2.1直线与直线的方程

文档属性

名称 2.1直线与直线的方程
格式 zip
文件大小 665.7KB
资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2017-03-27 10:48:25

文档简介

1.4 两条直线的交点
时间:45分钟 满分:80分
班级________  姓名________  分数________
 
一、选择题(每小题5分,共5×6=30分)
1.直线3x+y-5=0与x+y-1=0的交点是(  )
A.(2,-1)
B.(-1,2)
C.(-2,1)
D.(-2,-1)
答案:A
解析:由 得
2.若(-1,-2)为直线ax+3y+8=0与x-by=0的交点,则a,b的值分别为(  )
A.2,
B.,2
C.-2,-
D.-2,
答案:A
解析:∵(-1,-2)为两条直线的交点,
∴ 得
3.下列直线中,与直线2x-y-3=0相交的是(  )
A.4x-2y-6=0
B.y=2x
C.y=2x+5
D.y=-2x+3
答案:D
解析:因为直线2x-y-3=0的斜率为2,所以与直线2x-y-3=0相交的直线的斜率不为2,排除A,B,C,故选D.
4.已知三条直线y=2x,x+y=3,mx+ny+5=0交于一点,则坐标(m,n)可能是(  )
A.(1,-3)
B.(3,-1)
C.(-3,1)
D.(-1,3)
答案:A
解析:解析
由 得由三条直线相交于一点,可知m×1+n×2+5=0
即m+2n+5=0,结合选项可知A项正确.
5.若直线ax+y-4=0与直线x-y-2=0的交点位于第一象限,则实数a的取值范围是(  )
A.(-1,2)
B.(-1,+∞)
C.(-∞,2)
D.(-∞,-1)∪(2,+∞)
答案:A
解析:因为直线ax+y-4=0与直线x-y-2=0相交,所以a≠-1.由,解得,即两直线的交点坐标为.由题意可得,所以,解得-16.无论m、n取何实数,直线(3m-n)x+(m+2n)y-n=0都过一定点P,则P点坐标为(  )
A.(-1,3)
B.(-,)
C.(-,)
D.(-,)
答案:D
解析:直线(3m-n)x+(m+2n)y-n=0整理为
m(3x+y)-n(x-2y+1)=0,
解方程组得交点坐标为(-,).
因此无论m,n取何实数直线必经过点(
-,).
二、填空题(每小题5分,共5×3=15分)
7.已知直线Ax+3y+C=0与直线2x-3y+4=0的交点在y轴上,则C的值为________.
答案:-4
解析:因为两直线的交点在y轴上,且直线2x-3y+4=0与y轴的交点是,所以点在直线Ax+3y+C=0上,则A×0+3×+C=0,解得C=-4.
8.经过直线l1:x+3y+5=0和l2:x-2y+7=0的交点及点A(2,1)的直线l的方程为________.
答案:3x-41y+35=0
解析:由,解得,即直线l1和l2的交点为.又直线l过点A(2,1),所以直线l的方程为=,即3x-41y+35=0.
9.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m,n)重合,则m+n=______.
答案:
解析:由题可知纸的折痕应是点(0,2)与点(4,0)连线的中垂线,即直线y=2x-3,它也是点(7,3)与点(m,n)连线的中垂线,于是 解得 故m+n=.
三、解答题(共35分,11+12+12)
10.(1)求经过两直线2x-3y-3=0和x+y+2=0的交点且与直线3x+y-1=0平行的直线l的方程;
(2)求经过两直线l1:x-2y+4=0和l2:x+y-2=0的交点P,且与直线l3:3x-4y+5=0垂直的直线l的方程.
解:(1)由,解得,所以交点为.
因为直线l与直线3x+y-1=0平行,所以直线l的斜率为-3,
所以直线l的方程为y+=-3,
即15x+15y+16=0.
(2)解方程组,得,即交点P(0,2).
因为直线l3的斜率为,所以直线l的斜率为-,
所以直线l的方程为y=-x+2,即4x+3y-6=0.
11.直线l被直线l1:4x+y+3=0和l2:3x-5y-5=0截得的线段的中点为P(-1,2),求直线l的方程.
解:设直线l与l1的交点为A(x0,y0),
由题意,得直线l与l2的交点为B(-2-x0,4-y0),
且满足,
即,解得,
所以A(-2,5),B(0,-1).
因此直线l的方程为=,即3x+y+1=0.
12.已知三条直线l1:4x+y-4=0,l2:mx+y=0,l3:2x-3my-4=0.
(1)若直线l1,l2,l3交于一点,求实数m的值;
(2)若直线l1,l2,l3不能围成三角形,求实数m的值.
解:(1)∵直线l1,l2,l3交于一点,∴l1与l2不平行,∴m≠4.
由,得,
即l1与l2的交点为,
代入l3的方程,得-3m·-4=0,解得m=-1或.
(2)若l1,l2,l3交于一点,则m=-1或;
若l1∥l2,则m=4;
若l1∥l3,则m=-;
若l2∥l3,则不存在满足条件的实数m.
综上,可得m=-1或或4或-.1.3 两条直线的位置关系
时间:45分钟 满分:80分
班级________  姓名________  分数________
 
一、选择题(每小题5分,共5×6=30分)
1.下列命题中,正确的是(  )
A.斜率相等的两条直线一定平行
B.若两条不重合的直线l1,l2平行,则它们的斜率一定相等
C.直线l1:x=1与直线l2:x=2不平行
D.直线l1:(-1)x+y=2与直线l2:x+(+1)y=3平行
答案:D
解析:A错误,斜率相等的两条直线还可能重合.B错误,当两条不重合的直线l1,l2平行时,它们的斜率可能相等,也可能不存在.C错误,直线l1与l2的斜率都不存在,且1≠2,所以两直线平行.D正确,由于直线l1:(-1)x+y=2与直线l2:x+(+1)y=3的斜率分别为k1=1-,k2=-=1-,则k1=k2,所以l1∥l2.
2.由三条直线l1:2x-y+2=0,l2:x-3y-3=0和l3:6x+2y+5=0围成的三角形是(  )
A.直角三角形
B.等边三角形
C.钝角三角形
D.锐角三角形
答案:A
解析:kl2=,kl3=-3,∴kl2·kl3=-1,∴l2⊥l3.
3.已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与斜率为-2的直线平行,则实数m的值是(  )
A.-8
B.0
C.2
D.10
答案:A
解析:由题意可知kAB==-2,所以m=-8.
4.已知直线l1经过两点(-1,-2),(-1,4),直线l2经过两点(2,1),(6,y),且l1⊥l2,则y=(  )
A.-2
B.1
C.2
D.4
答案:B
解析:因为l1⊥l2,且直线l1的斜率k1不存在,所以直线l2的斜率k2=0,则y=1.
5.下列直线中,与己知直线y=-x+1平行,且不过第一象限的直线的方程是(  )
A.3x+4y+7=0
B.4x+3y+7=0
C.4x+3y-42=0
D.3x+4y-42=0
答案:B
解析:先看斜率,A、D选项中斜率为-,排除掉;再看纵截距,要使纵截距小于0,才能使直线不过第一象限,只有B选项符合.
6.已知直线l的方程为f(x,y)=0,P1(x1,y1)和P2(x2,y2)分别是直线l上和直线l外的点,则方程f(x,y)-f(x1,y1)-f(x2,y2)=0表示(  )
A.与l重合的直线
B.过点P1且与l垂直的直线
C.过点P2且与l平行的直线
D.不过点P2但与l平行的直线
答案:C
解析:设f(x,y)=ax+by+c=0,则f(x1,y1)=0,而f(x2,y2)=m≠0,则f(x,y)-f(x1,y1)-f(x2,y2)=0可定为ax+by+c-m=0,显然与l平行,且过点(x2,y2).
二、填空题(每小题5分,共5×3=15分)
7.已知在平行四边形ABCD中,A(1,2),B(5,0),C(3,4),则点D的坐标为________.
答案:(-1,6)
解析:设D(a,b),由平行四边形ABCD,得kAB=kCD,kAD=kBC,即,解得,所以D(-1,6).
8.已知直线l过点(-2,-3)且与直线2x-3y+4=0垂直,则直线l的方程为________.
答案:3x+2y+12=0
解析:直线2x-3y+4=0的斜率为,又直线l与该直线垂直,所以直线l的斜率为-.又直线l过点(-2,-3),因此直线l的方程为y-(-3)=-×[x-(-2)],即3x+2y+12=0.
9.已知△ABC的三个顶点的坐标分别为A(-1,0),B(0,2),C(a,0),若AB⊥BC,则a=________.
答案:4
解析:因为kAB==2,所以直线BC的斜率存在,且kBC==-.由2·=-1,得a=4.
三、解答题(共35分,11+12+12)
10.已知直线l1:x+2ay-1=0与直线l2:(3a-1)x-ay-1=0平行,求实数a的值.
解:①当a=0时,两直线的斜率不存在,直线l1:x-1=0,直线l2:x+1=0,此时l1∥l2,满足题意.
②当a≠0时,l1:y=-x+,l2:y=x-,
直线l1的斜率为k1=-,直线l2的斜率为k2=,
又两直线平行,则,解得a=.
综上,可得a=0或.
11.已知直线l1:(m+2)x+(m+3)y-5=0和l2:6x+(2m-1)y=5.求满足下列条件的实数m的值.
(1)l1∥l2;
(2)l1⊥l2.
解:(1)由(m+2)(2m-1)=6(m+3),得m=4或m=-.
当m=4时,l1:6x+7y-5=0,l2:6x+7y-5=0,即l1与l2重合;
当m=-时,l1:-x+y-5=0,l2:6x-6y-5=0,即l1∥l2.
∴当m=-时,l1∥l2.
(2)由6(m+2)+(m+3)(2m-1)=0,得m=-1或-.
∴当m=-1或-时,l1⊥l2.
12.已知直线l1:(a-1)x+y+b=0,l2:ax+by-4=0,求满足下列条件的a,b的值.
(1)l1⊥l2,且l1过点(1,1);
(2)l1∥l2,且l2在第一象限内与两坐标轴围成的三角形的面积为2.
解:(1)∵l1⊥l2,∴a(a-1)+b=0. ①
又l1过点(1,1),∴a+b=0. ②
由①②,解得或.
当a=0,b=0时不合题意,舍去.
∴a=2,b=-2.
(2)∵l1∥l2,∴a-b(a-1)=0, ③
由题意知a>0,b>0,直线l2与两坐标轴的交点坐标分别为,.
则××=2,
得ab=4, ④
由③④,得a=2,b=2.1.5 平面直角坐标系中的距离公式
时间:45分钟 满分:80分
班级________  姓名________  分数________
 
一、选择题(每小题5分,共5×6=30分)
1.点P(-1,2)到直线3x-1=0的距离为(  )
A.5
B.4
C.
D.
答案:D
解析:直线3x-1=0的方程可化为x=,所以点P(-1,2)到该直线的距离为d==.
2.已知点A在x轴上,点B在y轴上,线段AB的中点M的坐标是(3,4),则AB的长为(  )
A.10
B.5
C.8
D.6
答案:A
解析:设A(a,0),B(0,b),则a=6,b=8,即A(6,0),B(0,8),所以|AB|===10.
3.已知两点A(3,2)和B(-1,4)到直线mx+y+3=0的距离相等,则实数m的值为(  )
A.-6或
B.-或1
C.-或
D.0或
答案:A
解析:=,即|3m+5|=|7-m|,解得m=-6或.
4.到直线3x-4y+1=0的距离为3,且与此直线平行的直线方程是(  )
A.3x-4y+4=0
B.3x-4y+4=0或3x-4y-2=0
C.3x-4y+16=0
D.3x-4y+16=0或3x-4y-14=0
答案:D
解析:在直线3x-4y+1=0上取点(1,1).设与直线3x-4y+1=0平行的直线方程为3x-4y+m=0,则=3,解得m=16或m=-14,即所求直线方程为3x-4y+16=0或3x-4y-14=0.
5.过点P(0,1)且和A(3,3),B(5,-1)距离相等的直线的方程是(  )
A.y=1
B.2x+y-1=0
C.y=1或2x+y-1=0
D.2x+y-1=0或2x+y+1=0
答案:C
解析:∵kAB==-2,过P与AB平行的直线方程为y-1=-2(x-0),
即:2x+y-1=0:又AB的中点C(4,1),∴PC的方程为y=1.
6.若实数x,y满足x+y-4=0,则x2+y2的最小值是(  )
A.10
B.8
C.6
D.4
答案:B
解析:实际上就是求原点到直线x+y-4=0的距离的平方.
二、填空题(每小题5分,共5×3=15分)
7.已知A(a,3),B(-2,5a),|AB|=13,则实数a的值为________.
答案:3或-2
解析:依题意及两点间的距离公式,得=13,整理得a2-a-6=0,解得a=3或a=-2.
8.已知点P为x轴上一点,且点P到直线3x-4y+6=0的距离为6,则点P的坐标为________.
答案:(-12,0)或(8,0)
解析:设P(a,0),则有=6,解得a=-12或8,∴点P的坐标为(-12,0)或(8,0).
9.与直线7x+24y=5平行且距离等于3的直线方程为______________________.
答案:7x+24y+70=0或7x+24y-80=0
解析:由题意设所求直线方程为7x+24y+c=0,则有=3,解得c=70或c=-80.
三、解答题(共35分,11+12+12)
10.已知点A(-1,2),B(2,),在x轴上求一点P,使得|PA|=|PB|,并求|PA|的值.
解:设所求点为P(x,0),于是有
|PA|=
=,
|PB|==,
由|PA|=|PB|,得=,解得x=1,
所以|PA|==2.
11.已知直线l1:mx+8y+n=0与l2:2x+my-1=0互相平行,且l1,l2之间的距离为,求直线l1的方程.
解:因为l1∥l2,所以=≠,
解得或.
当m=4时,直线l1的方程为4x+8y+n=0,
直线l2的方程为2x+4y-1=0,
即4x+8y-2=0.
由已知得=,
解得n=-22或18.
所以,所求直线l1的方程为
2x+4y-11=0或2x+4y+9=0.
当m=-4时,直线l1的方程为4x-8y-n=0,
l2为2x-4y-1=0,即4x-8y-2=0,
由已知得=,
解得n=-18或n=22,
所以所求直线l1的方程为
2x-4y+9=0或2x-4y-11=0.
综上可知,直线l1的方程有四个,分别为
2x+4y-11=0或2x+4y+9=0
或2x-4y+9=0或2x-4y-11=0.
12.已知△ABC中,A(2,-1),B(4,3),C(3,-2).
(1)求BC边上的高所在直线的一般式方程;
(2)求△ABC的面积.
解:(1)由斜率公式,得kBC=5,
所以BC边上的高所在直线方程为y+1=-(x-2),即x+5y+3=0.
(2)由两点间的距离公式,得|BC|=,BC边所在的直线方程为y+2=5(x-3),即5x-y-17=0,
所以点A到直线BC的距离d==,
故S△ABC=××=3.1.2 直线的方程
时间:45分钟 满分:80分
班级________  姓名________  分数________
 
一、选择题(每小题5分,共5×6=30分)
1.过点(0,1),且倾斜角为45°的直线方程是(  )
A.y=-x+1
B.y=-x-1
C.y=x+1
D.y=x-1
答案:C
解析:因为直线的斜率k=tan45°=1,所以由已知及直线的点斜式方程,得y-1=x-0,即y=x+1.
2.经过点A(2,-1),B(-4,5)的直线的一般式方程为(  )
A.x+y+1=0
B.x-y+1=0
C.x-y-1=0
D.x+y-1=0
答案:D
解析:因为直线过A(2,-1),B(-4,5),所以由直线方程的两点式得直线方程为=,化为一般式得x+y-1=0.
3.斜率为2,在y轴上的截距为3的直线经过的象限有(  )
A.第一、二、三象限
B.第一、三、四象限
C.第一、三、四象限
D.第二、三、四象限
答案:A
解析:直线的斜截式方程为y=2x+3,所以直线经过第一、二、三象限.
4.直线+=1(ab<0)的图象可能是(  )
答案:C
解析:直线在x,y轴上的截距分别为a,b,且ab<0,排除A,B,D,故选C.
5.若k∈R,直线kx-y-2k-1=0恒过一个定点,则这个定点的坐标为(  )
A.(1,-2)
B.(-1,2)
C.(-2,1)
D.(2,-1)
答案:D
解析:y+1=k(x-2)是直线的点斜式方程,故它所经过的定点为(2,-1).
6.若直线(m2-1)x-y-2m+1=0,不经过第一象限,则实数m的取值范围是(  )
A.B.-1C.-≤m≤1
D.≤m≤1
答案:D
解析:考查直线在x轴、y轴上的截距,若直线不经过第一象限,则有

∴≤m≤1.
二、填空题(每小题5分,共5×3=15分)
7.过点P1(-2,0)、P2(1,5)的直线的两点式方程为__________,
化成斜截式方程是________,化成截距式方程是__________.
答案:= y=x+ +=1
8.已知直线与两坐标轴相交且被两坐标轴截得的线段的中点是(2,4),则此直线的方程为__________.
答案:2x+y-8=0
解析:设直线与x轴的交点为(a,0),与y轴的交点为(0,b),则由已知得:=2,=4,即a=4,b=8,所以所求直线的方程为+=1,即2x+y-8=0.
9.直线的斜率为且和两坐标轴围成的三角形面积为3,则此直线的方程为________.
答案:x-6y+6=0或x-6y-6=0
解析:设l的方程为+=1,因为k=,则=-,a=-6b.又|ab|=6.∴b=±1,a=±6.
三、解答题(共35分,11+12+12)
10.写出经过下列两点的直线方程,并画出图形.
(1)A(3,0)与B(0,6);
(2)D(3,2)与E(-2,-3).
解:(1)由经过两点的直线的斜率公式,得直线AB的斜率k==-2,则该直线的点斜式方程为y-6=(-2)·(x-0),可化为2x+y-6=0,其图形如图(1)所示.
 
(2)由经过两点的直线的斜率公式,得直线DE的斜率k==1,则该直线的点斜式方程为y-2=1·(x-3),可化为x-y-1=0,其图形如图(2)所示.
11.设直线l的方程为(a+1)x+y+2-a=0(a∈R).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求l的方程;
(2)若l不经过第二象限,求实数a的取值范围.
解:(1)当直线过原点时,该直线在x轴和y轴上的截距均为0,所以a=2,此时直线l的方程为3x+y=0;
当直线不过原点时,由截距存在且相等,得=a-2,即a+1=1,解得a=0,此时直线l的方程为x+y+2=0.
综上所述,直线l的方程为3x+y=0或x+y+2=0.
(2)将直线l的方程化为y=-(a+1)x+a-2,则由题意可得
,解得a≤-1.
故实数a的取值范围是(-∞,-1].
12.已知直线l过点(-2,1).
(1)若直线不经过第四象限,求直线l的斜率k的取值范围;
(2)若直线l交x轴的负半轴于A,交y轴的正半轴于B,△AOB的面积为S(O为坐标原点),求S的最小值并求此时直线l的方程.
解:(1)当直线的斜率k=0时,直线为y=1,符合题意;
当k≠0时,设直线l的方程为y-1=k(x+2),直线在x轴上的截距为-,在y轴上的截距为1+2k,要使直线不经过第四象限,
则有,解得k>0.
综上所述,直线l的斜率k的取值范围为[0,+∞).
(2)设直线l的方程为y-1=m(x+2),由题意可知m≠0,再由l的方程,得A,B(0,1+2m).依题意得,得m>0.
又S=·|OA|·|OB|=··|1+2m|=·=,
易证明函数y=4m+在上是减函数,在上是增函数,
所以当m=时,S取得最小值,且Smin=4,
此时直线l的方程为x-2y+4=0.第二章 解析几何初步
1 直线与直线的方程
1.1 直线的倾斜角和斜率
时间:45分钟 满分:80分
班级________  姓名________  分数________
 
一、选择题(每小题5分,共5×6=30分)
1.已知直线过点A(0,4)和点B(1,2),则直线AB的斜率为(  )
A.3
B.-2
C.2
D.不存在
答案:B
解析:由题意可得AB的斜率为k==-2.
2.以下两点确定的直线的斜率不存在的是(  )
A.(4,1)与(-4,-1)
B.(0,1)与(1,0)
C.(1,4)与(-1,4)
D.(-4,1)与(-4,-1)
答案:D
解析:选项A,B,C,D中,只有D选项的横坐标相同,所以这两点确定的直线与x轴垂直,即它们确定的直线的斜率不存在.
3.经过原点O(0,0)与点P(1,1)的直线的倾斜角为(  )
A.30°
B.45°
C.60°
D.135°
答案:B
解析:设过点O与点P的直线的倾斜角为α.因为直线OP的斜率k==1,又0°≤α<180°,所以α=45°.
4.若直线经过点A(m2,0),B(2,m),且倾斜角为60°,则实数m=(  )
A.1或-1
B.2或-2
C.1或-2
D.-1或2
答案:C
解析:因为直线的倾斜角为60°,所以其斜率k=tan60°=.又直线经过点A(m2,0),B(2,m),所以=,即m2+m-2=0,解得m=1或-2.
5.如图所示,直线l1、l2、l3的斜率分别是k1、k2、k3,则(  )
A.k1<k2<k3
B.k3<k1<k2
C.k3<k2<k1
D.k1<k3<k2
答案:D
解析:设直线l1、l2、l3的倾斜角分别是α1、α2、α3,则90°<α1<180°,0°<α3<α2<90°,
∴tanα1<0,tanα2>tanα3>0.
∴k1<k3<k2.
6.已知直线l1过点A(-1,-1)和B(1,1),直线l2的倾斜角是直线l1的倾斜角的2倍,则直线l2的斜率是(  )
A.1
B.-1
C.2
D.不存在
答案:D
解析:设直线l1的倾斜角为α.因为直线l1过点A(-1,-1)和B(1,1),所以直线l1的斜率为=1.又0°≤α<180°,所以α=45°,则直线l2的倾斜角为90°,所以直线l2的斜率不存在.
二、填空题(每小题5分,共5×3=15分)
7.若直线l的斜率k的取值范围是,则该直线的倾斜角α的取值范围是________.
答案:[0°,30°)
解析:当0≤k<时,因为tan0°=0,tan30°=,所以0°≤α<30°.
8.已知A(2,-3),B(4,3),C三点在同一条直线上,则实数m的值为________.
答案:12
解析:因为A、B、C三点在同一条直线上,所以有kAB=kAC,即=,解得m=12.
9.若经过A(2,1),B(1,m)的直线l的倾斜角为锐角,则m的取值范围是________.
答案:m<1
解析:由l的倾斜角为锐角,可知KAB=>0,即m<1.
三、解答题(共35分,11+12+12)
10.如图,直线l2的倾斜角α2=120°,直线l1的倾斜角为α1,直线l1⊥l2,求直线l1的斜率.
解:由平面几何知识可得α2=α1+90°,
所以α1=α2-90°=120°-90°=30°,
所以直线l1的斜率为k=tan30°=.
11.已知点A(1,0),P为抛物线y=x2+2x-3上一点,若直线PA的倾斜角为45°,求点P的坐标.
解:设点P(x1,y1)(x1≠1),则y1=x+2x1-3.
因为A(1,0),所以kPA===x1+3.
又直线PA的倾斜角为45°,所以kPA=1,
所以x1+3=1,即x1=-2.
当x1=-2时,y1=(-2)2+2×(-2)-3=-3.
所以点P的坐标为(-2,-3).
12.若经过点A(1-t,1+t)和点B(3,2t)的直线的倾斜角α不是锐角,求实数t的取值范围.
解:因为直线的倾斜角α不是锐角,
所以α=0°或α=90°或α是钝角.
当α=0°时,1+t=2t,得t=1;
当α=90°时,1-t=3,得t=-2;
当α是钝角时,直线的斜率小于0,即<0,得<0,
所以或,解得-2综上所述,实数t的取值范围为[-2,1].