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新课预习衔接 平面上的距离
一.选择题(共5小题)
1.(2024秋 潍坊月考)点P(﹣2,﹣1)到直线l:(1+3λ)x+(1+λ)y﹣2﹣4λ=0(λ∈R)的距离最大时,其最大值以及此时的直线方程分别为( )
A.;x+y﹣2=0 B.;3x+y﹣4=0
C.;2x﹣3y+1=0 D.;2x﹣3y+1=0
2.(2024春 洮北区校级期末)已知两定点A(﹣3,5),B(2,8),动点P在直线x﹣y+1=0上,则|PA|+|PB|的最小值为( )
A.5 B. C.5 D.
3.(2024 龙凤区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,A(﹣1,0),B(2,0),若直线x﹣2y+m=0上存在点P满足,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.(2024 红谷滩区校级模拟)在平面直角坐标系中,集合A={(x,y)|kx﹣y+k=0},集合B={(x,y)|y=kx﹣1},已知点M∈A,点N∈B,记d表示线段MN长度的最小值,则d的最大值为( )
A.2 B. C.1 D.
5.(2024 和平区期末)设点P,Q分别为直线3x+4y﹣7=0与直线6x+8y+3=0上的任意一点,则|PQ|的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
二.多选题(共2小题)
(多选)6.(2024 邢台期末)已知点A(0,0),B(1,﹣1),直线l:mx﹣y+2=0,则下列结论正确的是( )
A.当m=﹣3时,点A,B到直线l距离相等
B.当m=0时,直线l的斜率不存在
C.当m=1时,直线l在x轴上的截距为﹣2
D.当m=﹣1时,直线l与直线AB平行
(多选)7.(2024 四平期中)已知直线l过点(1,3),点A(﹣4,2),B(2,﹣2)到直线l的距离相等,则直线l的方程可能是( )
A.2x+3y﹣11=0 B.3x+2y﹣8=0
C.3x﹣2y+3=0 D.2x﹣3y+7=0
三.填空题(共3小题)
8.(2024 博爱县校级期末)直线2x﹣3y=0与3x﹣2y=1上任意两点最小距离为 .
9.(2024 台州期末)点P(1,2)到直线3x+4y﹣6=0的距离为 .
10.(2024 江苏模拟)已知A(﹣1,0),B(﹣4,0),|PB|=2|PA|,若平面内满足到直线l:3x+4y+m=0的距离为1的点P有且只有3个,则实数m= .
四.解答题(共5小题)
11.(2024 菏泽期中)已知点A(﹣2,﹣1)、B(6,3).
(1)求线段AB的垂直平分线的直线方程;
(2)若点A、B到直线l:ax+y+1=0的距离相等,求实数a的值.
12.(2024 潮阳区校级期中)直线l过点P(2,﹣1).
(1)若直线l与直线x+y+1=0平行,求直线l的方程;
(2)若点A(1,2)到直线l的距离为1,求直线l的方程.
13.(2024 龙口市月考)已知△ABC的三个顶点是A(﹣2,1),B(0,﹣3),C(3,4).
(1)求△ABC的面积S;
(2)若直线l过点C,且点A,B到直线l的距离相等,求直线l的方程.
14.(2024 巴宜区校级期中)已知A(﹣1,1),B(2,﹣2),C(5,1).
(1)求点A到直线BC的距离;
(2)求△ABC的外接圆的方程.
15.(2024 澄城县期中)已知直线l经过点P(2,5),且斜率为.
(1)求直线l的方程;
(2)若直线m与直线l平行,且点P到直线m的距离为3,求直线m的方程.
新课预习衔接 平面上的距离
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.(2024秋 潍坊月考)点P(﹣2,﹣1)到直线l:(1+3λ)x+(1+λ)y﹣2﹣4λ=0(λ∈R)的距离最大时,其最大值以及此时的直线方程分别为( )
A.;x+y﹣2=0 B.;3x+y﹣4=0
C.;2x﹣3y+1=0 D.;2x﹣3y+1=0
【考点】点到直线的距离公式.
【专题】计算题;整体思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】C
【分析】根据直线l的方程得到直线l恒过点A(1,1),根据几何知识得到当PA垂直直线l时,点P到直线l的距离最大,然后根据距离公式和点斜式计算即可.
【解答】解:直线l的方程可整理为:λ(3x+y﹣4)+x+y﹣2=0,
令,解得,
所以直线l恒过点A(1,1),
由题意得当PA垂直直线l时,点P到直线l的距离最大,
,,
所以直线PA:,整理得2x﹣3y+1=0.
故选:C.
【点评】本题考查了点和直线的位置关系,属于中档题.
2.(2024春 洮北区校级期末)已知两定点A(﹣3,5),B(2,8),动点P在直线x﹣y+1=0上,则|PA|+|PB|的最小值为( )
A.5 B. C.5 D.
【考点】两点间的距离公式.
【专题】计算题;转化思想;定义法;直线与圆;数学运算.
【答案】D
【分析】推导出点A(﹣3,5),B(2,8)P在直线x﹣y+1=0同侧,求出点A关于直线x﹣y+1=0的对称点为C(4,﹣2),|PA|+|PB|的最小值为|BC|,由此能求出结果.
【解答】解:∵两定点A(﹣3,5),B(2,8),动点P在直线x﹣y+1=0上,
∴点A(﹣3,5),B(2,8)P在直线x﹣y+1=0同侧,
设点A关于直线x﹣y+1=0的对称点为C(a,b),
则,解得a=4,b=﹣2,∴C(4,﹣2),
∴|PA|+|PB|的最小值为:
|BC|2.
故选:D.
【点评】本题考查两线段和的最小值的求法,考查直线方程、两点间距离公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
3.(2024 龙凤区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,A(﹣1,0),B(2,0),若直线x﹣2y+m=0上存在点P满足,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点】两点间的距离公式.
【专题】计算题;转化思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】A
【分析】求出点P的轨迹方程,要使直线x﹣2y+m=0上存在点P满足,只需满足直线与圆有公共点.
【解答】解:设点P的坐标为(x,y),因为,A(﹣1,0),B(2,0),
所以,整理得:(x+2)2+y2=4,
所以点P的轨迹是以圆心(﹣2,0),半径为r=2的圆;
所以圆心(﹣2,0)到x﹣2y+m=0的距离为,
要使直线x﹣2y+m=0上存在点P满足,只需满足直线与圆相交或相切.
即,解得:.
故选:A.
【点评】本题考查了圆的方程,点到直线的距离公式,以及直线与圆的位置关系,是中档题.
4.(2024 红谷滩区校级模拟)在平面直角坐标系中,集合A={(x,y)|kx﹣y+k=0},集合B={(x,y)|y=kx﹣1},已知点M∈A,点N∈B,记d表示线段MN长度的最小值,则d的最大值为( )
A.2 B. C.1 D.
【考点】两点间的距离公式.
【专题】计算题;转化思想;综合法;直线与圆;集合;数学运算.
【答案】D
【分析】根据题意,将集合A、B看作是直线的集合,求出定点坐标,进而利用距离公式算出答案.
【解答】解:集合A={x|kx﹣y+k=0}表示直线l1:kx﹣y+k=0上的点组成的集合,
将kx﹣y+k=0变形,可得y=k(x+1),所以直线l1:kx﹣y+k=0过定点E(﹣1,0).
集合B={(x,y)|y=kx﹣1}表示直线l2:y=kx﹣1上的点组成的集合,
直线l2:y=kx﹣1过定点F(0,﹣1).
由于直线l1∥l2,所以线段MN长度d的最小值是平行线l1、l2的距离,
当线段MN与直线l1、l2都垂直时,d有最大值,最大值为.
故选:D.
【点评】本题主要考查直线的方程及其性质、两条直线的位置关系、两点之间的距离公式等知识,属于基础题.
5.(2024 和平区期末)设点P,Q分别为直线3x+4y﹣7=0与直线6x+8y+3=0上的任意一点,则|PQ|的最小值为( )
A.1 B.2 C. D.
【考点】两点间的距离公式;两条平行直线间的距离.
【专题】转化思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】C
【分析】根据题意可得直线3x+4y﹣7=0与直线6x+8y+3=0平行,再利用平行线间的距离公式即可求解.
【解答】解:∵,
∴直线3x+4y﹣7=0与直线6x+8y+3=0平行,
又点P,Q分别为直线3x+4y﹣7=0与直线6x+8y+3=0上的任意一点,
又直线6x+8y+3=0可化为3x+4y0,
∴|PQ|的最小值为.
故选:C.
【点评】本题考查线线平行的判定,平行线间的距离公式的应用,属基础题.
二.多选题(共2小题)
(多选)6.(2024 邢台期末)已知点A(0,0),B(1,﹣1),直线l:mx﹣y+2=0,则下列结论正确的是( )
A.当m=﹣3时,点A,B到直线l距离相等
B.当m=0时,直线l的斜率不存在
C.当m=1时,直线l在x轴上的截距为﹣2
D.当m=﹣1时,直线l与直线AB平行
【考点】点到直线的距离公式;直线的斜率;直线的截距式方程;直线的一般式方程与直线的平行关系.
【专题】计算题;转化思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】CD
【分析】根据题意,利用点到直线的距离公式判断出A项的正误;由直线的方程算出直线的斜率,判断出B项的正误;根据截距的概念判断出C项的正误;根据两条直线平行计算出m的值,判断出D项的正误,由此得解.
【解答】解:对于A,当m=﹣3时,直线l为﹣3x﹣y+2=0,
此时点A到l的距离为,点B到直线l的距离为,不相等,故A不正确;
对于B,m=0时,直线l为y=2,直线的斜率存在且为0,故B不正确;
对于C,m=1时,直线l为x﹣y+2=0,取y=0,得x=﹣2,即直线l在x轴上的截距为﹣2,故C正确;
对于D:m=﹣1时,直线l为﹣x﹣y+2=0,其斜率k=﹣1,不过A点,
而,AB斜率与直线l的斜率相等,所以直线l与直线AB平行,故D正确.
故选:CD.
【点评】本题主要考查直线的基本量与基本形式,考查了计算能力、概念的理解能力,属于基础题.
(多选)7.(2024 四平期中)已知直线l过点(1,3),点A(﹣4,2),B(2,﹣2)到直线l的距离相等,则直线l的方程可能是( )
A.2x+3y﹣11=0 B.3x+2y﹣8=0
C.3x﹣2y+3=0 D.2x﹣3y+7=0
【考点】点到直线的距离公式.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】AC
【分析】根据题意,分别讨论直线l与直线AB平行或直线l过线段AB的中点,即可求直线l的方程.
【解答】解:当直线l与直线AB平行时,因为,所以直线l的方程为,即2x+3y﹣11=0.
当直线l过线段AB的中点时,AB的中点为(﹣1,0),所以直线l的方程为,即3x﹣2y+3=0.
综上所述,直线l的方程为2x+3y﹣11=0或3x﹣2y+3=0.
故选:AC.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式,是基础题.
三.填空题(共3小题)
8.(2024 博爱县校级期末)直线2x﹣3y=0与3x﹣2y=1上任意两点最小距离为 0 .
【考点】两点间的距离公式;两条平行直线间的距离.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】0.
【分析】根据两直线的斜率不相等判断两直线相交,即可得最小距离为0.
【解答】解:直线2x﹣3y=0的斜率为,直线3x﹣2y=1的斜率为,
因为k1≠k2,所以两直线相交,故最小距离为0.
故答案为:0.
【点评】本题主要考查两点间的距离,属于基础题.
9.(2024 台州期末)点P(1,2)到直线3x+4y﹣6=0的距离为 1 .
【考点】点到直线的距离公式.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】见试题解答内容
【分析】直接利用点到直线的距离公式计算可得.
【解答】解:点P(1,2)到直线3x+4y﹣6=0的距离.
故答案为:1.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式,属于基础题.
10.(2024 江苏模拟)已知A(﹣1,0),B(﹣4,0),|PB|=2|PA|,若平面内满足到直线l:3x+4y+m=0的距离为1的点P有且只有3个,则实数m= ±5 .
【考点】点到直线的距离公式.
【专题】方程思想;定义法;直线与圆;数学运算.
【答案】见试题解答内容
【分析】求出点P的轨迹方程是圆,根据题意知圆心到直线的距离d=1,由此列方程求出m的值.
【解答】解:设点P(x,y),由A(﹣1,0),B(﹣4,0),|PB|=2|PA|,
得2,化简得x2+y2=4;
平面内满足到直线l:3x+4y+m=0的距离为1的点P有且只有3个,
则圆心O(0,0)到直线l的距离d1,
解得m=±5.
故答案为:±5.
【点评】本题考查了直线与圆的应用问题,也考查了运算求解能力,是基础题.
四.解答题(共5小题)
11.(2024 菏泽期中)已知点A(﹣2,﹣1)、B(6,3).
(1)求线段AB的垂直平分线的直线方程;
(2)若点A、B到直线l:ax+y+1=0的距离相等,求实数a的值.
【考点】点到直线的距离公式;直线的一般式方程与直线的垂直关系.
【专题】计算题;转化思想;综合法;直线与圆;数学运算.
【答案】(1)2x+y﹣5=0;
(2)或﹣1.
【分析】(1)求出直线AB的斜率与线段AB的中点,即可求出线段AB的垂直平分线的方程;
(2)求出线段AB的中点C的坐标,分两种情况讨论:①点C在直线l上;②直线l与直线AB平行.由此列式算出实数a的值.
【解答】解:(1)线段AB的中点为C(2,1),,
故线段AB的中垂线的方程为y﹣1=﹣2(x﹣2),即2x+y﹣5=0.
(2)由条件线段AB的中点为C(2,1)在直线上或线段AB所在直线与直线平行,
若线段AB的中点为C(2,1)在直线l上,则2a+1+1=2a+2=0,解得a=﹣1;
线段AB所在直线与直线l平行,则,解得.
综上所述,a=﹣1或.
【点评】本题主要考查直线的方程及其性质、点到直线的距离公式及其应用等知识,考查了计算能力、逻辑推理能力,属于基础题.
12.(2024 潮阳区校级期中)直线l过点P(2,﹣1).
(1)若直线l与直线x+y+1=0平行,求直线l的方程;
(2)若点A(1,2)到直线l的距离为1,求直线l的方程.
【考点】点到直线的距离公式;直线的一般式方程与直线的平行关系.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据已知条件,结合直线平行的性质,即可求解.
(2)根据已知条件,分类讨论,并结合点到直线的距离公式,即可求解.
【解答】解:(1)由题意可设,直线l的方程为x+y+m=0,m≠1,
∵直线l过点P(2,﹣1),
∴2﹣1+m=0,解得m=﹣1,
故直线l的方程为x+y﹣1=0.
(2)当直线l的斜率不存在时,直线l为x=2,符合题意,
当直线l斜率存在时,直线l为y+1=k(x﹣2),
∵点A(1,2)到直线l的距离为1,
∴,解得k,
故直线方程为4x+3y﹣5=0,
综上所述,所求的直线方程为x﹣2=0或4x+3y﹣5=0.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式,属于基础题.
13.(2024 龙口市月考)已知△ABC的三个顶点是A(﹣2,1),B(0,﹣3),C(3,4).
(1)求△ABC的面积S;
(2)若直线l过点C,且点A,B到直线l的距离相等,求直线l的方程.
【考点】点到直线的距离公式;待定系数法求直线方程.
【专题】方程思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】(1)13;
(2)2x+y﹣10=0或5x﹣4y+1=0.
【分析】(1)先求出直线AB的方程,再结合点到直线的距离公式,即可求解;
(2)由题意可知,直线l与AB平行或通过AB的中点,再分类讨论,即可求解.
【解答】解:(1)A(﹣2,1),B(0,﹣3),
,
故直线AB的方程为y=﹣2x﹣3,即2x+y+3=0,
,
点C到直线AB的距离为
所以△ABC的面积S为;
(2)因为点A,B到直线l的距离相等,所以直线l与AB平行或通过AB的中点,
①当直线l与AB平行,所以kl,所以l:2x+y﹣10=0.
②当直线l通过AB的中点D(﹣1,﹣1),
所以,所以l:,即5x﹣4y+1=0,
综上:直线l的方程为2x+y﹣10=0或5x﹣4y+1=0.
【点评】本题主要考查点到直线的距离,属于基础题.
14.(2024 巴宜区校级期中)已知A(﹣1,1),B(2,﹣2),C(5,1).
(1)求点A到直线BC的距离;
(2)求△ABC的外接圆的方程.
【考点】点到直线的距离公式;圆的标准方程.
【专题】转化思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用直线的两点式求得直线BC的方程为x﹣y﹣4=0,由点到直线距离公式即可求出结果;
(2)设△ABC的外接圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,代入坐标联立解方程组即可求得结果.
【解答】解:(1)直线BC的方程为,
化简可得x﹣y﹣4=0,
所以点A到直线BC的距离.
(2)设ABC的外接圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
将A,B,C的坐标代入,得
,即解得;
故所求圆的方程为x2+y2﹣4x﹣2y﹣4=0.
【点评】本题主要考查点到直线的距离公式,属于中档题.
15.(2024 澄城县期中)已知直线l经过点P(2,5),且斜率为.
(1)求直线l的方程;
(2)若直线m与直线l平行,且点P到直线m的距离为3,求直线m的方程.
【考点】点到直线的距离公式;直线的点斜式方程.
【专题】对应思想;转化法;直线与圆;数学运算.
【答案】(1)3x﹣4y+14=0;
(2)3x﹣4y﹣1=0或3x﹣4y+29=0.
【分析】(1)根据点斜式方程求出直线方程即可;
(2)根据点到直线的距离公式得到关于c的方程,解出即可求出直线m的方程.
【解答】解:(1)∵点P(2,5),且斜率为,
由点斜式得直线l的方程为:y﹣5(x﹣2),
即3x﹣4y+14=0;
(2)由直线m与直线l平行,
可设直线m的方程为3x﹣4y+c=0(c≠14),
由点到直线的距离公式得3,
解得:c=﹣1或c=29,
故直线m的方程为:3x﹣4y﹣1=0或3x﹣4y+29=0.
【点评】本题考查了求直线方程问题,考查点斜式方程,是基础题.
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