何值,直线都存在斜率 B.当 A = 0 ,且B 0时,直线只与 x 轴相交
C.当 A 0,或B 0时,直线与两条坐标轴都相交 D.当 A 0,且B = 0 ,且C = 0时,直线是 y
轴所在直线
18.(2024 高二上·全国·课后作业)经过点 (1,2) ,且平行于直线 2x - 3y + 5 = 0的直线方程为( )
A. 2x - 3y + 4 = 0 B. 2x - 3y + 2 = 0 C.3x - 2y + 4 = 0 D.3x - 2y + 2 = 0
19.(2024·北京丰台·二模)“ a =1”是“直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
20.(2024 高二上·上海宝山·期末)已知P1 a1,b1 与P2 a2 ,b2 是直线 y = kx + 2( k 为常数)上两个不同的
点,则关于 l1 : a1x + b1 y - 2 = 0和 l2 : a2x + b2 y - 2 = 0的交点情况是( )
A.无论 k ,P1,P2如何,总有唯一交点 B.存在 k ,P1,P2使之有无穷多个交点
C.无论 k ,P1,P2如何,总是无交点 D.存在 k ,P1,P2使之无交点
二、多选题
21.(2024 高一下·江苏盐城·阶段练习)下列说法错误的是( )
A.过定点P0 x0 , y0 的直线都可用方程 y - y0 = k x - x0 表示
B.过定点 A 0,b 的直线都可用方程 y = kx + b表示
C.过任意两个点P1 x1, y1 ,P2 x2 , y2 的直线都可用方程
y - y1 x2 - x1 = x - x1 y2 - y1 表示
x y
D.不过原点的直线都可用方程 + =1表示
a b
22.(2024 高二上·全国·专题练习)下列说法正确的是( )
y - y
A 1. x - x =k 不能表示过点 M(x1,y1)且斜率为 k 的直线方程1
x y
B.在 x 轴,y 轴上的截距分别为 a,b 的直线方程为 + =1
a b
C.直线 y=kx+b 与 y 轴的交点到原点的距离为 b
D.过两点 A(x1,y1)B(x2,y2)的直线方程为 (x - x2 )(y1 - y2 ) - (y - y2 )(x1 - x2 ) = 0
23.(2024 高二上·江苏扬州·期中)下列说法正确的是( )
A.直线 x - y - 3 = 0
9
与两坐标轴围成的三角形的面积是
2
B.若三条直线 x + y = 0, x - y = 0, x + ay = 3 - a不能构成三角形,则实数 a的取值集合为 -1,1
C.经过点 (1, 2)且在 x 轴和 y 轴上截距都相等的直线方程为 x + y - 3 = 0或 x - y +1 = 0
D.过 (x1, y1), (x2 , y2 )两点的直线方程为 ( y - y1)(x2 - x1) = (x - x1)( y2 - y1)
24.(2024 高二上·江苏徐州·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.点斜式 y - y1 = k x - x1 可以表示任何直线
B.过 x1, y1 、 x2, y
y - y1 x - x1
2 两点的直线方程为 =y2 - y1 x2 - x1
C.直线 x - 2y - 4 = 0与直线 2x + y +1 = 0相互垂直.
D.直线 y = 4x - 2 在 y 轴上的截距为-2
三、填空题
25.(2024 高三·全国·课后作业)经过点 -3,1 和点 2, -2 的直线方程是 .
26.(2024 高二·江苏·假期作业)不论 a取何值时,直线 a - 3 x + 2ay + 6 = 0 恒过第 象限.
27.(2024 高二上·全国·课后作业)倾斜角为30°,且过点 (-2,0) 的直线斜截式方程为 .
28.(2024 高二上·全国·专题练习)若直线过点 1,1 且与两坐标轴所围成的三角形的面积为 2,则这样的直
线有 条.
29.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 l 与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,且此三角形的面积为 18,
则直线 l 的方程为 .
30.(2024 高一上·广东广州·期末)求过点P 2,3 ,并且在两轴上的截距相等的直线方程 .
31.(2024 高二下·上海闵行·阶段练习)过点 5,2 ,且在两坐标轴上截距相等的直线一般式方程是 .
32.(2024 高二下·上海普陀·期中)若3x1 + 4y1 =1,3x2 + 4y2 =1,且 x1 x2 ,则经过 A x1,y1 、B x2 ,y2 的直
线 l的一般方程为
33.(2024 高二上·重庆长寿·期末)经过点 (1, 2)且与直线2x - y +1 = 0垂直的直线方程是 .(用一
般式表示)
34.(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)已知直线 l : kx - y +1+ 2k = 0,若直线 l 在两坐标轴上的截距相等,则实
数 k 的值为 ;若直线 l 不经过第三象限,则 k 的取值范围是 .
四、解答题
35.(2024 高二·全国·专题练习)根据下列条件写出直线方程,并化为一般式:在 x,y轴上的截距分别为
-3,-1.
36.(2024 高二上·山东济宁·期中)已知VABC 的顶点分别为 A(2,4),B(0,-2),C(-2,3),求:
(1)直线 AB 的方程 ;
(2)AB 边上的高所在直线的方程 ;
37.(2024 高二上·全国·课后作业)已知直线 l 经过点 A(-2,1),B(3, -3),求直线 l 的方程,并求直线 l 在
y 轴上的截距.
38.(2024 高二下·湖北宜昌·阶段练习)设直线的方程为 (a +1)x + y + 2 - a = 0, a R .
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)若与两坐标轴围成的三角形的面积为 1,求 a 的值.
39.(2024 高二下·上海·课后作业)直线 l过点 P(-2,3),且与两轴围成的三角形面积为 4,求直线 l的方程.
1
40.(2024 高二上·全国·课后作业)已知直线 l 的斜率为-1,且它与两坐标轴围成的三角形的面积为 ,
2
求直线 l 的方程.
41.(2024 高一下·安徽·阶段练习)已知点 A(5,1)关于 x 轴的对称点为 B(x1,y1),关于原点的对称
点为 C(x2,y2).
(1)求△ABC 中过 AB,BC 边上中点的直线方程;
(2)求△ABC 的面积.
42.(2024 高二·全国·专题练习)VABC 的三个顶点是 A 4,0 ,B 6,7 ,C 0,3 ,求:边 BC 上的中线所
在直线的方程;
43.(2024 高二上·湖北·阶段练习)已知直线 l : kx - y +1+ 2k = 0 k R .
(1)若直线 l 不经过第四象限,求 k 的取值范围;
(2)若直线 l 交 x 轴负半轴于点 A,交 y 轴正半轴于点 B,求VAOB 面积的最小值;
(3)已知P 1,5 ,若点 P 到直线的距离为 d,求 d 最大时直线的方程.
44.(2024 高二上·河北邢台·阶段练习)已知直线 l: 2a + 3 x - a -1 y + 3a + 7 = 0, a R .
(1)证明直线 l过定点A ,并求出点A 的坐标;
1
(2)在(1)的条件下,若直线 l 过点A ,且在 y 轴上的截距是在 x 轴上的截距的 ,求直线 l 的方程;
2
(3)若直线 l不经过第四象限,求 a的取值范围.
45.(2024 高一下·山东滨州·阶段练习)已知直线 l1 : 3x + m - 4 y +11 = 0与 l2 : x + my - 7 = 0垂直,求m .
46.(2024 高二上·福建福州·期中)已知直线 l过点M 3,2 .
(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 l与 x 轴正半轴的交点为A ,与 y 轴正半轴的交点为 B ,求VAOB (O为坐标原点)面积的最小值.
47.(2024 高二上·湖北武汉·期末)已知直线方程为 y + 2 = k x +1 .
(1)若直线的倾斜角为135o,求 k 的值;
(2)若直线分别与 x 轴、 y 轴的负半轴交于A 、B 两点,O为坐标原点,求VAOB 面积的最小值及此时直线的
方程.
48.(2024 高一上·内蒙古呼和浩特·期末)已知一条动直线 l : 3 m +1 x + my - 6m - 4 = 0,
(1)求证:直线 l 恒过定点,并求出定点 P 的坐标;
(2)若直线 l 与 x 、 y 轴的正半轴分别交于A 、 B 两点,O为坐标原点,是否存在直线 l 同时满足下列条件:
①VAOB 的周长为12;②VAOP 的面积为 4 .若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.
49.(2024 高三·全国·专题练习)已知直线 l过点M (2,1),且分别与 x 轴的正半轴、 y 轴的正半轴交于 A, B
两点,O为原点,当VAOB 面积最小时,求直线 l的方程.
50.(2024 高二上·全国·专题练习)已知直线 l的方程为: 2 + m x + 1- 2m y + 4 - 3m = 0.
(1)求证:不论m 为何值,直线必过定点M ;
(2)过点M 引直线 l1,使它与两坐标轴的负半轴所围成的三角形面积最小,求 l1的方程.
51.(2024 高二·全国·课后作业)过点P 2,1 作直线 l 分别交 x 轴、y 轴的正半轴于 A,B 两点.
(1)求 | OA | × | OB |的最小值,及此时直线 l 的截距式方程;
(2)求 | PA | × | PB |的最小值,及此时直线 l 的截距式方程.
52.(2024 高二下·上海金山·期中)已知直线 l: kx - y +1+ 2k = 0 , k R
(1)直线过定点 P,求点 P 坐标;
(2)若直线 l 交 x 轴负半轴于点 A,交 y 轴正半轴于点 B,O 为坐标原点,设三角形OAB 的面积为 4,求出
直线 l 方程.
53.(2024 高二下·湖南常德·期中)已知直线 l的方程为 a +1 x + y - 5 - 2a = 0 a R .
(1)求直线 l过的定点 P 的坐标;
(2)直线 l与 x 轴正半轴和 y 轴正半轴分别交于点 A,B ,当VAOB 面积最小时,求直线 l的方程;
54.(2024 高二上·全国·课后作业)当直线方程 Ax + By + C = 0的系数 A,B,C 满足什么条件时,该直线分
别具有以下性质?
(1)过坐标原点;
(2)与两条坐标轴都相交;
(3)只与 x 轴相交;
(4)是 x 轴所在直线;
(5)设P x0 , y0 为直线 Ax + By + C = 0上一点,证明:这条直线的方程可以写成 A x - x0 + B y - y0 = 0 .
55.(2024 高二·江苏·假期作业)已知直线 a1x + b1y +1 = 0和直线 a2x + b2 y +1 = 0都过点 A(2,1),求过点P1(a1,b1)
和点P2 (a2,b2 )的直线方程.2.2 直线的方程 9 题型分类
一、直线的点斜式方程
直线的点斜式方程和斜截式方程:
类别 点斜式 斜截式
适用范围 斜率存在
已知条件 点 P(x0,y0)和斜率 k 斜率 k 和在 y 轴上的截距 b
图示
方程 y-y0=k(x-x0) y=kx+b
截距 直线与 y 轴交点(0,b)的纵坐标 b 叫做直线在 y 轴上的截距
二、直线的两点式方程
直线的两点式方程和截距式方程:
名称 两点式 截距式
在 x,y 轴上的截距分别为 a,
两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)
条件 b
(x1≠x2,y1≠y2)
(a≠0,b≠0)
示意图
y-y1 x-x1 x y
方程 = + =1
y2-y1 x2-x1 a b
适用范围 斜率存在且不为 0 斜率存在且不为 0,不过原点
三、直线的一般式方程
1.直线的一般式方程:
关于 x 和 y 的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于 x,y 的二元一次方程 Ax+By+C=
0(其中 A,B 不同时为 0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
2.直线的五种形式的方程:
形式 方程 局限
点斜式 y-y0=k(x-x0) 不能表示斜率不存在的直线
斜截式 y=kx+b 不能表示斜率不存在的直线
y-y1 x-x1
两点式 = x1≠x2,y1≠y2
y2-y1 x2-x1
x y
截距式 + =1 不能表示与坐标轴平行及过原点的直线
a b
一般式 Ax+By+C=0 无
3.直线各种形式方程的互化:
(一)
直线的点斜式方程
1.直线的点斜式方程:
过点 P(x0,y0)且斜率为 k 的直线的方程:y-y0=k(x-x0).
2.两种特殊的直线:
(1)垂直于 x 轴的直线:如图,过定点P x0 , y0 ,倾斜角为 90°,斜率不存在,没有点斜式,其
方程为 x - x0 = 0或 x = x0 .
(2)平行于 x 轴(或与 x 轴重合)的直线:如图,过定点P x0 , y0 ,倾斜角为 0°,斜率为 0,其
点斜式方程为 y = y0 .
3.求直线的点斜式方程的步骤及注意点
(1)求直线的点斜式方程的步骤:定点(x0,y0)→定斜率 k→写出方程 y-y0=k(x-x0).
(2)点斜式方程 y-y0=k(x-x0)可表示过点 P(x0,y0)的所有直线,但 x=x0除外.
题型 1:求直线的点斜式方程
1-1.(2024 高二上·全国·课后作业)过点P(3, -4)且与过点 A(-1,3) 和B(2, 2) 的直线平行的直线方程
为 .
【答案】 x + 3y + 9 = 0
【分析】根据斜率公式求出斜率,再由点斜式可得结果.
3- 2 1
【详解】 kAB = = - ,-1- 2 3
1
由点斜式得 y + 4 = - (x - 3),即 x + 3y + 9 = 0 .
3
故答案为: x + 3y + 9 = 0 .
1-2.(2024 高二下·安徽池州·阶段练习)过点 (- 3,5)且倾斜角为 150°的直线 l 的方程为( )
A. y = - 3x + 2 B y 3. = - x + 4
3
C. y = 3x + 8 D 3. y = x + 6
3
【答案】B
【分析】根据倾斜角求出直线的斜率,结合直线的点斜式方程即可求解.
【详解】依题意,直线 l 的斜率 k = tan150° 3= - ,
3
故直线 l 3的方程为 y - 5 = - (x + 3) ,
3
y 3即 = - x + 4,
3
故选:B.
1-3.(2024 高二上·全国·课后作业)点P(-1,3)在直线 l 上的射影为Q(1, -1),则直线 l 的方程为( )
A. x - 2y + 3 = 0 B. x + 2y - 3 = 0 C. x - 2y - 3 = 0 D.2x + y - 3 = 0
【答案】C
【分析】根据PQ ^ l求出直线 l 的斜率,再运用点斜式直线方程求解.
k 3+1 1 1【详解】由题意,PQ ^ l, PQ = = -2,\k = - =-1-1 l kPQ 2
,
1
由点斜式直线方程得直线 l 的方程为: y +1 = x -1 ,即 x - 2y - 3 = 0;
2
故选:C.
1-4.(2024 高二·全国·课后作业)已知直线 l 经过点 P 且倾斜角为 α,求直线 l 的点斜式方程.
p
(1)P(2,3),a = ;
4
2
(2)P(-2,-1),a = p ;
3
p
(3)P(-5,-1),a = .
2
【答案】(1) y - 3 = x - 2
(2) y +1 = - 3 x + 2
(3) x = -5
【分析】由直线倾斜角求斜率,点斜式求直线方程.
π
【详解】(1)直线倾斜角a = ,则直线斜率 k =1,直线 l 经过点 P(2,3),直线 l 的点斜式方程为
4
y - 3 = x - 2 .
2π
(2)直线倾斜角a = ,则直线斜率 k = - 3,直线 l 经过点 P -2,-1 ,直线 l 的点斜式方程为3
y +1 = - 3 x + 2 .
π
(3)直线倾斜角a = ,直线斜率不存在,直线 l 经过点P -5,-1 ,直线 l 的方程为 x = -5 .
2
(二)
直线的斜截式方程
1.直线的斜截式方程:
斜率为 k 且在 y 轴上的截距为 b 的直线方程:y=kx+b.
2.(1)直线的斜截式 y = kx + b是直线点斜式 y - y0 = k x - x0 的特例.
(2)一条直线与 y 轴的交点为 0,b 的纵坐标叫做直线在 y 轴上的截距.
特别的,倾斜角为直角的直线没有斜截式方程.
3.求直线的斜截式方程的策略:
(1)斜截式方程的应用前提是直线的斜率存在.
(2)直线的斜截式方程 y=kx+b 中只有两个参数,因此要确定直线方程只需两个独立条件即可.
题型 2:求直线的斜截式方程
2-1.(2024 高二上·安徽安庆·阶段练习)已知直线 l的倾斜角为60o,且 l在 y 轴上的截距为-1,则直线 l的
方程为( )
A y 3. = - x -1 B y 3. = - x +1
3 3
C. y = 3x -1 D. y = 3x +1
【答案】C
【分析】首先求出直线的斜率,再根据斜截式计算可得;
【详解】解:因为直线 l的倾斜角为60o,所以直线 l的斜率 k = tan 60o = 3 ,
又直线 l在 y 轴上的截距为-1,所以直线 l的方程为 y = 3x -1;
故选:C
2-2.(2024 高二上·全国·课前预习)写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率是 2,在 y 轴上的截距是-3;
(2)倾斜角为60°,在 y 轴上的截距是6 ;
(3)倾斜角为30°,在 y 轴上的截距是0 .
【答案】(1) y = 2x - 3
(2) y = 3x + 6
(3) y 3= x
3
【分析】(1)利用直线方程的斜截式,即得解;
(2)利用倾斜角和斜率的关系,求解斜率,再结合直线方程的斜截式,即得解;
(3)利用倾斜角和斜率的关系,求解斜率,再结合直线方程的斜截式,即得解
【详解】(1) y = 2x - 3
(2)因为 k = tan 60° = 3 ,所以 y = 3x + 6.
3 k tan 30 3 y 3( )因为 = ° = ,所以 = x .
3 3
2-3.(2024 高二·江苏·假期作业)根据条件写出下列直线的斜截式方程:
(1)斜率为 2,在 y 轴上的截距是 5;
(2)倾斜角为 150°,在 y 轴上的截距是-2;
(3)倾斜角为 60°,与 y 轴的交点到坐标原点的距离为 3.
【答案】(1)y=2x+5
(2)y 3=- x-2
3
(3)y= 3 x+3 或 y= 3 x-3
【分析】(1)由直线的斜截式可得直线方程;
(2)由已知求得直线的斜率,再由直线的斜截式可得直线方程.
(3)由已知求得直线的斜率和直线在 y 轴上的截距,再由直线的斜截式求得直线的方程.
【详解】(1)由直线方程的斜截式可知,所求直线的斜截式方程为 y=2x+5.
(2)由于直线的倾斜角为 150°,所以斜率 k=tan 150° 3=- ,
3
3
故所求直线的斜截式方程为 y=- x-2.
3
(3)因为直线的倾斜角为 60°,所以斜率 k=tan 60°= 3.
因为直线与 y 轴的交点到坐标原点的距离为 3,
所以直线在 y 轴上的截距 b=3 或 b=-3,
故所求直线的斜截式方程为 y= 3 x+3 或 y= 3 x-3.
π
2-4.(2024 高一下·上海杨浦·期末)直线 l: y = 2x -1绕着点 A 1,1 逆时针旋转 与直线 l1重合,则 l1的斜4
截式方程是 .
【答案】 y = -3x + 4
【分析】先找到直线 l1的斜率,再由直线过点 A 1,1 求出直线方程.
π tana +1
【详解】设直线 l 的倾斜角为a ,则 tana = 2 ,则 tan a + ÷ = = -3,
è 4 1- tana
所以直线 l1 : y -1 = -3 x -1 y = -3x + 4,
故答案为: y = -3x + 4 .
a c
2-5.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 l 的方程 y = - x - 中, ab 0, ac < 0,则此直线必不经过
b b
( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】C
【分析】根据直线的斜率及截距即可求解.
y a x c【详解】由 = - - , ab 0, ac < 0,
b b
a c
知直线斜率 k = - < 0,在 y 轴上截距为- 0,
b b
所以此直线必不经过第三象限.
故选:C
1
2-6.(2024 高二·全国·课后作业)已知直线 l 与直线 y = x + 4 互相垂直,直线 l 与直线 y = x + 6在 y 轴上
2
的截距相等,则直线 l 的方程为 .
【答案】 y = -2x + 6
【分析】由两条直线垂直,斜率之积为-1,可得直线 l 的斜率 k = -2 .再由直线 y = x + 6在 y 轴上的截距为 6,
可得直线 l 截距为 6,由斜截式可得结果.
1
【详解】因为直线 l 与直线 y = x + 4 垂直,所以直线 l 的斜率 k = -2 .
2
又因为直线 y = x + 6在 y 轴上的截距为 6,所以直线 l 在 y 轴上的截距为 6,
所以直线 l 的方程为 y = -2x + 6 .
故答案为: y = -2x + 6
【点睛】本题考查了直线方程的斜截式,考查了运算求解能力,属于基础题目.
2-7.(2024 高二·全国·课后作业)已知 k R ,b = k 2 - 2k + 3,则下列直线的方程不可能是 y = kx + b的是
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线斜率 k 与 y 轴上的截距b 的关系判断选项即可得解.
【详解】Qb = k 2 - 2k + 3 = (k -1)2 + 2,
\直线的方程 y = kx + b在 y 轴上的截距不小于 2,且当 k =1时, y 轴上的截距为 2,
故 D 正确,当 k = -1时,b = 6 , 故 B 不正确,当b = 3时, k = 0或 k = 2,由图象知 AC 正确.
故选:B
(三)
直线的两点式方程
1.直线的两点式方程:
y-y1 x-x1
过两点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线方程: = .
y2-y1 x2-x1
2.(1)与坐标轴垂直的直线没有两点式方程.
(2)两点式变形为 y - y1 x2 - x1 = y2 - y1 x - x1 ,其可以表示任何直线.
3.利用两点式求直线的方程:
(1)首先要判断是否满足两点式方程的适用条件,然后代入两点式.
(2)若满足即可考虑用两点式求方程.在斜率存在的情况下,也可以先应用斜率公式求出斜率,
再用点斜式写方程.
题型 3:求直线的两点式方程
3-1.(2024 高二上·浙江温州·期末)过两点 A 3, -5 ,B -5,5 的直线在 y 轴上的截距为( )
5 5 2 2
A.- B. C.- D.
4 4 5 5
【答案】A
【分析】由两点式得出直线方程,令 x = 0,即可解出直线在 y 轴上的截距.
【详解】过两点 A 3, -5 ,B -5,5 y + 5 x - 3的直线的为 = ,
5 + 5 -5 - 3
5
令 x = 0,解得: y = - ,
4
故选:A.
3-2.(2024 高二上·浙江)已知 A(-3,2),B(5,-4),C(0,-2),在△ABC 中,
(1)求 BC 边所在的直线方程;
(2)求 BC 边上的中线所在直线的方程.
【答案】(1)2x+5y+10=0
(2)10x+11y+8=0
【分析】(1)根据两点式求解即可;
5
(2)根据中点坐标公式可得 BC 的中点M ( ,-3),再根据两点式可得 BC 边上的中线所在直线的方程.
2
【详解】(1)BC 边过两点 B(5,-4),C(0,-2),
y - (-4) x - 5
由两点式,得 2 ( 4) = ,即 2x+5y+10=0,- - - 0 - 5
故 BC 边所在的直线方程为 2x+5y+10=0.
(2)设 BC 的中点为 M(a,b),
5 + 0 5 -4 + (-2) 5
则 a= = ,b= =-3,所以M ( ,-3),
2 2 2 2
又 BC 边的中线过点 A(-3,2),
y x - (-3)- 2
所以 = 5 - (-3) ,即 10x+11y+8=0,-3 - 2 2
所以 BC 边上的中线所在直线的方程为 10x+11y+8=0.
3-3.(2024 高二·江苏·课后作业)已知直线分别经过下面两点,用两点式方程求直线的方程:
(1)A(3, 1), B(2, -3);
(2)A(2, 1), B(0, -3);
(3)A(0, 5), B(4, 0).
【答案】(1) y = 4x -11;
(2) y = 2x - 3;
y 5(3) = - x + 5 .
4
【分析】根据直线的两点式方程的求法即可求得答案.
y -1 x - 3
【详解】(1)直线的两点式方程为 = y = 4x -11.
-3 -1 2 - 3
y -1 x - 2
(2)直线的两点式方程为 = y = 2x - 3 .
-3 -1 0 - 2
y - 5 x - 0 5
(3)直线的两点式方程为 = y = - x + 5 .
0 - 5 4 - 0 4
3-4.(2024 高一·全国·课后作业)已知点 A(3,2),B(-1,4),则过点 C(2,5)且过线段 AB 的中点的直线方程
为
【答案】2x - y +1 = 0
【分析】由两点的坐标可求出中点坐标,与点 C 横纵坐标均不相同,所以代入两点式,求出直线方程.
1,3 x - 2 y - 5【详解】A、B 中点坐标为 ,与点 C 横纵坐标均不相同,代入两点式得: = ,
1- 2 3 - 5
化简得:2x - y +1 = 0 .
【点睛】本题考查中点坐标的求法以及两点式方程的求法,代入时注意符号不要出错,注意两点式求直线
方程的约束条件.
(四)
直线的截距式方程
1.直线的截距式方程:在 x,y 轴上的截距分别为 a,b(其中 a≠0,b≠0)的直线方程:
x y
+ =1.
a b
2.截距的概念:
(1)横截距:直线与 x 轴交点的横坐标;在直线方程中,令 y=0,解出 x;
(2)纵截距:直线与 y 轴交点的横坐标;在直线方程中,令 x=0,解出 y.
3.截距式方程应用的注意事项
(1)如果问题中涉及直线与坐标轴相交,则可考虑选用截距式直线方程,用待定系数法确定其
系数即可.
(2)选用截距式直线方程时,必须首先考虑直线能否过原点以及能否与两坐标轴垂直.
(3)要注意截距式直线方程的逆向应用.
题型 4:求直线的截距式方程
4-1.(2024 高三·全国·专题练习)过点(2,1)且在 x 轴上截距与在 y 轴上截距之和为 6 的直线方程
为 .
【答案】x+y-3=0 或 x+2y-4=0
【分析】直线的斜率存在且不为 0,设出直线截距式方程,利用已知条件求出截距就能得到直线方程.
x y
【详解】由题意可直线的斜率存在且不为 0,设直线方程为 + =1,
a b
ìa + b = 6
则有 í 2 1 ,解得 a=b=3,或 a=4,b=2.
+ =1 a b
直线方程为 x+y-3=0 或 x+2y-4=0.
故答案为:x+y-3=0 或 x+2y-4=0
4-2.(2024 高二上·全国·课后作业)过点 (3, -4)且在两坐标轴上的截距相等的直线方程是( )
A. y=- x- 1 B. y
4
= x 4 4C. y = - x D. y = - x或 y=- x- 1
3 3 3
【答案】D
【分析】根据直线的截距式方程分析运算,注意讨论截距是否为 0.
【详解】设直线在 x,y 轴上的截距分别为 a,b,则 a = b,
若 a = b = 0,即直线过原点,设直线为 y = kx ,
代入 (3, -4),即-4 = 3k k
4
,解得 = - ,
3
故直线方程为 y
4
= - x;
3
x y
若 a = b 0,设直线为 + =1,
a b
(3, -4) 3 4代入 ,即 - =1,解得 a = -1,
a a
故直线方程为-x - y =1,即 y=- x- 1;
4
综上所述:直线方程为 y = - x或 y=- x- 1.
3
故选:D.
4-3.(2024 高二·全国·课后作业)求过点 A(5,2) ,且在 y 轴上的截距是 x 轴上的截距的 2 倍的直线 l的方程.
2
【答案】 y = x
x y
或 + = 1.
5 6 12
【分析】当纵截距为 0 时,设直线方程为 y=kx,代入点(5,2)求得 k 的值,.当纵截距不为 0 时,设直线的截
距式方程,代入点(5,2)求解.
【详解】①当直线 l在两坐标轴上的截距均为 0 时,因为直线过点 A(5,2) ,
所以直线的方程为 y
2
= x ;
5
②当直线 l在两坐标轴上的截距均不为 0 时,设直线 l在 x 轴上的截距为 a,
x y
则在 y 轴上的截距为 2a,则直线 l的方程为 + =1,
a 2a
又直线 l过点 (5, 2) ,
5 2
∴ + = 1,
a 2a
解得 a = 6,
x y
∴直线 l的方程为 + = 1.
6 12
y 2 x x y综上;直线 l的方程为 = 或 + = 1.
5 6 12
【点睛】本题主要考查直线的斜截式方程和截距式方程,属于基础题.
(五)
直线的一般式方程
1.直线的一般式方程:
关于 x 和 y 的二元一次方程都表示一条直线.我们把关于 x,y 的二元一次方程 Ax+By+C=
0(其中 A,B 不同时为 0)叫做直线的一般式方程,简称一般式.
2.求直线一般式方程的策略
在求直线方程时,设一般式方程有时并不简单,常用的还是根据给定条件选出四种特殊形式之
一求方程,然后转化为一般式.
3.含参直线方程的研究策略
(1)若方程 Ax+By+C=0 表示直线,则需满足 A,B 不同时为 0.
(2)令 x=0 可得在 y 轴上的截距.令 y=0 可得在 x 轴上的截距.若确定直线斜率存在,可将一
般式化为斜截式.
(3)解分式方程要注意验根.
4.利用一般式解决直线平行与垂直问题的策略
直线 l1:A1x+B1y+C1=0,直线 l2:A2x+B2y+C2=0,
(1)若 l1∥l2 A1B2-A2B1=0 且 B1C2-B2C1≠0(或 A1C2-A2C1≠0).
(2)若 l1⊥l2 A1A2+B1B2=0.
题型 5:求直线的一般式方程
5-1.(2024 高一·全国·课后作业)△ABC 的三个顶点分别为 A(0,4)、B(-2,6)、C(-8,0).
(1)分别求边 AC 和 AB 所在直线的方程;
(2)求 AC 边上的中线 BD 所在直线的方程;
(3)求 AC 边的中垂线所在直线的方程;
(4)求 AC 边上的高所在直线的方程;
(5)求经过两边 AB 和 AC 的中点的直线方程.
【答案】(1)x-2y+8=0. x+y-4=0.(2)2x-y+10=0.(3)2x+y+6=0.(4)2x+y-2=0.(5)x-y
+6=0
【详解】试题分析:(1)利用截距式得 AC 方程,利用两点式得 AB 方程;(2)先确定 AC 边中点坐标,
再由两点式得 BD 的方程;(3)由中垂线几何性质可知:AC 的中垂线斜率及 AC 的中点的坐标,再由点斜
式得直线方程;(4)由高的定义得高所在直线的斜率,再由点斜式得直线方程;(5)得到两边的中点坐
标,再由两点式得直线的方程.
试题解析:
(1)由 A(0,4),C(-8,0)可得直线 AC 的截距式方程为 + =1,
即 x-2y+8=0.
由 A(0,4),B(-2,6)可得直线 AB 的两点式方程为 = ,即 x+y-4=0.
(2)设 AC 边的中点为 D(x,y),由中点坐标公式可得 x=-4,y=2,所以直线 BD 的两点式方程为 =
,即 2x-y+10=0.
(3)由直线 AC 的斜率为 kAC= = ,故 AC 边的中垂线的斜率为 k=-2.又 AC 的中点 D(-4,2),
所以 AC 边的中垂线方程为 y-2=-2(x+4),
即 2x+y+6=0.
(4)AC 边上的高线的斜率为-2,且过点 B(-2,6),所以其点斜式方程为 y-6=-2(x+2),即 2x+y-2=
0.
(5)AB 的中点 M(-1,5),AC 的中点 D(-4,2),
∴直线 DM 方程为 = ,
即 x-y+6=0.
点睛:直线方程共五种形式,合理选择方程形式求直线方程.
当知道定点或斜率时一般选择点斜式,注意点斜式的局限性,不包含过此点垂直 x 轴的情况;当知道
两点时,一般选择两点式,当知道直线的两个截距或求与 x,y 轴围成三角形面积时,一般选择截距式.
5-2.(2024 高二上·辽宁锦州·阶段练习)根据下列各条件分别写出直线的方程,并化成一般式.
1
(1)斜率是- ,且经过点 A 8,-6 ;
2
3
(2)在 x 轴和 y 轴上的截距分别是 和-3;
2
(3)经过点P1 3, -2 ,P2 5,-4 ;
r
(4)经过点 2,-3 ,且一个方向向量为 a = 2,4 .
【答案】(1) x + 2y + 4 = 0
(2) 2x - y - 3 = 0
(3) x + y -1 = 0
(4) 2x - y - 7 = 0
【分析】(1)根据直线方程的点斜式即可得解;
(2)根据直线方程的截距式即可得解;
(3)根据直线方程的两点式即可得解;
(4)首先根据方向方程可得直线斜率 k = 2,再根据点斜式即可得解.
1
【详解】(1)根据点斜式可得直线方程为: y + 6 = (- )(x -8) ,
2
化简可得 x + 2y + 4 = 0;
x y
(2)根据截距式可得: 3
+ =1
-3 ,
2
化简可得 2x - y - 3 = 0;
y + 4 x - 5
(3)根据两点式可得: = ,
-2 + 4 3 - 5
整理可得 x + y -1 = 0 ;
r
(4)由直线的方向向量为 a = 2,4 可得直线的斜率 k = 2,
所以所求直线方程为 y + 3 = 2(x - 2)即 2x - y - 7 = 0 .
5-3.(2024 高二下·上海宝山·期末)若 ab < 0 ,bc < 0 ,则直线 ax +by + c = 0不经过第象限( )
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】D
a c
【分析】将直线方程化为 y = - x - ,由斜率以及纵截距的正负判断即可.
b b
a
【详解】依题意 a、b 、 c均不为0 ,所以直线 ax +by + c = 0可化为 y = - x
c
- ,
b b
a c
因为 ab < 0 ,bc < 0 ,所以- 0,- 0,
b b
所以直线 ax +by + c = 0的斜率为正,纵截距为正,
即直线 ax +by + c = 0通过第一、二、三象限,不通过第四象限.
故选:D
5-4.(2024 高二下·上海)如果 AB 0且 BC < 0 ,那么直线 Ax + By + C = 0不经过第( )象限
A.一 B.二 C.三 D.四
【答案】C
【分析】由 AB 0且 BC < 0 ,确定直线的斜率以及它在 y 轴上的截距的符号,即可得结论.
【详解】∵ AB 0且 BC < 0 ,则B 0
A C
∴ - < 0 ,- 0,
B B
∴直线 Ax + By + C = 0 y
A x C A C,即直线 = - - 的斜率- 小于零,在 y 轴上的截距- 大于零,
B B B B
故直线经过第一、第二、第四象限,不经过第三象限,
故选:C.
5-5.(2024 高二上·全国·课后作业)已知直线 Ax + By + C = 0在 x 轴的截距大于在 y 轴的截距,则 A、B、C
应满足条件( )
C C C C
A. A B B. A < B C. + 0 D. - < 0
A B A B
【答案】D
【分析】分别令 x = 0、 y = 0 得直线在 y 轴、x 轴上的截距,再由在 x 轴的截距大于在 y 轴的截距可得答案.
【详解】由已知 A 0, B 0,C 0,
y C令 x = 0得直线在 y 轴的截距为 = - ,
B
C
令 y = 0 得直线在 x 轴的截距为 x = - ,
A
由直线 Ax + By + C = 0
C C
在 x 轴的截距大于在 y 轴的截距可得- - ,
A B
C C
即 - < 0 .
A B
故选:D.
题型 6:由一般式方程判断直线的平行、垂直
6-1.(湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体 2023-2024 学年高二上学期期中理科数学试题)若直线
x + 1+ m y - 2 = 0和直线mx + 2y + 4 = 0平行,则m 的值为( )
2
A.1 B.-2 C.1或-2 D.-
3
【答案】A
A1 B1 C1
【分析】由题知两直线平行,直接列出 = ( A2 0, B2 0,C2 0A B C )即可求得
m
2 2 2
【详解】直线 x + 1+ m y - 2 = 0和直线mx + 2y + 4 = 0平行,
ì1 2 = m 1+ m
可得 í ,得m =1.
m -2
故选:A.
【点睛】本题考查了已知两直线平行求参的问题,注意要排除两直线重合的情况,属于基础题.
6-2.(2024 高二下·海南·学业考试)若直线 x + 2y -1 = 0与mx - 2y + 2 = 0平行,则实数m 的值为( )
A.-3 B.-1 C.1 D. 2
【答案】B
【分析】易知两直线斜率存在,利用两直线平行斜率相等即可求得m 的值.
【详解】由 x + 2y -1 = 0
1
可知,其斜率为- ,
2
m 1
又两直线平行,所以可得 = - ,解得m = -12 2 .
故选:B
6-3.(2024 高二下·湖北孝感·期中)“ m = -2 ”是“直线 m +1 x + y +1 = 0与直线 2x + m + 4 y + 2 = 0互相垂
直”的
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】利用两直线垂直时它们的一般方程的系数间的关系可求m 的值.
【详解】若直线 m +1 x + y +1 = 0与直线 2x + m + 4 y + 2 = 0互相垂直,
则 2 m +1 + m + 4 = 0,解得m = -2 .
所以“ m = -2 ”是“直线 m +1 x + y +1 = 0与直线 2x + m + 4 y + 2 = 0互相垂直”的充要条件,选 C.
【点睛】如果直线 l1 : A1x + B1 y + C1 = 0, l2 : A2x + B2 y + C2 = 0,
(1)若 l1 ^ l2,则 A1A2 + B1B2 = 0 ;
(2)若 BDC ,则 A1B2 = B1A2 且 A1C2 C1A2 或B1C2 C1B2 ;
(2)若 l1, l2 重合,则 A1B2 = B1A2 , A1C2 = C1A2 ,B1C2 = C1B2 .
6-4.(2024 高二上·福建福州·期末)若直线 l1 : mx + 3y + 4 = 0与直线 l2 : 2x + (m +1)y + 4 = 0 平行,则 m 的值
为( )
A.2 B.-3 C.2 或-3 D.-2或-3
【答案】B
【分析】根据直线的平行可列出方程,求得 m 的值,验证直线是否重合,即得答案.
【详解】由题意知直线 l1 : mx + 3y + 4 = 0与直线 l2 : 2x + (m +1)y + 4 = 0 平行,
而直线 l1 : mx + 3y + 4 = 0
m
的斜率为 k1 = - ,3
则直线 l2 : 2x + (m +1)y + 4 = 0
2
必有斜率,即m -1,则 k2 = - ,m +1
m 2
故- = - ,解得m = 2 或-3,
3 m +1
当m = 2 时,直线 l1 : 2x + 3y + 4 = 0与直线 l2 : 2x + 3y + 4 = 0重合,不合题意;
4
当m = -3时,直线 l1 : x - y - = 0与直线 l2 : x - y + 2 = 0 平行,符合题意,3
故m = -3,
故选:B
6-5.(2024 高二上·福建)“ a = 3”是“直线 ax + 2y + 3a = 0和直线3x + (a -1)y - (a - 7) = 0平行且不重合”的
( ).
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【答案】C
【分析】分充分性和必要性两方面计算可得.
【详解】当 a = 3时,两直线分别为:3x + 2y + 9 = 0,3x + 2y + 4 = 0 ,
∴两直线斜率相等且C1 C2 ,
∴两条直线平行且不重合;
a 2 3a
若两直线平行且不重合,则 = ,∴ a = 3,综上所述,a = 3是两直线平行且不重合的充要条件,
3 a -1 7 - a
故选:C.
【点晴】此题考充要条件的判断方法和直线平行的条件和结论,属于基础题.
6-6.(2024 高二下·上海黄浦·阶段练习)直线 l1 : px + 3y +1 = 0 与直线 l2 : 6x - 2y - 5 = 0垂直,则 p 的值为
( )
A.-1 B.1 C.-9 D.9
【答案】B
【分析】利用直线的一般式方程判定直线垂直的条件进行求解.
【详解】由题意,得 6 p + 3 (-2) = 0,解得 p = 1 .
故选:B.
6-7.(2024 高二上·安徽·阶段练习)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. 24 B. 20 C. 4 D.0
【答案】D
【分析】由两直线垂直得m =10,进而根据垂足是两条直线的交点代入计算即可得答案.
【详解】由两直线垂直得m ×2 + 4 (-5) = 0,解得m =10,
所以原直线直线mx + 4y - 2 = 0可写为10x + 4y - 2 = 0,
又因为垂足为 1, p 同时满足两直线方程,
ì10 1+ 4 p - 2 = 0
所以代入得 í ,
2 1- 5p + n = 0
ì p = -2
解得 í ,
n = -12
所以m + n - p =10 -12 + 2 = 0,
故选:D
题型 7:由两条直线平行、垂直求直线方程
7-1.(2024 高二·贵州贵阳·阶段练习)过点 (1, 2)且垂直于直线3x - 2y + 5 = 0的直线方程为( )
A. 2x + 3y -8 = 0 B. 2x - 3y + 4 = 0
C.3x - 2y +1 = 0 D. 2x + 3y + 8 = 0
【答案】A
【分析】设垂直于直线3x - 2y + 5 = 0的直线为 2x + 3y + C = 0,代入点 (1, 2)得C 的值,即得解.
【详解】设垂直于直线3x - 2y + 5 = 0的直线为 2x + 3y + C = 0,
代入点 (1, 2)得C = -8,
则所求直线为 2x + 3y -8 = 0 .
故选:A.
7-2.(2024 高二下·上海浦东新·期中)过点 1,1 且与直线 x + 2y -1 = 0平行的直线方程为 .
【答案】 x + 2y - 3 = 0
【分析】根据直线平行,设所求直线为 x + 2y + m = 0,由点在直线上求参数,即可得直线方程.
【详解】令所求直线为 x + 2y + m = 0,且 1,1 在直线上,
所以1+ 2 + m = 0 ,即m = -3,故所求直线为 x + 2y - 3 = 0 .
故答案为: x + 2y - 3 = 0
7-3.(2024 高二上·四川凉山·期末)已知直线 l 过点 A(2, -3) ,且与直线 y = x +1平行,则直线 l 的方程为
( )
A. x - y + 2 = 0 B. x + y +1 = 0
C. x - y - 2 = 0 D. x - y - 5 = 0
【答案】D
【分析】通过平行可设直线 l 的方程为 x - y + m = 0 m 1 ,再把点 A(2, -3) 代入即可解得m 即可求出结果
【详解】设与直线 y = x +1即 x - y +1 = 0 平行的直线 l 的方程为 x - y + m = 0 m 1 ,
把点 A(2, -3) 代入可得 2 + 3 + m = 0,解得m = -5.
因此直线 l 的方程为 x - y - 5 = 0
故选:D
7-4.(2024 高二下·新疆伊犁·期中)过点P(-1,3)且垂直于直线 x + 2y - 3 = 0 的直线方程为 ( )
A. x + 2y + 5 = 0 B. 2x - y + 5 = 0
C. x + 2y - 5 = 0 D. 2x - y - 5 = 0
【答案】B
【分析】根据两直线垂直关系,设出所求直线方程, -1,3 代入,即可求解.
【详解】设所求的直线方程为 2x - y + c = 0,
-1,3 代入方程解得 c = 5,
所求的直线方程为 2x - y + 5 = 0 .
故选:B.
题型 8:直线与坐标轴围成三角形的面积问题
9
8-1.(2024 高二·全国·课后作业)求过点Q(5, 2) ,且与两坐标轴围成的三角形的面积是 的直线 l的方程.
2
4
【答案】 y = x
6
+ 或 y = x - 3.
25 5
ì5 2 1 ìa 15 + = = -x y
l + =1
a b 2 ìa = 3
【分析】由题可设直线 的方程 ,故有 í1 9 ,解方程得得 í 6 或 íb 3,进而可得直a b a b = b = -=
2 2 5
线 l的方程.
【详解】解:由题意知直线不过原点,且在两坐标轴上的截距都存在,
x y
设其方程为 + =1.
a b
ì5 2
+ =1 ì5 2 1 ì5 2 a b + = + =1
由题意得 í ,即 ía b 或 ía b
1 9
,
a b = ab = 9 ab = -9 2 2
ì5 2
+ =1
对于方程组 ía b ,该方程组无解;
ab = 9
ì5 2 ìa
15
+ =1 = - 2 ìa = 3
对于方程组 ía b ,解得 í 或 í
ab = -9 b
6 b = -3=
5
4 6
∴直线 l的方程为 y = x + 或 y = x - 3.
25 5
【点睛】本题考查直线的截距式方程,考查运算能力,是基础题.
8-2.(2024 高一下·江苏扬州·期中)如图所示,已知VABC是以 AB 为底边的等腰三角形,点 A 1,4 ,
B 3,2 ,点 C 在直线: x - 2y + 6 = 0上.
(1)求 AB 边上的高 CE 所在直线的方程;
(2)设直线 CD 与 y 轴交于点D 0,3 ,求VACD的面积.
【答案】(1) x - y +1 = 0 ;(2)1.
【分析】(1)根据中点坐标公式求出E 点坐标,根据CE ^ AB 得出直线斜率,最后根据点斜式可得直线方
程;
(2)联立直线方程求出C 点坐标,通过两点式得出 AC 的方程,求出点D到 AC 的距离以及 AC 的长,最后
求面积即可.
【详解】(1)因为VABC 是以 AB 为底边的等腰三角形,CE ^ AB
所以 E 为 AB 的中点,所以E 2,3 ,
因为 kAB = -1,所以 kCE =1
所以直线 CE: y - 3 = x - 2,即 x - y +1 = 0
所以 AB 边上的高 CE 所在直线的方程为 x - y +1 = 0 ;
ìx - y +1 = 0 ìx = 4
(2) í C 4,5 x 2y 6 0,解得 í ,所以 , - + = y = 5
y - 4 x -1
所以直线 AC: = ,即 x - 3y +11 = 0,
5 - 4 4 -1
2 10
又因为D 0,3 ,所以点 D 到直线 AC 的距离 d = = ,
10 5
AC = 10 S 1 AC d 1 10又 ,所以 VACD = = 10 =1 .2 2 5
【点睛】本题主要考查了直线方程的求法,点到直线的距离公式的应用,属于基础题.
8-3.(2024 高二·全国·课后作业)在平面直角坐标系 xOy 内,经过点 P 2,3 的直线分别与 x 轴、 y 轴的正半
轴交于A , B 两点,则△OAB面积最小值为 .
【答案】12
x y 2 3
【分析】设直线的方程 + =1,由过点 P(2,3)可得 + =1,然后结合基本不等式即可得出答案.
a b a b
x y 2 3
【详解】设直线的方程 + =1,由过点 P(2,3) 2 3 2 3可得 + =1,则有1 = + …2 · ; a 0;b 0;
a b a b a b a b
2 3
解得: ab…24,当且仅当: = 时, a = 4,b = 6时取等号;
a b
1 1
所以 SVOAB = ab… 24 =122 2
故答案为:12
8-4.(2024 高一下·湖南长沙·期末)过点 P(1,1)作直线 l,与两坐标轴相交所得三角形面积为 1,则直
线 l 有( )
A.1 条 B.2 条 C.3 条 D.4 条
【答案】B
【分析】由题意设直线的方程为 y -1 = k x -1 k 0 ,然后求出直线与坐标轴的交点坐标,再由直线与两
坐标轴相交所得三角形面积为 1,列方程可求出 k 的值,从而可得直线的条数
【详解】由题意可知,直线的斜率存在,则设直线的方程为 y -1 = k x -1 k 0 ,
令 x = 0,解得 y =1- k y 0 x 1
1
;令 = ,解得 = - .
k
1
\ 1- k 1 1- ÷ =1,2 è k
化为 (k -1)2 = ±2k ,即 k 2 - 4k +1 = 0 ①, k 2 +1 = 0 ②,
由于方程① Δ 0,方程②无解,可得两个方程共有 2 个不同的解.
因此直线 l共有 2 条.
故选:B.
8-5.(2024 高三·全国·对口高考)已知直线 l:3x + 4y - 7 = 0,则与已知直线 l 平行且与两坐标轴围成的三
角形的面积为 6 的直线方程为 .
【答案】3x + 4 y ±12 = 0
【分析】根据平行关系可设直线为3x + 4y + m = 0,计算与两坐标交点,根据面积公式求m 即可.
【详解】
由题意可设方程为:3x + 4y + m = 0,
m
令 x = 0,得 y = - ,
4
令 y = 0
m
,得 x = - ,
3
1 m m
由题意知: - - = 6,
2 3 4
得m = ±12,
故直线方程为:3x + 4 y ±12 = 0,
故答案为:3x + 4 y ±12 = 0
(六)
直线过定点问题
解决直线过定点问题的思路,把平面上过定点的直线的全体称为中心直线系.定点的确定方法:把含参直
线方程化为 f (x, y) + kg(x, y) = 0 直线系过定点问题:
解含参数的直线恒过定点问题的策略:
(1)方法一:任给直线中的参数赋两个不同的值,得到两条不同的直线,然后验证这两条直线
的交点就是题目中含参数直线所过的定点,从而问题得解.
(2)方法二:含有一个参数的二元一次方程若能整理为 A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其
λ A x+B y+C =0,中 是参数,这就说明了它表示的直线必过定点,其定点可由方程组{ 1 1 1A 解2x+B2y+C2=0
得.若整理成 y-y0=k(x-x0)的形式,则表示的所有直线必过定点(x0,y0).
ì f (x, y) = 0
,求解 í ,即可得出定点坐标.
g(x, y) = 0
题型 9:直线的恒过定点问题
9-1.(2024 高一下·浙江宁波·期中)已知点 A 1,3 , B -2,-1 .若直线 l : y = k x - 2 +1与线段 AB 相交,则 k
的取值范围是( )
1
A. k B. k -2
2
1
C. k 或 k -2 D.-2 k
1
2 2
【答案】D
【分析】求出直线所过定点坐标,设定点是 P ,求出PA, PB斜率,由图形可得结论.
【详解】由已知直线 l恒过定点P 2,1 ,
如图所示,若 l与线段 AB 相交,则 kPA k kPB ,
k 3-1 2, k -1-1 1因为 PA = = - = = ,1- 2 PB -2 - 2 2
1
所以-2 k .
2
故选:D.
9-2.(2024 高二上·全国·课后作业)不论 m 取何值,直线 (m -1)x - y + 2m -1 = 0 都过定点( )
1
A. 1, - ÷ B. (-2,1) C. (2,3) D. (-2,3)
è 2
【答案】B
ìx + 2 = 0
【分析】根据题意整理得m x + 2 - x + y +1 = 0,令 íx ,求解即可得定点. + y +1 = 0
【详解】因为 (m -1)x - y + 2m -1 = 0 ,整理得m x + 2 - x + y +1 = 0,
ìx + 2 = 0 ìx = -2
令 í ,解得 í
x + y +1 = 0 y =1
,
所以直线过定点 (-2,1) .
故选:B.
9-3.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 kx - y +1 = 3k ,当 k 变动时,所有直线恒过定点坐标为( )
A. 0,0 B. 0,1 C. 3,1 D. 2,1
【答案】C
【分析】整理所得直线方程为 k x - 3 - y +1 = 0,根据题意,即可求得结果.
【详解】把直线方程整理为 k x - 3 - y +1 = 0,
ì x - 3 = 0 ìx = 3
令 í y 1 0,故 í y 1,所以直线恒过定点为
3,1 .
- + = =
故选:C.
9-4.(2024·吉林通化·模拟预测)若直线 kx - y + 2k -1 = 0恒过点 A,点 A 也在直线mx + ny + 2 = 0上,其中
m, n均为正数,则mn的最大值为( )
A 1
1
. 4 B. C.1 D.22
【答案】B
【分析】根据直线的定点可得 A -2, -1 ,进而可得 2m + n = 2 ,结合基本不等式运算求解.
【详解】因为 kx - y + 2k -1 = 0,则 k x + 2 - y +1 = 0 ,
ìx + 2 = 0 ìx = -2
令 íy 1 0 ,解得 íy 1, + = = -
即直线 kx - y + 2k -1 = 0恒过点 A -2, -1 .
又因为点 A 也在直线mx + ny + 2 = 0上,则-2m - n + 2 = 0,
可得2m + n = 2,且m,n 0,
1
则 2m + n = 2 2 2mn ,即 0 < mn ,当且仅当 2m = n =12 时,等号成立
所以mn
1
的最大值为 .
2
故选:B.
9-5.(2024 高二上·福建福州·期中)已知直线 l方程:kx - y + 2k - 2 = 0 (k R),若 l不经过第二象限,则 k
的取值范围为( )
A. k 1 B. k 0 C.0 k 1 D. k 0
【答案】C
【分析】先把直线 l的方程化为斜截式,分 k = 0和 k 0两类讨论.当 k = 0时,符合直线 l不经过第二象限;
当 k 0时,则满足斜率大于 0 且截距大于或等于 0,解出 k 值,结合两类的结果即可得到 k 的取值范围.
【详解】由 kx - y + 2k - 2 = 0 (k R)得 y = kx + 2k - 2 .
当 k = 0时, y = -2,此时 l不经过第二象限,
所以 k = 0 .
ìk 0
当 k 0时,若 l不经过第二象限,则 í 0 < k 1
2k
,解得 .
- 2 0
所以, k 的取值范围为0 k 1.
故选:C
9-6.(2024 高一上·河南周口·阶段练习)不论 k 为何实数,直线 2k -1 x - k + 3 y - k -11 = 0恒通过一个定
点,这个定点的坐标是( )
A. 5,2 B. 2,3
C. 5,9 1D - ,3 . ÷
è 2
【答案】B
【分析】直线恒过定点,即与参数 k 无关,原直线方程整理为 (2x - y -1)k - (x + 3y -11) = 0 ,令 k 的系数为
0,解方程即可得解.
【详解】原方程可化为 (2x - y -1)k - (x + 3y -11) = 0 ,由直线恒过定点可知,
ì 2x - y -1 = 0 ìx = 2
íx 3y 11 0,解得 íy 3,所以直线恒过定点
(2,3)
+ - = =
故选:B
一、单选题
1.(2024 高二上·全国·课后作业)过两点 0,3 , 2,1 的直线方程为( )
A. x - y - 3 = 0 B. x + y - 3 = 0
C. x + y + 3 = 0 D. x - y + 3 = 0
【答案】B
【分析】根据斜率公式求得直线的斜率,结合点斜式方程,即可求解.
【详解】由两点 0,3 , 2,1 1- 3,可得过两点的直线的斜率为 k = = -1,
2 - 0
又由直线的点斜式方程,可得 y - 3 = -1 x - 0 ,即 x + y - 3 = 0 .
故选:B.
2.(2024 高二上·广西河池·阶段练习)过点 A 1,2 在两坐标轴上的截距相等的直线方程是( )
A. y = 2x B. x + y - 3 = 0
C. x = y 或 x + y - 3 = 0 D. y = 2x或 x + y - 3 = 0
【答案】D
【分析】按截距为 0 和不为 0 分类讨论分别求得符合题意的直线方程
x y
【详解】当截距 a 0时,设直线方程为 + =1,
a a
将 x =1, y = 2 代入得 a = 3,∴方程为 x + y - 3 = 0
当截距 a = 0时,过原点和点 A 1,2 的直线方程为 y = 2x
又 y = 2x且在两坐标轴上的截距相等,
∴过点 A 且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为 y = 2x和 x + y - 3 = 0
故选:D.
3.(2024 高二上·湖南·阶段练习)已知直线 l过点G 1, -3 ,H -2, 1 ,则直线 l的方程为( )
A. 4x + y + 7 = 0 B. 2x - 3y -11 = 0 C. 4x + 3y + 5 = 0 D. 4x + 3y -13 = 0
【答案】C
【分析】根据两点的坐标和直线的两点式方程计算化简即可.
【详解】由直线的两点式方程可得,
y + 3 x -1
直线 l 的方程为 = ,即 4x + 3y + 5 = 0.
1+ 3 -2 -1
故选:C.
4.(2024 高二·江苏·课后作业)过两点 -2,4 和 4, -1 的直线在 y 轴上的截距为( )
14 14 7 7
A. B.- C. D.-
5 5 3 3
【答案】C
【分析】求出直线方程,令 x=0,即可求出纵截距.
4 - -1y 1 【详解】由题可知直线方程为: + = × 5x - 4 ,即 y = - x - 4 -1,
-2 - 4 6
7 7
令 x=0,则 y = ,故直线在 y 轴上的截距为 .
3 3
故选:C.
5.(2024 高二·全国·课后作业)过P1(2,0), P2(0,3)两点的直线方程是( )
x y
A. + = 0
x y
B. - =1
3 2 3 2
x y x y
C. + =1 D. - =1
2 3 2 3
【答案】C
【分析】根据直线的截距式方程运算求解.
【详解】由题意可知:直线在 x,y 轴上的截距分别为 2,3,
x y
根据直线的截距式可知直线方程为: + =1 .
2 3
故选:C.
6.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 l 过点 A(-1,1), B(2, 4),则直线 l 的方程为( )
A. y = x - 2 B.y = -x - 2 C. y = -x + 2 D. y = x + 2
【答案】D
【分析】根据直线的两点式方程运算求解.
y -1 x - -1
【详解】因为-1 2,1 4,则线 l 的方程为 =4 1 2 1 ,整理得
y = x + 2 ,
- - -
所以直线 l 的方程为 y = x + 2 .
故选:D.
7.(2024 高二上·山东枣庄·期末)过点 A 2,3 且与直线 l : 2x - 4y + 7 = 0平行的直线方程是( )
A. x - 2y + 4 = 0 B. 2x + y - 7 = 0
C.2x - y -1 = 0 D. x + 2y -8 = 0
【答案】A
【分析】设所求直线方程为 2x - 4y + C = 0 ,将点A 的坐标代入所求直线方程,求出C 的值,即可得解.
【详解】设过点 A 2,3 且与直线 l : 2x - 4y + 7 = 0平行的直线方程是 2x - 4y + C = 0 ,
将点A 的坐标代入直线的方程 2x - 4y + C = 0 得 2 2 - 4 3 + C = 0,解得C = 8,
故所求直线方程为 2x - 4y + 8 = 0,即 x - 2y + 4 = 0 .
故选:A.
8.(2024 高二下·湖北·阶段练习)直线 4x + 2y -1 = 0与直线 ax + 4y = 0垂直,则 a等于( )
A. 2 B.-2 C.1 D.-1
【答案】B
4 a
【分析】利用平面内两直线垂直,得 - ÷ - ÷ = -1,解之即可.
è 2 è 4
【详解】因为直线 4x + 2y -1 = 0与直线 ax + 4y = 0垂直,
4 a
所以 - ÷ - ÷ = -1,解得 a = -2 .
è 2 è 4
故选:B
9.(广西南宁市第二十六中学等 3 校 2023-2024 学年高二下学期开学联合调研测试数学试题)直线 l过点
-1,2 且与直线 2x - 3y + 4 = 0垂直,则 l的方程是( )
A. 2x - 3y + 5 = 0 B.3x + 2y + 7 = 0
C.3x + 2y -1 = 0 D. 2x - 3y + 8 = 0
【答案】C
【分析】求出直线 l的斜率,然后利用点斜式可写出直线 l的方程,化为一般式可得出答案.
2 3
【详解】直线 2x - 3y + 4 = 0的斜率为 ,则直线 l的斜率为- ,
3 2
3
因此,直线 l的方程为 y - 2 = - x +1 ,即3x + 2y -1 = 0 .
2
故选:C.
10.(2024 高二上·全国·课后作业)经过点 (1, 2),且与直线 2x + y -10 = 0垂直的直线方程为( )
A. x - 2y + 3 = 0 B. x + 2y - 3 = 0 C. x - 2y - 3 = 0 D.2x + y - 3 = 0
【答案】A
【分析】根据给定条件,设出所求的直线方程,利用待定系数法求解作答.
【详解】设与直线 2x + y -10 = 0垂直的直线方程为 x - 2y + m = 0,于是1- 2 2 + m = 0,解得m = 3,
所以所求的直线方程为 x - 2y + 3 = 0 .
故选:A
11.(2024 高二下·天津北辰·阶段练习)过点 -1,3 且平行于直线 2x - 3y +1 = 0的直线方程为( )
A. 2x - 3y +11 = 0 B.3x + 2y - 3 = 0 C. 2x - 3y - 7 = 0 D.3x + 2y + 3 = 0
【答案】A
【分析】先设出平行于直线 2x - 3y +1 = 0的直线系方程,再将点 -1,3 代入方程,进而求得所求直线的方程.
【详解】平行于直线 2x - 3y +1 = 0的直线方程可设为 2x - 3y + h = 0(h 1)
又所求直线过点 -1,3
则 2 (-1) - 3 3+ h = 0,解之得h =11,
则所求直线为 2x - 3y +11 = 0
故选:A
12.(2024 高三上·江西新余·期末)已知直线 l1: m - 2 x - 3y -1 = 0与直线 l2;mx + m + 2 y +1 = 0相互平
行,则实数m 的值是( )
A.-4 B.1 C.-1 D.-4或 1
【答案】A
【分析】根据两条直线平行,斜率相等求解即可.
【详解】因为直线 l1: m - 2 x - 3y -1 = 0
m - 2
的斜率 k1 = ,斜率存在,且 l3 1
//l2,
所以直线 l2;mx + m + 2 y +1 = 0
m m - 2
的斜率存在,且 k2 = - = ,m + 2 3
化简得:m2 + 3m - 4 = 0,解得m = -4或m =1.
当m = -4时,直线 l1:6x + 3y +1 = 0,直线 l2; 4x + 2y -1 = 0,此时 l1 //l2 .
当m =1时,直线 l1: x + 3y +1 = 0,直线 l2; x + 3y +1 = 0,此时 l1, l2 重合,舍去.
所以m = -4 .
故选:A
1
13.(2024 高二上·广东肇庆·期末)“ a = ”是“直线 x + 2ay -1 = 0 与直线 a -1 x - ay -1 = 0 平行”的(
2 )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】由两直线平行得出 a的值,再结合充分条件和必要条件的定义判断即可.
ì1 -a = 2a × a -1 ,
【详解】若直线 x + 2ay -1 = 0 与直线 a -1 x - ay -1 = 0 平行,则有 í
1
解得 a = 0或
-1 -1 × a -1 ,
a 1 1= ,所以当 a = 时,直线 x + 2ay -1 = 0 与直线 a -1 x - ay -1 = 0 平行,当直线 x + 2ay -1 = 0 与直线
2 2
a -1 x - ay -1 = 0 1平行时, a = 0或 a = .
2
故选:A
14.(2024 高二上·河北唐山·期中)直线 l: x - 2y + 3 = 0的斜率和在 x 轴上的截距分别为( )
1 1 1 1
A. ,3 B. ,-3 C.- ,3 D.- ,-3
2 2 2 2
【答案】B
【分析】由 x - 2y + 3 = 0 y
x 3
可得 = + ,据此可得答案.
2 2
【详解】 x - 2y + 3 = 0
x 3 1
y = + ,则直线斜率为 ,
2 2 2
x 3
又令 y = 0 ,则 + = 0 x = -3,故直线在 x 轴上的截距分别为-3 .
2 2
故选:B
15.(2024 高二上·江苏苏州·期末)直线 x - 3y + 4 = 0的倾斜角是( )
π π 2π
A. B. C. D. π
3 6 3
【答案】B
【分析】由直线方程确定直线的斜率,根据斜率与倾斜角的关系即可得.
【详解】解:直线 x - 3y + 4 = 0 y 3 x 4 3的方程可化为 = + ,可知倾斜角a a 0, π ,满足 tana 3= ,
3 3 3
π
因此a = .
6
故选:B.
1
16.(2024 高二下·新疆塔城·开学考试)过点 (1, -1) 且斜率为 的直线 l的方程是( )
2
A.3x + 2y - 7 = 0 B. 2x + y - 4 = 0
C. x - 2y - 3 = 0 D. x - 2y + 3 = 0
【答案】C
【分析】先求出直线的点斜式方程,再化为一般式即可.
【详解】过点 (1, -1)
1 1
且斜率为 的直线 l的方程是 y - (-1) = (x -1),
2 2
即 x - 2y - 3 = 0 .
故选:C
17.(2024 高二上·广东江门·期末)直线 Ax + By + C = 0( A, B不同时为 0),则下列选项正确的是( )
A.无论 A, B取任何值,直线都存在斜率 B.当 A = 0 ,且B 0时,直线只与 x 轴相交
C.当 A 0,或B 0时,直线与两条坐标轴都相交 D.当 A 0,且B = 0 ,且C = 0时,直线是 y
轴所在直线
【答案】D
【分析】结合直线的方程依次分析各选项即可得答案.
【详解】解:对于 A 选项,当 A 0,且B = 0 时,直线斜率不存在,故错误;
对于 B 选项,当 A = 0 ,且B 0,C 0时,直线只与 y 轴相交;当 A = 0 ,且B 0,C = 0时,直线与 x
轴重合,故错误;
对于 C 选项,当 A 0,且B 0时,直线与两条坐标轴都相交,故错误;
对于 D 选项,当 A 0,且B = 0 ,且C = 0时,直线方程为 x = 0,即 y 轴所在直线,故正确.
故选:D
18.(2024 高二上·全国·课后作业)经过点 (1,2) ,且平行于直线 2x - 3y + 5 = 0的直线方程为( )
A. 2x - 3y + 4 = 0 B. 2x - 3y + 2 = 0 C.3x - 2y + 4 = 0 D.3x - 2y + 2 = 0
【答案】A
【分析】先设出平行于直线 2x - 3y + 5 = 0的直线系方程,再将点 1,2 代入方程,进而求得所求直线的方
程.
【详解】平行于直线 2x - 3y + 5 = 0的直线方程可设为 2x - 3y + h = 0(h 5),
又所求直线过点 1,2 ,
则 2 1- 3 2 + h = 0 ,解之得 h = 4,
则所求直线为 2x - 3y + 4 = 0 .
故选:A
19.(2024·北京丰台·二模)“ a =1”是“直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直得到 a R ,再利用充分必要条件的定义判断得解.
【详解】因为直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直,
所以1 (a) + a (-1) = 0 ,
所以 a R .
所以 a =1时,直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直,所以“ a =1”是“直线 x + ay -1 = 0与直线
ax - y +1 = 0相互垂直”的充分条件;
当直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直时,a =1不一定成立,所以“ a =1”是“直线 x + ay -1 = 0与直
线 ax - y +1 = 0相互垂直”的非必要条件.
所以“ a =1”是“直线 x + ay -1 = 0与直线 ax - y +1 = 0相互垂直”的充分非必要条件.
故选:A
【点睛】方法点睛:充分必要条件的判定,常用的方法有:(1)定义法;(2)集合法;(3)转化法. 要
根据已知条件灵活选择方法求解.
20.(2024 高二上·上海宝山·期末)已知P1 a1,b1 与P2 a2 ,b2 是直线 y = kx + 2( k 为常数)上两个不同的
点,则关于 l1 : a1x + b1 y - 2 = 0和 l2 : a2x + b2 y - 2 = 0的交点情况是( )
A.无论 k ,P1,P2如何,总有唯一交点 B.存在 k ,P1,P2使之有无穷多个交点
C.无论 k ,P1,P2如何,总是无交点 D.存在 k ,P1,P2使之无交点
【答案】A
【分析】根据P1, P2在直线 y = kx + 2可得bi = kai + 2 i =1,2 ,从而可得 l1, l2 有唯一交点,从而可得正确的选
项.
【详解】因为P1 a1,b1 与P2 a2 ,b2 是直线 y = kx + 2( k 为常数)上两个不同的点,
所以bi = kai + 2 i =1,2 即 ai -k + bi 1- 2 = 0 i =1,2 ,
故 -k,1 既在直线 l1上,也在直线 l2上.
因为P1 a1,b1 与P2 a2 ,b2 是两个不同的点,故 l1、 l2不重合,
故无论 k ,P1,P2如何,总有唯一交点 -k,1 .
故选:A.
二、多选题
21.(2024 高一下·江苏盐城·阶段练习)下列说法错误的是( )
A.过定点P0 x0 , y0 的直线都可用方程 y - y0 = k x - x0 表示
B.过定点 A 0,b 的直线都可用方程 y = kx + b表示
C.过任意两个点P1 x1, y1 ,P2 x2 , y2 的直线都可用方程
y - y1 x2 - x1 = x - x1 y2 - y1 表示
x y
D.不过原点的直线都可用方程 + =1表示
a b
【答案】ABD
【解析】根据斜率不存在时不能用点斜式与斜截式表示;截距为零的直线不能用截距式表示;从而可得结
果.
【详解】因为直线与 x 轴垂直时不能用点斜式与斜截式表示,所以选项 AB 不正确;
因为直线与坐标轴垂直时不能与截距式表示,所以选项 D 不正确;
y - y
C 选项,过任意两个点P1 x1, y1 ,P2 x2 , y2 的直线,斜率存在时,方程为 y - y1 = 2 1x - x ÷ x - x1 ,可化为è 2 1
y - y1 x2 - x1 = x - x1 y2 - y1 ;斜率不存在时, x1 = x2 ,直线方程为 x = x1也满足
y - y1 x2 - x1 = x - x1 y2 - y1 ,故 C 正确;
故选:ABD.
22.(2024 高二上·全国·专题练习)下列说法正确的是( )
y - y
A 1. x - x =k 不能表示过点 M(x1,y1)且斜率为 k 的直线方程1
x y
B.在 x 轴,y 轴上的截距分别为 a,b 的直线方程为 + =1
a b
C.直线 y=kx+b 与 y 轴的交点到原点的距离为 b
D.过两点 A(x1,y1)B(x2,y2)的直线方程为 (x - x2 )(y1 - y2 ) - (y - y2 )(x1 - x2 ) = 0
【答案】AD
【分析】由直线方程的意义判断 A.由直线方程的截距式判断 B,由直线与 y 的交点及距离的定义判断 C,
分类讨论确定过两点的直线方程判断 D.
y - y1
【详解】 x - x =k 表示过点 M(x1,y1)且斜率为 k 的直线去掉点
(x1, y1) ,A 正确;
1
x y
在 x 轴,y 轴上的截距分别为 a,b,只有 ab 0时,直线方程为 + =1,B 错误;
a b
直线 y=kx+b 与 y 轴的交点坐标是 (0,b),交点到原点的距离为 b ,C 错误;
过两点 A(x1,y1)B(x2,y2)的直线
y - y
当 x1 x
1 2
2 时,直线方程为 y - y2 = (x - x2 ),变形为 (x - x2 )(y1 - y2 ) - (y - y2 )(x1 - x2 ) = 0x - x ,1 2
当 x1 = x2 时,直线方程为 x = x2,也适合方程 (x - x2 )(y1 - y2 ) - (y - y2 )(x1 - x2 ) = 0 ,
所以 D 正确.
故选:AD.
23.(2024 高二上·江苏扬州·期中)下列说法正确的是( )
A.直线 x - y - 3 = 0
9
与两坐标轴围成的三角形的面积是
2
B.若三条直线 x + y = 0, x - y = 0, x + ay = 3 - a不能构成三角形,则实数 a的取值集合为 -1,1
C.经过点 (1, 2)且在 x 轴和 y 轴上截距都相等的直线方程为 x + y - 3 = 0或 x - y +1 = 0
D.过 (x1, y1), (x2 , y2 )两点的直线方程为 ( y - y1)(x2 - x1) = (x - x1)( y2 - y1)
【答案】AD
【分析】根据直线的方程即位置关系分别判断.
【详解】A 选项:直线 x - y - 3 = 0与 x 轴和 y 轴的交点分别为 3,0 和 0, -3 9,三角形面积为 ,A 选项正2
确;
B 选项:三条直线 x + y = 0, x - y = 0, x + ay = 3 - a不能构成三角形,可得1- a = 0或 a +1 = 0或直线过点
0,0 ,解得 a =1或 a = -1或 a = 3,B 选项错误;
x y
C 选项:当直线经过坐标原点时, y = 2x,当直线不经过坐标原点时,设直线方程为 + =1,代入点
a a
(1, 2) 1 2,即 + =1,解得 a = 3,故直线为 x + y - 3 = 0,C 选项错误;
a a
D 选项:由两点式方程可直接判断 D 选项正确;
故选:AD.
24.(2024 高二上·江苏徐州·阶段练习)下列说法正确的是( )
A.点斜式 y - y1 = k x - x1 可以表示任何直线
B.过 x y x y y - y1 x - x, , = 11 1 、 2 2 两点的直线方程为 y2 - y1 x2 - x1
C.直线 x - 2y - 4 = 0与直线 2x + y +1 = 0相互垂直.
D.直线 y = 4x - 2 在 y 轴上的截距为-2
【答案】CD
【分析】利用点斜式方程可判断 A 选项;利用两点式方程可判断 B 选项;利用两直线垂直的斜率关系可判
断 C 选项;利用截距的定义可判断 D 选项.
【详解】对于 A 选项,点斜式 y - y1 = k x - x1 不表示与 x 轴垂直的直线,A 错;
对于 B 选项,过 x1, y1 x y
y - y
, 1
x - x1
、 2 2 两点且斜率不为零的直线方程为 =y ,B 错;2 - y1 x2 - x1
x - 2y - 4 = 0 k 1对于 C 选项,直线 的斜率为 1 = ,直线 2x + y +1 = 0的斜率为 k2 = -2,2
所以, k1k2 = -1,故直线 x - 2y - 4 = 0与直线 2x + y +1 = 0相互垂直,C 对;
对于 D 选项,直线 y = 4x - 2 在 y 轴上的截距为-2,D 对.
故选:CD.
三、填空题
25.(2024 高三·全国·课后作业)经过点 -3,1 和点 2, -2 的直线方程是 .
【答案】3x + 5y + 4 = 0
【分析】根据两点式求得直线方程.
【详解】经过点 -3,1 和点 2, -2 y -1 x + 3的直线方程是: = ,
-2 -1 2 + 3
整理得3x + 5y + 4 = 0 .
故答案为:3x + 5y + 4 = 0
26.(2024 高二·江苏·假期作业)不论 a取何值时,直线 a - 3 x + 2ay + 6 = 0 恒过第 象限.
【答案】四
ì x + 2y = 0
【分析】化简直线方程为 a x + 2y - 3x + 6 = 0,列方程组 í 3x ,进而求解即可. - + 6 = 0
【详解】直线 a - 3 x + 2ay + 6 = 0 可化为 a x + 2y - 3x + 6 = 0,
ì x + 2y = 0 ìx = 2
由 í 3x 6 0,得 íy 1, - + = = -
所以直线 a - 3 x + 2ay + 6 = 0 恒过定点 2, -1 ,
因为 2, -1 在第四象限,
故直线 a - 3 x + 2ay + 6 = 0 恒过第四象限.
故答案为:四.
27.(2024 高二上·全国·课后作业)倾斜角为30°,且过点 (-2,0) 的直线斜截式方程为 .
y 3 2 3【答案】 = x +
3 3
【分析】先求直线斜率,再利用点斜式方程运算求解.
【详解】因为直线的倾斜角为30°,则直线的斜率 k = tan 30 3° = ,
3
y 3 x 2 y 3 x 2 3所以直线的方程 = + ,即 = + .
3 3 3
3 2 3
故答案为: y = x + .
3 3
28.(2024 高二上·全国·专题练习)若直线过点 1,1 且与两坐标轴所围成的三角形的面积为 2,则这样的直
线有 条.
【答案】3
ì 1 1+ =1
x y l + =1 a b【分析】设直线 的截距式为 ,即可得到 í ,解得即可.a b 1 ab = 2
2
x y
【详解】解:依题意直线在坐标轴上的截距均不为0 ,设直线 l的截距式为 + =1,
a b
∵直线 l经过点 1,1 ,且与两坐标轴所围成的三角形的面积为 2,
ì 1 1+ =1
a b ìa = 2 ì a = -2 + 2 2 ì a = -2 - 2 2∴ í1 ,解得 íb ,或 ,或 , ab 2 = 2
í í
= b = -2 - 2 2 b = -2 + 2 2
2
所以直线 l的条数为3条.
故答案为:3
29.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 l 与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,且此三角形的面积为 18,
则直线 l 的方程为 .
【答案】 x ± y + 6 = 0或 x ± y -6 = 0
x y
【分析】由题意可得直线 l 在两坐标轴上的截距的绝对值相等且不为 0,设直线方程为 + =1,其中
a b
| a |=| b |,根据三角形面积即可求解.
【详解】解:因为直线 l 与两坐标轴围成一个等腰直角三角形,
所以直线 l 在两坐标轴上的截距的绝对值相等且不为 0.
x y
设直线方程为 + =1,则 | a |=| b | .
a b
1 1 2
因为 | a | × | b |= | a | =18,即 a2 = 36,所以 a = ±6 ,2 2
所以 a = 6时,b = ±6,当 a = -6 时,b = ±6,
所以直线方程为 x ± y + 6 = 0或 x ± y -6 = 0 .
故答案为: x ± y + 6 = 0或 x ± y -6 = 0 .
30.(2024 高一上·广东广州·期末)求过点P 2,3 ,并且在两轴上的截距相等的直线方程 .
【答案】3x - 2y = 0或 x + y = 5
【分析】当直线经过原点时,直线的方程直接求出;当直线不经过原点时,设直线的截距式为
x y
+ =1 a 0 ,把点 P 的坐标代入即可得出.
a a
3
【详解】当直线经过原点时,直线的方程为 y = x,化为3x - 2y = 0,
2
x y
当直线不经过原点时,设直线的截距式为 + =1 a 0 ,
a a
把点P 2,3 2 3代入可得: + =1,解得 a = 5,
a a
所以直线的方程为: x + y = 5,
综上所述,所求直线方程为3x - 2y = 0或 x + y = 5 .
故答案为:3x - 2y = 0或 x + y = 5 .
31.(2024 高二下·上海闵行·阶段练习)过点 5,2 ,且在两坐标轴上截距相等的直线一般式方程是 .
【答案】2x - 5y = 0或 x + y - 7 = 0
【分析】由题意,根据在坐标轴上的截距相等,分类讨论,即可求解所求直线方程.
2
【详解】解:由题意,当直线过原点时,此时所求直线方程的斜率 k = ,
5
2
所以直线方程为 y = x ,即2x - 5y = 0;
5
x y
当直线不过原点时,设直线方程为 + =1 a 0 ,代入点 5,2 ,
a a
5 2
可得 + =1 a = 7,所以直线方程为 x + y - 7 = 0,
a a
故答案为:2x - 5y = 0或 x + y - 7 = 0 .
32.(2024 高二下·上海普陀·期中)若3x1 + 4y1 =1,3x2 + 4y2 =1,且 x1 x2 ,则经过 A x1,y1 、B x2 ,y2 的直
线 l的一般方程为
【答案】3x + 4y -1 = 0
【分析】根据 A x1, y1 、B x2 , y2 都在同一直线上,结合两点确定一条直线可知直线的唯一性,即得直线方程.
【详解】若3x1 + 4y1 =1,3x2 + 4y2 =1 ,
则点 A x1, y1 在直线3x + 4y -1 = 0上,
点B x2 , y2 在直线3x + 4y -1 = 0上
即 A x1, y1 、B x2 , y2 都在同一直线3x + 4y -1 = 0上
因为两点确定一条直线,所以由 A x1, y1 、B x2 , y2 确定的直线即为3x + 4y -1 = 0
故答案为: 3x + 4y -1 = 0
33.(2024 高二上·重庆长寿·期末)经过点 (1, 2)且与直线2x - y +1 = 0垂直的直线方程是 .(用一
般式表示)
【答案】 x + 2y - 5 = 0
【分析】根据给定条件,设出所求直线方程,利用待定系数法求解作答.
【详解】设与直线2x - y +1 = 0垂直的直线方程为 x + 2y + m = 0,
于是1+ 2 2 + m = 0,解得m = -5,
所以所求的直线方程为 x + 2y - 5 = 0 .
故答案为: x + 2y - 5 = 0
34.(2024·黑龙江齐齐哈尔·二模)已知直线 l : kx - y +1+ 2k = 0,若直线 l 在两坐标轴上的截距相等,则实
数 k 的值为 ;若直线 l 不经过第三象限,则 k 的取值范围是 .
1 1
【答案】 -1或- ; - k 0 .
2 2
【分析】分别令 x = 0和 y = 0 求出直线在两坐标轴上的截距,利用截距相等解方程求出 k 的值;先分析 l过定
点,然后根据条件结合图示判断出直线斜率满足的不等式,由此求解出 k 的取值范围.
【详解】因为直线 l 在两坐标轴上的截距相等,所以 k 0,
在 kx - y +1+ 2k = 0 中,
1
令 x = 0,得 y =1+ 2k ,令 y = 0 ,得 x = -2 - ,
k
1
依题意可得1+ 2k = -2 - ,即 2k 2k + 3k +1 = 0
,
1
解得 k = - 或 k = -1;
2
ìx + 2 = 0
直线 l的方程可化为 k x + 2 - y +1 = 0,所以 í y , - +1 = 0
ìx = -2
所以 í ,所以直线 l过定点M -2,1 ,
y =1
所以 k
1
OM = - ,由直线 l : kx - y +1+ 2k = 0可得: y = kx + 2k +1,2
1
若 l不经过第三象限,则- k 0 ,
2
1 1
故答案为:-1或- ;- k 0 .
2 2
四、解答题
35.(2024 高二·全国·专题练习)根据下列条件写出直线方程,并化为一般式:在 x,y轴上的截距分别为
-3,-1.
【答案】 x + 3y + 3 = 0
【分析】根据直线的截距式方程运算求解即可.
x y
【详解】由直线的截距式方程可知,所求直线方程 + =1,
-3 -1
化为一般式方程为 x + 3y + 3 = 0 .
36.(2024 高二上·山东济宁·期中)已知VABC 的顶点分别为 A(2,4),B(0,-2),C(-2,3),求:
(1)直线 AB 的方程 ;
(2)AB 边上的高所在直线的方程 ;
【答案】(1)3x - y - 2 = 0
(2) x + 3y - 7 = 0
【分析】(1)由 AB 的坐标可得斜率,由点斜式方程可写出方程,化为一般式即可;
(2)由垂直关系可得高线的斜率,由高线过点 C,同(1)可得.
4 - (-2)
【详解】(1)Q A(2, 4), B(0,-2) ,\kAB = = 3,2 - 0
由点斜式方程可得 y - (-2) = 3(x - 0),
化为一般式可得3x - y - 2 = 0
(2)由(1)可知 kAB = 3,
1
故 AB 边上的高线所在直线的斜率为- ,
3
又 AB 边上的高线所在直线过点C(-2,3),
1
所以方程为 y - 3 = - (x + 2) ,
3
化为一般式可得 x + 3y - 7 = 0 .
37.(2024 高二上·全国·课后作业)已知直线 l 经过点 A(-2,1),B(3, -3),求直线 l 的方程,并求直线 l 在
y 轴上的截距.
【答案】 4x + 5y + 3 = 0 -
3
, .
5
【分析】根据给定条件,求出直线 l的斜率,再利用直线点斜式方程求解作答.
1- (-3) 4
【详解】依题意,直线 l的斜率 k = = - ,
-2 - 3 5
4
直线 l的方程为 y -1 = - (x + 2) ,即 4x + 5y + 3 = 0
3
,当 x = 0时, y = - ,
5 5
所以直线 l的方程为 4x + 5y + 3 = 0
3
,直线 l 在 y 轴上的截距为- .
5
38.(2024 高二下·湖北宜昌·阶段练习)设直线的方程为 (a +1)x + y + 2 - a = 0, a R .
(1)若在两坐标轴上的截距相等,求直线的方程;
(2)若与两坐标轴围成的三角形的面积为 1,求 a 的值.
【答案】(1)3x + y = 0或 x + y + 2 = 0(2) a = 3± 7
【分析】(1)讨论截距是否为 0:当截距为 0 时,过原点,代入可得 a,进而得直线方程;当截距不为 0
时,使得截距相等,求得 a,进而得直线方程;
(2)先求得直线在 x 轴, y 轴上的截距,结合面积为 1,即可解方程求得 a 的值.
【详解】(1)由题意知,
当直线过原点时,该直线在两条坐标轴上的截距都为 0,
此时 a = 2,直线的方程为3x + y = 0;
a - 2
当直线不过原点时,由截距相等,得 a - 2 = ,则 a = 0,
a +1
直线的方程为 x + y + 2 = 0,
综上所述,所求直线的方程为3x + y = 0或 x + y + 2 = 0 .
(2)由题意知,直线在 x y
a - 2
轴, 轴上的截距分别为 、 a - 2 ,
a +1
1 a - 2
a - 2 =1,
2 a +1
解得 a = 3± 7 .
【点睛】本题考查了直线方程截距的概念,直线方程的求法,由直线围成图形面积的应用,属于基础题.
39.(2024 高二下·上海·课后作业)直线 l过点 P(-2,3),且与两轴围成的三角形面积为 4,求直线 l的方程.
【答案】9x + 2y +12 = 0或 x + 2y - 4 = 0
【分析】由题意知,直线 l的斜率存在且不为 0,设直线 l : y - 3 = k(x + 2) .求出直线与 x 轴、 y 轴的交点,在
1 3 3
根据面积公式计算得 - - 2
(2k + 3) = 4 ,即 + 2
(2k + 3) = ±8,再分类讨论计算可得;
2 ÷ ÷è k è k
【详解】解:由题意知,直线 l的斜率存在且不为 0.设直线 l : y - 3 = k(x + 2) .
设此直线与 x 轴、 y 轴的交点分别为 A, B,则点 A, B
3
的坐标分别为 - - 2,0
÷ , (0, 2k + 3)
è k
1 3- - 2 因此面积为 ÷ (2k + 3) = 4,2 è k
3 + 2 即 ÷ (2k + 3) = ±8 .
è k
3
若 + 2÷ (2k + 3) = 8,得 4k 2 + 4k + 9 = 0,D = 42 - 4 4 9 < 0,无解;
è k
3
若 + 2
÷ (2k + 3) = -8,得k 4k
2 + 20k + 9 = 0 .
è
k 1 k 9解方程,得 = - 或 = - .
2 2
所以,直线 l : y
1
- 3 = - (x + 2),即 x + 2y - 4 = 0;
2
或直线 l : y 3
9
- = - (x + 2),即9x + 2y +12 = 0 .
2
【点睛】本题考查点斜式求直线方程,三角形面积公式的应用,属于基础题.
1
40.(2024 高二上·全国·课后作业)已知直线 l 的斜率为-1,且它与两坐标轴围成的三角形的面积为 ,
2
求直线 l 的方程.
【答案】y=-x+1 或 y=-x-1.
【分析】先根据题意按点斜式写出直线方程,再分别令 x = 0, y = 0 得与坐标轴的交点坐标,根据直角三角
形面积公式可得方程,即可求出直线 l的方程.
【详解】解:设直线 l 的方程为 y=-x+b,则它与两个坐标轴的交点为 A(b,0)和 B(0,b),所以围成的两
个直角边长都为|b|,
1 2
故其面积为 b ,
2
1 b2 1由 = ,解得 b=±1,
2 2
故所求直线的方程为 y=-x+1 或 y=-x-1.
41.(2024 高一下·安徽·阶段练习)已知点 A(5,1)关于 x 轴的对称点为 B(x1,y1),关于原点的对称
点为 C(x2,y2).
(1)求△ABC 中过 AB,BC 边上中点的直线方程;
(2)求△ABC 的面积.
【答案】(1)x﹣5y﹣5=0
(2)10
【分析】(1)先求出点的对称点的坐标,再用两点式求出直线的方程.
(2)先判断求出 AB 和 BC 的值,判断 AB⊥BC,从而求出△ABC 的面积.
【详解】(1)∵点 A(5,1)关于 x 轴的对称点为 B(x1,y1),∴B(5,﹣1),
又∵点 A(5,1)关于原点的对称点为 C(x2,y2),∴C(﹣5,﹣1),
∴AB 的中点坐标是(5,0),BC 的中点坐标是(0,﹣1).
y - 0 x - 5
过(5,0),(0,﹣1)的直线方程是 = ,
-1- 0 0 - 5
整理得 x﹣5y﹣5=0.
(2)由题意知|AB|=|﹣1﹣1|=2,|BC|=|﹣5﹣5|=10,AB⊥BC,
1
∴△ABC 的面积 S = AB
1
× BC = 2 10 =10.
2 2
42.(2024 高二·全国·专题练习)VABC 的三个顶点是 A 4,0 ,B 6,7 ,C 0,3 ,求:边 BC 上的中线所
在直线的方程;
【答案】5x + y - 20 = 0
【分析】先求出BC 的中点,从而可求出BC 边上的中线的斜率,进而可求出BC 边上的中线所在的直线方
程
B 6,7 C 0,3 6 + 0 , 7 + 3 【详解】由 , ,得BC 的中点为 ÷ = (3,5),
è 2 2
5 - 0
所以BC 边上的中线的斜率为 = -5,
3- 4
所以边 BC 上的中线所在直线的方程为 y - 0 = -5(x - 4),即5x + y - 20 = 0;
43.(2024 高二上·湖北·阶段练习)已知直线 l : kx - y +1+ 2k = 0 k R .
(1)若直线 l 不经过第四象限,求 k 的取值范围;
(2)若直线 l 交 x 轴负半轴于点 A,交 y 轴正半轴于点 B,求VAOB 面积的最小值;
(3)已知P 1,5 ,若点 P 到直线的距离为 d,求 d 最大时直线的方程.
【答案】(1) k 0;(2) 4;(3)3x + 4y + 2 = 0 .
【分析】(1)根据方程可得直线 l 恒过定点M -2,1 ,然后可得答案;
1 1
(2)可得 S△AOB = OA OB = 2k + + 2,然后利用基本不等式可求出其最小值;2 2k
(3)当PM ^ L时,d 最大,然后可求出答案.
【详解】(1)直线 l 的方程为 k x + 2 - y +1 = 0,直线 l 恒过定点M -2,1 ,
∴若直线 l 不经过第四象限,则 k 0,
(2)因为直线 l 交 x 轴负半轴于点 A,交 y 轴正半轴于点 B,所以 k 0
y 0 x 1+ 2k取 = , = - , x = 0, y =1+ 2k ,
k
1 1
所以 S△AOB = OA OB = 2k + + 2 4
1
,当且仅当k = 时等号成立.
2 2k 2
4 3
(3)当PM ^ L时,d 最大, kPM = ,可得直线的斜率为- ,3 4
3
则直线的方程 y -1 = - x + 2 ,即3x + 4y + 2 = 0 .
4
44.(2024 高二上·河北邢台·阶段练习)已知直线 l: 2a + 3 x - a -1 y + 3a + 7 = 0, a R .
(1)证明直线 l过定点A ,并求出点A 的坐标;
1
(2)在(1)的条件下,若直线 l 过点A ,且在 y 轴上的截距是在 x 轴上的截距的 ,求直线 l 的方程;
2
(3)若直线 l不经过第四象限,求 a的取值范围.
【答案】(1)证明见解析,点A 的坐标为 -2, -1
(2) x - 2y = 0或 x + 2y + 4 = 0
7- , - ù(3)
è 3ú
1,+
【分析】(1)化简方程为直线系方程的形式,组成方程组解出直线过的点;
(2)根据题意分直线过原点、不过原点讨论,分析解决即可;
3 3
(3)分① a =1,② a = - ,③ a 1,且 a - 三种情况进行讨论分析解决.
2 2
【详解】(1)证明:整理直线 l的方程,得 2x - y + 3 a + 3x + y + 7 = 0,
所以直线 l过直线 2x - y + 3 = 0与3x + y + 7 = 0的交点,
ì2x - y + 3 = 0
联立方程组 í
3x y
,
+ + 7 = 0
ìx = -2
解得 íy 1, = -
所以直线 l过定点A ,点A 的坐标为 -2, -1 .
1
(2)当截距为 0 时,直线 l 的方程为 y = x,即 x - 2y = 0,
2
x y
当截距不为 0 时,设直 l 线的方程为 + =1,
a b
ì-2 -1
+ =1
则 í a b ,
a = 2b
ìa = -4
解得 í
b 2
,
= -
x y
直线 l 的方程为 + =1,即 x + 2y + 4 = 0,
-4 -2
故直线 l 的方程为 x - 2y = 0或 x + 2y + 4 = 0 .
(3)当 a =1时,直线 l的方程为 x = -2,符合题意;
a 3当 = - 时,直线 l的方程为 y = -1,不符合题意;
2
3 2a + 3 3a + 7
当 a 1,且 a - 时, y = x + ,
2 a -1 a -1
ì2a + 3
0 ì 2a + 3 a -1 0 a -1
所以 í 3a + 7 a -1 0
3a + 7
í
0
a -1 0 a -1
7
解得 a 1或 a - ,
3
综上所述,当直线 l不经过第四象限时,
a 7 ù的取值范围是: - , - ú 1,+ .è 3
45.(2024 高一下·山东滨州·阶段练习)已知直线 l1 : 3x + m - 4 y +11 = 0与 l2 : x + my - 7 = 0垂直,求m .
【答案】m=1 或 m=3
【分析】由直线垂直的性质求解即可.
【详解】因为直线 l1 : 3x + m - 4 y +11 = 0与 l2 : x + my - 7 = 0垂直,
所以3 + m m - 4 = 0,解得 m=1 或 m=3.
46.(2024 高二上·福建福州·期中)已知直线 l过点M 3,2 .
(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 l与 x 轴正半轴的交点为A ,与 y 轴正半轴的交点为 B ,求VAOB (O为坐标原点)面积的最小值.
【答案】(1) 2x - 3y = 0或 x + y - 5 = 0
(2)12
【分析】(1)分两种情况讨论,当直线过原点,代入求出参数的值,当直线不过原点时,设出直线截距式,
代点即可求解;
(2)利用三角面积公式、基本不等式,求得VAOB 面积的最小值.
2 2
【详解】(1)当直线经过原点时,直线的斜率为 k = ,所以直线的方程为 y = x,即 2x - 3y = 0;
3 3
当直线不过原点时,设直线的方程为 x + y = a,代入点M 3,2 可得 a = 5,
所以所求直线方程为 x + y = 5,即 x + y - 5 = 0.
综上可得,所求直线方程为: 2x - 3y = 0或 x + y - 5 = 0.
(2)依题意,设点 A a,0 ,B 0,b x y( a 0,b 0),直线 AB 的方程为 + =1,
a b
3 2
又点M 3,2 在直线 AB 上,于是有 + =1,
a b
1 3 2 2 6利用基本不等式 = + ,即 ab 24,当且仅当 a = 6,b = 4 时等号成立,
a b ab
1
\SVAOB = ab 12,即VAOB 的面积的最小值为 12.2
47.(2024 高二上·湖北武汉·期末)已知直线方程为 y + 2 = k x +1 .
(1)若直线的倾斜角为135o,求 k 的值;
(2)若直线分别与 x 轴、 y 轴的负半轴交于A 、B 两点,O为坐标原点,求VAOB 面积的最小值及此时直线的
方程.
【答案】(1) k = -1;
(2)VAOB 面积的最小值为 4,此时直线 l的方程为 2x + y + 4 = 0 .
【分析】(1)由直线的斜率和倾斜角的关系可求得 k 的值;
(2)求出点A 、 B 的坐标,根据已知条件求出 k 的取值范围,求出VAOB 的面积关于 k 的表达式,利用基
本不等式可求得VAOB 面积的最小值,利用等号成立的条件可求得 k 的值,即可得出直线的方程.
o o o o
【详解】(1)解:由题意可得 k = tan135 = tan 180 - 45 = - tan 45 = -1 .
2 - k 2 - k
(2)解:在直线 AB 的方程中,令 y = 0 可得 x = ,即点 A ,0 ,
k ֏ k
令 x = 0可得 y = k - 2 ,即点B 0, k - 2 ,
ì2 - k
< 0
由已知可得 í k ,解得 k < 0,
k - 2 < 0
2
S 1 2 k k - 2 1 k - 2 1 k 4 4 1 4所以, △AOB = - × = - × = - + - ÷ =
é
ê -k + + 4
ù
2 k 2 k 2 è k 2 -k ú
1 é ù
ê2 -k
4
× + 4
2 -k ú
= 4 ,
当且仅当 k = -2 时,等号成立,此时直线的方程为 y + 2 = -2 x +1 ,即 2x + y + 4 = 0 .
48.(2024 高一上·内蒙古呼和浩特·期末)已知一条动直线 l : 3 m +1 x + my - 6m - 4 = 0,
(1)求证:直线 l 恒过定点,并求出定点 P 的坐标;
(2)若直线 l 与 x 、 y 轴的正半轴分别交于A 、 B 两点,O为坐标原点,是否存在直线 l 同时满足下列条件:
①VAOB 的周长为12;②VAOP 的面积为 4 .若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.
4
【答案】(1)
证明见解析,定点 , 23 ÷;è
(2)存在,且直线方程为3x + 4y -12 = 0 .
ì3x + y - 6 = 0
【分析】(1)将直线方程变形为m 3x + y - 6 + 3x - 4 = 0,解方程组 í3x 4 0 ,可得定点 P 的坐标; - =
(2)设点 A 的坐标为 a,0 a 0 ,根据 S△AOP = 4 求出 a的值,可得出点A 的坐标,进而可求得直线 AB 的
方程,可求出该直线与 y 轴的交点 B 的坐标,即可求得VAOB 的周长,即可得解.
【详解】(1)证明:将直线方程3mx + 3x + my - 6m - 4 = 0变形为m 3x + y - 6 + 3x - 4 = 0,
ì3x + y - 6 = 0 ì x
4
=
由 í ,可得 í 3
3x - 4 = 0
,
y = 2
因此,直线3 m 4+1 x + my - 6m - 4 = 0 恒过定点P , 2÷ .
è 3
(2)解:设点 A 的坐标为 a,0 a 0 ,若 S 1△AOP = a 2 = 4 ,则 a = 4,2
4 k 0 - 2 3 = = -
则 A 4,0 、P , 2 ,直线 AP 的斜率为 AP 43 ÷ 4 - 4 ,è 3
3
故直线 AB 的方程为 y = - x - 4 ,即3x + 4y -12 = 0,
4
此时直线 AB 与 y 轴的交点为B 0,3 ,则 OA = 4, OB = 3, AB = 32 + 42 = 5,
此时VAOB 的周长为12 .
所以,存在直线3x + 4y -12 = 0满足题意.
49.(2024 高三·全国·专题练习)已知直线 l过点M (2,1),且分别与 x 轴的正半轴、 y 轴的正半轴交于 A, B
两点,O为原点,当VAOB 面积最小时,求直线 l的方程.
【答案】x+2y-4=0
【分析】方法一:设直线 l的方程为 y -1 = k(x - 2)(k 0)
1< ,则 A 2 - ,0
÷ , B 0,1- 2k ,然后表示出VAOB
è k
的面积,利用基本不等式可求出其最小值,从而可求出直线 l的方程,方法二:设直线 l:
x y
+ =1(a 0,b 0) 2 1 ,则 + =1,然后利用基本不等式可得 ab 8,从而可求出其最小值,进而可求出直
a b a b
线 l的方程.
【详解】方法一:由题意可得直线 l的斜率存在,设直线 l的方程为 y -1 = k(x - 2)(k < 0),
1
则 A 2 - ,0
÷ , B 0,1- 2k ,
è k
1 1
所以 SVAOB = 1- 2k 2 -2 è k ÷
1 é
= 4 + (-4k) + 1 ùê -
2 ÷ è k
ú
1 é ù
ê4 + 2 (-4k)
1
-
÷ ú = 4,2 ê è k ú
1 1
当且仅当-4k = - ,即 k = - 时,取等号,
k 2
1
故直线 l的方程为 y -1 = - (x - 2),
2
即 x + 2y - 4 = 0 .
x y
方法二:设直线 l: + =1(a 0,b 0) ,
a b
因为直线 l 过点M (2,1),
2 1
所以 + =1,
a b
2 1 2 1 2 2 1 1
则1 = + 2 × = 2 ,所以 ab 8,当且仅当 = = 时取等号,
a b a b ab a b 2
所以 S
1
VAOB 的最小值为 ab = 4,2
此时 a = 4,b = 2,故直线 l x y的方程为 + = 14 2 ,
即 x + 2y - 4 = 0 .
50.(2024 高二上·全国·专题练习)已知直线 l的方程为: 2 + m x + 1- 2m y + 4 - 3m = 0.
(1)求证:不论m 为何值,直线必过定点M ;
(2)过点M 引直线 l1,使它与两坐标轴的负半轴所围成的三角形面积最小,求 l1的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2) 2x + y + 4 = 0
【分析】(1)列出方程 x - 2y - 3 m + 2x + y + 4 = 0,分别令 x - 2y - 3 = 0, 2x + y + 4 = 0可求出定点;
(2)先令 y = 0 x
k - 2
, = ,令 x = 0,y = k - 2,再表达出三角形面积,最后利用基本不等式求解即可.
-k
【详解】(1)证明:Q直线 l的方程为: 2 + m x + 1- 2m y + 4 - 3m = 0
\提参整理可得: x - 2y - 3 m + 2x + y + 4 = 0.
ìx - 2y - 3 = 0 ìx = -1
令 í ,可得 í ,
2x + y + 4 = 0 y = -2
\不论m 为何值,直线必过定点M -1, -2 .
(2)设直线 l1的方程为 y = k x +1 - 2(k < 0).
令 y = 0
k - 2
, 则 x = ,
-k
令 x = 0,.则 y = k - 2 ,
\直线 l1与两坐标轴的负半轴所围成的三角形面积
S 1 k - 2 k 2 1 4 1
4
= - = é ù
2 -k 2 ê
-k + + 4ú 2 -k ×-k ÷ + 4÷ = 4. 2 è è -k ÷
4
当且仅当-k = ,即 k = -2 时,三角形面积最小.
-k
此时 l1的方程为 2x + y + 4 = 0.
51.(2024 高二·全国·课后作业)过点P 2,1 作直线 l 分别交 x 轴、y 轴的正半轴于 A,B 两点.
(1)求 | OA | × | OB |的最小值,及此时直线 l 的截距式方程;
(2)求 | PA | × | PB |的最小值,及此时直线 l 的截距式方程.
x y
【答案】(1)8, + = 14 2
x y
(2)4, + =1
3 3
x y
【分析】(1)根据题意可设直线 l 的方程为 + =1(a 0,b 0) ,代入点结合基本不等式可求出结果.
a b
2 1 2 1
(2)由(1)可得 + =1,则可推出 PA × PB == 2 a - 2 + 2 + 2 ,结合基本不等式可求出结果.a b a - 2
x y
【详解】(1)根据题意可设直线 l 的方程为 + =1(a 0,b 0) ,则 A(a,0) ,B(0,b),
a b
P(2,1) 2 1因为直线 l 过点 ,所以 + =1(a 0,b 0) ,
a b
2 1 2 2
2 1
又 + (当且仅当 = ,即 a = 4,b = 2 时取等号),
a b ab a b
2 2所以 1,即 ab 8,
ab
所以 | OA | × | OB |= ab的最小值为 8 x y,此时直线 l 的截距式方程为 + = 14 2 .
2 1
(2)由(1)可知 + =1,
a b
b a所以 = 0,则 a 2,
a - 2
所以 PA × PB = a - 2 2 +1 × 4 + b -1 2
a 2
= (a - 2)2 +1 × 4 + -1
è a - 2 ÷
= (a 4- 2)2 +1 × 4 +
(a - 2)2
= 2 (a - 2)2 1+ 2 + 2(a - 2)
2 2 + 2 = 4,
(a 2)2 1当且仅当 - = (a 2)2 ,即 a = 3时取等号.-
所以 | PA | × | PB |
x y
的最小值为 4,此时 a = 3,b = 3,直线 l 的截距式方程为 + =1 .
3 3
52.(2024 高二下·上海金山·期中)已知直线 l: kx - y +1+ 2k = 0 , k R
(1)直线过定点 P,求点 P 坐标;
(2)若直线 l 交 x 轴负半轴于点 A,交 y 轴正半轴于点 B,O 为坐标原点,设三角形OAB 的面积为 4,求出
直线 l 方程.
【答案】(1)P -2,1 (2) x - 2y + 4 = 0
【分析】(1)将 kx - y +1+ 2k = 0 变形为 k x + 2 + 1- y = 0 ,列方程可得直线所过的定点;
1
(2)求出点A ,点 B 的坐标,代入三角形OAB 的面积 S = ×OA ×OB = 4,解方程可得 k .
2
【详解】解:(1)由 kx - y +1+ 2k = 0 ,可得 k x + 2 + 1- y = 0 ,
∴直线 l: kx - y +1+ 2k = 0 必过直线 x + 2 = 0,1- y = 0的交点 -2,1 ,
∴ P -2,1 ;
(2)∵直线 l交 x 轴负半轴于点A ,交 y 轴正半轴于点 B ,
∴ k 0 ,
A 1+ 2k令 y = 0 ,得 - ,0
÷ ;令 x = 0,得B 0,1+ 2k ,
è k
1 1 1+ 2k
三角形OAB 的面积为 S = ×OA ×OB = 1+ 2k = 4 ,
2 2 k
1
解得k = ,
2
∴直线 l方程为: x - 2y + 4 = 0 .
【点睛】本题考查了直线过定点问题,三角形的面积问题,属于中档题.
53.(2024 高二下·湖南常德·期中)已知直线 l的方程为 a +1 x + y - 5 - 2a = 0 a R .
(1)求直线 l过的定点 P 的坐标;
(2)直线 l与 x 轴正半轴和 y 轴正半轴分别交于点 A,B ,当VAOB 面积最小时,求直线 l的方程;
【答案】(1) 2,3 ;
(2)3x + 2y -12 = 0
【分析】(1)将直线 l的方程变形,列出方程组即可求解;
(2)利用直线的截距式方程设出直线 l的方程,根据(1)的结论及基本不等式,结合三角形的面积公式即
可求解.
【详解】(1)由题意,直线 l的方程可化为 x - 2 a + x + y - 5 = 0 ,
ìx - 2 = 0 ìx = 2
联立方程组 í
x + y - 5 = 0
解得 í ,
y = 3
所以直线 l过的定点P 2,3 .
x y
(2)设直线 + =1(a 0,b 0) ,则 A(a,0), B(0,b),
a b
2 3
由 (1) 知,直线 l 过的定点P 2,3 ,可得 + =1,
a b
因为 a 0,b 0,
所以1 2 3 6= + 2 ,解得 ab 24,
a b ab
2 3 2 3
当且仅当 = 且 + =1即 a = 4,b = 6时,等号成立,
a b a b
1 1 1
所以VAOB 面积为 S = a b = ab 24 =12 ,
2 2 2
x y
此时对应的直线方程为 + =1,即3x + 2y -12 = 0.
4 6
54.(2024 高二上·全国·课后作业)当直线方程 Ax + By + C = 0的系数 A,B,C 满足什么条件时,该直线分
别具有以下性质?
(1)过坐标原点;
(2)与两条坐标轴都相交;
(3)只与 x 轴相交;
(4)是 x 轴所在直线;
(5)设P x0 , y0 为直线 Ax + By + C = 0上一点,证明:这条直线的方程可以写成 A x - x0 + B y - y0 = 0 .
【答案】(1)C = 0且 A、B不同为0
(2) A、B都不为 0
(3) B = 0 且 A 0
(4) A = 0,C = 0, B 0
(5)证明见解析
【分析】(1)将O 0,0 代入 Ax + By + C = 0可得答案;
(2)分C = 0、C 0讨论,可得答案;
(3)直线只与 x 轴相交,就是与 y 轴平行、重合均可,根据直线方程可化成 x = a形式可得答案;
(4)将直线方程化为 y = 0 可得答案;
(5)将 P 代入直线方程得C = -Ax0 - By0,再代入直线方程化简可得答案.
【详解】(1)将O 0,0 代入 Ax + By + C = 0得C = 0,
当C = 0且 A、B不同为0 方程表示过坐标原点的直线;
(2)直线 Ax + By + C = 0与两条坐标轴都相交说明横纵截距都存在,
当C = 0且 A 0,B 0时直线过原点满足条件,
C 0 y C y 0 y C当 时,令 x = 0时 = - ,令 = 时 = - ,
B A
所以 A、B都不为 0,
综上所述, A 0,B 0时直线与两条坐标轴都相交;
(3)直线 Ax + By + C = 0只与 x 轴相交,就是与 y 轴平行、重合均可,
因此直线方程可化成 x = a形式,
故B = 0 且 A 0;
(4)x 轴的方程为 y = 0 ,因此方程 Ax + By + C = 0中 A = 0,C = 0, B 0 时
方程表示的直线是 x 轴所在直线;
(5)因为P x0 , y0 为直线 Ax + By + C = 0上一点,所以 Ax0 + By0 + C = 0,
所以C = -Ax0 - By0,
所以方程可化为 Ax + By - Ax0 - By0 = 0 ,
即 A x - x0 + B y - y0 = 0 ,
所以这条直线的方程可以写成 A x - x0 + B y - y0 = 0 .
55.(2024 高二·江苏·假期作业)已知直线 a1x + b1y +1 = 0和直线 a2x + b2 y +1 = 0都过点 A(2,1),求过点P1(a1,b1)
和点P2 (a2,b2 )的直线方程.
【答案】 2x + y +1 = 0
【分析】由题意可得 2 a1 - a2 = b1 - b2 ,求出过点P1(a1,b1) 和点P2 (a2,b2 )的直线的方程代入化简即可得出答
案.
【详解】把 A(2,1)坐标代入直线 a1x + b1y +1 = 0和直线 a2x + b2 y +1 = 0,
得 2a1 + b1 +1 = 0 , 2a2 + b2 +1 = 0 ,
∴ 2 a1 - a2 = b2 - b1,
y - b x - a
过点P1(a1,b1) 和点P2 (a2,b )
1 1
2 的直线的方程是: =b2 - b1 a - a
,
2 1
∴ y - b1 = -2 x - a1 ,则 2x + y - 2a1 + b1 = 0,
∵ 2a1 + b1 +1 = 0,
∴ 2a1 + b1 = -1,
∴所求直线方程为 2x + y +1 = 0.