资源简介 2.3 直线的交点坐标与距离公式 14 题型分类一、两条直线的交点1.两直线的交点已知直线 l1:A1x+B1y+C1=0;l2:A2x+B2y+C2=0.点 A(a,b).(1)若点 A 在直线 l1:A1x+B1y+C1=0 上,则有 A1a+B1b+C1=0.(2) A l l {A1a+B若点 是直线 与 的交点,则有 1b+C1=0,1 2 A2a+B2b+C2=0.2.两直线的位置关系{A1x+B1y+C1=0,方程组 A2x 的解 一组 无数组 无解+B2y+C2=0直线 l1与 l2的公共点的个数 一个 无数个 零个直线 l1与 l2的位置关系 相交 重合 平行二、两点间的距离公式1.两点间的距离公式:点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|= x2-x1 2+ y2-y1 2.特别提醒:此公式与两点的先后顺序无关.2.原点 O(0,0)与任一点 P(x,y)的距离|OP|= x2+y2.三、点到直线的距离、两条平行线间的距离点到直线的距离 两条平行直线间的距离定义 点到直线的垂线段的长度 夹在平行直线间公垂线段的长图示点 P(x0,y0)到直线 平行直线 l1:Ax+By+C1=0 与l:Ax+By+C=0 的距离 l2:Ax+By+C2=0 之间的距离公式|Ax0+By0+C| |C1-C2|d= d=A2+B2 A2+B2(一)求相交直线的交点坐标1、两直线的交点:已知直线 l1:A1x+B1y+C1=0;l2:A2x+B2y+C2=0,联立方程即可求解.2、求两相交直线的交点坐标.(1)求两相交直线的交点坐标,关键是解方程组.(2)解二元一次方程组的常用方法有代入消元法和加减消元法.题型 1:求相交直线的交点1-1.(24-25 高二上·全国·课后作业)直线3x + 2y -18 = 0和-2x + 5y - 7 = 0的交点坐标为( )A. -4, -3 B. 4,3 C. -4,3 D. 3,4 【答案】B【分析】解二元一次方程组即得交点坐标.ì3x + 2y =18 ìx = 4【详解】解方程组 í 2x 5y 7,得 íy 3, - + = =所以所求交点坐标为 (4,3) .故选:B1-2.(2024 高二·江苏·假期作业)直线 x + 2y - 4 = 0与直线 2x - y + 2 = 0的交点坐标是( )A.(2,0) B.(2,1)C.(0,2) D.(1,2)【答案】Cìx + 2y - 4 = 0【分析】解方程组 í2x y 2 0即可得解. - + =ìx + 2y - 4 = 0 ìx = 0【详解】解方程组 í 2x - y + 2 = 0得 í , y = 2即直线 x + 2y - 4 = 0与直线 2x - y + 2 = 0的交点坐标是(0,2).故选:C.1-3.(2024 高二下·全国·课堂例题)判断下列各组直线的位置关系,如果相交,求出交点坐标:(1) l1 : y = 2x + 3, l2 : 2x - y + 5 = 0;(2) l1 : y = 2x +1, l2 : x - 2y = 0;(3) l1 : x = 3, l2 : x =10;(4) l1 : y = 2x +1, l2 : 2x - y +1 = 0 .【答案】(1) l1//l22 1(2)相交,交点为 (- , - )3 3(3) l1//l2(4)重合【分析】根据两直线的斜率关系,以及截距,即可结合两直线的位置关系求解.【详解】(1)设两直线 l1, l2的斜率分别为 k1, k2 ,在 y 轴上的截距分别为b1,b2.因为k1 = k2 = 2,b1 = 3,b2 = 5,b1 b2 ,所以 l1//l2.k = 2 k 1(2)因为 1 , 2 = , k1 k2 ,所以 l1与 l2相交.2ì 2ì y = 2x +1 x = - 3 2 1íx 2y 0 ,解得 í ,所以交点为(- , - ) . - = y 1= - 3 3 3(3)由两直线的方程可知, l1 / / y轴, l2 / / y 轴,且两直线在 x 轴上的截距不相等,所以 l1//l2.(4) l2 : y = 2x +1,因为k1 = k2 = 2,b1 = b2 =1,所以 l1与 l2重合.题型 2:求过两条直线的交点的直线方程2-1.(2024 高二上·天津·期末)过直线 x + y +1 = 0和 x - 2y + 4 = 0的交点,且与直线 x + 2y - 3 = 0垂直的直线方程是( ).A. 2x - y + 3 = 0 B. 2x - y + 5 = 0C. x + 2y - 4 = 0 D. 2x - y - 3 = 0【答案】B【分析】先求出交点坐标,再根据与直线 x + 2y - 3 = 0 的位置关系求出斜率,运用点斜式方程求解.ì x + y +1 = 0 ìx = -2【详解】联立方程 í x 2y 4 0 ,解得- + = í,所以交点坐标为 -2,1 ; y =11直线 x + 2y - 3 = 01 - 1 = 2 的斜率为- ,所以所求直线方程的斜率为 ,2 - 2由点斜式直线方程得:所求直线方程为 y -1 = 2 x + 2 ,即 2x - y + 5 = 0 ;故选:B.2-2.(2024 高二下·河北张家口·开学考试)过直线 x - 2y +1 = 0与3x - y - 2 = 0的交点,且垂直于直线x - y +1 = 0 的直线方程是 .【答案】 x + y - 2 = 0【分析】首先利用二元一次方程组求出交点的坐标,进一步利用直线垂直的充要条件求出直线的方程.【详解】过直线 x - 2y +1 = 0与3x - y - 2 = 0的交点,ì x - 2y +1 = 0 ìx =1故 í (1,1) 3x y 2 0,解得 íy 1,故交点坐标为 ;- - = =故过点 (1,1) 且与直线 x - y +1 = 0 垂直的直线方程为 y - 1 = -(x - 1) ,整理得 x + y - 2 = 0.故答案为: x + y - 2 = 0.2-3.(2024 高二上·陕西宝鸡·阶段练习)已知直线 l 经过直线3x - y - 7 = 0和 4x + y -14 = 0的交点,且直线 l在坐标轴上的截距相等,则直线 l 的方程是 .2【答案】 y = x或 x + y = 53【分析】求出给定的两条直线交点坐标,再按直线 l是否过原点分类求解即可.ì3x - y - 7 = 0 ì x = 3【详解】由 í ,解得 í ,即直线 l过点 (3, 2)4x y 14 0 y 2 , + - = =2当直线 l过原点时,直线 l的方程为 y = x,3x y 3 2当直线 l不过原点时,设直线 l的方程为 + =1,则 + =1,解得 a = 5,方程为 x + y = 5,a a a a2所以直线 l的方程为 y = x或 x + y = 5 .32故答案为: y = x或 x + y = 53题型 3:由两条直线交点的个数或位置求参数3-1.(广东省广州市第一一三中学 2023-2024 学年高二上学期第一阶段考数学试题)直线3x - (k + 2) y + k + 5 = 0与直线 kx + (2k - 3) y + 2 = 0相交,则实数 k 的值为( )A. k 1或 k 9 B. k 1或 k -9 C. k 1或 k 9 D. k 1且 k -9【答案】D【分析】根据给定条件,利用两条直线相交的充要条件,列式求解作答.【详解】因直线3x - (k + 2) y + k + 5 = 0与直线 kx + (2k - 3) y + 2 = 0相交,则3(2k - 3) - k[-(k + 2)] 0,即 (k + 9)(k -1) 0 ,解得 k 1且 k -9,所以实数 k 的值为 k 1且 k -9 .故选:Dì4x + 6y =13-2.(2024·上海崇明·一模)若关于 x 、 y 的方程组 í a = ax - 3y = 2无解,则实数【答案】-2【解析】先由方程无解判断平面内对应的两条直线平行,再利用平行关系列行列式计算参数即可.ì4x + 6y =1【详解】由题意关于 x 、 y 的方程组 í 无解,即直线 4x + 6y =1和直线 ax - 3y = 2 ax - 3y平行,故= 24 6D = = -12 - 6a = 0a 3 ,所以a = -2 ,-此时直线 ax - 3y = 2即 4x + 6y = -4,确实与 4x + 6y =1平行,故满足题意,所以实数 a = -2 .故答案为:-2.3-3.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 kx - y = k -1与直线 ky - x = 2k 相交且交点在第二象限内,则 k 的取值范围为( )1 1A. k >1 B. k < C. 0 < k 1< D2 . < k <12 2【答案】C【分析】先根据直线相交求 k 的取值范围,再联立方程求出交点坐标列式求解即可.【详解】若直线 kx - y = k -1与直线 ky - x = 2k 平行或重合,则 k 2 -1 = 0,解得 k = ±1,若直线 kx - y = k -1与直线 ky - x = 2k 相交,可得 k 1且 k -1,则有:ì kìkx - y = k -1 x = k -1 k 2k -1 联立方程 íky x 2k ,解得 í ,即交点坐标 , ÷ , - = y 2k -1= è k -1 k -1 k -1ì k < 0 k -1 1由题意可得: í2k ,解得0 < k < ; -1 2> 0 k -1 1 综上所述:k 的取值范围为 0, 2 ÷.è 故选:C.3-4.(2024 高二上·全国·课后作业)若直线5x + 4y = 2m +1与直线 2x + 3y = m的交点在第四象限,则 m 的取值范围是( ) 3 A. (- ,2) B. , + 2 ÷è 3 3 C. - , - ÷ D. - , 22 2 ÷è è 【答案】D2m + 3 m - 2【分析】联立方程组求得两直线的交点为 ( , ),根据题意列出不等式组,即可求解.7 7ì5x + 4y = 2m +1 2m + 3【详解】由方程组 í ,解得 x = , ym - 2= 2x + 3y = m,7 7(2m + 3 , m - 2即两直线的交点坐标为 ),7 72m + 3 m - 2 3因为两直线的交点位于第四象限,可得 > 07 且< 07 ,解得- < m < 2,2即实数m3的取值范围为 (- , 2) .2故选:D.题型 4:三条直线能否构成三角形问题4-1.(2024 高二上·浙江宁波·期末)若三条直线3x - y +1 = 0, x + y + 3 = 0与 kx - y + 2 = 0能围成一个直角三角形,则 k = .1【答案】- 或 13【分析】由三条直线两两垂直,即两直线的斜率之积为-1,求解即可.【详解】显然,3x-y+1=0,x+y+3=0 有交点,若3x - y +1 = 0与 kx - y + 2 = 01垂直,则3k = -1 k = - ;3若 x + y + 3 = 01与 kx - y + 2 = 0垂直,则-k = -1 k =1.所以 k = - 或 1.31故答案为:- 或 134-2.(2024 高二·江苏·假期作业)若三条直线 l1 : ax + y +1 = 0 , l2 : x + ay +1 = 0, l3 : x + y + a = 0能构成三角形,求 a 应满足的条件.【答案】 a ±1且 a -2【分析】由题意可分直线 l1 //l2、l2 //l3、l1 //l3 、直线 l1, l2 , l3 经过同一点讨论,不能构成三角形从而可求出 a的值再求其补集可得答案.【详解】为使三条直线能构成三角形,需三条直线两两相交且不共点.①若 l1 //l2,则由a a -1 1 = 0,得 a = ±1;②若 l2 //l3,则由1 1- a 1 = 0 ,得 a =1;③若 l1 //l3 ,则由a 1-1 1 = 0 ,得 a =1,当 a =1时, l1, l2 与 l3 三线重合,当 a = -1时, l1, l2 平行.ìx + ay +1 = 0 ìx = -a -1④若三条直线交于一点,由 íx y a ,解得 , + + = 0í y =1将 l2 ,l3 的交点 -a -1,1 的坐标代入 l1的方程,解得 a =1 (舍去),或 a = -2 ,所以要使三条直线能构成三角形,需 a ±1且 a -2.4-3.(2024 高二上·全国·课后作业)使三条直线 4x + y - 4 = 0,mx + y = 0,2x - 3my - 4 = 0不能围成三角形的实数 m 的值最多有几个( )A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个【答案】B【分析】根据题设,讨论存在两条直线平行或三条直线交于一点,分别求出对应 m 值,进而验证是否满足题设,即可得答案.【详解】要使三条直线不能围成三角形,存在两条直线平行或三条直线交于一点,若 4x + y - 4 = 0,mx + y = 04 1平行,则 = ,即m = 4 ;m 1若mx + y = 0,2x - 3my - 4 = 0m 1平行,则 = ,即无解;2 -3m若 4x + y - 4 = 0,2x - 3my - 4 = 04 1 1平行,则 = ,即m = - ;2 -3m 6ì4x + y - 4 = 0 若三条直线交于一点, ímx + y = 02,可得m = 或m = -1; 3 2x - 3my - 4 = 01 2经检验知:m {-1, - , , 4}均满足三条直线不能围成三角形,故 m 最多有 4 个.6 3故选:B(二)两点间的距离1、两点间的距离公式:(1)点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|= x2-x1 2+ y2-y1 2.(2)原点 O(0,0)与任一点 P(x,y)的距离|OP|= x2+y2.2、计算两点间距离的方法(1)对于任意两点 P1(x1,y1)和 P2(x2,y2),则|P1P2|= x2-x1 2+ y2-y1 2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解.题型 5:求两点间的距离5-1.(2024 高二·江苏·假期作业)直线 l1 : 3ax - y - 2 = 0和直线 l2 : 2a -1 x + 5ay -1 = 0分别过定点A 和 B ,则 AB = | .13【答案】5【分析】求出直线 l1、 l2所过定点的坐标,再利用平面内两点间的距离公式可求得 AB 的值.ì3x = 0 x = 0【详解】将直线 lì1的方程变形为3ax - y + 2 = 0,由 í ,可得 í ,即点 A 0, -2 y + 2 = 0 y = -2,将直线 l2的方程变形为 a 2x + 5y - x +1 = 0 ,2x + 5y = 0 ìx = -1ì 2 由 íx 1 0 ,可得 ,即点B -1, , + =í y2= è 5 ÷ 52AB 0 1 2 2 13所以, = + + -2 - ÷ = .è 5 513故答案为: .55-2.(2024 高二上·全国·课后作业)已知 A(-1,2), B(0,4),点 C 在 x 轴上,且 AC = BC ,则点 C 的坐标为( ) 11 11 11 11 A. - ,0÷ B. 0, - ÷ C. 0,2 2 2 ÷D. ,02 ÷è è è è 【答案】D【分析】设C a,0 ,因为 AC = BC ,由两点间的距离公式求解即可.【详解】因为点 C 在 x 轴上,设点C a,0 ,则 AC = BC ,所以 a +1 2 + 22 = a2 + 42 ,11 11 化简可得: a = ,所以C ,0÷ .2 è 2 故选:D.5-3.(2024 高二上·江苏南通·阶段练习)已知 A,B 两点分别在两条互相垂直的直线 2x - y = 0和 x + ay = 0上, 10 且 AB 线段的中点为P 0, ÷ ,则线段 AB 的长为(a )è A.11 B.10 C.9 D.8【答案】B 1 【分析】由题意可知, 2 - ÷ = -1,得 a = 2,可得线段 AB 的中点为 P(0,5) ,设 A(m, 2m), B(n,1- n)a ,利è 2ìm + n = 0 2用中点坐标公式可得 í 1 ,求出m, n,再利用两点间的距离公式可求得结果 2m - n 2 = 5 2【详解】因为直线 2x - y = 0和 x + ay = 0互相垂直,2 1所以 - ÷ = -1a ,解得a = 2,è 所以线段 AB 的中点为 P(0,5) ,ìm + n = 01 2 ìm = 4所以设 A(m, 2m), B(n,- n),则 í 1 ,解得2 í, 2m - n n = -4 2 = 5 2所以 A(4,8), B(-4,2) ,所以 AB = 82 + 62 =10,故选:B题型 6:由两点间的距离求参数6-1.(2024 高二上·新疆喀什·期末)已知点 A 3,3a + 3 与点B a,3 之间的距离为 5,则实数 a 的值为 .8【答案】-1或5【分析】代入两点间距离公式,即可求解.【详解】 AB = 3 - a 2 + 3a + 3 - 3 2 = 5,8化简为5a2 - 3a -8 = 0,解得: a = -1或 a = .58故答案为:-1或56-2.(2024 高二下·全国·课后作业)已知点 A(4,12),P 为 x 轴上的一点,且点 P 与点 A 的距离等于 13,则点 P 的坐标为 .【答案】 (-1,0) 或 (9,0)【分析】根据题意设P(x,0) ,再利用两点间的距离公式即可求出 x 的值,从而得到点 P 的坐标.【详解】Q点 P 在 x 轴上,设P(x,0) ,Q点 P 与点A 的距离等于 13,\ (x - 4)2 + (0 -12)2 = 13,解得 x = 9 或-1,\点 P 的坐标为 (9,0) 或 (-1,0) ,故答案为: (-1,0) 或 (9,0) .6-3.(2024 高二下·全国·课后作业)已知 A(a,0), B(0,10),且 | AB |= 17,则 a = .【答案】±3 21【分析】根据题意,直接根据平面直角坐标系上两点的距离公式,即可求解.【详解】因为 A(a,0), B(0,10)且 | AB |= 17,所以 | AB |= a2 + 0 -10 2 =17,解得 a = ±3 21故答案为:±3 21题型 7:运用两点间的距离公式求最值7-1.(2024 高二上·福建·期中)著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,割裂分家万事休.”事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如: x - a 2 + y - b 2 可以转化为点 x, y 到点 a,b 的距离,则 x2 +1 + x2 - 4x + 8 的最小值为( ).A.3 B. 2 2 +1 C. 2 3 D. 13【答案】D【分析】把目标式进行转化,看作动点到两个定点距离和的最值,利用对称性可得答案.【详解】 x2 +1 + x2 - 4x + 8 = x - 0 2 + 0 -1 2 + x - 2 2 + 0 - 2 2 ,可以看作点P x,0 到点 A 0,1 , B 2, 2 的距离之和,作点A 关于 x 轴的对称点 A 0, -1 ,显然当B, P, A 三点共线时,取到最小值,最小值为 B, A 间的距离 22 + 32 = 13 .故选:D.7-2.(2024 高三下·江西·开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点.当三角形三个内角均小于 120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对的三角形三边的张角相等且均为 120°.根据以上性质,.则F (x, y) = (x - 2 3)2 + y2 + (x +1- 3)2 + (y -1+ 3)2 + x2 + (y - 2)2的最小值为( )A.4 B.2 + 2 3 C.3+ 2 3 D. 4 + 2 3【答案】B【分析】根据题意作出图形,证明出三角形 ABC 为等腰直角三角形,作出辅助线,找到费马点,求出最小值.【详解】由题意得:F (x, y) 的几何意义为点E 到点 A 2 3,0 , B 3 -1,1- 3 ,C 0,2 的距离之和的最小值, 2因为 AB = 3 +1 + 3 -1 2 2 2= 2 2 , CB = 3 -1 + - 3 -1 = 2 2 ,AC = 4 +12 = 4,2 2 2所以 AB + CB = AC ,故三角形 ABC 为等腰直角三角形,,1取 AC 的中点D,连接BD,与 AO 交于点E ,连接CE,故BD = AC = 2, AE = CE ,2CO 2 3因为 = = ,所以 CAO = 30°,故 AEC =120° ,则 BEC = AEB =120°,AO 2 3 3故点E 到三角形三个顶点距离之和最小,即F (x, y) 取得最小值,1因为 AD = CD = AC = 2 AD 4 3 4 3 2 3,所以 AE = = ,同理得:2 CE =,DE = ,cos30° 3 3 3BE BD DE 2 2 3= - = - ,3故F (x, y) AE CE BE 4 3 4 3的最小值为 + + = + + 2 2 3- = 2 + 2 3 .3 3 3故选:B7-3.(2024 高二上·甘肃武威·期中)函数 f x = x2 + 2x + 5 + x2 - 6x +10 的最小值是 .【答案】5【分析】依题意可得 f x = x +1 2 + 0 - 2 2 + x - 3 2 + 0 -1 2 ,设 A -1,2 ,B 3,1 ,P x,0 ,则问题转化为求点P x,0 到点 A -1,2 ,B 3,1 两点的距离之和的最小值,求出A 关于 x 轴的对称点 A 的坐标,则PA + PB = PA + PB A B ,再根据距离公式求解即可.【详解】解:因为 f x = x2 + 2x + 5 + x2 - 6x +10= x +1 2 + 0 - 2 2 + x - 3 2 + 0 -1 2 ,设 A -1,2 ,B 3,1 ,P x,0 ,则 f x 表示点P x,0 到点 A -1,2 ,B 3,1 两点的距离之和,即PA + PB ,点 P 是 x 轴上的点,则点A 关于 x 轴的对称点为 A -1, -2 ,则 PA = PA ,所以 PA + PB = PA + PB A B = 3+1 2 + 1+ 2 2 = 5,所以 f x 的最小值是5 .故答案为:5(三)运用坐标法解决平面几何问题1、利用坐标法解平面几何问题:(1)建系;(2)坐标表示;(3)几何关系坐标化;(4)将数“翻译”为形.2、利用坐标法解平面几何问题常见的步骤:(1)建立坐标系,尽可能将有关元素放在坐标轴上;(2)用坐标表示有关的量;(3)将几何关系转化为坐标运算;(4)把代数运算结果“翻译”成几何关系.题型 8:用坐标法解决平面几何问题8-1.(2024 高二上·河南·阶段练习)已知直线 l : m - 2 x - m +1 y + 3m = 0 m R ,直线 l1 : 4x + y + 3 = 0和l2 : 3x - 5y - 5 = 0.(1)求证:直线 l 恒过定点;(2)设(1)中的定点为 P , l与 l1, l2的交点分别为A , B ,若 P 恰为 AB 的中点,求m .【答案】(1)证明见解析.m 1(2) = - .4【分析】(1)先分离参数,再令参数的系数等于0 ,求得 x 、 y 的值,可得直线 l 恒过定点;(2)先设一个交点 A x0 , y0 ,再表示另一个交点B -2 - x0 , 4 - y0 ,接着联立方程求出交点坐标 A -2,5 ,最后解出m 即可.【详解】(1)解:由题 l : m - 2 x - m +1 y + 3m = 0 m R ,可化为m x - y + 3 - 2x + y = 0,由于m R ,令 x - y + 3 = 0,可得 2x + y = 0 ,ìx - y + 3 = 0 ìx = -1所以 í2x y 0 ,解得 íy 2 , + = =即直线 l 恒过定点 -1,2 .所以直线 l 恒过定点.(2)由(1)知P -1, 2 ,不妨设 A x0 , y0 ,由题意可知, P 恰为 AB 的中点,所以B -2 - x0 , 4 - y0 ,因为A , B 分别在直线 l1 和直线 l2 上,ì4x0 + y0 + 3 = 0所以 í 3 -2 - x - 5 4 - y - 5 = 0,0 0ìx0 = -2解得 í ,所以 A -2,5 y 5 , 0 =将 A -2,5 1代入直线 l方程,解得m = - .41所以m 的值为- .48-2.(2024 高二上·安徽马鞍山·期中)已知VABC 的顶点 A 3,1 , AB 边上的高所在的直线方程为4x - y -13 = 0, AC 边上的中线所在的直线方程为5x - 2y -12 = 0.(1)求直线 AB 的方程;(2)求点 C 的坐标.【答案】(1) x + 4y - 7 = 0(2) C(5,7)【分析】(1)由CE ^ AB 及已知直线CE的斜率可求直线 AB 的斜率,进而可求直线 AB 的方程;(2)先设D(a,b),进而表示C 的坐标,再由C 点在直线CE及中点坐标公式可求.【详解】(1)设 AB 边上的高为CE,QCE ^ AB,且直线CE的方程为 4x - y -13 = 0,故斜率为 4,\ 1直线 AB 的斜率为- ,Q A(3,1),4\ y 1 1直线 AB 的方程为 - = - (x - 3) ,即 x + 4y - 7 = 04 ;(2)设D(a,b),则C(2a - 3,2b -1),ì4 2a - 3 - (2b -1) -13 = 0由题意得 í , 5a - 2b -12 = 0解得 a = 4,b = 4 ,\ C(5,7).8-3.(2024 高二上·四川绵阳·阶段练习)在平面直角坐标系 xOy 中,O为坐标原点,已知直线 l1:2x - y - 2 = 0和 l2: x + y + 3 = 0,(1)求直线 l1与 l2的交点坐标;uuur uuur(2)过点 P(3,0)1作直线 l与直线 l1, l2分别交于点 A、B,且满足 AP = AB ,求直线 l的方程.21 8【答案】(1) (- , - )3 3(2)8x - y - 24 = 0【分析】(1)联立直线 l1和直线 l2,即可求解交点坐标;(2)首先由题意可知,点 P 是线段 AB 的中点,利用对称和直线方程,即可求解.ìx + y + 3 = 0 1 8【详解】(1)由 í ,得 x = - , y = - 2x - y 2 0,- = 3 3 1 8 所以直线 l1与 l2的交点坐标为 - ,-3 3 ÷;è uuur uuur(2)由 AP1= AB 可知,点 P 是线段 AB 的中点,2在直线 l2上任取一点M x0 ,-3- x0 ,所以点M 关于P 3,0 的对称点 N 6 - x0 ,3 + x0 ,点 N 在直线 l1上, 把点 N 6 - x0 ,3 + x0 代入 l1 方程 2x - y - 2 = 0,2 6 - x0 - 3+ x0 - 2 = 07,解得 x0 = 316 7 16 - - 0所以M ,- ÷,\kl = 3 = 8,è 3 3 7 - 33即直线 l方程为: y = 8x - 24,即8x - y - 24 = 0 .(四)点到直线的距离点到直线的距离的求解方法:(1)求点到直线的距离时,只需把直线方程化为一般式方程,直接应用点到直线的距离公式求解即可.(2)对于与坐标轴平行(或重合)的直线 x=a 或 y=b,求点到它们的距离时,既可以用点到直线的距离公式,也可以直接写成 d=|x0-a|或 d=|y0-b|.(3)若已知点到直线的距离求参数时,只需根据点到直线的距离公式列方程求解参数即可.题型 9:求点到直线的距离9-1.(2024 高二·重庆·学业考试)点(1,1)到直线3x + 4y - 2 = 0的距离是( )A.1 B.2 C. 5【答案】A【分析】直接利用点到直线的距离公式得到答案.3 + 4 - 2 5【详解】 d = = =132 + 42 5,故选:A9-2.(2024 高二上·全国·课后作业)已知 A(4,0)到直线 4x - 3y + a = 0的距离等于 3,则 a 的值为( )A.-1 B.-13或 -19 C.-1或-31 D.-13【答案】C【分析】由距离公式,解方程得出 a 的值.4 4 - 3 0 + a【详解】由距离公式可得, = 3,即 a +16 =15, 解得 a = -1或a = -31.42 + 32故选:C9-3.(2024 高二下·辽宁·阶段练习)已知圆C 经过点M 1,2 , N 3,0 ,则点P 2, -1 到圆心C 的距离的最小值为( )A.2 B. 3 C. 2 D.1【答案】C【分析】根据给定条件,求出圆心 C 的轨迹方程,再利用点到直线距离公式求解作答.【详解】设C x, y ,依题意, CM = CN ,则 (x -1)2 + (y - 2)2 = (x - 3)2 + (y - 0)2 ,2 +1-1整理得 x - y -1 = 0,点P 2, -1 到 x - y -1 = 0的距离 d = = 2 ,2所以点P 2, -1 到圆心C 的距离的最小值 2 .故选:C9-4.(2024 高二下·上海浦东新·期中)已知动点M a,b 在直线3x + 4y +10 = 0上,则 a2 + b2 的最小值为 .【答案】2【分析】根据题意可知 a2 + b2 表示动点M a,b 到坐标原点O 0,0 ,利用点到直线的距离求最小值.【详解】因为 a2 + b2 表示动点M a,b 到坐标原点O 0,0 ,10所以 a2 + b2 的最小值为O 0,0 到线3x + 4y +10 = 0的距离 d = = 2 .32 + 42故答案为:2.9-5.(2024 高二上·广东广州·期末)已知点P -2,1 到直线 l : 3x - 4y + m = 0的距离为 1,则m 的值为( )A.-5 或-15 B.-5 或 15C.5 或-15 D.5 或 15【答案】D【分析】根据条件,利用点到直线的距离公式建立关于m 的方程,再求出m 的值.【详解】因为点P -2,1 到直线 l : 3x - 4y + m = 0的距离为 1,| 3 (-2) - 4 1+ m |所以 =12 2 ,解得m =15或 5.3 + (-4)故选:D.9-6.(2024·重庆·三模)已知直线 l : y = k(x - 2) +1(k R) 上存在一点 P,满足 | OP |=1,其中 O 为坐标原点.则实数 k 的取值范围是( ) 0, 1 é0, 3ù é 4ù 1 4A. ÷ Bé ù.è 2 ê 4 úC. ê0, D. 3ú ê, 2 3 ú【答案】C【分析】由已知可得原点 O 到直线 l 的距离小于等于 1,利用点到直线的距离公式可得关于 k 的不等式,即可求解 k 的范围.【详解】因为直线 l : y = k(x - 2) +1(k R) 上存在一点 P,使得 | OP |=1,-2k +1 4所以原点 O 到直线 l 的距离小于等于 1,即 1,解得:0 k ,k 2 +1 3é即 k 的取值范围是 ê0,4ù 3ú. 故选:C题型 10:直线围成的图形面积问题ur10-1.(2024 高二上·江苏·专题练习)射线OA所在直线的方向向量为 d1 = 1, k k > 0 ,点 P 在 AOx内,PM ^ OA于点M .(1)若 k =1,P 3 , 1 2 2 ÷,求 OM 的值;è 6(2)若P 2,1 ,VOPM 的面积是 ,求 k 的值.5【答案】(1) 211(2) 或 22【分析】(1)求出| |以及直线OA,可求出点 P 到直线OA的距离,再利用勾股定理可求得 OM 的值;(2)求出 OM 以及点 P 到直线OA的距离 d ,利用三角形的面积公式可求出 d 2 的值,可得出关于 k 的方程,结合 k > 0 可求得 k 的值. 3 1 2 2 3 1 10【详解】(1)解:因为P ,2 2 ÷ ,则 OP =è +2 ÷ 2 ÷= ,è è 2uur因为 k =1,则直线OA的一个方向向量为 d1 = 1,1 ,所以,直线OA的方程为 y = x ,3 1-所以,点 P 到直线OA的距离为 d = 2 2 2= ,2 22 22 2 10 2 所以, OM = OP - d = ÷÷ - ÷÷ = 2 .è 2 è 2 uur(2)解:因为直线OA的一个方向向量为 d1 = 1, k k > 0 ,所以,直线OA的方程为 y = kx ,即 kx - y = 0 .2k -1点P 2,1 2到直线OA的距离为 d = 2 , OM = OP - d 2 = 5 - d 2 ,k +1S 1 OM d 1 d 5 d 2 6 2 9 16VOPM = × = - = ,可得 d = 5 或 ,2 2 5 5 2k -1 2 9 2k -1 2 16 11即 = 或 = ,因为 k > 0 ,解得 k = 或 k = 2 .k 2 +1 5 k 2 +1 5 210-2.(2024 高二上·广东湛江·期中)已知直线 l: kx + y + k + 2=(0 k R).(1)证明:直线 l一定经过第三象限;(2)设直线 l与 x 轴, y 轴分别交于 A,B 点,当点P 1,0 离直线 l最远时,求VPAB 的面积.【答案】(1)证明见解析(2)6ìx +1 = 0【分析】(1)直线 l 的方程可化为 x +1 k + y + 2=0,由 íy 2 0即可求出直线 l 过定点 -1, -2 ,从而证得 + =直线 l 一定经过第三象限.(2)由(1)可知,直线 l 经过定点Q -1, -2 ,则当PQ ^ l时,点 P 离直线 l 最远,利用两点间距离公式求出此时|PQ|的值,再根据两垂直直线的斜率关系求出 k 的值,得到直线 l 的方程,再求出点 A,B 的坐标,从而求出△PAB 的面积.【详解】(1)直线 l 方程 kx + y + k + 2=0 ,可化为 x +1 k + y + 2=0,ìx +1 = 0 ìx = -1令 íy 2 0,解得 íy , + = = -2则直线 l 经过定点Q -1, -2 ,故直线 l 一定经过第三象限.(2)由(1)可知,直线 l 经过定点Q -1, -2 ,则当PQ ^ l时,点 P 离直线 l 最远,且PQ = -1-1 2 + -2 - 0 2 = 2 2 ,k -2 - 0此时 PQ = =1,所以直线 l 的斜率为-1,-1-1即 k=1,则 l: x + y + 3=0,则 A -3,0 ,B 0, -3 2, AB = -3 + 32 = 3 2 ,故VPAB 的面积为 S1= AB × PQ = 6 .210-3.(2024 高二下·全国·课堂例题)已知VABC 的顶点 ( 2,0),B 2,2 ,C 1, -1 .求VABC 的面积.【答案】5【分析】求出直线的斜率,直接利用点斜式得到直线BC 的方程,然后求出点A 到直线BC 的距离和 BC ,再结合三角形面积公式即可得结果.BC k -1- 2【详解】直线 的斜率 = = 31 ,- 2由直线方程的点斜式可得 y - 2 = 3(x - 2),化简可得3x - y - 4 = 0 .3 (-2) - 0 - 4所以点 A(-2,0)到直线BC 的距离 d = = 1032,+ (-1)2且 BC = 2 -1 2 + 2 +1 2 = 10 ,S 1 1则 VABC = BC × d = 10 10 = 5 .2 2题型 11:点到直线距离公式的应用11-1.(2024 高二上·上海浦东新·阶段练习)已知点 A -1,2 , B 1,4 ,若直线 l 过点M -2,-3 ,且 A、B 到直线 l 的距离相等,则直线 l 的方程为 .【答案】 x - y -1 = 0或3x - y + 3 = 0【分析】根据直线 l过 AB 中点或与直线 AB 平行求得正确答案.【详解】依题意, A, B到直线 l的距离相等.AB 的中点为 0,3 ,当 l过 0,3 以及M -2,-3 时,-3 - 3直线 l的方程为 y = x + 3 = 3x + 3,3x - y + 3 = 0 .-2 - 02 - 4直线 AB 的斜率为 =1,-1-1当直线 l过M -2,-3 并与 AB 平行时,直线 l的方程为 y + 3 =1 x + 2 , x - y -1 = 0 .综上所述,直线 l的方程为 x - y -1 = 0或3x - y + 3 = 0 .故答案为: x - y -1 = 0或3x - y + 3 = 011-2.(2024·吉林·三模)已知 A(-2,0), B(4,a) 两点到直线 l : 3x - 4y +1 = 0的距离相等,则 a =( )9 9A.2 B. C.2 或-8 D.2 或2 2【答案】D【分析】分 A(-2,0), B(4,a) 在 l : 3x - 4y +1 = 0的同侧和异侧分类讨论求解.【详解】(1)若 A(-2,0), B(4,a) 在 l : 3x - 4y +1 = 0的同侧,k k 3 a 3 9则 AB = l = ,所以 = , a = ,4 6 4 2(2)若 A(-2,0), B(4,a) 在 l : 3x - 4y +1 = 0的异侧,则 A(-2,0), B(4,a) 的中点 1,a ÷在直线 l : 3x - 4y +1 = 0上,è 2 所以 4 - 2a = 0 解得 a = 2 ,故选:D.11-3.(2024 高二·全国·课后作业)已知点 P1 1,1 ,P2 5,4 到直线 l 的距离都等于 2,求直线 l 的方程.【答案】3x - 4y +11 = 0或3x - 4y - 9 = 0,7x + 24y -81 = 0, x = 3.【分析】根据直线 l与直线P1P2 平行,过线段P1P2 的中点或斜率不存在分类讨论.【详解】①当 l∥P1P2 时,因为直线P1P2 的方程为3x - 4y +1 = 0,所以可设直线 l 的方程为3x - 4y + m = 0.m -1由 d = = 2 m =11或m = -9,即直线 l 的方程为3x - 4y +11 = 0或3x - 4y - 9 = 0.5PP M 3, 5 y 5 5②当 l 过线段 1 2 的中点 ÷ 时,设 l 的方程为 - = k x - 3 ,即 kx - y + - 3k = 0.点P1到 l 的距离è 2 2 23- 2k2 5 7d = = 2 7 k = - ,即 y - = - x - 3 7x + 24y -81 = 0 .又当 l ^ x轴时,斜率不存在,此时 x = 32 24 2 24k +1也符合题意.综上直线 l的方程为:3x - 4y +11 = 0或3x - 4y - 9 = 0,7x + 24y -81 = 0, x = 3.(五)两平行线间的距离求两条平行直线间距离的两种方法:(1)转化法:将两条平行线间的距离转化为一条直线上一点到另一条直线的距离,即化线线距为点线距来求.(2)公式法:设直线 l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0,则两条平行直线间|C1-C2|的距离 d= .A2+B2题型 12:求两平行线间的距离12-1.(2024 高二下·河南洛阳·阶段练习)两条平行线 l1 : 3x + 4y - 6 = 0, l2:9x +12y -10 = 0间的距离等于( )8 7 4 2A. B. C. D.15 15 15 15【答案】A【分析】利用两平行线间的距离公式求解即可.【详解】依题意,将直线 l1 : 3x + 4y - 6 = 0变为 l1:9x +12y -18 = 0,又 l2:9x +12y -10 = 0,-18 +10 8所以两平行线间的距离为 d = = .92 +122 15故选:A.12-2.(2024 高二上·全国·课后作业)两条平行直线 2x - 7y + 8 = 0与 2x - 7y - 6 = 0间的距离为( )A 53. B 14 53.2 C.14 D.14 53【答案】D【分析】由距离公式求解即可.8 - -6 14 53【详解】由距离公式可知,所求距离为 d = =22 + -7 2 53.故选:D12-3.(2024 高二上·福建宁德·期中)若两条平行直线 l1 : x - 2y + m = 0 m > 0 与 l2 : 2x + ny - 6 = 0 之间的距离是2 5 ,则m + n = .【答案】3【分析】由两直线平行列方程求出 n ,再由两平行线间的距离公式列方程可求出m 的值,从而可求出结果.【详解】因为直线 l1 : x - 2y + m = 0 m > 0 与 l2 : 2x + ny - 6 = 0 平行,2 n -6所以 = ,解得 n = -4且m -3,1 -2 m所以直线 l2为2x - 4y - 6 = 0,直线 l1 : x - 2y + m = 0 m > 0 化为 2x - 4y + 2m = 0 m > 0 ,因为两平行线间的距离为 2 5 ,2m - (-6)所以 = 2 52 2 ,得 2m + 6 = 20,2 + (-4)因为m > 0所以 2m + 6 = 20,得m = 7 ,所以m + n = 7 - 4 = 3,故答案为:312-4.(2024 高二下·河南周口·阶段练习)已知两条直线 l1 : l + 2 x + 1- l y + 2l - 5 = 0,l2 : k +1 x + 1- 2k y + k - 5 = 0,且 l1//l2,当两平行线距离最大时,l + k =( )A.3 B.4 C.5 D.6【答案】Cl + 2 k +1 1【分析】求出 l1, l2 恒过的定点 A, B,故 l1, l2距离的最大值为 AB = 5 ,所以- = - = - = 21- l 1- 2k k ,AB求解即得出答案.【详解】 l1 : l x - y + 2 ìx - y + 2 = 0+ 2x + y - 5 = 0,由 í , 2x + y - 5 = 0ìx =1解得 í l A 1,3 y,故 过定点 .= 3 1x - 2y +1 = 0l2 : k xì- 2y +1 + x + y - 5 = 0,由 í , x + y - 5 = 0ìx = 3解得 íy ,故l 过定点B 3,2 , = 22故 l1, l2距离的最大值为 AB = 5 .l + 2 1- = - = 2 k +1此时, 1- l k ,则l = 4,- = 2 ,AB 1- 2k解得 k =1,故l + k = 5.故选:C.题型 13:距离公式的综合应用13-1.【多选】(2024 高二上·福建南平·期末)已知直线 l1 : 4x - 3y - 3 = 0,直线l2 : m + 2 x - m +1 y + m = 0 m R ,则( )A.当m = -1时, l1 ^ l2 B.当m = 2 时, l1 / / l2C.当 l1 / / l2时, l1与 l2之间的距离为 1 D.直线 l2过定点 2,1 【答案】BC【分析】通过m 的取值结合选项验证可得 A,B,C 的正误,利用求直线过定点的方法可得 D 的正误.【详解】对于 A,m = -1时, l2 : x -1 = 0 ,显然与 l1不垂直,A 不正确;4 -3 -3对于 B,m = 2 时, l2 : 4x - 3y + 2 = 0,因为 = ,所以 l1 / / l2,B 正确;4 -3 2对于 C,当 l1 / / l2时, 4m + 4 = 3m + 6且3m -3m - 3,解得m = 2 ,2 + 3此时 l2 : 4x - 3y + 2 = 0, l d = =11与 l2之间的距离为 2 ,C 正确;4 + -3 2 ìx - y +1 = 0 ìx =1对于 D,m x - y +1 + 2x - y = 0 ,令 í2x y ,解得 , - = 0í y = 2所以直线 l2过定点 1,2 ,D 不正确.故选:BC.13-2.【多选】(2024 高二下·江苏南京·期末)已知动点 A, B分别在直线 l1 : 3x - 4y + 6 = 0与 l2 : 3x - 4y +10 = 0上移动,则线段 AB 的中点 P 到坐标原点O的距离可能为( )7A. 2 B. C.5 3D. 5【答案】CD【分析】根据直线平行可得 P 在直线 l : 3x - 4y + 8 = 0上运动,即可根据点到直线的距离公式即可求解.【详解】解:Q动点 A, B分别在直线 l1:3x - 4y + 6 = 0与 l2:3x - 4y +10 = 0上移动,又线段 AB 的中点为 P , l2 / /l1,\P在直线 l : 3x - 4y + 8 = 0上运动,8 8\O 到直线 l的距离 d = =32 + 42 5.8\P到坐标原点O的距离大于等于 .5故选:CD.13-3.【多选】(24-25 高二上·全国·单元测试)已知两条直线 l1, l2的方程分别为3x + 4y +12 = 0与ax + 8y -11 = 0,下列结论正确的是( )A.若 l1 //l2,则 a = 6 B.若 l1 //l72,则两条平行直线之间的距离为 432C.若 l1 ^ l2,则 a = D.若 a 6,则直线 l1, l2一定相交3【答案】AD【分析】根据两直线平行求出 a的值,可判断 A 选项;利用平行线间的距离公式可判断 B 选项;根据两直线垂直求出 a的值,可判断 C 选项;根据两直线相交求出 a的范围,可判断 D 选项.【详解】两条直线 l1, l2的方程分别为3x + 4y +12 = 0与 ax + 8y -11 = 0,它们不重合,若 l1 //l2,则 4a = 3 8,得 a = 6,检验符合,故 A 选项正确;若 l1 //l2,由 A 选项可知, l2:6x + 8y -11 = 0,直线 l1的方程可化为6x + 8y + 24 = 0,11+ 24 7故两条平行直线之间的距离为 = ,故 B 选项不正确;36 + 64 2若 l1 ^ l322,则3a + 4 8 = 0 ,得 a = - ,故 C 选项不正确;3由 A 选项知,当 a = 6时, l1 //l2,所以若 a 6,则直线 l1, l2一定相交,故 D 选项正确.故选:AD.(六)直线的对称问题有关对称问题的两种主要类型(1)中心对称:①点 P(x,y)关于 O(a x′=2a-x,,b)的对称点 P′(x′,y′)满足{y′=2b-y.②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.(2)轴对称:n-b×- ( A- )=-1,①点 A(a,b)关于直线 Ax+By+C=0(B≠0)的对称点 A′(m m a B,n),则有{ a+m b+nA· +B· +C=0.2 2②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决. 题型 14:直线的对称问题14-1.(2024 高二上·河北张家口·期中)点P 2,0 关于直线 l : x - y + 3 = 0的对称点 Q 的坐标为( ).A. -3,5 B. -1, -4 C. 4,1 D. 2,3 【答案】A【分析】利用中点和斜率来求得Q点坐标.【详解】设点P 2,0 关于直线 l : x - y + 3 = 0的对称点的坐标为 a,b ,ìb - 0 1 = -1 a - 2 ìa = -3则 í ,解得 . a + 2 bíb = 5- + 3 = 0 2 2所以点 Q 的坐标为 -3,5 .故选:A14-2.(2024 高二上·湖南郴州·阶段练习)已知入射光线经过点M (-3,4) ,被直线 l: x - 3 = 0反射,反射光线经过点 N (2,6),则反射光线所在直线的方程为 .【答案】 2x + 7 y - 46 = 0【分析】根据对称性可求得M 关于直线 l 的对称点 P 的坐标,再利用直线的两点式方程即可求得结果.【详解】由题意可知,反射光线经过点M (-3,4) 关于直线 l的对称点P(9, 4),如图所示:直线PN 的方程即为反射光线所在的直线方程,N (2 6) P(9, 4) k 6 - 4 2又 , , 可得 PN = = - ,2 - 9 72根据直线的点斜式方程可得,反射光线所在直线方程为 y - 6 = - x - 2 ,7整理得 2x + 7 y - 46 = 0,即反射光线所在直线的方程为 2x + 7 y - 46 = 0 .故答案为: 2x + 7 y - 46 = 0 .14-3.(2024 高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)直线 x - 2y + 3 = 0关于点 (1,1) 对称的直线方程为 .【答案】 x - 2 y -1 = 0【解析】在对称的直线方程上任取一点P x, y ,根据点对称性可得 2 - x, 2 - y 在直线 x - 2y + 3 = 0上,代入即可求解.【详解】设直线 x - 2y + 3 = 0关于点 (1,1) 对称的直线方程为 l ,在 l 上任取一点P x, y ,则点 P 关于点 (1,1) 对称的点P 的坐标为 2 - x, 2 - y ,由题意可知点P 在直线 x - 2y + 3 = 0上,故 2 - x - 2 2 - y + 3 = 0,整理可得 x - 2 y -1 = 0 .故答案为: x - 2 y -1 = 0【点睛】本题考查了直线关于点对称问题,考查了基本知识的掌握情况,属于基础题.14-4.(2024·上海静安·二模)设直线 l1 : x - 2y - 2 = 0与 l2关于直线 l : 2x - y - 4 = 0 对称,则直线 l2的方程是( )A.11x + 2y - 22 = 0 B.11x+ y +22 = 0C.5x + y -11 = 0 D.10x+ y -22 = 0【答案】A【分析】根据三条直线交于一点,再利用点关于直线的对称点公式,求直线 l2上一点,即可求解.ìx - 2y - 2 = 0 ìx = 2【详解】联立 í2x y 4 0,得 , - - =í y = 0取直线 l1 : x - 2y - 2 = 0上一点 0, -1 ,设点 0, -1 关于直线 l : 2x - y - 4 = 0 的对称点为 a,b ,则ìb +1 1 = - a 2 12í ,解得: a = ,b11= -a b 1 , 2 - - - 4 = 0 5 5 2 2直线 l112的斜率 k = - ,所以直线 l2的方程为 y11= - x - 2 ,2 2整理为:11x + 2y - 22 = 0 .故选:A一、单选题1.(2024 高二·全国·课后作业)求直线 x+2y-1=0 关于直线 x+2y+1=0 对称的直线方程( )A.x+2y-3=0 B.x+2y+3=0C.x+2y-2=0 D.x+2y+2=0【答案】B【分析】结合两平行线间的距离公式求得正确选项.【详解】设对称直线方程为 x + 2y + c = 0 ,1+1 c -1= ,解得 c = 3或 c = -1(舍去).1+ 22 1+ 22所以所求直线方程为 x + 2y + 3 = 0 .故选:B2.(2024 高二上·江苏连云港·期中)若三条直线 2x + ky + 8 = 0, x - y -1 = 0 和 2x - y = 0交于一点,则 k 的值为( )1 1A.-2 B.- C.3 D.2 2【答案】C【分析】先求出直线 x - y -1 = 0和 2x - y = 0的交点,再把交点坐标代入 2x + ky + 8 = 0 即得解.ì2x - y = 0 ìx = -1【详解】解:联立 í . x得- y -1 = 0 í y = -2ìx = -1把 í 代入 2x + ky + 8 = 0 得 k = 3 . y = -2故选:C3.(2024 高二上·新疆·期中)直线 2x + 3y + 4 = 0 关于 y 轴对称的直线方程为( )A. 2x + 3y - 4 = 0 B. 2x - 3y + 4 = 0C. 2x - 3y - 4 = 0 D.3x + 2y - 4 = 0【答案】C【分析】利用对称性质可得原直线上的点关于 y 轴的对称点,代入对称点,即可得到答案.【详解】设点P x, y 是所求直线上任意一点,则 P 关于 y 轴的对称点为P -x, y ,且在直线 2x + 3y + 4 = 0上,代入可得-2x + 3y + 4 = 0,即 2x - 3y - 4 = 0 .故选:C.4.(2024 高二上·浙江·期中)已知点 (a, 2)(a > 0)到直线 l : x - y + 3 = 0的距离为1,则 a等于( )A. 2 B. 2 - 2 C. 2 -1 D. 2 +1【答案】C【分析】根据点到直线得距离公式即可得出答案.| a - 2 + 3 |【详解】解:由题意得 =1.1+1解得 a = -1+ 2 或 a = -1- 2 .Qa > 0,\a = -1+ 2 .故选:C.5.(2024 高二上·广东广州·期末)已知点P(-1,2) 到直线 l : 4x - 3y + m = 0的距离为 1,则 m 的值为( )A.-5或-15 B.-5或 15 C.5 或-15 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P(-1,2) 到直线 l : 4x - 3y + m = 0的距离为 1,| -1 4 - 3 2 + m |\ =1,42 + (-3)2解得:m=15 或 5.故选:D.6.(2024 高二上·河北唐山·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题—“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为x2 + y2 3,若将军从点 A 3,1 处出发,河岸线所在直线方程为 x + y = 5,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为( )A. 10 - 3 B. 10 C. 2 5 - 3 D. 2 5【答案】C【解析】设点A 关于直线 x + y = 5的对称点 A a,b ,则 A O - 3为最短距离,根据垂直和中点坐标求出对称点 A a,b 即可得解.【详解】设点A 关于直线 x + y = 5的对称点 A a,b .根据题意, A O - 3为最短距离,先求出 A 的坐标. a + 3 b +1 AA 的中点为 , ÷,直线 AA 的斜率为 1,è 2 2 故直线 AA 的方程为 y -1 = x - 3,即 y = x - 2.ìa + 3 b +1 + = 5由 í 2 2 ,联立得 a = 4,b = 2 , b = a - 2\ A 4,2 ,则 A O = 42 + 22 = 2 5 ,故 A O - 3 = 2 5 - 3 ,则“将军饮马”的最短总路程为 2 5 - 3 .故选:C.【点睛】关键点点睛:转化为点A 关于直线 x + y = 5的对称点 A 与原点O的距离求解是解题关键.7.(2024 高二上·河南南阳·阶段练习)直线 l : 4x + 3y - 2 = 0关于点 A 1,1 对称的直线方程为( )A.4x+3y-4=0 B.4x+3y-12=0C.4x-3y-4=0 D.4x-3y-12=0【答案】B【分析】首先设对称直线上任意一点P x, y ,得到P x, y 关于 A 1,1 对称点为 2 - x, 2 - y ,再代入直线 l即可得到答案。【详解】设直线 l : 4x + 3y - 2 = 0关于点 A 1,1 对称的直线上任意一点P x, y ,则P x, y 关于 A 1,1 对称点为 2 - x, 2 - y ,又因为 2 - x, 2 - y 在 4x + 3y - 2 = 0上,所以 4 2 - x + 3 2 - y - 2 = 0,即 4x + 3y -12 = 0。故选:B8.(2024 高二·全国·课后作业) x + y =1关于原点对称的直线是( )A. x - y -1 = 0 B. x - y +1 = 0 C. x + y +1 = 0 D. x + y -1 = 0【答案】C【分析】将直线方程中的 x 换为-x, y 换为 -y,即可得到关于原点对称的直线方程.【详解】解:对于直线 x + y =1,将 x 换为-x, y 换为 -y得到-x - y =1,即 x + y +1 = 0,所以直线 x + y =1关于原点对称的直线是 x + y +1 = 0 .故选:C9.(2024 高二上·全国·课后作业)若直线 2x - y - 3 = 0与 4x - 2y + a = 0 之间的距离为 5 ,则 a 的值为( )A.4 B. 5 - 6 C.4 或-16 D.8 或-16【答案】C【分析】将直线 2x - y - 3 = 0化为 4x - 2y - 6 = 0,再根据两平行直线的距离公式列出方程,求解即可.【详解】将直线 2x - y - 3 = 0化为 4x - 2y - 6 = 0,| a - (-6) | | a + 6 |则直线 2x - y - 3 = 0与直线 4x - 2y + a = 0 之间的距离 d = = ,16 + 4 2 5| a + 6 |根据题意可得: = 5 ,即 | a + 6 |=10,解得 a = 4或 a = -16,2 5所以 a 的值为 a = 4或 a = -16 .故选:C10.(2024 高二下·河南南阳·阶段练习)若平面内两条平行线 l1: x + a -1 y + 2 = 0, l2:ax + 2y +1 = 0间的3 2距离为 ,则实数 a =( )4A.2 B.-2 或 1 C.-1 D.-1 或 2【答案】A【分析】根据直线平行,求得 a的值,结合两平行线的距离公式,即可求解.【详解】因为两直线 l1: x + a -1 y + 2 = 0, l2: ax + 2y +1 = 0平行,可得1 2 = (a -1) a且1 1 2a,解得 a = 2或 a = -1,当 a = 2时, l1 : x + y + 2 = 0, l2 : 2x + 2y +1 = 0 ,即 l1 : 2x + 2y + 4 = 0,4 -1 3 2可两平行线间的距离为 d = = ,符合题意;22 + 22 4当 a = -1时, l1 : x - 2y + 2 = 0, l2 : -x + 2y +1 = 0 ,即 l2 : x - 2y -1 = 0,2 - (-1) 3 5可两平行线间的距离为 d = =2 2 5 ,不符合题意,舍去.1 + (-2)故选:A.11.(2024 高二上·河北石家庄·阶段练习)两直线 2x + 3y - k = 0和 x - ky +12 = 0 的交点在 y 轴上,则 k 的值是( )A.-24 B.6 C.±6 D.24【答案】C【解析】通过直线的交点代入两条直线方程,然后求解 k 即可.【详解】因为两条直线 2x + 3y - k = 0和 x - ky +12 = 0 的交点在 y 轴上,所以设交点为 (0,b),ì3b - k = 0所以 í ,消去b ,可得 k = ±6kb 12 0 . - + =故选:C .【点睛】本题考查两条直线的交点坐标的求法与应用,考查计算能力,属于基础题.12.(2024 高二·全国·课后作业)若三条直线 2x + y - 4 = 0, x - y +1 = 0 与 ax - y + 2 = 0共有两个交点,则实数 a的值为( )A.1 B.-2 C.1 或-2 D.-1【答案】C【分析】由题意可得三条直线中,有两条直线互相平行,利用直线平行即求.【详解】由题意可得三条直线中,有两条直线互相平行,∵直线 x - y +1 = 0 和直线 2x + y - 4 = 0不平行,∴直线 x - y +1 = 0 和直线 ax - y + 2 = 0平行或直线 2x + y - 4 = 0和直线 ax - y + 2 = 0平行,∵直线 x - y +1 = 0 的斜率为 1,直线 2x + y - 4 = 0的斜率为-2,直线 ax - y + 2 = 0的斜率为 a,∴ a =1或 a = -2 .故选:C.13.(2024 高二上·辽宁沈阳·阶段练习)两直线方程为 l1 : 3x - 2y - 6 = 0 , l2 : x - y - 2 = 0,则 l1关于 l2对称的直线方程为( )A.3x - 2y - 4 = 0 B. 2x + 3y - 6 = 0C. 2x - 3y - 4 = 0 D.3x - 2y - 6 = 0【答案】C【分析】根据题意,设所求直线上任一点 M(x,y)且 M 关于直线 l2 : x - y - 2 = 0的对称点M (x1 , y1),利用轴对称的性质列出方程组解出用 x 、 y 表示x1、 y1 的式子,再由点M 在直线3x - 2y - 6 = 0上代入,化简即得所求对称直线方程;【详解】设所求直线上任一点M (x, y),M 关于直线 x - y - 2 = 0 的对称点M (x1 , y1),ì y - y1 = -1 x - x ìx1 = y + 2则 í 1 ,解出 í (*) x + x y = x - 21 y + y- 1 - 2 = 0 1 2 2Q点M 在直线3x - 2y - 6 = 0上, \将 (*)式代入,得3(y + 2) - 2(x - 2) - 6 = 0 ,化简得 2x - 3y - 4 = 0,即为 l1关于 l2对称的直线方程.故选:C14.(2024·全国)如果直线 y = ax + 2与直线 y = 3x - b 关于直线 y = x 对称,那么( )a 11A. = ,b = 6 B. a = ,b = -6 C. a = 3,b = -2 D. a = 3,b = 63 3【答案】A【分析】由题意在 y = ax + 2上任取一点 (0,2),其关于直线 y = x 的对称点在 y = 3x - b 上,代入可求出b ,然后在 y = 3x - b 上任取一点,其关于直线 y = x 的对称点在 y = ax + 2上,代入可求出 a .【详解】在 y = ax + 2上取一点 (0,2),则由题意可得其关于直线 y = x 的对称点 (2,0)在 y = 3x - b 上,所以0 = 6 - b ,得b = 6,在 y = 3x - 6 上取一点 (0, -6) ,则其关于直线 y = x 的对称点 (-6,0) 在 y = ax + 2上,1所以0 = -6a + 2,得 a = ,31综上 a = ,b = 63 ,故选:A15.(2024 高二下·贵州)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. a < -1或 a > 2 B. a > -1 C. a < 2 D.-1 < a < 2【答案】D【分析】先求得两直线的交点坐标,再根据题意列出不等式组,求解即可.ì 6ìax + y - 4 = 0 x = a +1【详解】联立 í x y得 ,- - 2 = 0 í y 4 - 2a= a +1因为直线 ax + y - 4 = 0与直线 x - y - 2 = 0 的交点位于第一象限,ì 6 > 0a +1所以 í ,解得-1 < a < 2 . 4 - 2a > 0 a +1故选:D16.(2024 高二下·贵州黔东南·阶段练习)点 P 在直线3x - 4y - 5 = 0上,O为原点,则 OP 的最小值是( )A.1 B.2 C. 5 D. 2 5【答案】A【分析】利用垂线段的性质,结合点到直线距离公式进行求解即可.-5【详解】原点O到直线3x - 4y - 5 = 0的距离为 =132,+ -4 2根据垂线段的性质可知 OP 的最小值是1,故选:A17.(2024 高二上·广西河池·期末)已知直线 l1 : x + ay + 2 = 0 ,l2 : 2x + 4 y + 3 = 0 相互平行,则 l1、l2之间的距离为( )A 5 B 5 C 2 5 D 5. . . .10 5 5 2【答案】A【分析】根据两直线平行得到关于 a 的方程,求出 a的值,再由两平行线之间的距离公式计算即可.【详解】因为直线 l1 : x + ay + 2 = 0 , l2 : 2x + 4 y + 3 = 0 相互平行,所以2a - 4 = 0 ,解得 a = 2,所以 l1 : x + 2y + 2 = 0 ,即2x + 4 y + 4 = 0,4 - 3所以 l1、 l52之间的距离 d = = .22 + 42 10故选:A.18.(2024 高二上·江苏淮安·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为B -2,0 ,若将军从山脚下的点 A(1,0)处出发,河岸线所在直线的方程为 x + y = 3,则“将军饮马”的最短总路程为( )A. 27 B.5 C. 15 D. 29【答案】D【分析】设B -2,0 关于 x + y = 3的对称点为 (x, y),列方程求对称点坐标,再应用两点距离公式求“将军饮马”的最短总路程.【详解】由B -2,0 关于 x + y = 3的对称点为 (x, y),ì x - 2 y + = 3 2 2 ìx = 3所以 í ,可得 í ,即对称点为 (3,5) ,又 A(1,0) y =1 y = 5 x + 2所以“将军饮马”的最短总路程为 (3 -1)2 + 52 = 29 .故选:D19.(2024 高一下·全国·课后作业)直线 l : x + 2y -1 = 0关于点 (1, -1) 对称的直线 l 的方程为( )A. 2x - y - 5 = 0 B. x + 2y - 3 = 0 C. x + 2y + 3 = 0 D.2x - y -1 = 0【答案】C【分析】根据直线关于直线外一点 (1, -1) 的对称直线互相平行可知其斜率,再取 l上一点求其关于点 (1, -1) 的对称点,即可求出 l 的方程.【详解】由题意得 l / /l ,故设 l : x + 2y + c = 0 (c -1),在 l 上取点 A(1,0),则点 A(1,0)关于点 (1, -1) 的对称点是 A (1,-2) ,所以1 + 2 (-2) + c = 0 ,即 c = 3,故直线 l 的方程为 x + 2y + 3 = 0 .故选:C20.(2024 高二上·四川遂宁·期末)已知点 A 与点B(2,1) 关于直线 x+y + 2 = 0对称,则点 A 的坐标为( )A. (-1,4) B. (4,5)C. (-3, -4) D. (-4,-3)【答案】C【分析】因点 A 与点 B 关于直线对称,则 AB 中点在直线 x+y + 2 = 0上且直线 AB 与直线 x+y + 2 = 0垂直.【详解】设 A x, y ,因点 A 与点 B 关于直线对称,则 AB 中点在直线 x+y + 2 = 0上且直线 AB 与直线 x+y + 2 = 0垂直,ì x + 2 y +1 + + 2 = 0 2 2 ìx = -3则 í y -1í ,1 y = -4= x - 2即点 A 坐标为 (-3, -4) .故选:C21.(2024 高二上·江苏连云港·阶段练习)著名数学家华罗庚曾说过:“数无形时少直觉,形少数时难入微.”2 2事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如: x - a + y - b 可以转化为平面上点M x, y 与点 N a,b 的距离.结合上述观点,可得 f x = x2 +10x + 26 + x2 + 6x +13 的最小值为( )A.5 B. 29 C. 13 D. 2 + 13【答案】C【分析】记点P x,0 、 A -5,1 、B -3, -2 ,可得出 f x = PA + PB ,数形结合可求得 f x 的最小值.【详解】因为 f x = x + 5 2 +1 + x + 3 2 + 4 = x + 5 2 + 0 -1 2 + x + 3 2 + 0 + 2 2 ,记点P x,0 、 A -5,1 B -3, -2 f x = PA + PB AB = -5 + 3 2、 ,则 + 1+ 2 2 = 13 ,当且仅当点 P 为线段 AB 与 x 轴的交点时,等号成立,即 f x 的最小值为 13 .故选:C.22.(2024 高三下·河北石家庄·开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点.当三角形三个内角均小于120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对的三角形三2 2 2边的张角相等均为120° .根据以上性质, z = x -1 + y2 + x +1 + y2 + x2 + y - 2 的最小值为( )A. 2 B. 3 C. 2 - 3 D. 2 + 3【答案】D【分析】易得 z 的几何意义为点M x, y 到点 A -1,0 , B 1,0 ,C 0,2 的距离之和的最小值.此时点M x, y 为费马点,再根据 AMB = 120°求解M x, y 的坐标,进而求得最小值即可.【详解】由题 z 的几何意义为点M x, y 到点 A -1,0 , B 1,0 ,C 0,2 的距离之和的最小值.由题可知,此时 AMB = 120° ,且M x, y 在 y 轴上.故OM AO 3= = . AM = BM = 2OM 2 3= , CM 2 3= - .3 3 3 3故 z 2 3 3的最小值为 2 + 2 - = 2 + 33 3故选:D【点睛】本题主要考查了根据距离公式数形结合求解最小值的问题,需要根据题意画出坐标系,再结合所给费马点的定义求解.属于中档题.二、多选题23.(2024 高二上·全国·课后作业)三条直线 x + y = 0, x - y = 0, x + ay = 3构成三角形,则 a的值不能为( )A.1 B. 2C.-1 D.-2【答案】AC【分析】由三条直线可构成三角形可知,直线 x + ay = 3不经过两条直线的交点,且与两条直线任意一条不平行.【详解】直线 x + y = 0与 x - y = 0都经过原点,而无论 a为何值,直线 x + ay = 3总不经过原点,因此,要满足三条直线构成三角形,只需直线 x + ay = 3与另两条直线不平行,所以 a ±1.故选:AC.三、填空题24.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 y = 3x - 4关于点 P(1,1) 对称的直线方程为 .【答案】 y = 3x【分析】根据点关于点对称的坐标关系,即可将 A x, y 关于点 P(1,1) 对称的点 A 2 - x,2 - y 代入已知直线中求解.【详解】在对称直线上任取一点 A x, y ,设 A x, y 关于点 P(1,1) 对称的点为 A 2 - x,2 - y ,由于A 2 - x,2 - y 在直线 y = 3x - 4上,所以 2 - y = 3 2 - x - 4,即 y = 3x ,故答案为: y = 3x25.(2024 高三·全国·课后作业)若直线 y = ax + 2与 y = 3x - 6 关于直线 y = x 对称,则实数 a= .1【答案】3【分析】根据特殊点求得 a的值.【详解】直线 y = 3x - 6 过点 0, -6 ,点 0, -6 关于直线 y = x 对称点为 -6,0 ,依题意可知点 -6,0 在直线 y = ax + 2上,所以-6a + 2 = 0, a1= .31故答案为:326.(2024 高二·江苏·假期作业)已知点M x,-4 与点 N 2,3 间的距离为7 2 ,则 x = .【答案】9 或-5【分析】根据两点间的距离公式列方程求解即可.【详解】由 MN = 7 2 ,得 MN = (x - 2)2 + (-4 - 3)2 = 7 2 ,即 x2 - 4x - 45 = 0,解得 x = 9 或-5.故答案为:9 或-5 .27.(2024 高二·全国·课后作业)直线 2x + 5y - 3 = 0关于点M (-1, 2)对称的直线方程是 .【答案】 2x + 5y -13 = 0【分析】由直线 2x + 5y - 3 = 0关于点M (-1, 2)对称的直线与已知直线平行,设出所求直线方程,再根据点M (-1, 2)到两条直线的距离相等可解出答案.【详解】设对称直线为 l : 2x + 5y + C0 = 0 ,8 + C0 -2 + 5 2 - 3则有 =2 2 2 2 ,2 + 5 2 + 5解这个方程得C0 = -3(舍)或C0 = -13 .所以对称直线 l 的方程中 2x + 5y -13 = 0故答案为: 2x + 5y -13 = 028.(2024 高二·全国·课后作业)设直线 l经过 2x - 3y + 2 = 0和3x - 4y - 2 = 0的交点,且与两坐标轴围成等腰直角三角形,则直线 l的方程为 .【答案】 x - y - 4 = 0 或 x + y - 24 = 0【分析】由题可求交点,结合条件即可求出;或设直线系方程,结合已知即求.ì2x - 3y + 2 = 0 ìx =14【详解】方法一:由 í3x 4y 2 0 ,得 - - =í y =10,所以两条直线的交点坐标为(14,10),由题意可得直线 l的斜率为 1 或-1,所以直线 l的方程为 y -10 = x -14或 y -10 = - x -14 ,即 x - y - 4 = 0 或 x + y - 24 = 0 .方法二:设直线 l的方程为 2x - 3y + 2 + l 3x - 4y - 2 = 0,整理得 2 + 3l x - 4l + 3 y - 2l + 2 = 0,2 + 3l由题意,得 = ±15,解得l = -1或l = - ,3+ 4l 7所以直线 l的方程为 x - y - 4 = 0 或 x + y - 24 = 0 .故答案为: x - y - 4 = 0 或 x + y - 24 = 0 .29.(2024 高二·全国·课后作业)如果直线 y = ax + 2与直线 y = 3x - b 关于直线 y = x 对称,那么 a = ,b = .1【答案】 63【分析】根据特殊点求得 a、b 的值.【详解】解:直线 y = ax + 2上的点M 0,2 关于 y = x 的对称点M 2,0 在 y = 3x - b 上,所以3 2 - b = 0,解得b = 6,直线 y = 3x - 6 上的点 N 0, -6 关于 y = x 的对称点 N -6,0 在 y = ax + 2上,1所以-6a + 2 = 0,解得 a = .31故答案为: ;6330.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 l1 : y = -x + b与直线 l2 : 5x + 3y - 31 = 0的交点在第一象限,则实数 b的取值范围是 .31【答案】 ( ,31)5 331 31【分析】求得直线 l2与坐标轴的交点坐标 A(0, ), B( ,0) ,代入 A, B的坐标,求得b 的值,结合题意,即3 5可求解.【详解】由题意,直线 l2 : 5x + 3y - 31 = 0,31令 x = 0,可得 y = ;令 y 0 y31 31 31= ,可得 = ,即 A(0, ), B( ,0) ,3 5 3 5如图所示,当直线 l1 : y = -x + b31过点 A(0, ) b31,可得 = ;3 3当直线 l1 : y = -x + b B(31过点 ,0)31,可得b = ,5 531 31要使得直线 l1与直线 l2的交点在第一象限,则 < b < ,5 331 31即实数b 的取值范围是 ( , ) .5 331故答案为: ( ,31) .5 331.(2024 高三·全国·专题练习)直线 2x - y + 3 = 0关于直线 x - y + 2 = 0 对称的直线方程是 .【答案】 x - 2y + 3 = 0ìx = y - 2【分析】设点 P(x, y) 0,根据中点公式和斜率关系可得 íy ,代入2x - y + 3 = 0即可. 0 = x + 2【详解】设所求直线上任意一点 P(x, y) ,点 P 关于 x - y + 2 = 0 的对称点为P (x0 , y0 ) ,如图所示:ì x + x0 y + y -0 + 2 = 0 2 2 ìx0 = y - 2,则有 í ,得 í x - x0 = -1 y0 = x + 2. y - y0∵点 P′(x0,y0)在直线 2x-y+3=0 上,∴2(y-2)-(x+2)+3=0,即 x-2y+3=0.故答案为: x - 2y + 3 = 032.(2024 高二·全国·课后作业)如果直线 l 与直线 x + y -1 = 0 关于 y 轴对称,那么直线 l 的方程是 .【答案】 x - y +1 = 0【分析】若直线关于 y 轴对称,则斜率互为相反数,结合交点坐标即可求解.【详解】解:∵直线 x + y -1 = 0 的斜率为-1,且与 y 轴交于(0,1)点,又∵直线 l 与直线 x + y -1 = 0 关于 y 轴对称,∴直线 l 的斜率为 1,且过(0,1)点,则直线 l 的方程为 x - y +1 = 0 ,故答案为: x - y +1 = 0ì x + 2y = 433.(2024·上海奉贤·二模)若关于 x , y 的方程组 í3x ay 6有唯一解,则实数 a 满足的条件是. + =【答案】 a 6 / a - 6 0【分析】由题给方程组有唯一解,可得方程 a - 6 y + 6 = 0有唯一解,进而得到实数 a 满足的条件ì x + 2y = 4【详解】由 í ,可得 a - 6 y + 6 = 03x , + ay = 6y ì x + 2y = 4由关于 x , 的方程组 í3x 有唯一解, + ay = 6可得方程 a - 6 y + 6 = 0有唯一解,则 a 6故答案为: a 634.(2024 高三·全国·对口高考)过点P 0,1 且和 A 3,3 , B 5,-1 的距离相等的直线方程是 .【答案】 2x + y -1 = 0或 y =1【分析】当斜率不存在时,验证不满足条件;当若斜率存在时,设直线方程为 kx - y +1 = 0,利用点到直线的距离公式,列出方程求得 k 的值,即可求解.【详解】若斜率不存在时,过点 P(0,1)的直线为 x = 0,此时不满足条件;若斜率存在时,设过点 P(0,1)的直线 l : y -1 = kx ,即 kx - y +1 = 0.| 3k - 3 +1| | 5k +1+1|根据题意,可得 = ,解得 k = -2或 k = 0,k 2 +1 k 2 1 1 2+当 k1 = -2时,直线方程为 2x + y -1 = 0,当 k2 = 0时,直线方程为 y =1综上可得,直线方程为 2x + y -1 = 0或 y =1.故答案为: 2x + y -1 = 0或 y =1ì7x - by = 335.(2024 高二上·上海徐汇·期中)关于 x y 的二元一次方程组 í a b ax + 5y = 2有无穷多组解,则 与 的积是 .【答案】-35ì7x - by = 3【解析】由 x y 的二元一次方程组 í 7x - by = 3 ax + 5y = 2 . ax + 5y有无穷多组解,则直线 与直线 重合求解= 2ì7x - by = 3【详解】因为 x y 的二元一次方程组 íax 有无穷多组解, + 5y = 2所以直线7x - by = 3与直线 ax + 5y = 2 重合,7 -b 3 a 14所以 = = ,解得 = ,b15= - ,a 5 2 3 2所以 ab = -35,故答案为:-3536.(2024 高三·全国·中职高考)点 A -1,0 关于直线 l : y = kx k 0 的对称点的坐标为 . k 2 -1, 2k 【答案】 2 -k +1 k 2è +1÷ 【分析】根据对称性直接列式求解即可.【详解】设点 A -1,0 关于直线 l : y = kx k 0 的对称点的坐标为 a,b ,则ìb k·a -1 ì2= a k -1 = 2 2 k 2 +1í b ,解得 í , k· = -1 b 2k= - a +1 k 2 +1 2 即点 Ak -1 2k-1,0 关于直线 l : y = kx k 0 的对称点的坐标为 ,- .è k2 +1 k 2 +1÷ k 2 -1 2k 故答案为: 2 ,- .è k +1 k2 +1÷ 37.(2024 高二上·上海长宁·期末)已知 A -5,2 ,B 两点关于直线 x + y -10 = 0 对称,则点 B 的坐标为 .【答案】 (8,15)ìb - 2 × (-1) = -1B(a,b) a + 5【分析】设点 ,由题意可得 í . a - 5 b,求解即可+ 2+ -10 = 0 2 2【详解】解:设点B(a,b) ,因为直线 x + y -10 = 0 的斜率为 k = -1,ìb - 2 × (-1) = -1 a + 5则有 í a - 5 b + 2,+ -10 = 0 2 2ìa = 8解得: íb , =15所以点 B 的坐标为 (8,15) .故答案为: (8,15)38.(2024 高二·全国·单元测试)直线 2x - y + 3 = 0关于点 A 5,3 的对称直线方程是 .【答案】 2x - y -17 = 0【分析】由直线 2x - y + 3 = 0关于点 A 5,3 对称的直线与已知直线平行,设出所求直线方程,再根据点 A 5,3 到两条直线的距离相等可解出答案.【详解】设对称直线为 l : 2x - y + C0 = 0,2 5 - 3+ C0 5 2 - 3 + 3则有 =2 2 2 2 ,即 7 + C0 =102 + -1 2 + -1 解这个方程得C0 = 3(舍)或C0 = -17 .所以对称直线 l 的方程中 2x - y -17 = 0 .故答案为: 2x - y -17 = 0 .39.(2024 高二上·全国·课后作业)若点 A(a + 2,b + 2), B(b - 4,a - 6)关于直线 4x + 3y -11 = 0对称,则a = ;b = .【答案】 4 2【分析】根据给定条件,利用轴对称的性质列出方程组,解方程组即可作答.a - 6 - (b + 2) a - b -8 a + b - 2 b + a - 4【详解】依题意,直线 AB 的斜率为 =b 4 (a 2) b a 6 ,线段- - + - - AB 的中点( , ),2 2ì a - b -8 3 = b - a - 6 4 ìa - b = 2于是 í ,整理得 í ,解得 a = 4,b = 2 4 a b,+ - 2× + 3 b + a - 4× -11 0 a + b = 6= 2 2所以 a = 4,b = 2 .故答案为:4;240.(2024 高二上·云南曲靖·阶段练习)某同学在研究函数 f (x) = x2 +1+ | x -1|的性质时,联想到两点间的距离公式,从而将函数变形为 f (x) = (x - 0)2 + (0 -1)2 + (x -1)2 + (0 - 0)2 ,求得 f (x) 的最小值为 .【答案】 2【分析】根据变形后函数表示的几何意义: (x,0)到两定点 (0,1), (1,0)的距离之和,即可知 f (x) 的最小值.【详解】由变形所得函数知: f (x) 表示 x 轴上的动点 (x,0)到两定点 (0,1), (1,0)的距离之和,∴当且仅当 (x,0)与 (1,0)重合时, f (x) 有最小值为 2 .故答案为: 241.(2024 高二下·上海青浦·期末)点 2, -1 到直线 x - y + 3 = 0的距离为 .【答案】3 2【分析】根据题意,利用点到直线的距离公式,即可求解.2 +1+ 3【详解】由点到直线的距离公式,可得点 2, -1 到直线 x - y + 3 = 0的距离为 = 3 22 2 .1 + (-1)故答案为:3 2 .42.(2024 高二下·上海闵行·阶段练习)函数 y = x2 - 2x + 5 + x2 - 4x +13 的值域为 .【答案】 é 26,+ 【分析】将其看作是动点 A x,0 到定点M 1,2 , N 2,3 的距离之和,利用两点之间线段最短即可求解最小值.【详解】原式为 y = x2 - 2x + 5 + x2 - 4x +13 = x -1 2 + 0 - 2 2 + x - 2 2 + 0 - 3 2 ,即可看作是动点A x,0 到定点M 1,2 , N 2,3 的距离之和,设 N 2,3 关于 x 轴的对称点为 N 2, -3 ,连接MN 交 x 轴于A ,此时 AM + AN 最小,且最小值为MN = 1- 2 2 + 2 + 3 2 = 26 ,故函数 y = x2 - 2x + 5 + x2 - 4x +13 的值域为 é 26,+ ,故答案为: é 26,+ ì4x + my - m + 2 = 043(.2024高二上·上海·课后作业)若关于 x 的二元一次方程组 ímx 有无穷多组解,则m = . + y + m = 0【答案】-2【分析】根据两直线重合的条件,求得m 的值即可.ì4x + my - m + 2 = 0【详解】依题意二元一次方程组 ímx y m 0 有无穷多组解,即两个方程对应的直线重合,由 + + =4 1 = m m,解得m = 2 或m = -2 .ì4x + 2y = 0 ì2x + y = 0当m = 2 时,二元一次方程组为 í 2x y 2 0 í2x y 2 0,两直线不重合,不符合题意. + + = + + =ì4x - 2y + 4 = 0 ì2x - y + 2 = 0当m = -2时,二元一次方程组为 í í . -2x + y - 2 = 0 2x y 2 0,两直线重合,符合题意- + =综上所述,m 的值为-2 .故答案为:-244.(2024 高三·全国·专题练习)直线 y = 2x +1关于直线 y = 2x + 3对称的直线方程为【答案】 y = 2x + 5【分析】因为两直线平行,设所求直线方程为 y = 2x + b ,由直线 y = 2x +1与直线 y = 2x + 3间的距离,求得b 的值,得直线方程.【详解】设所求直线方程为 y = 2x + b ,且b 1,1- 3 2直线 y = 2x +1与直线 y = 2x + 3间的距离为 = ,22 + (-1)2 5b - 3 2则直线 y = 2x + b 与直线 y = 2x + 3间的距离为 =22 + (-1)2 5,又b 1,得b = 5,所以所求直线方程为 y = 2x + 5,故答案为: y = 2x + 5 .四、解答题45.(2024 高二·江苏·假期作业)分别判断下列直线 l1与 l2是否相交.如果相交,求出交点的坐标.(1) l1 : x - y = 0 , l2 : 3x + 3y -10 = 0;(2) l1 : 3x - y +4 = 0, l2 : 6x - 2y -1 = 0;(3) l1 : 3x + 4y - 5 = 0, l2 : 6x + 8y -10 = 0. 5 5 【答案】(1)相交,交点坐标为 ,3 3 ÷è (2)不相交(3)不相交【分析】分别联立方程组,解方程求解即可判断.ìx - y = 0 x5=ì 3【详解】(1)解方程组 í 3x + 3y -10,得 ,= 0 í y 5= 3l l 5 5 所以 1与 2相交,交点坐标为 ,3 3 ÷.è ì3x - y + 4 = 0(2)解方程组 í 6x,方程组无解,- 2y -1 = 0所以 l1与 l2无公共点,即 l1与 l2不相交.ì3x + 4y - 5 = 0(3)解方程组 í , 6x + 8y -10 = 0因为方程6x + 8y -10 = 0可化为3x + 4y - 5 = 0,所以方程组有无数组解,所以 l1与 l2有无数个公共点,即 l1与 l2不相交.46.(2024 高二·全国·课后作业)已知点 A(-3,5)和 B(2,15),在直线 l : 3x - 4y + 4 = 0上找一点 P,使 PA + PB最小,并求这个最小值.P 8 ,3 【答案】 ÷,最小值3 5 13è 【分析】求得A 关于直线 l的对称点,结合两点间的距离公式求得 PA + PB 的最小值.【详解】设A 关于直线 l的对称点为C a,b ,a - 3 b + 5线段 AC 的中点为 ,2 2 ÷,è ì a - 3 3 - 4b + 5 + 4 = 0 2 2í b + 5所以 - 5 , 2 3a 3 = -1 - + 34 2解得 a = 3,b = -3,即C 3, -3 ,所以 PA + PB 的最小值为 BC = 12 +182 = 5 13,y 3 -3 -15此时直线BC 的方程为 + = x - 3 , y = -18x + 51,3- 2ìy = -18x + 51 ìx 8 = 8 由 í3x 4y 4 0解得 í3,所以P ,3 . - + = ÷ è 3 y = 347.(2024 高二·全国·课后作业)三条直线 l1 : x + y +1 = 0 l2 : 2x - y + 8 = 0 l3 : ax + 3y - 5 = 0有且只有两个交点,求实数 a的值.【答案】 a = 3或 a = -6【分析】首先确定 l1, l2 有一个交点,则若三条直线有且仅有两个交点,需 l3 //l1或 l3 //l2,由此可构造方程求得结果.ìx + y +1 = 0 ìx = -3【详解】由 í 得: í ,即 l1, l2 有一个交点 -3,2 ,\l3 //l2x y 8 0 y 2 1 或 l3 //l2; - + = =即1 3- a = 0或 2 3+ a = 0,解得: a = 3或 a = -6 .48.(2024 高二·全国·课后作业)若点 A a + 2,b + 2 关于直线 4x + 3y +11 = 0对称的点是B b - a,a - b ,求a、b 的值.a 388 b 366【答案】 = - , = - .73 73【分析】根据点关于线对称的性质,结合斜率公式、中点坐标公式进行求解即可.【详解】因为点 A a + 2,b + 2 关于直线 4x + 3y +11 = 0对称的点是B b - a,a - b ,ì4 a + 2 + b - a 3 b + 2 + a - b + +11 = 0 2 2 a 388 366所以有 í ,解得 = - ,b = - . a - b - b - 2 3= 73 73 b - a - a - 2 449.(2024 高二上·全国·课后作业)判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标.(1)直线 l1 : 2x - 3y +10 = 0, l2 : 3x + 4y - 2 = 0;(2)直线 l1 : nx - y = n -1, l2 : ny - x = 2n .【答案】(1)相交,交点是 (-2,2)(2)答案见解析【分析】(1)解方程组,可得交点坐标;根据方程组的解的个数判断位置关系;(2)分类讨论 n ,解方程组可得答案.ì2x - 3y +10 = 0 ìx = -2【详解】(1)联立 í 3x + 4y - 2 0,解得= í, y = 2所以两直线相交,交点坐标为 (-2,2) .(2)当 n = -1时, l1 : x + y - 2 = 0, l2 : x + y - 2 = 0,ìx + y - 2 = 0联立 í x y 2 0,方程组有无数组解,故两直线重合,+ - =当 n =1时, l1 : x - y = 0 , l2 : x - y + 2 = 0 ,ìx - y = 0联立 í ,方程组无解,故两直线平行, x - y + 2 = 0ì nìnx - y = n -1 x = n ±1 n -1当 ,联立 í ny - x = 2n,解得 í y 2n -1,= n -1n 2n -1所以两直线相交,交点坐标为 ( , ) .n -1 n -1综上所述:当 n = -1时,两直线重合;当 n =1时,两直线平行;当 n ±1时,两直线相交,交点坐标为( n , 2n -1) .n -1 n -150.(2024 高二下·河南南阳·阶段练习)求满足下列条件的直线 l的一般式方程:(1)经过直线 l1 : 2x - y + 9 = 0 , l2 : 3x + 2y + 3 = 0 的交点 P,且经过点 (2,4);(2)与直线 l3 : 3x - y = 0垂直,且点Q(2,-5)到直线 l的距离为 10 .【答案】(1) x - 5y +18 = 0(2) x + 3y + 3 = 0或 x + 3y + 23 = 0 .【分析】(1)解方程组得交点坐标,再根据两点式可求出结果;(2)根据垂直得斜率,再根据点到直线的距离公式可求出结果.ì2x - y + 9 = 0 ìx = -3【详解】(1)联立 í ,得 P(-3,3) 3x + 2y + 3 = 0í y = 3,即 ,y - 3 x + 3由两点式得 = ,即 x - 5y +18 = 0 .4 - 3 2 + 3(2)因为 l与直线 l3 : 3x - y = 01垂直,所以直线 l的斜率为- ,3设直线 l : y1= - x + b ,即 x + 3y - 3b = 0 ,3| 2 - 3 5 - 3b |依题意得 = 1023,解得b = -1或b = - ,1+ 9 3所以直线 l的方程为 x + 3y + 3 = 0或 x + 3y + 23 = 0 .51.(2024 高一·全国·课后作业)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.2 2 1【答案】(1)m = -1或 ;(2)m = -1或 或 4 或- .3 3 6【分析】(1)联立方程组即可求出;(2)根据题意可知直线交于一点或有两条直线平行,则可求解.【详解】(1)∵直线 l1, l2, l3 交于一点,∴ l1与 l2不平行,∴ m 4,ì 4ì4x + y - 4 = 0 x = 4 - m由 í mx + y = 0,得 í , y -4m= 4 - ml l 4 , -4m 即 1与 2的交点为 ,è 4 - m 4 - m ÷ 8 -4m代入 l3 的方程,得 - 3m × - 4 = 0,4 - m 4 - m2解得m = -1或 .3(2)若 l1, l22, l3 交于一点,则m = -1或 ;3若 l1 //l2,则m = 4 ;1若 l1 //l3 ,则m = - ;6若 l2 //l3,则不存在满足条件的实数m .2 1综上,可得m = -1或 或 4 或- .3 652.(2024 高二·全国·课后作业)求直线 l1 : 3x - 2y - 6 = 0 关于直线 l : 2x - 3y +1 = 0 对称的直线 l2的方程.【答案】9x - 46y +102 = 0【分析】联立方程求两条直线的交点 P,取直线 l1上一点 A,求其关于直线 l对称的对称点 A ,则过 P, A 的直线即为所求直线.ì3x - 2y - 6 = 0 ìx = 4【详解】联立两直线方程 í ,解得 P(4,3) 2x - 3y +1 = 0í y,即两直线的交点为 ,= 3取直线 l1:3x - 2y - 6 = 0上一点 A(2,0),设其关于直线 l: 2x - 3y +1 = 0的对称点 A (x0 , y0 ),ì y0 - 0 2 = -1 ì x 6= x - 2 3 00 13 A ( 6 30则 í ,解得 í ,即 , ), x0 + 2 y0 + 0 y 30= 13 13 2 - 3 +1 = 0 2 2 0 13y - 3 x - 4因为所求直线过P(4,3)6 30 =, A ( , ),方程为 30 6 ,13 13 - 3 - 413 13即9x - 46y +102 = 0 .2.3 直线的交点坐标与距离公式 14 题型分类一、两条直线的交点1.两直线的交点已知直线 l1:A1x+B1y+C1=0;l2:A2x+B2y+C2=0.点 A(a,b).(1)若点 A 在直线 l1:A1x+B1y+C1=0 上,则有 A1a+B1b+C1=0.(2) A l l {A1a+B若点 是直线 与 的交点,则有 1b+C1=0,1 2 A2a+B2b+C2=0.2.两直线的位置关系{A1x+B1y+C1=0,方程组 A2x 的解 一组 无数组 无解+B2y+C2=0直线 l1与 l2的公共点的个数 一个 无数个 零个直线 l1与 l2的位置关系 相交 重合 平行二、两点间的距离公式1.两点间的距离公式:点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|= x2-x1 2+ y2-y1 2.特别提醒:此公式与两点的先后顺序无关.2.原点 O(0,0)与任一点 P(x,y)的距离|OP|= x2+y2.三、点到直线的距离、两条平行线间的距离点到直线的距离 两条平行直线间的距离定义 点到直线的垂线段的长度 夹在平行直线间公垂线段的长图示点 P(x0,y0)到直线 平行直线 l1:Ax+By+C1=0 与l:Ax+By+C=0 的距离 l2:Ax+By+C2=0 之间的距离公式|Ax0+By0+C| |C1-C2|d= d=A2+B2 A2+B2(一)求相交直线的交点坐标1、两直线的交点:已知直线 l1:A1x+B1y+C1=0;l2:A2x+B2y+C2=0,联立方程即可求解.2、求两相交直线的交点坐标.(1)求两相交直线的交点坐标,关键是解方程组.(2)解二元一次方程组的常用方法有代入消元法和加减消元法.题型 1:求相交直线的交点1-1.(24-25 高二上·全国·课后作业)直线3x + 2y -18 = 0和-2x + 5y - 7 = 0的交点坐标为( )A. -4, -3 B. 4,3 C. -4,3 D. 3,4 1-2.(2024 高二·江苏·假期作业)直线 x + 2y - 4 = 0与直线 2x - y + 2 = 0的交点坐标是( )A.(2,0) B.(2,1)C.(0,2) D.(1,2)1-3.(2024 高二下·全国·课堂例题)判断下列各组直线的位置关系,如果相交,求出交点坐标:(1) l1 : y = 2x + 3, l2 : 2x - y + 5 = 0;(2) l1 : y = 2x +1, l2 : x - 2y = 0;(3) l1 : x = 3, l2 : x =10;(4) l1 : y = 2x +1, l2 : 2x - y +1 = 0 .题型 2:求过两条直线的交点的直线方程2-1.(2024 高二上·天津·期末)过直线 x + y +1 = 0和 x - 2y + 4 = 0的交点,且与直线 x + 2y - 3 = 0垂直的直线方程是( ).A. 2x - y + 3 = 0 B. 2x - y + 5 = 0C. x + 2y - 4 = 0 D. 2x - y - 3 = 02-2.(2024 高二下·河北张家口·开学考试)过直线 x - 2y +1 = 0与3x - y - 2 = 0的交点,且垂直于直线x - y +1 = 0 的直线方程是 .2-3.(2024 高二上·陕西宝鸡·阶段练习)已知直线 l 经过直线3x - y - 7 = 0和 4x + y -14 = 0的交点,且直线 l在坐标轴上的截距相等,则直线 l 的方程是 .题型 3:由两条直线交点的个数或位置求参数3-1.(广东省广州市第一一三中学 2023-2024 学年高二上学期第一阶段考数学试题)直线3x - (k + 2) y + k + 5 = 0与直线 kx + (2k - 3) y + 2 = 0相交,则实数 k 的值为( )A. k 1或 k 9 B. k 1或 k -9 C. k 1或 k 9 D. k 1且 k -9ì4x + 6y =13-2.(2024·上海崇明·一模)若关于 x 、 y 的方程组 íax 3y 2无解,则实数a = - =3-3.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 kx - y = k -1与直线 ky - x = 2k 相交且交点在第二象限内,则 k 的取值范围为( )k 1 1 1A. k >1 B. < C. 0 < k < D. < k <12 2 23-4.(2024 高二上·全国·课后作业)若直线5x + 4y = 2m +1与直线 2x + 3y = m的交点在第四象限,则 m 的取值范围是( ) 3 A. (- ,2) B. , + è 2 ÷ 3 3C. - , - ÷ D. - , 2è 2 2 ÷ è 题型 4:三条直线能否构成三角形问题4-1.(2024 高二上·浙江宁波·期末)若三条直线3x - y +1 = 0, x + y + 3 = 0与 kx - y + 2 = 0能围成一个直角三角形,则 k = .4-2.(2024 高二·江苏·假期作业)若三条直线 l1 : ax + y +1 = 0 , l2 : x + ay +1 = 0, l3 : x + y + a = 0能构成三角形,求 a 应满足的条件.4-3.(2024 高二上·全国·课后作业)使三条直线 4x + y - 4 = 0,mx + y = 0,2x - 3my - 4 = 0不能围成三角形的实数 m 的值最多有几个( )A.3 个 B.4 个 C.5 个 D.6 个(二)两点间的距离1、两点间的距离公式:(1)点 P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式|P1P2|= x2-x1 2+ y2-y1 2.(2)原点 O(0,0)与任一点 P(x,y)的距离|OP|= x2+y2.2、计算两点间距离的方法(1)对于任意两点 P1(x1,y1)和 P2(x2,y2),则|P1P2|= x2-x1 2+ y2-y1 2.(2)对于两点的横坐标或纵坐标相等的情况,可直接利用距离公式的特殊情况求解.题型 5:求两点间的距离5-1.(2024 高二·江苏·假期作业)直线 l1 : 3ax - y - 2 = 0和直线 l2 : 2a -1 x + 5ay -1 = 0分别过定点A 和 B ,则 AB = | .5-2.(2024 高二上·全国·课后作业)已知 A(-1,2), B(0,4),点 C 在 x 轴上,且 AC = BC ,则点 C 的坐标为( ) 11,0 0, 11 0,11 11 A. - 2 ÷B. - 2 ÷C. 2 ÷D. ,0÷è è è è 2 5-3.(2024 高二上·江苏南通·阶段练习)已知 A,B 两点分别在两条互相垂直的直线 2x - y = 0和 x + ay = 0上, 10 且 AB 线段的中点为P 0, ÷ ,则线段 AB 的长为(a )è A.11 B.10 C.9 D.8题型 6:由两点间的距离求参数6-1.(2024 高二上·新疆喀什·期末)已知点 A 3,3a + 3 与点B a,3 之间的距离为 5,则实数 a 的值为 .6-2.(2024 高二下·全国·课后作业)已知点 A(4,12),P 为 x 轴上的一点,且点 P 与点 A 的距离等于 13,则点 P 的坐标为 .6-3.(2024 高二下·全国·课后作业)已知 A(a,0), B(0,10),且 | AB |= 17,则 a = .题型 7:运用两点间的距离公式求最值7-1.(2024 高二上·福建·期中)著名数学家华罗庚曾说过:“数形结合百般好,割裂分家万事休.”事实上,2 2有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如: x - a + y - b 可以转化为点 x, y 到点 a,b 的距离,则 x2 +1 + x2 - 4x + 8 的最小值为( ).A.3 B. 2 2 +1 C. 2 3 D. 137-2.(2024 高三下·江西·开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点.当三角形三个内角均小于 120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对的三角形三边的张角相等且均为 120°.根据以上性质,.则F (x, y) = (x - 2 3)2 + y2 + (x +1- 3)2 + (y -1+ 3)2 + x2 + (y - 2)2的最小值为( )A.4 B.2 + 2 3 C.3+ 2 3 D. 4 + 2 37-3.(2024 高二上·甘肃武威·期中)函数 f x = x2 + 2x + 5 + x2 - 6x +10 的最小值是 .(三)运用坐标法解决平面几何问题1、利用坐标法解平面几何问题:(1)建系;(2)坐标表示;(3)几何关系坐标化;(4)将数“翻译”为形.2、利用坐标法解平面几何问题常见的步骤:(1)建立坐标系,尽可能将有关元素放在坐标轴上;(2)用坐标表示有关的量;(3)将几何关系转化为坐标运算;(4)把代数运算结果“翻译”成几何关系.题型 8:用坐标法解决平面几何问题8-1.(2024 高二上·河南·阶段练习)已知直线 l : m - 2 x - m +1 y + 3m = 0 m R ,直线 l1 : 4x + y + 3 = 0和l2 : 3x - 5y - 5 = 0.(1)求证:直线 l 恒过定点;(2)设(1)中的定点为 P , l与 l1, l2的交点分别为A , B ,若 P 恰为 AB 的中点,求m .8-2.(2024 高二上·安徽马鞍山·期中)已知VABC 的顶点 A 3,1 , AB 边上的高所在的直线方程为4x - y -13 = 0, AC 边上的中线所在的直线方程为5x - 2y -12 = 0.(1)求直线 AB 的方程;(2)求点 C 的坐标.8-3.(2024 高二上·四川绵阳·阶段练习)在平面直角坐标系 xOy 中,O为坐标原点,已知直线 l1:2x - y - 2 = 0和 l2: x + y + 3 = 0,(1)求直线 l1与 l2的交点坐标;uuur uuur(2)过点 P(3,0)1作直线 l与直线 l1, l2分别交于点 A、B,且满足 AP = AB ,求直线 l的方程.2(四)点到直线的距离点到直线的距离的求解方法:(1)求点到直线的距离时,只需把直线方程化为一般式方程,直接应用点到直线的距离公式求解即可.(2)对于与坐标轴平行(或重合)的直线 x=a 或 y=b,求点到它们的距离时,既可以用点到直线的距离公式,也可以直接写成 d=|x0-a|或 d=|y0-b|.(3)若已知点到直线的距离求参数时,只需根据点到直线的距离公式列方程求解参数即可.题型 9:求点到直线的距离9-1.(2024 高二·重庆·学业考试)点(1,1)到直线3x + 4y - 2 = 0的距离是( )A.1 B.2 C. 59-2.(2024 高二上·全国·课后作业)已知 A(4,0)到直线 4x - 3y + a = 0的距离等于 3,则 a 的值为( )A.-1 B.-13或 -19 C.-1或-31 D.-139-3.(2024 高二下·辽宁·阶段练习)已知圆C 经过点M 1,2 , N 3,0 ,则点P 2, -1 到圆心C 的距离的最小值为( )A.2 B. 3 C. 2 D.19-4.(2024 高二下·上海浦东新·期中)已知动点M a,b 在直线3x + 4y +10 = 0上,则 a2 + b2 的最小值为 .9-5.(2024 高二上·广东广州·期末)已知点P -2,1 到直线 l : 3x - 4y + m = 0的距离为 1,则m 的值为( )A.-5 或-15 B.-5 或 15C.5 或-15 D.5 或 159-6.(2024·重庆·三模)已知直线 l : y = k(x - 2) +1(k R) 上存在一点 P,满足 | OP |=1,其中 O 为坐标原点.则实数 k 的取值范围是( ) A. 0,1 é 3ù é 4ù 1 4÷ Bé ù. ê0, C. 0, D. ,è 2 4ú ê 3 ú ê2 3ú 题型 10:直线围成的图形面积问题ur10-1.(2024 高二上·江苏·专题练习)射线OA所在直线的方向向量为 d1 = 1, k k > 0 ,点 P 在 AOx内,PM ^ OA于点M . 3 1 (1)若 k =1,P , ,求 OM 的值;è 2 2 ÷ (2)若P 2,1 6,VOPM 的面积是 ,求 k 的值.510-2.(2024 高二上·广东湛江·期中)已知直线 l: kx + y + k + 2=(0 k R).(1)证明:直线 l一定经过第三象限;(2)设直线 l与 x 轴, y 轴分别交于 A,B 点,当点P 1,0 离直线 l最远时,求VPAB 的面积.10-3.(2024 高二下·全国·课堂例题)已知VABC 的顶点 ( 2,0),B 2,2 ,C 1, -1 .求VABC 的面积.题型 11:点到直线距离公式的应用11-1.(2024 高二上·上海浦东新·阶段练习)已知点 A -1,2 , B 1,4 ,若直线 l 过点M -2,-3 ,且 A、B 到直线 l 的距离相等,则直线 l 的方程为 .11-2.(2024·吉林·三模)已知 A(-2,0), B(4,a) 两点到直线 l : 3x - 4y +1 = 0的距离相等,则 a =( )9 9A.2 B. C.2 或-8 D.2 或2 211-3.(2024 高二·全国·课后作业)已知点 P1 1,1 ,P2 5,4 到直线 l 的距离都等于 2,求直线 l 的方程.(五)两平行线间的距离求两条平行直线间距离的两种方法:(1)转化法:将两条平行线间的距离转化为一条直线上一点到另一条直线的距离,即化线线距为点线距来求.(2)公式法:设直线 l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0,则两条平行直线间|C1-C2|的距离 d= .A2+B2题型 12:求两平行线间的距离12-1.(2024 高二下·河南洛阳·阶段练习)两条平行线 l1 : 3x + 4y - 6 = 0, l2:9x +12y -10 = 0间的距离等于( )8 7 4 2A. B. C. D.15 15 15 1512-2.(2024 高二上·全国·课后作业)两条平行直线 2x - 7y + 8 = 0与 2x - 7y - 6 = 0间的距离为( )A 53. B 14 53.2 C.14 D.14 5312-3.(2024 高二上·福建宁德·期中)若两条平行直线 l1 : x - 2y + m = 0 m > 0 与 l2 : 2x + ny - 6 = 0 之间的距离是2 5 ,则m + n = .12-4.(2024 高二下·河南周口·阶段练习)已知两条直线 l1 : l + 2 x + 1- l y + 2l - 5 = 0,l2 : k +1 x + 1- 2k y + k - 5 = 0,且 l1//l2,当两平行线距离最大时,l + k =( )A.3 B.4 C.5 D.6题型 13:距离公式的综合应用13-1.【多选】(2024 高二上·福建南平·期末)已知直线 l1 : 4x - 3y - 3 = 0,直线l2 : m + 2 x - m +1 y + m = 0 m R ,则( )A.当m = -1时, l1 ^ l2 B.当m = 2 时, l1 / / l2C.当 l1 / / l2时, l1与 l2之间的距离为 1 D.直线 l2过定点 2,1 13-2.【多选】(2024 高二下·江苏南京·期末)已知动点 A, B分别在直线 l1 : 3x - 4y + 6 = 0与 l2 : 3x - 4y +10 = 0上移动,则线段 AB 的中点 P 到坐标原点O的距离可能为( )7A. 2 B. C. 3 D. 5513-3.【多选】(24-25 高二上·全国·单元测试)已知两条直线 l1, l2的方程分别为3x + 4y +12 = 0与ax + 8y -11 = 0,下列结论正确的是( )l //l 7A.若 1 2,则 a = 6 B.若 l1 //l2,则两条平行直线之间的距离为 432C.若 l1 ^ l2,则 a = D.若 a 6,则直线 l1, l2一定相交3(六)直线的对称问题有关对称问题的两种主要类型(1)中心对称:①点 P(x,y)关于 O(a,b) P′(x′ y′) {x′=2a-x,的对称点 , 满足 y′=2b-y.②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.(2)轴对称:n-b A× - =-1,- ( )①点 A(a,b)关于直线 Ax+By+C=0(B≠0) m a B的对称点 A′(m,n),则有{ a+m b+nA· +B· +C=0.2 2②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决. 题型 14:直线的对称问题14-1.(2024 高二上·河北张家口·期中)点P 2,0 关于直线 l : x - y + 3 = 0的对称点 Q 的坐标为( ).A. -3,5 B. -1, -4 C. 4,1 D. 2,3 14-2.(2024 高二上·湖南郴州·阶段练习)已知入射光线经过点M (-3,4) ,被直线 l: x - 3 = 0反射,反射光线经过点 N (2,6),则反射光线所在直线的方程为 .14-3.(2024 高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)直线 x - 2y + 3 = 0关于点 (1,1) 对称的直线方程为 .14-4.(2024·上海静安·二模)设直线 l1 : x - 2y - 2 = 0与 l2关于直线 l : 2x - y - 4 = 0 对称,则直线 l2的方程是( )A.11x + 2y - 22 = 0 B.11x+ y +22 = 0C.5x + y -11 = 0 D.10x+ y -22 = 0一、单选题1.(2024 高二·全国·课后作业)求直线 x+2y-1=0 关于直线 x+2y+1=0 对称的直线方程( )A.x+2y-3=0 B.x+2y+3=0C.x+2y-2=0 D.x+2y+2=02.(2024 高二上·江苏连云港·期中)若三条直线 2x + ky + 8 = 0, x - y -1 = 0 和 2x - y = 0交于一点,则 k 的值为( )1 1A.-2 B.- C.3 D.2 23.(2024 高二上·新疆·期中)直线 2x + 3y + 4 = 0 关于 y 轴对称的直线方程为( )A. 2x + 3y - 4 = 0 B. 2x - 3y + 4 = 0C. 2x - 3y - 4 = 0 D.3x + 2y - 4 = 04.(2024 高二上·浙江·期中)已知点 (a, 2)(a > 0)到直线 l : x - y + 3 = 0的距离为1,则 a等于( )A. 2 B. 2 - 2 C. 2 -1 D. 2 +15.(2024 高二上·广东广州·期末)已知点P(-1,2) 到直线 l : 4x - 3y + m = 0的距离为 1,则 m 的值为( )A.-5或-15 B.-5或 15 C.5 或-15 D.5 或 156.(2024 高二上·河北唐山·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题—“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为x2 + y2 3,若将军从点 A 3,1 处出发,河岸线所在直线方程为 x + y = 5,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马”的最短总路程为( )A. 10 - 3 B. 10 C. 2 5 - 3 D. 2 57.(2024 高二上·河南南阳·阶段练习)直线 l : 4x + 3y - 2 = 0关于点 A 1,1 对称的直线方程为( )A.4x+3y-4=0 B.4x+3y-12=0C.4x-3y-4=0 D.4x-3y-12=08.(2024 高二·全国·课后作业) x + y =1关于原点对称的直线是( )A. x - y -1 = 0 B. x - y +1 = 0 C. x + y +1 = 0 D. x + y -1 = 09.(2024 高二上·全国·课后作业)若直线 2x - y - 3 = 0与 4x - 2y + a = 0 之间的距离为 5 ,则 a 的值为( )A.4 B. 5 - 6 C.4 或-16 D.8 或-1610.(2024 高二下·河南南阳·阶段练习)若平面内两条平行线 l1: x + a -1 y + 2 = 0, l2:ax + 2y +1 = 0间的3 2距离为 ,则实数 a =( )4A.2 B.-2 或 1 C.-1 D.-1 或 211.(2024 高二上·河北石家庄·阶段练习)两直线 2x + 3y - k = 0和 x - ky +12 = 0 的交点在 y 轴上,则 k 的值是( )A.-24 B.6 C.±6 D.2412.(2024 高二·全国·课后作业)若三条直线 2x + y - 4 = 0, x - y +1 = 0 与 ax - y + 2 = 0共有两个交点,则实数 a的值为( )A.1 B.-2 C.1 或-2 D.-113.(2024 高二上·辽宁沈阳·阶段练习)两直线方程为 l1 : 3x - 2y - 6 = 0 , l2 : x - y - 2 = 0,则 l1关于 l2对称的直线方程为( )A.3x - 2y - 4 = 0 B. 2x + 3y - 6 = 0C. 2x - 3y - 4 = 0 D.3x - 2y - 6 = 014.(2024·全国)如果直线 y = ax + 2与直线 y = 3x - b 关于直线 y = x 对称,那么( )1 1A. a = ,b = 6 B. a = ,b = -6 C. a = 3,b = -2 D. a = 3,b = 63 315.(2024 高二下·贵州)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. a < -1或 a > 2 B. a > -1 C. a < 2 D.-1 < a < 216.(2024 高二下·贵州黔东南·阶段练习)点 P 在直线3x - 4y - 5 = 0上,O为原点,则 OP 的最小值是( )A.1 B.2 C. 5 D. 2 517.(2024 高二上·广西河池·期末)已知直线 l1 : x + ay + 2 = 0 ,l2 : 2x + 4 y + 3 = 0 相互平行,则 l1、l2之间的距离为( )A 5 B 5 C 2 5 5. . . D.10 5 5 218.(2024 高二上·江苏淮安·期中)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,诗中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回到军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在的位置为B -2,0 ,若将军从山脚下的点 A(1,0)处出发,河岸线所在直线的方程为 x + y = 3,则“将军饮马”的最短总路程为( )A. 27 B.5 C. 15 D. 2919.(2024 高一下·全国·课后作业)直线 l : x + 2y -1 = 0关于点 (1, -1) 对称的直线 l 的方程为( )A. 2x - y - 5 = 0 B. x + 2y - 3 = 0 C. x + 2y + 3 = 0 D.2x - y -1 = 020.(2024 高二上·四川遂宁·期末)已知点 A 与点B(2,1) 关于直线 x+y + 2 = 0对称,则点 A 的坐标为( )A. (-1,4) B. (4,5)C. (-3, -4) D. (-4,-3)21.(2024 高二上·江苏连云港·阶段练习)著名数学家华罗庚曾说过:“数无形时少直觉,形少数时难入微.”2 2事实上,有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决,如: x - a + y - b 可以转化为平面上点M x, y 与点 N a,b 的距离.结合上述观点,可得 f x = x2 +10x + 26 + x2 + 6x +13 的最小值为( )A.5 B. 29 C. 13 D. 2 + 1322.(2024 高三下·河北石家庄·开学考试)费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点.当三角形三个内角均小于120°时,费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角,即该点所对的三角形三2边的张角相等均为120° .根据以上性质, z = x -1 + y2 + x +1 2 + y2 + x2 + y - 2 2 的最小值为( )A. 2 B. 3 C. 2 - 3 D. 2 + 3二、多选题23.(2024 高二上·全国·课后作业)三条直线 x + y = 0, x - y = 0, x + ay = 3构成三角形,则 a的值不能为( )A.1 B. 2C.-1 D.-2三、填空题24.(2024 高二上·全国·课后作业)直线 y = 3x - 4关于点 P(1,1) 对称的直线方程为 .25.(2024 高三·全国·课后作业)若直线 y = ax + 2与 y = 3x - 6 关于直线 y = x 对称,则实数 a= .26.(2024 高二·江苏·假期作业)已知点M x,-4 与点 N 2,3 间的距离为7 2 ,则 x = .27.(2024 高二·全国·课后作业)直线 2x + 5y - 3 = 0关于点M (-1, 2)对称的直线方程是 .28.(2024 高二·全国·课后作业)设直线 l经过 2x - 3y + 2 = 0和3x - 4y - 2 = 0的交点,且与两坐标轴围成等腰直角三角形,则直线 l的方程为 .29.(2024 高二·全国·课后作业)如果直线 y = ax + 2与直线 y = 3x - b 关于直线 y = x 对称,那么 a = ,b = .30.(2024 高二·全国·课后作业)若直线 l1 : y = -x + b与直线 l2 : 5x + 3y - 31 = 0的交点在第一象限,则实数 b的取值范围是 .31.(2024 高三·全国·专题练习)直线 2x - y + 3 = 0关于直线 x - y + 2 = 0 对称的直线方程是 .32.(2024 高二·全国·课后作业)如果直线 l 与直线 x + y -1 = 0 关于 y 轴对称,那么直线 l 的方程是 .ì x + 2y = 433.(2024·上海奉贤·二模)若关于 x , y 的方程组 í . 3x + ay 6有唯一解,则实数 a 满足的条件是=34.(2024 高三·全国·对口高考)过点P 0,1 且和 A 3,3 , B 5,-1 的距离相等的直线方程是 .ì7x - by = 335.(2024 高二上·上海徐汇·期中)关于 x y 的二元一次方程组 íax 5y 2有无穷多组解,则a 与 b 的积 + =是 .36.(2024 高三·全国·中职高考)点 A -1,0 关于直线 l : y = kx k 0 的对称点的坐标为 .37.(2024 高二上·上海长宁·期末)已知 A -5,2 ,B 两点关于直线 x + y -10 = 0 对称,则点 B 的坐标为 .38.(2024 高二·全国·单元测试)直线 2x - y + 3 = 0关于点 A 5,3 的对称直线方程是 .39.(2024 高二上·全国·课后作业)若点 A(a + 2,b + 2), B(b - 4,a - 6)关于直线 4x + 3y -11 = 0对称,则a = ;b = .40.(2024 高二上·云南曲靖·阶段练习)某同学在研究函数 f (x) = x2 +1+ | x -1|的性质时,联想到两点间的距离公式,从而将函数变形为 f (x) = (x - 0)2 + (0 -1)2 + (x -1)2 + (0 - 0)2 ,求得 f (x) 的最小值为 .41.(2024 高二下·上海青浦·期末)点 2, -1 到直线 x - y + 3 = 0的距离为 .42.(2024 高二下·上海闵行·阶段练习)函数 y = x2 - 2x + 5 + x2 - 4x +13 的值域为 .ì4x + my - m + 2 = 043(.2024高二上·上海·课后作业)若关于 x 的二元一次方程组 í 有无穷多组解,则m =mx y m 0 . + + =44.(2024 高三·全国·专题练习)直线 y = 2x +1关于直线 y = 2x + 3对称的直线方程为四、解答题45.(2024 高二·江苏·假期作业)分别判断下列直线 l1与 l2是否相交.如果相交,求出交点的坐标.(1) l1 : x - y = 0 , l2 : 3x + 3y -10 = 0;(2) l1 : 3x - y +4 = 0, l2 : 6x - 2y -1 = 0;(3) l1 : 3x + 4y - 5 = 0, l2 : 6x + 8y -10 = 0.46.(2024 高二·全国·课后作业)已知点 A(-3,5)和 B(2,15),在直线 l : 3x - 4y + 4 = 0上找一点 P,使 PA + PB最小,并求这个最小值.47.(2024 高二·全国·课后作业)三条直线 l1 : x + y +1 = 0 l2 : 2x - y + 8 = 0 l3 : ax + 3y - 5 = 0有且只有两个交点,求实数 a的值.48.(2024 高二·全国·课后作业)若点 A a + 2,b + 2 关于直线 4x + 3y +11 = 0对称的点是B b - a,a - b ,求a、b 的值.49.(2024 高二上·全国·课后作业)判断下列各对直线的位置关系.如果相交,求出交点坐标.(1)直线 l1 : 2x - 3y +10 = 0, l2 : 3x + 4y - 2 = 0;(2)直线 l1 : nx - y = n -1, l2 : ny - x = 2n .50.(2024 高二下·河南南阳·阶段练习)求满足下列条件的直线 l的一般式方程:(1)经过直线 l1 : 2x - y + 9 = 0 , l2 : 3x + 2y + 3 = 0 的交点 P,且经过点 (2,4);(2)与直线 l3 : 3x - y = 0垂直,且点Q(2,-5)到直线 l的距离为 10 .51.(2024 高一·全国·课后作业)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.52.(2024 高二·全国·课后作业)求直线 l1 : 3x - 2y - 6 = 0 关于直线 l : 2x - 3y +1 = 0 对称的直线 l2的方程. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2.3直线的交点坐标与距离公式14题型分类(讲+练)(学生版) 2024-2025学年《解题秘籍》高二数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019选择性必修第一册).pdf 2.3直线的交点坐标与距离公式14题型分类(讲+练)(教师版) 2024-2025学年《解题秘籍》高二数学同步知识·题型精讲精练讲义(人教A版2019选择性必修第一册).pdf