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新课预习衔接 两条直线的交点
一.选择题(共4小题)
1.(2024 邢台期末)已知A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2),直线l过定点P(1,1),且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.
C.k≤﹣4或 D.以上都不对
2.(2024 和平区校级期末)已知直线l:(2m+1)x+(m+1)y+m=0经过定点P,直线l'经过点P,且l'的方向向量,则直线l'的方程为( )
A.2x﹣3y+5=0 B.2x﹣3y﹣5=0 C.3x﹣2y+5=0 D.3x﹣2y﹣5=0
3.(2023春 樟树市校级期末)若直线y=x+2k+1与直线yx+2的交点在第一象限,则实数k的取值范围是( )
A.(,) B.(,) C.[,] D.[,]
4.(2024 南开区期中)设m∈R,过定点A的动直线x+my+m=0和过定点B的动直线mx﹣y﹣m+2=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的取值范围是( )
A. B. C. D.
二.多选题(共2小题)
(多选)5.(2024 揭阳期末)下列说法中,正确的有( )
A.直线y=a(x+2)+3(a∈R)必过定点(2,3)
B.直线y=2x﹣1在y轴上的截距为﹣1
C.直线的倾斜角为60°
D.点(1,3)到直线y﹣2=0的距离为1
(多选)6.(2024 莆田校级期中)以下四个命题叙述正确的是( )
A.直线2x﹣y+1=0在x轴上的截距是1
B.直线x+ky=0和2x+3y+8=0的交点为P,且P在直线x﹣y﹣1=0上,则k的值是
C.设点M(x,y)是直线x+y﹣2=0上的动点,O为原点,则|OM|的最小值是
D.直线L1:ax+3y+1=0,L2:2x+(a+1)y+1=0,若L1∥L2,则a=﹣3或2
三.填空题(共4小题)
7.(2024 福山区期中)已知点P(2,﹣3),Q(3,2),直线ax+y+2=0与线段PQ相交,则实数a的取值范围是 .
8.(2024 宜丰县校级月考)动点P(x,y)在直线x+y﹣4=0上,O为原点,|OP|最小时点P的坐标为 .
9.(2024 白云区校级期中)直线ax+y+a﹣3=0恒过定点 .
10.(2024 金台区校级期中)若三条直线y=2x,x+y=3,mx﹣2y﹣5=0相交于同一点,则m的值为 .
四.解答题(共5小题)
11.(2024 叙州区校级期末)已知直线l的方程为(2m+1)x+(m+2)y﹣14m﹣13=0.
(1)证明:不论m为何值,直线l过定点M.
(2)过(1)中点M,且与直线l垂直的直线与两坐标轴的正半轴所围成的三角形的面积最小时,求直线l的方程.
12.(2024春 浦东新区校级期末)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.
13.(2024春 西青区校级期末)已知直线l:kx﹣y+1+2k=0.
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l交x轴负半轴于A,交y轴正半轴于B,△AOB的面积为S,试求S的最小值并求出此时直线l的方程.
14.(2024 松江区校级期末)已知一条动直线3(m+1)x+(m﹣1)y﹣6m﹣2=0,
(1)求证:直线恒过定点,并求出定点P的坐标;
(2)若直线与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,求出方程;若不存在,请说明理由.
(3)若直线与x、y轴的正半轴分别交于A,B两点,当PAPB取最小值时,求直线的方程.
15.(2024 益阳期末)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;
(3)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△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
新课预习衔接 两条直线的交点
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
1.(2024 邢台期末)已知A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2),直线l过定点P(1,1),且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是( )
A. B.
C.k≤﹣4或 D.以上都不对
【考点】恒过定点的直线.
【专题】计算题.
【答案】C
【分析】画出图形,由题意得 所求直线l的斜率k满足 k≥kPB 或 k≤kPA,用直线的斜率公式求出kPB 和kPA 的值,
解不等式求出直线l的斜率k的取值范围.
【解答】解:如图所示:由题意得,所求直线l的斜率k满足 k≥kPB 或 k≤kPA,
即 k,或 k4,
∴k,或k≤﹣4,
故选:C.
【点评】本题考查直线的斜率公式的应用,体现了数形结合的数学思想.
2.(2024 和平区校级期末)已知直线l:(2m+1)x+(m+1)y+m=0经过定点P,直线l'经过点P,且l'的方向向量,则直线l'的方程为( )
A.2x﹣3y+5=0 B.2x﹣3y﹣5=0 C.3x﹣2y+5=0 D.3x﹣2y﹣5=0
【考点】恒过定点的直线.
【专题】整体思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】A
【分析】直线l方程变为x+y+m(2x+y+1)=0,可得定点P(﹣1,1).根据l'的方向向量,可得斜率为,代入点斜式方程,化简为一般式即可.
【解答】解:(2m+1)x+(m+1)y+m=0可变形为x+y+m(2x+y+1)=0,
解,得x=﹣1,y=1,即P点坐标为(﹣1,1).
因为,所以直线l'的斜率为,又l'过点P(﹣1,1),
代入点斜式方程可得,整理可得2x﹣3y+5=0.
故选:A.
【点评】本题主要考查了直线恒过定点,还考查了直线方程的点斜式的应用,属于基础题.
3.(2023春 樟树市校级期末)若直线y=x+2k+1与直线yx+2的交点在第一象限,则实数k的取值范围是( )
A.(,) B.(,) C.[,] D.[,]
【考点】两条直线的交点坐标.
【专题】计算题;方程思想;消元法;直线与圆;数学运算.
【答案】A
【分析】联立两直线方程,求出交点坐标,由交点在第一象限,列不等式组解出实数k的取值范围.
【解答】解:联立,
即x+2k+1x+2,
解得x(1﹣2k),
代入直线y=x+2k+1得:yk,
∴x(1﹣2k)>0,且yk0,
解得k,
故选:A.
【点评】本题考查两直线的交点坐标,属于基础题.
4.(2024 南开区期中)设m∈R,过定点A的动直线x+my+m=0和过定点B的动直线mx﹣y﹣m+2=0交于点P(x,y),则|PA|+|PB|的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点】过两条直线交点的直线系方程.
【专题】方程思想;转化法;直线与圆.
【答案】B
【分析】可得直线分别过定点(0,0)和(1,3)且垂直,可得|PA|2+|PB|2=10.三角换元后,由三角函数的知识可得.
【解答】解:由题意可知,动直线x+my+m=0经过定点A(0,﹣1),
动直线mx﹣y﹣m+2=0即 m(x﹣1)﹣y+2=0,经过点定点B(1,2),
∵动直线x+my+m=0和动直线mx﹣y﹣m+2=0的斜率之积为﹣1,始终垂直,
P又是两条直线的交点,∴PA⊥PB,∴|PA|2+|PB|2=|AB|2=10.
设∠ABP=θ,则|PA|sinθ,|PB|cosθ,
由|PA|≥0且|PB|≥0,可得θ∈[0,]
∴|PA|+|PB|(sinθ+cosθ)=2sin(θ),
∵θ∈[0,],∴θ∈[,],
∴sin(θ)∈[,1],
∴2sin(θ)∈[,2],
故选:B.
【点评】本题考查直线过定点问题,涉及直线的垂直关系和三角函数的应用,属中档题.
二.多选题(共2小题)
(多选)5.(2024 揭阳期末)下列说法中,正确的有( )
A.直线y=a(x+2)+3(a∈R)必过定点(2,3)
B.直线y=2x﹣1在y轴上的截距为﹣1
C.直线的倾斜角为60°
D.点(1,3)到直线y﹣2=0的距离为1
【考点】恒过定点的直线;点到直线的距离公式;命题的真假判断与应用;直线的倾斜角.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】BCD
【分析】对于A,直接求出定点,即可求解,
对于B,结合截距的定义,即可求解,
对于C,结合直线的斜率与倾斜角的关系,即可求解,
对于D,结合点到直线的距离公式,即可求解.
【解答】解:对于A,直线y=a(x+2)+3(a∈R)必过定点(﹣2,3),故A错误,
对于B,当x=0时,y=﹣1,
直线y=2x﹣1在y轴上的截距为﹣1,故B正确,
对于C,直线的斜率为,其倾斜角为60°,故C错误,
对于D,点(1,3)到直线y﹣2=0的距离为1,故D正确.
故选:BCD.
【点评】本题主要考查恒过定点的直线,直线的斜率与倾斜角的关系,属于基础题.
(多选)6.(2024 莆田校级期中)以下四个命题叙述正确的是( )
A.直线2x﹣y+1=0在x轴上的截距是1
B.直线x+ky=0和2x+3y+8=0的交点为P,且P在直线x﹣y﹣1=0上,则k的值是
C.设点M(x,y)是直线x+y﹣2=0上的动点,O为原点,则|OM|的最小值是
D.直线L1:ax+3y+1=0,L2:2x+(a+1)y+1=0,若L1∥L2,则a=﹣3或2
【考点】两条直线的交点坐标.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】BC
【分析】求出直线的横截距判断A;解方程组求出k判断B;求出点到直线的距离判断C;验证判断D.
【解答】解:对于A,直线2x﹣y+1=0在x轴上的截距是,A错误;
对于B,由解得,即P(﹣1,﹣2),则﹣1﹣2k=0,解得,B正确;
对于C,依题意,,C正确;
对于D,当a=2时,直线L1:2x+3y+1=0,L2:2x+3y+1=0重合,D错误.
故选:BC.
【点评】本题主要考查两条直线的交点坐标,属于基础题.
三.填空题(共4小题)
7.(2024 福山区期中)已知点P(2,﹣3),Q(3,2),直线ax+y+2=0与线段PQ相交,则实数a的取值范围是 .
【考点】两条直线的交点坐标.
【答案】见试题解答内容
【分析】分别求出直线MQ、MP的斜率,进而即可求出直线MN的斜率的取值范围.
【解答】解:画出图象
∵,
.
要使直线ax+y+2=0与线段PQ相交,
则满足.
∴,
∴.
故答案为.
【点评】正确理解直线相交于直线的斜率的关系是解题的关键.
8.(2024 宜丰县校级月考)动点P(x,y)在直线x+y﹣4=0上,O为原点,|OP|最小时点P的坐标为 (2,2) .
【考点】两条直线的交点坐标.
【专题】整体思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】(2,2).
【分析】当OP垂直于x+y﹣4=0时,|OP|最小,求出OP所在的直线方程,联立得到交点坐标,即为答案.
【解答】解:直线上的点到原点距离的最小值,即为原点到直线的距离,
此时OP垂直于已知直线x+y﹣4=0,
设直线OP的方程为x﹣y+c=0,
因为O在直线OP上,
所以c=0,
所以OP所在的直线方程为y=x,
由,解得,
所以点P的坐标为(2,2).
故答案为:(2,2)
【点评】本题考查点到直线的距离公式的应用,属于基础题.
9.(2024 白云区校级期中)直线ax+y+a﹣3=0恒过定点 (﹣1,3) .
【考点】恒过定点的直线.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】(﹣1,3).
【分析】将直线化简为a(x+1)+y﹣3=0,令,即可求解.
【解答】解:直线ax+y+a﹣3=0,即a(x+1)+y﹣3=0,
令,解得x=﹣1,y=3,
故直线ax+y+a﹣3=0恒过定点(﹣1,3).
故答案为:(﹣1,3).
【点评】本题主要考查恒过定点的直线,属于基础题.
10.(2024 金台区校级期中)若三条直线y=2x,x+y=3,mx﹣2y﹣5=0相交于同一点,则m的值为 9 .
【考点】两条直线的交点坐标.
【专题】方程思想;数学模型法;直线与圆;数学运算.
【答案】9.
【分析】联立,求得交点坐标,代入直线mx﹣2y﹣5=0即可求得m值.
【解答】解:联立,解得,
∴两条直线y=2x与x+y=3的交点坐标为(1,2),
又三条直线y=2x,x+y=3,mx﹣2y﹣5=0相交于同一点,
把(1,2)代入mx﹣2y﹣5=0,得m﹣2×2﹣5=0,即m=9.
故答案为:9.
【点评】本题考查两直线交点坐标的求法,是基础的计算题.
四.解答题(共5小题)
11.(2024 叙州区校级期末)已知直线l的方程为(2m+1)x+(m+2)y﹣14m﹣13=0.
(1)证明:不论m为何值,直线l过定点M.
(2)过(1)中点M,且与直线l垂直的直线与两坐标轴的正半轴所围成的三角形的面积最小时,求直线l的方程.
【考点】恒过定点的直线.
【专题】整体思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】(1)证明见解析;
(2)5x﹣4y﹣9=0.
【分析】(1)将直线方程改写成m(2x+y﹣14)+x+2y﹣13=0形式,解方程组,即可求出直线恒过的定点的坐标;
(2)设出与直线l垂直的方程,分别令x=0、y=0求出相对于的y值、x值,结合三角形面积公式及基本不等式即可求得结果.
【解答】(1)证明:直线l的方程(2m+1)x+(m+2)y﹣14m﹣13=0,
可整理为m(2x+y﹣14)+x+2y﹣13=0,
由,解得,
所以直线l过定点M(5,4);
(2)解:由(1)知,直线l过定点M(5,4),
设过点M且与直线l垂直的直线方程为y=k(x﹣5)+4(k<0),
令x=0,则y=﹣5k+4,
令y=0,则,
所以,
因为k<0,所以﹣k>0,
所以,
当且仅当,即时,等号成立,
所以直线l的斜率为,
所以直线l的方程为,
即5x﹣4y﹣9=0.
【点评】本题考查两条直线垂直的性质的应用及直线恒过定点的求法,属于基础题.
12.(2024春 浦东新区校级期末)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.
【考点】过两条直线交点的直线系方程.
【专题】方程思想;转化法;直线与圆.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)由kx﹣y+1+2k=0,可得k(x+2)+(1﹣y)=0
可得直线l:kx﹣y+1+2k=0必过直线x+2=0,1﹣y=0的交点(﹣2,1)
(2)令y=0,得A();令x=0,得B(0,1+2k)
三角形OAB的面积为s4,解得k
【解答】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
令y=0,得A();令x=0,得B(0,1+2k)
三角形OAB的面积为s4
解得k
∴直线l方程为:x﹣2y+4=0
【点评】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.
13.(2024春 西青区校级期末)已知直线l:kx﹣y+1+2k=0.
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l交x轴负半轴于A,交y轴正半轴于B,△AOB的面积为S,试求S的最小值并求出此时直线l的方程.
【考点】过两条直线交点的直线系方程.
【专题】计算题;证明题.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)直线l过定点,说明定点的坐标与参数k无关,故让k的系数为0 可得定点坐标.
(2)求出A、B的坐标,代入三角形的面积公式化简,再使用基本不等式求出面积的最小值,
注意等号成立条件要检验,求出面积最小时的k值,从而得到直线方程.
【解答】解:(1)证明:由已知得k(x+2)+(1﹣y)=0,
∴无论k取何值,直线过定点(﹣2,1).
(2)令y=0得A点坐标为(﹣2,0),
令x=0得B点坐标为(0,2k+1)(k>0),
∴S△AOB|﹣2||2k+1|
(2)(2k+1)=(4k4)
(4+4)=4.
当且仅当4k,即k时取等号.
即△AOB的面积的最小值为4,此时直线l的方程为x﹣y+1+1=0.
即x﹣2y+4=0
【点评】本题考查过定点的直线系方程特征,以及利用基本不等式求式子的最小值.
14.(2024 松江区校级期末)已知一条动直线3(m+1)x+(m﹣1)y﹣6m﹣2=0,
(1)求证:直线恒过定点,并求出定点P的坐标;
(2)若直线与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,求出方程;若不存在,请说明理由.
(3)若直线与x、y轴的正半轴分别交于A,B两点,当PAPB取最小值时,求直线的方程.
【考点】恒过定点的直线.
【专题】整体思想;综合法;三角函数的图象与性质;直线与圆;数学运算.
【答案】(1)直线恒过定点P(,2),
(2)3x+4y﹣12=0,
(3)3x+3y﹣10=0.
【分析】(1)整理直线方程得(3x+y﹣6)m+3x﹣y﹣2=0.由3x+y﹣6=0且3x﹣y﹣2=0可求;
(2)设直线的方程,满足①可得,联立可解a,b,即可得方程;若满足②,可得,同样可得方程,它们公共的方程即为所求.
(3)利用直线的倾斜角表示PAPB,利用换元法,结合三角函数的性质及函数的单调性可求.
【解答】解:(1)整理直线方程得(3x+y﹣6)m+3x﹣y﹣2=0.由3x+y﹣6=0且3x﹣y﹣2=0可得x,y=2,
故直线恒过定点P(,2),
(2)设直线方程为,(a>0,b>0),
若满足条件(1),则a+b12,①
又∵直线过点P(,2),
,②
由①②可得5a2﹣32a+48=0,
解得,或.
∴所求直线的方程为或1,
即3x+4y﹣12=0或15x+8y﹣36=0.
若满足条件②,则ab=12,③
由题意得,1,④
由③④整理得a2﹣6a+8=0,
解得a=4,b=3,或a=2,b=6,(舍),
∴所求直线的方程为,
即3x+4y﹣12=0或3x+y﹣6=0.
综上所述:存在同时满足①②两个条件的直线方程,为3x+4y﹣12=0,
(3)由题意可知直线的倾斜角,
所以PA,PB,
所以PAPB,
令t=cosα﹣sinα,
由可得,cos(),t,
PAPB在[,﹣1)上单调递增,
当t即时,上式取得最小值4,此时直线方程为y﹣2=﹣(x),
化简可得,直线方程为3x+3y﹣10=0.
【点评】本题主要考查了直线恒过定点问题,还考查了直线方程的综合应用,属于中档试题.
15.(2024 益阳期末)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;
(3)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△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【考点】恒过定点的直线;基本不等式及其应用.
【专题】计算题.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,直线l过定点(﹣2,1).
(2)要使直线l不经过第四象限,则直线的斜率和直线在y轴上的截距都是非负数,解出k的取值范围.
(3)先求出直线在两个坐标轴上的截距,代入三角形的面积公式,再使用基本不等式可求得面积的最小值.
【解答】解:(1)直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,
故无论k取何值,直线l总过定点(﹣2,1).
(2)直线l的方程可化为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,
要使直线l不经过第四象限,则,
解得k的取值范围是k≥0.
(3)依题意,直线l在x轴上的截距为,在y轴上的截距为1+2k,
∴A(,0),B(0,1+2k),
又0且1+2k>0,
∴k>0,故S|OA||OB|(1+2k)
(4k4)(4+4)=4,
当且仅当4k,即k时,取等号,
故S的最小值为4,此时直线l的方程为x﹣2y+4=0.
【点评】本题考查直线过定点问题,直线在坐标系中的位置,以及基本不等式的应用(注意检验等号成立的条件).
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