资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台2.2.3 直线的一般式方程【考点梳理】考点一 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.思考 平面直角坐标系中的每一条直线都可以用一个关于x,y的二元一次方程表示吗?答案 都可以,原因如下:(1)若直线的斜率k存在.直线可表示成y=kx+b,可转化为kx+(-1)y+b=0,这是关于x,y的二元一次方程.(2)若直线的斜率k不存在,方程可表示成x-a=0,它可以认为是关于x,y的二元一次方程,此时方程中y的系数为0.知识点二 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两点式 = x1≠x2,y1≠y2截距式 +=1 不能表示与坐标轴平行及过原点的直线一般式 Ax+By+C=0 无思考 当A=0或B=0时,方程Ax+By+C=0分别表示什么样的直线?答案 (1)若A=0,此时B≠0,方程化为y=-,表示与y轴垂直的一条直线.(2)若B=0,此时A≠0,方程化为x=-,表示与x轴垂直的一条直线.知识点三 直线各种形式方程的互化INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\L59.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "H:\\莫成程\\2020\\同步\\数学\\人教A版 选择性必修第一册(新教材)\\L59.TIF" \* MERGEFORMATINET【题型归纳】题型一: 由一般式方程判断直线的平行1.直线与直线的位置关系是( )A.相交但不垂直 B.平行 C.重合 D.垂直2.若直线与直线平行,则实数等于( )A. B. C.或 D.3.“”是“直线与直线平行”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题型二: 由一般式方程判断直线的垂直4.直线与直线垂直,则的值为( )A. B.1 C. D.95.直线:和直线:()的位置关系是( )A.平行 B.垂直C.相交但不垂直 D.重合6.已知直线与直线互相垂直,垂足为.则等于( )A. B. C. D.题型三:由两条直线平行求方程7.过点且与直线平行的直线方程是( )A. B. C. D.8.已知直线l:,则下列结论正确的是( )A.直线l的倾斜角是B.直线l在x轴上的截距为1C.若直线m:,则D.过与直线l平行的直线方程是9.平行于直线且过点的直线方程为( )A. B. C. D.题型四:由两条直线垂直求方程10.过点且与直线垂直的直线方程为( )A. B.C. D.11.已知直线l经过点,且与直线垂直,则直线l的方程为( )A. B. C. D.12.若△的三个顶点为,,,则BC边上的高所在直线的方程为( ).A. B.C. D.题型五:直线一般方程的应用13.在直角坐标系中,直线经过( )A.一、二、三象限 B.一、二、四象限C.一、三、四象限 D.二、三、四象限14.已知ab<0,bc>0,则直线ax+by+c=0通过( )象限A.第一、二、三 B.第一、二、四 C.第一、三、四 D.第二、三、四15.已知直线恒过定点,则点的坐标为( ).A. B. C. D.【双基达标】16.直线过定点( )A. B. C. D.17.已知,,直线:,:,且,则的最小值为( )A.2 B.4 C. D.18.一条光线沿直线入射到轴后反射,则反射光线所在的直线方程为( ).A. B.C. D.19.直线的倾斜角为( )A.150° B.120° C.60° D.30°20.已知直线与直线分别过定点,B,且交于点,则的最大值是( )A. B.5 C.8 D.1021.已知,直线上存在点,满足,则的倾斜角的取值范围是( )A. B. C. D.22.设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值( )A. B. C.6 D.323.如果且,那么直线不通过( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限24.下列有关直线的说法中正确的是( ).A.直线的斜率为 B.直线的斜率为C.直线过定点 D.直线过定点25.直线与直线的位置关系是( )A.垂直 B.平行 C.重合 D.以上都不对26.已知直线恒过定点,点也在直线上,其中,均为正数,则的最小值为( )A.2 B.4 C.8 D.627.已知直线过定点,点在直线上,则的最小值是( )A. B. C. D.28.若直线与直线互相垂直,则的值为( )A. B. C.0或 D.1或29.已知点,,则线段的垂直平分线方程为( )A. B. C. D.30.如果AB<0,BC<0,那么直线Ax+By+C=0不经过( )A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限【高分突破】31.过点且倾斜角为90°的直线方程为( )A. B. C. D.32.已知点,.若直线与线段相交,则实数的取值范围是( )A. B.C. D.33.过点且与直线平行的直线方程是( )A. B. C. D.二、多选题34.已知直线,则下述正确的是( )A.直线l的斜率可以等于0 B.直线l的斜率有可能不存在C.直线l可能过点 D.若直线l的横纵截距相等,则35.已知直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)x+3y+2m=0 ,下列命题中正确的有( )A.当m=3时,l1与l2重合 B.若l1l2,则m=0C.当m≠3时,l1与l2相交 D.若l1⊥l2,则m=36.已知直线l的方程是,则下列说法中正确的是( )A.若,则直线l不过原点B.若,则直线l必过第四象限C.若直线l不过第四象限,则一定有D.若且,则直线l不过第四象限37.(多选)下列说法中正确的是( )A.平面上任一条直线都可以用一个关于的二元一次方程(不同时为0)表示B.当时,方程(不同时为0)表示的直线过原点C.当时,方程表示的直线与轴平行D.任何一条直线的一般式方程都能与其他四种形式互化三、填空题38.已知点,,且直线与线段AB有公共点,则实数k的取值范围为________.39.以A(1,1),B(3,2),C(5,4)为顶点的△ABC,其边AB上的高所在的直线方程是________.40.已知线段PQ两端点的坐标分别为P(-1,1)和Q(2,2),若直线l:x+my+m=0与线段PQ有交点,则实数m的取值范围是________.41.直线与轴的交点是,若该直线绕点逆时针旋转得到直线,则直线的斜率是_______________.42.直线经过的定点为_______43.若直线的倾斜角是,则实数是_______________.四、解答题44.已知两点,,求线段AB的垂直平分线的方程.45.画出直线,并在直线l外取若干点,将这些点的坐标代入,求它的值;观察有什么规律,并把这个规律表示出来.46.如图,等腰直角的直角顶点,斜边所在的直线方程为.(1)求的面积;(2)求斜边AB中点D的坐标.47.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.参考答案1.C【解析】【分析】把直线化简后即可判断.【详解】直线可化为,所以直线与直线的位置关系是重合.故选:C2.B【解析】【分析】利用一般式方程判定直线平行的条件进行求解.【详解】因为直线与直线平行,所以,解得.故选:B.3.A【解析】【分析】由两直线平行得出的值,再结合充分条件和必要条件的定义判断即可.【详解】若直线与直线平行,则有解得或,所以当时,直线与直线平行,当直线与直线平行时,或.故选:A4.B【解析】【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,解得.故选:B.5.B【解析】【分析】讨论和两种情况,再由斜率关系得出两直线位置关系.【详解】当时,直线:与直线:相互垂直;当时,直线方程可化为,直线方程可化为因为,所以直线与直线相互垂直故选:B6.D【解析】【分析】由两直线垂直得,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,解得,所以原直线直线可写为,又因为垂足为同时满足两直线方程,所以代入得,解得,所以,故选:D7.A【解析】【分析】由题意,设所求直线为,代入A点坐标,求得m值,即可得答案.【详解】因为所求直线与直线l平行,所以设所求直线方程为:,又所求直线过点,代入可得,解得,所以所求直线为,即.故选:A8.D【解析】【分析】A.将直线方程的一般式化为斜截式可得;B. 令y=0可得;C.求出直线m斜率即可判断;D. 设要求直线的方程为,将代入即可.【详解】根据题意,依次分析选项:对于A,直线l:,即,其斜率,则倾斜角是,A错误;对于B,直线l:,令y=0,可得,l在x轴上的截距为,B错误;对于C,直线m:,其斜率,,故直线m与直线l不垂直,C错误;对于D,设要求直线的方程为,将代入,可得t=0,即要求直线为,D正确;故选:D9.D【解析】【分析】根据平行线斜率的性质,结合代入法进行求解即可.【详解】与直线平行的直线可设为:,直线过点,所以有,故选:D10.B【解析】【分析】求出与直线垂直的直线的斜率,利用点斜式求出直线方程.【详解】直线的斜率,因为,故的斜率,故直线的方程为,即,故选:B.11.A【解析】【分析】由垂直得直线斜率,再由点斜式写出直线方程,化简即得.【详解】直线的斜率为,直线与之垂直,则,又过点,所以直线方程为,即.故选:A.12.B【解析】【分析】根据所在直线的斜率求得高线的斜率,结合点斜式即可求得结果.【详解】因为,,故可得所在直线的斜率为,则边上的高所在直线的斜率,又其过点,故其方程为,整理得:.故选:B.13.A【解析】【分析】根据直线方程得到其与坐标轴的交点,从而可得出结果.【详解】由,令可得,;令可得;即直线过点,,所以直线经过一、二、三象限.故选:A.14.C【解析】将方程整理为斜截式,即可根据斜率以及轴上的截距的正负判断直线经过的象限.【详解】等价于,根据题意,故直线必经过第一、三象限;又因为,故直线必经过第三、四象限,故直线必经过第一、三、四象限.故选:C.【点睛】本题考查由直线方程的系数,确定直线经过的象限,属基础题.关键是转化为斜截式,然后根据斜率和截距的正负进行判定.15.D【解析】由恒成立得可得定点.【详解】由得,因为恒成立,所以 解得 所以恒过定点故选:D16.C【解析】【分析】将直线方程变形,可得出关于、的方程组,即可解得定点坐标.【详解】直线方程可化为,由,解得,因此,直线过定点.故选:C.17.D【解析】根据得到,再将化为积为定值的形式后,利用基本不等式可求得结果.【详解】因为,所以,即,因为,所以,所以,当且仅当时,等号成立.故选:D【点睛】易错点睛:利用基本不等式求最值时,要注意其必须满足的三个条件:(1)“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数;(2)“二定”就是要求和的最小值,必须把构成和的二项之积转化成定值;要求积的最大值,则必须把构成积的因式的和转化成定值;(3)“三相等”是利用基本不等式求最值时,必须验证等号成立的条件,若不能取等号则这个定值就不是所求的最值,这也是最容易发生错误的地方18.B【解析】【分析】根据题意分析出反射光线过直线与轴的交点,且倾斜角与直线的倾斜角互补,故而可求反射光线所在的直线方程.【详解】令得,所以直线与轴的交点为,又直线的斜率为,所以反射光线所在直线的斜率为,所以反射光线所在的直线方程为,即.故选:B.19.A【解析】【分析】根据直线的一般式求得直线的斜率,再由直线的斜率与直线的倾斜角的关系可得选项.【详解】设直线的倾斜角为,由,又,所以.故选:A.20.D【解析】先根据直线方程求出的坐标,再根据两条直线垂直得到,利用基本不等式可求的最大值.【详解】因为,故,因为,故,因为,故,故,因为,故,当且仅当时等号成立,故的最大值为,故选:D.【点睛】方法点睛:对于含参数的直线的方程,注意挖掘它们隐含的条件与关系,如直线过定点或直线之间彼此平行或垂直.利用基本不等式求最值时注意对取等条件的验证.21.D【解析】【分析】根据上,得到点p在线段AB上,其方程为上,又点在直线l上,联立其方程,求得,然后由求解.【详解】将代入得,将代入得,所以A,B不在直线l上,又上,所以点p在线段AB上,直线AB的方程为:,由,解得,直线方程,即为,设直线的倾斜角为,则,因为,所以,则,所以,即,因为,所以,故选:D【点睛】关键点点睛:本题关键是得到点P在线段AB上,再根据点P的直线l上,联立求得,再利用斜率与倾斜角的关系而得解.22.C【解析】求得直线恒过的定点,判断两直线位置关系,找到与的关系,利用均值不等式求最值.【详解】直线可整理为,故恒过定点,即为A的坐标;直线整理为,故恒过定点,即为B坐标;又两条直线垂直,故可得,即整理得解得,当且仅当时取得最大值.故选:C.【点睛】本题考查直线恒过定点问题,直线位置关系的判断,以及利用均值不等式求解最值,属综合题.23.C【解析】【分析】根据且,得,则直线方程可化为斜截式,再根据的符号,即可得出结论.【详解】因为,所以,所以直线方程可化为.因为且,所以同号,异号,从而有,所以直线的斜率为负,且在y轴上的截距为正,所以直线不经过第三象限.故选:C.24.D【解析】【分析】讨论和两种情况可得.【详解】直线可化为.当时,直线的方程可化为,其斜率为,过定点;当时,直线的方程为,其斜率不存在,过点(,所以A,B,C不正确,D正确.故选:D.25.A【解析】【分析】由已知直线方程,直接判断它们的位置关系即可.【详解】是表示轴的直线,表示轴的直线,两条直线互相垂直.故选:A.26.B【解析】【分析】先将直线方程变形得到定点的坐标,根据点在直线上确定出所满足的关系,最后根据“”的妙用求解出的最小值.【详解】已知直线整理得:,直线恒过定点,即.点也在直线上,所以,整理得:,由于,均为正数,则,取等号时,即,故选:B.【点睛】方法点睛:已知,求的最小值的方法:将变形为,将其展开可得,然后利用基本不等式可求最小值,即,取等号时.27.B【解析】【分析】令直线的参数的系数等于零,求得定点的坐标,利用两点间的距离公式、二次函数的性质,求得的最小值.【详解】直线,即,过定点,点在直线上,,,故当时,取得最小值为,故选B.【点睛】本题主要考查直线经过定点问题,两点间的距离公式的应用,二次函数的性质,属于中档题.28.D【解析】【分析】利用两条直线垂直的充要条件列出方程,求出的值.【详解】,,即,解得或.故选:D.【点睛】本题考查两直线垂直的充要条件,考查运算求解能力,求解时注意与垂直这一条件的应用.29.B【解析】由中点坐标公式和斜率公式可得的中点和直线斜率,由垂直关系可得垂直平分线的斜率,由点斜式可得直线方程,化为一般式即可.【详解】由中点坐标公式可得的中点为,又直线的斜率,线段的垂直平分线的斜率,所求直线的方程为:,即.故选:B.30.D【解析】【分析】根据AB<0,BC<0,分别判断直线Ax+By+C=0的斜率和在y轴上的截距的符号即可【详解】因为AB<0,所以直线Ax+By+C=0斜率,又因为BC<0,所以直线的y轴上的截距,所以那么直线Ax+By+C=0不经过第四象限,故选:D【点睛】本题主要考查确定直线完整的几何要素斜率和截距,属于基础题.31.B【解析】根据倾斜角为的直线的方程形式,判断出正确选项.【详解】由于过的直线倾斜角为,即直线垂直于轴,所以其直线方程为.故选:B【点睛】本小题主要考查倾斜角为的直线的方程,属于基础题.32.A【解析】【分析】直线l过定点P(1,1),且与线段AB相交,利用数形结合法,求出PA、PB的斜率,从而得出l的斜率的取值范围,即得解【详解】设直线过定点,则直线可写成,令解得直线必过定点.,.直线与线段相交,由图象知,或,解得或,则实数的取值范围是.故选:A【点睛】本题考查了直线方程的应用,过定点的直线与线段相交的问题,考查了学生综合分析、数形结合的能力,属于中档题.33.B【解析】【分析】设直线方程为,,将点代入即可求解.【详解】设直线方程为,,直线过点,代入直线方程的,得,则所求直线方程为,故选:B.34.BCD【解析】【分析】根据直线方程判断斜率AB,代入点的坐标可判断直线是否过一点判断C,求出横纵截距可判断D.【详解】时,斜率不存在,时,斜率不等于0,A错;B正确;,解得,C对;时,纵截距不存在,时,令得,令,,由得,D正确.故选:BCD.35.AD【解析】【分析】A中将m值代入验证即可;B中由两线平行的充要条件知,可求m值;C中由B所得m值,当时l1l2,即可排除;D中由垂直的充要条件知求值判断其正误.【详解】A:当m=3时,直线为,直线为,即两线重合,故正确;B:l1l2时,有,解得或(重合舍去),故错误;C:由B知,当m≠3,时,l1l2,故错误;D:l1⊥l2时,,即,故正确;故选:AD36.ABD【解析】【分析】根据直线一般式的特点依次判断即可.【详解】对A,若,则都不等于0,当时,,所以直线l不过原点,故A正确;对B,若,则直线斜率,则直线一定过第二四象限,故B正确;对C,若直线l不过第四象限,若有直线过第一二象限时,此时,则,故C错误;对D,若且,则,所以直线的斜率大于0,在轴上截距小于0,所以直线经过第一二三象限,不经过第四象限,故D正确.故选:ABD.37.ABC【解析】【分析】对于选项A,分和两种情况,将直线方程化为关于的二元一次方程(不同时为0),可知正确;对于选项B,将原点代入方程,可知正确;对于选项C,将方程化为,可知正确;对于选项D,当时,方程不能化为斜截式,可知错误.【详解】对于选项A,在平面直角坐标系中,每一条直线都有倾斜角,当时,直线的斜率存在,其方程可写成,它可变形为,与比较,可得,显然不同时为0,当时,直线方程为,与比较,可得,显然不同时为0,所以此说法是正确的.对于选项B,当时,方程(不同时为0),即,显然有,即直线过原点.故此说法正确.对于选项C,当时,方程可化为,它表示的直线与轴平行,故此说法正确.对于选项D,当时,方程不能化为斜截式,故此说法错误.故选:ABC.【点睛】本题考查了直线方程一般式的概念,考查了直线方程的一般式与其它四种形式的互化,属于基础题.38.或【解析】【分析】由题意利用直线的倾斜角和斜率,数形结合求得实数k的取值范围.【详解】解:直线,即,令x 1=0,求得x=1,y=1,可得直线l经过定点M(1,1).如图:∵已知MA的斜率为,MB的斜率为直线l:与线段AB相交,或,故答案为或.【点睛】本题主要考查直线的倾斜角和斜率,两条直线的位置关系,属于基础题.39.2x+y-14=0【解析】求出直线AB的斜率,即可得出高的斜率,由点斜式即可求出.【详解】由A,B两点得,则边AB上的高所在直线的斜率为-2,故所求直线方程是y-4=-2(x-5),即2x+y-14=0.故答案为:2x+y-14=0.40.【解析】【分析】由已知得出直线l:x+my+m=0恒过点A(0,-1),根据两点的斜率公式可求得答案.【详解】由x+my+m=0得,x+m(y+1)=0,所以直线l:x+my+m=0恒过点A(0,-1),如下图所示,kAP==-2,kAQ==,则-≥(m<0)或-≤-2(m>0),所以-≤m≤且m≠0.当m=0时,直线l:x+my+m=0与线段PQ有交点,所以实数m的取值范围是-≤m≤.故答案为:【点睛】方法点睛:求直线恒过点的方法:方法一(换元法):根据直线方程的点斜式直线的方程变成,将带入原方程之后,所以直线过定点;方法二(特殊引路法):因为直线的中的m是取不同值变化而变化,但是一定是围绕一个点进行旋转,需要将两条直线相交就能得到一个定点.取两个m的值带入原方程得到两个方程,对两个方程求解可得定点.41.【解析】【分析】设直线的倾斜角为,易得直线的斜率为,设所得直线的倾斜角为,则直线的斜率由求解.【详解】设直线的倾斜角为,则直线的斜率为,直线与轴的交点是,设该直线绕点逆时针旋转得到直线的倾斜角为,则直线的斜率是,故答案为:-342.【解析】【分析】把直线化为,结合方程组,即可 求解.【详解】由题意,直线可化为,又由,解得,即直线过定点.故答案为:.43.【解析】【分析】根据直线方程得直线斜率,结合倾斜角列方程,解得结果.【详解】因为直线的倾斜角是,所以直线的斜率为因此或(舍)故答案为:【点睛】本题考查斜率与倾斜角关系、由直线方程求直线斜率,考查基本分析求解能力,属基础题.44.【解析】【分析】根据中点坐标公式求得线段中点坐标,再求直线的斜率,进而确定垂直平分线的斜率,最后根据点斜式写出直线方程即可.【详解】因为两点,,所以线段中点坐标为,,所以线段AB的垂直平分线的斜率为,由点斜式可知:线段AB的垂直平分线的方程为:,整理得:.45.在直线的左上方的点,坐标代入,值小于;在直线的右下方的点,坐标代入,值大于;在直线上的点,坐标代入,值等于;【解析】【分析】画出直线的图象,分别在直线的两边取点,代入即可判断.【详解】画出直线的图象,如图:取点,把点代入直线方程,代入分别为与;将代入分别为与;可得如下规律:在直线的左上方的点,坐标代入,值小于;在直线的右下方的点,坐标代入,值大于;在直线上的点,坐标代入,值等于;46.(1)20(2)【解析】【分析】(1)求出直角顶点到斜边的距离,根据等腰直角三角形的边角关系得出斜边长,即可求出结论;(2)由,可求出直线方程,与直线方程联立,即可求出点坐标.【详解】(1)顶点到斜边的距离为.所以斜边,故的面积为.(2)由题意知,,设直线方程为点代入方程点,所以直线的方程为,由,解得,所以点的坐标为.【点睛】本题考查直线的一般式方程与直线垂直间的关系,考查了等腰直角三角形的性质,属于基础题.47.(1)证明见解析;(2);(3)S的最小值为4,直线l的方程为x-2y+4=0.【解析】【分析】(1)直线方程化为y=k(x+2)+1,可以得出直线l总过定点;(2)考虑直线的斜率及在y轴上的截距建立不等式求解;(3)利用直线在坐标轴上的截距表示出三角形的面积,利用均值不等式求最值,确定等号成立条件即可求出直线方程.【详解】(1)证明: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≥0,故k的取值范围是.(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,B(0,1+2k).又且1+2k>0,∴k>0.故S=|OA||OB|=××(1+2k)=≥×(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.试卷第1页,共3页 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