苏教版(2019)高中数学 选择性必修第一册 第1章 章末复习课(课件+学案)

文档属性

名称 苏教版(2019)高中数学 选择性必修第一册 第1章 章末复习课(课件+学案)
格式 zip
文件大小 3.5MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2021-07-17 21:01:15

文档简介

章末检测试卷(一)
(时间:120分钟
满分:150分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.直线x+y=0的倾斜角为(  )
A.45°
B.60°
C.90°
D.135°
答案 D
解析 因为直线的斜率为-1,所以tan
α=-1,即倾斜角为135°.
2.过点(0,-2)且与直线x+2y-3=0垂直的直线方程为(  )
A.2x-y+2=0
B.x+2y+2=0
C.2x-y-2=0
D.2x+y-2=0
答案 C
解析 设该直线方程为2x-y+m=0,
由于点(0,-2)在该直线上,
则2×0+2+m=0,即m=-2,
即该直线方程为2x-y-2=0.
3.直线3x-4y+5=0关于x轴对称的直线方程为(  )
A.3x+4y+5=0
B.3x+4y-5=0
C.-3x+4y-5=0
D.-3x+4y+5=0
答案 A
解析 设所求直线上任意一点(x,y),
则此点关于x轴对称的点的坐标为(x,-y),
因为点(x,-y)在直线3x-4y+5=0上,
所以3x+4y+5=0.
4.P点在直线3x+y-5=0上,且P到直线x-y-1=0的距离为,则P点坐标为(  )
A.(1,2)
B.(2,1)
C.(1,2)或(2,-1)
D.(2,1)或(-1,2)
答案 C
解析 设P(x,5-3x),则d==,解得x=1或x=2,故P(1,2)或(2,-1).
5.若直线l1:y=k(x-4)与直线l2关于点(2,1)对称,则直线l2恒过定点(  )
A.(0,4)
B.(0,2)
C.(-2,4)
D.(4,-2)
答案 B
解析 直线l1:y=k(x-4)恒过定点(4,0),其关于点(2,1)对称的点为(0,2).又由于直线l1:y=k(x-4)与直线l2关于点(2,1)对称,故直线l2恒过定点(0,2).
6.已知直线x-2y+m=0(m>0)与直线x+ny-3=0互相平行,且它们间的距离是,则m+n等于(  )
A.0
B.1
C.-1
D.2
答案 A
解析 由题意,所给两条直线平行,所以n=-2.
由两条平行直线间的距离公式,得d===,
解得m=2或m=-8(舍去),则m+n=0.
7.已知P(-1,2),Q(2,4),直线l:y=kx+3.若P点到直线l的距离等于Q点到直线l的距离,则k等于(  )
A.或6
B.
C.0
D.0或
答案 D
解析 由题可知=,
解得k=0或.
8.直线4x+3y-12=0与x轴、y轴分别交于A,B两点,则∠BAO(O为坐标原点)的平分线所在直线的方程为(  )
A.2x-y-6=0
B.x+2y-3=0
C.x+2y+3=0
D.2x-y-6=0或x+2y-3=0
答案 B
解析 由直线4x+3y-12=0,令x=0,得y=4,令y=0,得x=3,即B(0,4),A(3,0).
由图可知∠BAO为锐角,
∴∠BAO的平分线所在的直线的倾斜角为钝角,其斜率为负值.
设P(x,y)为∠BAO的平分线所在的直线上的任意一点,则点P到OA的距离为|y|,到AB的距离为=.由角平分线的性质,得|y|=,∴4x+3y-12=5y或4x+3y-12=-5y,即2x-y-6=0或x+2y-3=0.由于斜率为负值,故∠BAO的平分线所在直线的方程为x+2y-3=0.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.等腰直角三角形ABC的直角顶点为C(3,3),若点A(0,4),则点B的坐标可能是(  )
A.(2,0)
B.(6,4)
C.(4,6)
D.(0,2)
答案 AC
解析 设B点坐标为(x,y),
根据题意知

解得或
10.过点A(1,2)的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则满足条件的直线方程有(  )
A.y-x=1
B.y+x=3
C.y=2x
D.y=-2x
答案 AC
解析 当直线过原点时,可得斜率为=2,故直线方程为y=2x;当直线不过原点时,设方程为+=1,代入点(1,2)可得-=1,解得a=-1,故方程为x-y+1=0.故所求直线方程为y=2x或y-x=1.
11.直线l1:m2x+y+3=0和直线l2:3mx+(m-2)y+m=0,若l1∥l2,则m可以取的值为(  )
A.-1
B.0
C.3
D.-2
答案 AB
解析 由m2(m-2)-3m=0,解得m=0或m=-1或m=3.经验证,当m=3时,两条直线重合,舍去.所以m=0或m=-1.
12.已知点A(-2,0),B(2,0),如果直线3x-4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,那么实数m可以等于(  )
A.4
B.-4
C.10
D.-10
答案 CD
解析 直线3x-4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,则此直线与圆:x2+y2=4相切,所以=2,解得m=±10.
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知A(2,3),B(-1,2),若点P(x,y)在线段AB上,则的最大值是________.
答案 -
解析 的几何意义是点P(x,y)与点Q(3,0)连线的斜率,
又点P(x,y)在线段AB上,由图知,
当点P与点B重合时,有最大值,又kBQ==-,因此的最大值为-.
14.若直线l1:y=kx-3与l2:2x+3y-6=0的交点M在第一象限,则直线l1恒过定点________,l1的倾斜角α的取值范围是________.
答案 (0,-3) 
解析 直线l2:2x+3y-6=0在x轴和y轴上的截距分别为3,2,直线l1:y=kx-3恒过定点(0,-3),如图,
因为kPA=1,所以直线PA的倾斜角为,
由图可知,要使直线l1:y=kx-3与l2:2x+3y-6=0的交点M在第一象限,
则l1的倾斜角的取值范围是.
15.若两平行直线2x+y-4=0与y=-2x-k-2的距离不大于,则k的取值范围是________.
答案 -11≤k≤-1且k≠-6
解析 因为两平行直线2x+y-4=0与y=-2x-k-2的距离不大于,即两平行直线2x+y-4=0与2x+y+k+2=0的距离不大于,所以k+2≠-4,且≤,求得-11≤k≤-1且k≠-6.
16.在平面直角坐标系中,坐标原点O到过点A(cos
130°,sin
130°),B(cos
70°,sin
70°)的直线距离为________.
答案 
解析 kAB==

==,
根据诱导公式可知,B(sin
20°,cos
20°),
所以经过A,B两点的直线方程为
y-cos
20°=(x-sin
20°),
即sin
10°x-cos
10°y+cos
10°cos
20°-sin
10°sin
20°=0,
即sin
10°x-cos
10°y+=0,
所以原点O到直线的距离d==.
四、解答题(本题共6小题,共70分)
17.(10分)已知点A(-2,2),直线l1:3x-4y+2=0.
(1)求过点A且与直线l1垂直的直线方程;
(2)直线l2为过点A且和直线l1平行的直线,求平行直线l1,l2间的距离.
解 (1)设过点A且与直线l1垂直的直线方程为4x+3y+m=0.把点A的坐标代入可得-8+6+m=0,解得m=2.所以过点A且与直线l1垂直的直线方程为4x+3y+2=0.
(2)设过点A且和直线l1平行的直线l2的方程为3x-4y+n=0.
把点A的坐标代入可得-6-8+n=0,解得n=14,
所以直线l2的方程为3x-4y+14=0,
所以平行直线l1,l2间的距离d==.
18.(12分)在x轴的正半轴上求一点P,使以A(1,2),B(3,3)及点P为顶点的△ABP的面积为5.
解 设点P的坐标为(a,0)(a>0),点P到直线AB的距离为d,
由已知,得S△ABP=AB·d
=·d=5,解得d=2.
由已知易得,直线AB的方程为x-2y+3=0,
所以d==2,
解得a=7或a=-13(舍去),
所以点P的坐标为(7,0).
19.(12分)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l平行,且点P到直线m的距离为3,求直线m的方程.
解 (1)由直线方程的点斜式,
得y-5=-(x+2),
整理得所求直线方程为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,
由点到直线的距离公式得=3,
即=3,解得C=1或C=-29,
故所求直线方程为3x+4y+1=0或3x+4y-29=0.
20.(12分)已知直线l:(2+m)x+(1-2m)y+4-3m=0.
(1)求证:不论m为何实数,直线l恒过一定点;
(2)过点M(-1,-2)作一条直线l1,使l1夹在两坐标轴之间的线段被M点平分,求直线l1的方程.
(1)证明 因为m(x-2y-3)+2x+y+4=0,所以由题意得解得所以直线l恒过定点(-1,-2).
(2)解 设所求直线l1的方程为y+2=k(x+1),直线l1与x轴、y轴交于A,B两点,则A,B(0,k-2),因为AB的中点为M,所以,解得k=-2,
所以所求直线l1的方程为2x+y+4=0.
21.(12分)如图,面积为8的平行四边形ABCD,A为坐标原点,B的坐标为(2,-1),
C,D均在第一象限.
(1)求直线CD的方程;
(2)若BC=,求点D的横坐标.
解 (1)由题意,得kAB=kCD=-,所以设直线CD的方程为y=-x+m,即x+2y-2m=0,因为S?ABCD=8,AB=,所以=,所以m=±4,由题图可知m>0,所以m=4,所以直线CD的方程为x+2y-8=0.
(2)设D(a,b),若BC=,则AD=,所以所以点D的横坐标a=或2.
22.(12分)已知在△ABC中,A(1,1),B(m,),C(4,2)(1解 因为A(1,1),C(4,2),
所以AC==,
又直线AC的方程为x-3y+2=0,
所以点B到直线AC的距离d=,
所以S=S△ABC=AC·d=|m-3+2|
=.
因为1所以1<<2,0≤2<,
所以S=-2,
当且仅当=,即m=时,S最大.(共37张PPT)
章末复习课
第1章 
直线与方程
一、直线方程的求法及应用
二、两直线的平行与垂直
三、两直线的交点与距离问题
内容索引
知识网络
随堂演练
知识网络
一、直线方程的求法及应用
1.直线方程的几种形式的转化
2.通过求直线方程,提升了学生逻辑推理、数学运算的核心素养.
例1 在平面直角坐标系中,已知△ABC的顶点A(0,1),B(3,2).
(1)若C点坐标为(1,0),求AB边上的高所在的直线方程;
解 ∵A(0,1),B(3,2),
由垂直关系可得AB边上的高所在的直线的斜率为k=-3,
∴AB边上的高所在直线方程为y-0=-3(x-1),
化为一般式可得3x+y-3=0.
(2)若点M(1,1)为边AC的中点,求边BC所在的直线方程.
解 ∵M(1,1)为AC的中点,A(0,1),
∴C(2,1),
∴边BC所在直线方程为y-1=x-2,
化为一般式可得x-y-1=0.
反思感悟 求直线方程的一种重要方法就是待定系数法.运用此方法,要注意各种形式的方程的适用条件,选择适当的直线方程的形式至关重要.
跟踪训练1 已知△ABC的顶点A(6,1),AB边上的中线CM所在的直线方程为2x-y-5=0,AC边上的高BH所在的直线方程为x-2y-5=0.求:
(1)顶点C的坐标;
故AC边所在的直线的斜率为-2,则它的方程为y-1=-2(x-6),
即2x+y-13=0.
(2)直线BC的方程.
把M的坐标代入直线方程2x-y-5=0,
把点B的坐标代入直线方程x-2y-5=0,
化简为46x-41y-43=0.
二、两直线的平行与垂直
1.判断两直线平行、垂直的方法
(1)若不重合的直线l1与l2的斜率都存在,且分别为k1,k2,则k1=k2?l1∥l2.
(2)
若直线l1与l2的斜率都存在,且分别为k1,k2,则k1·k2=-1?l1⊥l2.
(讨论两直线平行、垂直不要遗漏直线斜率不存在的情况)
2.讨论两直线的平行、垂直关系,可以提升学生的逻辑推理素养.
3
当2-2a=-a,即a=2时,
∴AB和CD不平行;
∴a=3或a=-1.
∴AB与CD平行.
∴AB与CD重合.
∴当a=3时,直线AB和直线CD平行.
(2)若点A(4,-1)在直线l1:ax-y+1=0上,则l1与l2:2x-y-3=0的位置关系是______.
解析 将点A(4,-1)的坐标代入ax-y+1=0,
垂直
反思感悟 一般式方程下两直线的平行与垂直:
已知两直线的方程为l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不全为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不全为0),则l1∥l2?A1B2-A2B1=0且C1B2-C2B1≠0,l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.
跟踪训练2 (1)若直线mx+ny+2=0平行于直线x-2y+5=0,且在y轴上的截距为1,则m,n的值分别为
A.1和2
B.-1和2
C.1和-2
D.-1和-2
解析 由已知得直线mx+ny+2=0过点(0,1),则n=-2,
又因为两直线平行,

(2)已知直线l1:ax-3y+1=0,l2:2x+(a+1)y+1=0.若l1⊥l2,则实数a的值为________.
-3
三、两直线的交点与距离问题
1.两条直线的位置关系的研究以两直线的交点为基础,通过交点与距离涵盖直线的所有问题.
2.两直线的交点与距离问题,培养学生的数学运算的核心素养.
例3 (1)若点(1,a)到直线y=x+1的距离是
,则实数a的值为
A.-1
B.5
C.-1或5
D.-3或3
解得a=-1或a=5,∴实数a的值为-1或5.

(2)过点P(0,1)作直线l使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段被点P平分,求直线l的方程.
解 设l1与l的交点为A(a,8-2a),
则由题意知,点A关于点P的对称点B(-a,2a-6)在l2上,
代入l2的方程得-a-3(2a-6)+10=0,
解得a=4,即点A(4,0)在直线l上,
所以直线l的方程为x+4y-4=0.
反思感悟 
跟踪训练3 (1)设两条直线的方程分别为x+y+a=0,x+y+b=0,已知a,b是关于x的方程x2+x-2=0的两个实数根,则这两条直线之间的距离为
解析 根据a,b是关于x的方程x2+x-2=0的两个实数根,
可得a+b=-1,ab=-2,
∴a=1,b=-2或a=-2,b=1,∴|a-b|=3,
由已知得这两条直线互相平行,

(2)已知直线l过直线l1:x-2y+3=0与直线l2:2x+3y-8=0的交点,且点P(0,4)到直线l的距离为2,则这样的直线l的条数为
A.0
B.1
C.2
D.3

即直线l过点(1,2).
所以满足条件的直线l有2条.故选C.
方法二 依题意,设经过直线l1与l2交点的直线l的方程为2x+3y-8+λ(x-2y+3)=0(λ∈R),
即(2+λ)x+(3-2λ)y+3λ-8=0.
代入得直线l的方程为y=2或4x-3y+2=0,故选C.
随堂演练
1.点(
,4)在直线l:ax-y+1=0上,则直线l的倾斜角为
A.30°
B.45°
C.60°
D.120°
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2
3
4

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2
3
4
由此可知两条直线的斜率同号,故选B.

1
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3
4
3.设直线3x-2y-12=0与直线4x+3y+1=0交于点M,若一条光线从点P(3,2)射出,经y轴反射后过点M,则入射光线所在的直线方程为
A.x-y-1=0
B.x-y+1=0
C.x-y-5=0
D.x+y-5=0

1
2
3
4
由题意,知入射光线所在的直线存在斜率,
设入射光线所在的直线的斜率为k,
则入射光线所在的直线的方程为y-2=k(x-3),即kx-y+2-3k=0.
又M关于y轴的对称点M′(-2,-3)在入射光线所在的直线方程上,
故-2k+3+2-3k=0,解得k=1,
故入射光线所在的直线方程为x-y-1=0.
4.已知直线l1:2x+3y-8=0和l2:ax-6y-10=0.若l1∥l2,则实数a=_____,两直线l1与l2间的距离是______.
解析 直线l1:2x+3y-8=0和l2:ax-6y-10=0,l1∥l2,
-4
所以l2:ax-6y-10=0转化为2x+3y+5=0,
1
2
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4(共36张PPT)
章末检测试卷(一)
第1章 
直线与方程
(时间:120分钟
满分:150分)
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一、单项选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1.直线x+y=0的倾斜角为
A.45°
B.60°
C.90°
D.135°
解析 因为直线的斜率为-1,
所以tan
α=-1,
即倾斜角为135°.

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2.过点(0,-2)且与直线x+2y-3=0垂直的直线方程为
A.2x-y+2=0
B.x+2y+2=0
C.2x-y-2=0
D.2x+y-2=0
解析 设该直线方程为2x-y+m=0,
由于点(0,-2)在该直线上,
则2×0+2+m=0,即m=-2,
即该直线方程为2x-y-2=0.

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3.直线3x-4y+5=0关于x轴对称的直线方程为
A.3x+4y+5=0
B.3x+4y-5=0
C.-3x+4y-5=0
D.-3x+4y+5=0
解析 设所求直线上任意一点(x,y),
则此点关于x轴对称的点的坐标为(x,-y),
因为点(x,-y)在直线3x-4y+5=0上,
所以3x+4y+5=0.

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4.P点在直线3x+y-5=0上,且P到直线x-y-1=0的距离为
,则P点坐标为
A.(1,2)
B.(2,1)
C.(1,2)或(2,-1)
D.(2,1)或(-1,2)
解得x=1或x=2,故P(1,2)或(2,-1).

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5.若直线l1:y=k(x-4)与直线l2关于点(2,1)对称,则直线l2恒过定点
A.(0,4)
B.(0,2)
C.(-2,4)
D.(4,-2)
解析 直线l1:y=k(x-4)恒过定点(4,0),
其关于点(2,1)对称的点为(0,2).
又由于直线l1:y=k(x-4)与直线l2关于点(2,1)对称,
故直线l2恒过定点(0,2).

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6.已知直线x-2y+m=0(m>0)与直线x+ny-3=0互相平行,且它们间的距离是
,则m+n等于
A.0
B.1
C.-1
D.2
解析 由题意,所给两条直线平行,所以n=-2.

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解得m=2或m=-8(舍去),则m+n=0.
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7.已知P(-1,2),Q(2,4),直线l:y=kx+3.若P点到直线l的距离等于Q点到直线l的距离,则k等于
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8.直线4x+3y-12=0与x轴、y轴分别交于A,B两点,则∠BAO(O为坐标原点)的平分线所在直线的方程为
A.2x-y-6=0
B.x+2y-3=0
C.x+2y+3=0
D.2x-y-6=0或x+2y-3=0
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解析 由直线4x+3y-12=0,令x=0,得y=4,
令y=0,得x=3,即B(0,4),A(3,0).
由图可知∠BAO为锐角,
∴∠BAO的平分线所在的直线的倾斜角为钝角,
其斜率为负值.
设P(x,y)为∠BAO的平分线所在的直线上的任意一点,
则点P到OA的距离为|y|,
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∴4x+3y-12=5y或4x+3y-12=-5y,
即2x-y-6=0或x+2y-3=0.
由于斜率为负值,
故∠BAO的平分线所在直线的方程为x+2y-3=0.
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二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.等腰直角三角形ABC的直角顶点为C(3,3),若点A(0,4),则点B的坐标可能是
A.(2,0)
B.(6,4)
C.(4,6)
D.(0,2)
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解析 设B点坐标为(x,y),
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10.过点A(1,2)的直线在两坐标轴上的截距之和为零,则满足条件的直线方程有
A.y-x=1
B.y+x=3
C.y=2x
D.y=-2x
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故直线方程为y=2x;
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解得a=-1,故方程为x-y+1=0.
故所求直线方程为y=2x或y-x=1.
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11.直线l1:m2x+y+3=0和直线l2:3mx+(m-2)y+m=0,若l1∥l2,则m可以取的值为
A.-1
B.0
C.3
D.-2
解析 由m2(m-2)-3m=0,
解得m=0或m=-1或m=3.
经验证,当m=3时,两条直线重合,舍去.
所以m=0或m=-1.

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12.已知点A(-2,0),B(2,0),如果直线3x-4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,那么实数m可以等于
A.4
B.-4
C.10
D.-10
解析 直线3x-4y+m=0上有且只有一个点P使得PA⊥PB,
则此直线与圆:x2+y2=4相切,

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三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知A(2,3),B(-1,2),若点P(x,y)在线段AB上,则
的最大值是
_____.
又点P(x,y)在线段AB上,由图知,
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14.若直线l1:y=kx-3与l2:2x+3y-6=0的交点M在第一象限,则直线
l1恒过定点__________,l1的倾斜角α的取值范围是________.
解析 直线l2:2x+3y-6=0在x轴和y轴上的截距分别为3,2,
直线l1:y=kx-3恒过定点(0,-3),如图,
(0,-3)
由图可知,
要使直线l1:y=kx-3与l2:2x+3y-6=0的交点M在第一象限,
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15.若两平行直线2x+y-4=0与y=-2x-k-2的距离不大于
,则k的取值范围是_____________________.
求得-11≤k≤-1且k≠-6.
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-11≤k≤-1且k≠-6
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16.在平面直角坐标系中,坐标原点O到过点A(cos
130°,sin
130°),
B(cos
70°,sin
70°)的直线距离为_____.
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根据诱导公式可知,B(sin
20°,cos
20°),
即sin
10°x-cos
10°y+cos
10°cos
20°-sin
10°sin
20°=0,
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四、解答题(本题共6小题,共70分)
17.(10分)已知点A(-2,2),直线l1:3x-4y+2=0.
(1)求过点A且与直线l1垂直的直线方程;
解 设过点A且与直线l1垂直的直线方程为4x+3y+m=0.
把点A的坐标代入可得-8+6+m=0,解得m=2.
所以过点A且与直线l1垂直的直线方程为4x+3y+2=0.
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(2)直线l2为过点A且和直线l1平行的直线,求平行直线l1,l2间的距离.
解 设过点A且和直线l1平行的直线l2的方程为3x-4y+n=0.
把点A的坐标代入可得-6-8+n=0,解得n=14,
所以直线l2的方程为3x-4y+14=0,
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18.(12分)在x轴的正半轴上求一点P,使以A(1,2),B(3,3)及点P为顶点的△ABP的面积为5.
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解 设点P的坐标为(a,0)(a>0),点P到直线AB的距离为d,
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由已知易得,直线AB的方程为x-2y+3=0,
解得a=7或a=-13(舍去),
所以点P的坐标为(7,0).
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(1)求直线l的方程;
解 由直线方程的点斜式,
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整理得所求直线方程为3x+4y-14=0.
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(2)若直线m与l平行,且点P到直线m的距离为3,求直线m的方程.
解 由直线m与直线l平行,可设直线m的方程为3x+4y+C=0,
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故所求直线方程为3x+4y+1=0或3x+4y-29=0.
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20.(12分)已知直线l:(2+m)x+(1-2m)y+4-3m=0.
(1)求证:不论m为何实数,直线l恒过一定点;
证明 因为m(x-2y-3)+2x+y+4=0,
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所以直线l恒过定点(-1,-2).
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(2)过点M(-1,-2)作一条直线l1,使l1夹在两坐标轴之间的线段被M点平分,求直线l1的方程.
解 设所求直线l1的方程为y+2=k(x+1),直线l1与x轴、y轴交于A,B两点,
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所以所求直线l1的方程为2x+y+4=0.
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21.(12分)如图,面积为8的平行四边形ABCD,A为坐标原点,B的坐标为(2,-1),
C,D均在第一象限.
(1)求直线CD的方程;
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由题图可知m>0,所以m=4,
所以直线CD的方程为x+2y-8=0.
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即x+2y-2m=0,
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22.(12分)已知在△ABC中,A(1,1),B(m,
),C(4,2)(117
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解 因为A(1,1),C(4,2),
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又直线AC的方程为x-3y+2=0,
因为11
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22章末复习课
一、直线方程的求法及应用
1.直线方程的几种形式的转化
2.通过求直线方程,提升了学生逻辑推理、数学运算的核心素养.
例1 在平面直角坐标系中,已知△ABC的顶点A(0,1),B(3,2).
(1)若C点坐标为(1,0),求AB边上的高所在的直线方程;
(2)若点M(1,1)为边AC的中点,求边BC所在的直线方程.
解 (1)∵A(0,1),B(3,2),
∴kAB==,
由垂直关系可得AB边上的高所在的直线的斜率为k=-3,
∴AB边上的高所在直线方程为y-0=-3(x-1),
化为一般式可得3x+y-3=0.
(2)∵M(1,1)为AC的中点,A(0,1),
∴C(2,1),
∴kBC==1,
∴边BC所在直线方程为y-1=x-2,
化为一般式可得x-y-1=0.
反思感悟 求直线方程的一种重要方法就是待定系数法.运用此方法,要注意各种形式的方程的适用条件,选择适当的直线方程的形式至关重要.
跟踪训练1 已知△ABC的顶点A(6,1),AB边上的中线CM所在的直线方程为2x-y-5=0,AC边上的高BH所在的直线方程为x-2y-5=0.求:
(1)顶点C的坐标;
(2)直线BC的方程.
解 (1)由题意知AC边上的高所在直线斜率为,
故AC边所在的直线的斜率为-2,则它的方程为y-1=-2(x-6),即2x+y-13=0.
由得
故点C的坐标为.
(2)设B(m,n),则M.
把M的坐标代入直线方程2x-y-5=0,把点B的坐标代入直线方程x-2y-5=0,
可得
解得故点B.
再用两点式求得直线BC的方程为=,化简为46x-41y-43=0.
二、两直线的平行与垂直
1.判断两直线平行、垂直的方法
(1)若不重合的直线l1与l2的斜率都存在,且分别为k1,k2,则k1=k2?l1∥l2.
(2)
若直线l1与l2的斜率都存在,且分别为k1,k2,则k1·k2=-1?l1⊥l2.
(讨论两直线平行、垂直不要遗漏直线斜率不存在的情况)
2.讨论两直线的平行、垂直关系,可以提升学生的逻辑推理素养.
例2 (1)已知A,B,C(2-2a,1),D(-a,0)四点,若直线AB与直线CD平行,则a=________.
答案 3
解析 kAB==-,
当2-2a=-a,即a=2时,
kAB=-,CD的斜率不存在.
∴AB和CD不平行;
当a≠2时,kCD==.
由kAB=kCD,得-=,即a2-2a-3=0.
∴a=3或a=-1.
当a=3时,kAB=-1,kBD==-≠kAB,
∴AB与CD平行.
当a=-1时,kAB=,kBC==,kCD==,
∴AB与CD重合.
∴当a=3时,直线AB和直线CD平行.
(2)若点A(4,-1)在直线l1:ax-y+1=0上,则l1与l2:2x-y-3=0的位置关系是________.
答案 垂直
解析 将点A(4,-1)的坐标代入ax-y+1=0,
得a=-,则kl1·kl2=-×2=-1,∴l1⊥l2.
反思感悟 一般式方程下两直线的平行与垂直:
已知两直线的方程为l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不全为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不全为0),则l1∥l2?A1B2-A2B1=0且C1B2-C2B1≠0,l1⊥l2?A1A2+B1B2=0.
跟踪训练2 (1)若直线mx+ny+2=0平行于直线x-2y+5=0,且在y轴上的截距为1,则m,n的值分别为(  )
A.1和2
B.-1和2
C.1和-2
D.-1和-2
答案 C
解析 由已知得直线mx+ny+2=0过点(0,1),则n=-2,又因为两直线平行,所以-=,解得m=1.
(2)已知直线l1:ax-3y+1=0,l2:2x+(a+1)y+1=0.若l1⊥l2,则实数a的值为________.
答案 -3
三、两直线的交点与距离问题
1.两条直线的位置关系的研究以两直线的交点为基础,通过交点与距离涵盖直线的所有问题.
2.两直线的交点与距离问题,培养学生的数学运算的核心素养.
例3 (1)若点(1,a)到直线y=x+1的距离是,则实数a的值为(  )
A.-1
B.5
C.-1或5
D.-3或3
答案 C
解析 ∵点(1,a)到直线y=x+1的距离是,
∴=,即|a-2|=3,
解得a=-1或a=5,∴实数a的值为-1或5.
(2)过点P(0,1)作直线l使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段被点P平分,求直线l的方程.
解 设l1与l的交点为A(a,8-2a),
则由题意知,点A关于点P的对称点B(-a,2a-6)在l2上,
代入l2的方程得-a-3(2a-6)+10=0,
解得a=4,即点A(4,0)在直线l上,
所以直线l的方程为x+4y-4=0.
反思感悟 
跟踪训练3 (1)设两条直线的方程分别为x+y+a=0,x+y+b=0,已知a,b是关于x的方程x2+x-2=0的两个实数根,则这两条直线之间的距离为(  )
A.2
B.
C.2
D.
答案 D
解析 根据a,b是关于x的方程x2+x-2=0的两个实数根,可得a+b=-1,ab=-2,
∴a=1,b=-2或a=-2,b=1,∴|a-b|=3,
由已知得这两条直线互相平行,
故两条直线之间的距离d===.
(2)已知直线l过直线l1:x-2y+3=0与直线l2:2x+3y-8=0的交点,且点P(0,4)到直线l的距离为2,则这样的直线l的条数为(  )
A.0
B.1
C.2
D.3
答案 C
解析 方法一 由得
即直线l过点(1,2).设点Q(1,2),因为PQ==>2,所以满足条件的直线l有2条.故选C.
方法二 依题意,设经过直线l1与l2交点的直线l的方程为2x+3y-8+λ(x-2y+3)=0(λ∈R),即(2+λ)x+(3-2λ)y+3λ-8=0.由题意得=2,化简得5λ2-8λ-36=0,解得λ=-2或,代入得直线l的方程为y=2或4x-3y+2=0,故选C.
1.点(,4)在直线l:ax-y+1=0上,则直线l的倾斜角为(  )
A.30°
B.45°
C.60°
D.120°
答案 C
解析 将点(,4)代入直线方程,求得a=,所以直线l:x-y+1=0,斜率k=,所以倾斜角为60°.
2.两直线-=a与-=a(其中a是不为零的常数)的图象可能是(  )
答案 B
解析 直线方程-=a可化为y=x-na,直线-=a可化为y=x-ma,由此可知两条直线的斜率同号,故选B.
3.设直线3x-2y-12=0与直线4x+3y+1=0交于点M,若一条光线从点P(3,2)射出,经y轴反射后过点M,则入射光线所在的直线方程为(  )
A.x-y-1=0
B.x-y+1=0
C.x-y-5=0
D.x+y-5=0
答案 A
解析 由
得可得M(2,-3).
由题意,知入射光线所在的直线存在斜率,
设入射光线所在的直线的斜率为k,
则入射光线所在的直线的方程为y-2=k(x-3),即kx-y+2-3k=0.
又M关于y轴的对称点M′(-2,-3)在入射光线所在的直线方程上,
故-2k+3+2-3k=0,解得k=1,
故入射光线所在的直线方程为x-y-1=0.
4.已知直线l1:2x+3y-8=0和l2:ax-6y-10=0.若l1∥l2,则实数a=________,两直线l1与l2间的距离是________.
答案 -4 
解析 直线l1:2x+3y-8=0和l2:ax-6y-10=0,l1∥l2,
所以=,解得a=-4,
所以l2:ax-6y-10=0转化为2x+3y+5=0,
两直线l1与l2间的距离d==.