4.2 直线方程及其直线间位置关系(讲)学案(原卷版+解析版)

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4.2 直线方程及其直线间位置关系(讲)学案(原卷版+解析版)

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9.1 直线方程及其直线间位置关系
两点间的距离公式
,,
中点坐标公式
,,为的中点,则:
三角形重心坐标公式
直线的斜率与倾斜角的定义及其关系
斜率:表示直线的变化快慢的程度;,直线递增,,直线递减,
倾斜角:直线向上的部分与轴正方向的夹角,范围为
直线的斜率与倾斜角的关系:
不存在
两点间的斜率公式
,,
直线的斜截式方程
,其中为斜率,为轴上的截距
直线的点斜式方程
已知点,直线的斜率,则直线方程为:
直线的一般式方程
两条直线的位置关系
平行的条件
①斜截式方程:,,
②一般式方程:,,
重合的条件
①斜截式方程:,,
②一般式方程:
,,
垂直的条件
①斜截式方程:,,
②一般式方程:
,,
点到直线的距离公式
点,直线,点到直线的距离为:
两条平行线间的距离公式
,,
考点1 直线的倾斜角和斜率
【例1】直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据方程可得斜率,进而可得倾斜角.
【详解】由直线,可得,
即其斜率,
设直线的倾斜角为,
则,,
故选:D.
【变式1-1】若直线l的一个方向向量为,求直线的倾斜角( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】求出直线斜率,进而求出直线倾斜角即得.
【详解】直线l的一个方向向量为,则直线斜率为,
所以直线的倾斜角为.
故选:C
【变式1-2】图中的直线的斜率分别为,则有( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据直线斜率的概念,结合图象,可直接得出结果.
【详解】由图象可得,,
故选:C
【变式1-3】过两点,的直线的倾斜角是,则( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】D
【分析】根据斜率公式求解.
【详解】因为,解得,
故选:D.
【变式1-4】若过点,的直线的斜率等于1,则的值为( )
A.1 B.4 C.1或3 D.1或4
【答案】A
【分析】根据斜率公式即可得到方程,解出即可.
【详解】由题意得,解得.
故选:A.
【变式1-5】若,,三点在同一条直线上,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由三点共线得,利用斜率的坐标公式建立方程求解即可.
【详解】因为A,B,C三点在同一条直线上,所以,所以,
解得.
故选:D
【变式1-6】已知点,点,则直线的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.135°
【答案】B
【分析】先由,求斜率,再求倾斜角.
【详解】设直线的斜率为k,则.令直线的倾斜角为,则,,.
故选:B
考点2 直线方程
【例2】过点且方向向量为的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用直线的点斜式方程进行求解即可.
【详解】由题意可知直线的斜率,由点斜式方程得,
所求直线的方程为,即.
故选:A
【变式2-1】.已知直线经过点,斜率为,则直线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用点斜式可得出所求直线的方程.
【详解】由题意可知,所求直线的方程为,即.
故选:A.
【变式2-2】已知直线在轴上的截距为-2,则此直线方程可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】将代入各项直线方程中求值即可.
【详解】A、B、D:将代入方程,可得,不合要求;
C:时,,符合要求;
故选:C
【变式2-3】直线与直线关于轴对称,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】取直线两点,找到其关于轴对称的点,利用两点求出所在方程即可.
【详解】解:已知直线,
不妨取直线两点
所以这两点关于轴对称的点为
则直线与直线关于轴对称的直线过这两点,
所以过这两点的直线方程为,
故选:A
【变式2-4】若直线经过点,则( )
A. B.1 C.-2 D.2
【答案】A
【分析】将点的坐标直接代入直线方程求解即可.
【详解】解:因为直线经过点
所以,解得.
故选:A
【变式2-5】直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】A
【分析】分析直线的斜率及在轴上的截距即可.
【详解】由可得:,
所以直线的斜率,轴上的截距为,
所以直线不经过第一象限,
故选:A
【变式2-6】直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,则( )
A., B., C., D.,
【答案】B
【分析】根据截距的定义计算即可.
【详解】令,解得,故;
令,解得,故.
故选:B
【变式2-7】已知直线的倾斜角为,且经过点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求出斜率,再由直线的点斜式方程求解即可.
【详解】由题意知:直线的斜率为,则直线的方程为.
故选:C.
【变式2-8】已知直线过点,,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据两点的坐标和直线的两点式方程计算化简即可.
【详解】由直线的两点式方程可得,
直线l的方程为,即.
故选:C.
【变式2-9】一束光线从点处射到y轴上一点后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由反射定律得点A关于y轴的对称点,又因为B点也在直线上,根据截距式可得直线方程.
【详解】由题得点关于y轴的对称点在反射光线所在的直线上,再根据点也在反射光线所在的直线上,由截距式求得反射光线所在直线的方程为,即,故选B.
【点睛】本题直线方程可由两点式或截距式求出,找到点A的对称点是突破口,属于基础题.
【变式2-10】过点,且横、纵截距相等的直线方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】D
【分析】求出直线过原点和直线不过原点时,对应直线的方程即可.
【详解】解:当直线过原点时,直线的斜率为,则直线方程为;
当直线不过原点时,设直线方程为,则,解得,
所求的直线方程为,
综上知,所求直线方程为或.
故选:D.
考点3 直线的交点坐标
【例3】设直线与直线的交点为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】联立两直线方程,求出交点坐标即可.
【详解】由题意知,

所以点P的坐标为
故选:B
【变式3-1】.直线与直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直接解方程求出两直线交点坐标即可.
【详解】由解得,则直线与直线的交点坐标为.
故选:A.
【变式3-2】斜率为2,且过直线和直线交点的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】求出两直线的交点坐标,根据点斜式可得结果.
【详解】联立,解得,所以两直线的交点坐标为,
所求直线方程为.整理为.
故选:A
【点睛】本题考查了求两直线的交点,考查了直线方程的点斜式,属于基础题.
【变式3-3】过直线与直线的交点,且过原点的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求出直线与直线的交点坐标,然后可得出答案
【详解】联立方程得,即与的交点为
又直线过原点
所以此直线的方程为:
故选:D
【点睛】本题考查的是两直线交点坐标的求法及直线方程的求法,较简单.
考点4 直线间的平行关系
【例4】.直线与直线平行,则( )
A.-2 B.1 C.-2或1 D.-1或2
【答案】A
【分析】由两直线平行即可得出的值.
【详解】由题意,
直线与直线平行,
∴由,得或.
当时,,,.
当时,,,与重合.
故选:A.
【变式4-1】直线:与直线:平行, 则( )
A.或 B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平行直线的斜率相等关系列出方程,求得的值,然后检验即可.
【详解】因为直线:与直线:平行,
所以或,
当时,直线:,直线:,
此时直线与直线平行,满足题意,
当时,直线:,直线:,
此时直线与直线平行,满足题意,
故选:A.
【变式4-2】过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】设出直线方程,代入点求出,得到.
【详解】设与直线平行的直线方程为,
将代入,得,解得:,
故直线方程为.
故选:D
【变式4-3】已知直线,.则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【分析】求出时,或,从而得到是的充分不必要条件.
【详解】当时,直线的斜率为,的斜率为,
又,所以,充分性成立;
直线,,
若,则有,解得或,必要性不成立.
所以“”是“”的充分不必要条件.
故选:A.
考点5 直线间的垂直关系
【例5】若直线与互相垂直,则的值为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【分析】根据两直线垂直可得出关于实数的等式,即可解得实数的值.
【详解】因为,则,即,
解得或.
故选:D.
【变式5-1】过点且与直线垂直的直线的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】求出所求直线的斜率,利用点斜式可得出所求直线的方程.
【详解】直线的斜率为,故所求直线的斜率为,
所以,所求直线的方程为,即.
故选:B.
【变式5-2】过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【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.
【变式5-3】若直线与直线垂直,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据两条直线垂直的条件列出等量关系式,求得的值.
【详解】直线与直线垂直,
则,解得,
故选:B.
考点6 点到直线间的距离公式
【例6】若点到直线的距离为( )
A.2 B.3 C. D.4
【答案】B
【分析】直接使用点到直线的距离公式即可.
【详解】由点到直线的距离公式可得,
故选:B.
【变式6-1】点 到直线的距离是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】点到直线的距离公式求解
【详解】点 到直线的距离为:
故选:B.
【变式6-2】点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】直接使用点到直线距离公式代入即可.
【详解】由点到直线距离公式得
故选:B
【变式6-3】已知点到直线的距离为1,则m的值为( )
A.或 B.或15 C.5或 D.5或15
【答案】D
【分析】利用点到直线距离公式即可得出.
【详解】解:点到直线的距离为1,
解得:m=15或5.
故选:D.
考点7 平行线间的距离公式
【例7】已知两条直线,,则这两条直线之间的距离为( )
A.2 B.3 C.5 D.10
【答案】A
【分析】由两平行线距离公式求解即可.
【详解】这两条直线之间的距离为.
故选:A
【变式7-1】两条平行直线与之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据两直线平行求出,再利用两平行直线之间的距离公式可求出结果.
【详解】因为直线与直线平行,
所以,解得,
将化为,
所以两平行直线与之间的距离为.
故选:C
【变式7-2】已知直线和直线,则与之间的距离是( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】利用平行线间的距离公式计算即可
【详解】由平行线间的距离公式得
故选 :A
【变式7-3】若两条平行线与之间的距离是2,则m的值为( )
A.或11 B.或10
C.或12 D.或11
【答案】A
【分析】利用平行线间距离公式进行求解即可.
【详解】因为两条平行线与之间的距离是2,
所以,或,
故选:A
考点8 恒过定点问题
【例8】直线过定点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】在直线方程中,先分离参数,再令参数的系数等于零,求得的值,可得直线恒过定点的坐标.
【详解】直线可化简为,
故可得,可得,
故可得直线过定点.
故选:D.
【变式8-1】直线恒过定点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将直线变为点斜式,求出定点坐标.
【详解】变形为,故恒过点.
故选:B
【变式8-2】已知直线,当实数变化时,恒过点( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将直线的方程变形为,解方程组可得出直线所过定点的坐标.
【详解】直线的方程可化为,由,解得,
因此,直线恒过定点.
故选:B.9.1 直线方程及其直线间位置关系
两点间的距离公式
,,
中点坐标公式
,,为的中点,则:
三角形重心坐标公式
直线的斜率与倾斜角的定义及其关系
斜率:表示直线的变化快慢的程度;,直线递增,,直线递减,
倾斜角:直线向上的部分与轴正方向的夹角,范围为
直线的斜率与倾斜角的关系:
不存在
两点间的斜率公式
,,
直线的斜截式方程
,其中为斜率,为轴上的截距
直线的点斜式方程
已知点,直线的斜率,则直线方程为:
直线的一般式方程
两条直线的位置关系
平行的条件
①斜截式方程:,,
②一般式方程:,,
重合的条件
①斜截式方程:,,
②一般式方程:
,,
垂直的条件
①斜截式方程:,,
②一般式方程:
,,
点到直线的距离公式
点,直线,点到直线的距离为:
两条平行线间的距离公式
,,
考点1 直线的倾斜角和斜率
【例1】直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【变式1-1】若直线l的一个方向向量为,求直线的倾斜角( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】图中的直线的斜率分别为,则有( )
A. B.
C. D.
【变式1-3】过两点,的直线的倾斜角是,则( )
A.2 B. C.4 D.
【变式1-4】若过点,的直线的斜率等于1,则的值为( )
A.1 B.4 C.1或3 D.1或4
【变式1-5】若,,三点在同一条直线上,则的值为( )
A. B. C. D.
【变式1-6】已知点,点,则直线的倾斜角为( )
A.30° B.60° C.120° D.135°
考点2 直线方程
【例2】过点且方向向量为的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-1】.已知直线经过点,斜率为,则直线方程是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】已知直线在轴上的截距为-2,则此直线方程可以为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】直线与直线关于轴对称,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【变式2-4】若直线经过点,则( )
A. B.1 C.-2 D.2
【变式2-5】直线不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式2-6】直线在轴上的截距为,在轴上的截距为,则( )
A., B., C., D.,
【变式2-7】已知直线的倾斜角为,且经过点,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-8】已知直线过点,,则直线的方程为( )
A. B. C. D.
【变式2-9】一束光线从点处射到y轴上一点后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程是
A. B.
C. D.
【变式2-10】过点,且横、纵截距相等的直线方程为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
考点3 直线的交点坐标
【例3】设直线与直线的交点为,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】.直线与直线的交点坐标为( )
A. B. C. D.
【变式3-2】斜率为2,且过直线和直线交点的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式3-3】过直线与直线的交点,且过原点的直线方程为( )
A. B. C. D.
考点4 直线间的平行关系
【例4】.直线与直线平行,则( )
A.-2 B.1 C.-2或1 D.-1或2
【变式4-1】直线:与直线:平行, 则( )
A.或 B. C. D.
【变式4-2】过点且与直线平行的直线方程为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】已知直线,.则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
考点5 直线间的垂直关系
【例5】若直线与互相垂直,则的值为( )
A. B. C.或 D.或
【变式5-1】过点且与直线垂直的直线的方程是( )
A. B. C. D.
【变式5-2】过点且与直线垂直的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【变式5-3】若直线与直线垂直,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
考点6 点到直线间的距离公式
【例6】若点到直线的距离为( )
A.2 B.3 C. D.4
【变式6-1】点 到直线的距离是(  )
A. B. C. D.
【变式6-2】点到直线的距离是( )
A. B. C. D.
【变式6-3】已知点到直线的距离为1,则m的值为( )
A.或 B.或15 C.5或 D.5或15
考点7 平行线间的距离公式
【例7】已知两条直线,,则这两条直线之间的距离为( )
A.2 B.3 C.5 D.10
【变式7-1】两条平行直线与之间的距离为( )
A. B. C. D.
【变式7-2】已知直线和直线,则与之间的距离是( )
A. B. C.2 D.
【变式7-3】若两条平行线与之间的距离是2,则m的值为( )
A.或11 B.或10
C.或12 D.或11
考点8 恒过定点问题
【例8】直线过定点,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式8-1】直线恒过定点( )
A. B. C. D.
【变式8-2】已知直线,当实数变化时,恒过点( )
A. B. C. D.

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