高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册2.2 直线的方程 同步课堂 (原卷版+解析版)

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高中数学人教A版(2019)选择性必修第一册2.2 直线的方程 同步课堂 (原卷版+解析版)

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2.2 直线的方程
题型01 直线的点斜式方程 5
题型02 直线的斜截式方程 6
题型03 直线的两点式方程 7
题型04 直线的截距式方程 8
题型05 直线的一般式方程 9
题型06 动直线过定点问题 11
题型07 直线的平行与垂直 12
题型08 对称问题 13
知识点1: 直线的点斜式方程
类别 点斜式 斜截式
适用范围 斜率存在
已知条件 点P(x0,y0)和斜率k 斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程 y-y0=k(x-x0) y=kx+b
截距 l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做l在y轴上的截距
知识点2: 直线的两点式方程
名称 两点式 截距式
条件 两点P1(x1,y1),P2(x2,y2) (x1≠x2,y1≠y2) 在x,y轴上的截距分别为a,b( a≠0,b≠0)
示意图
方程 = +=1
适用范围 斜率存在且不为0 斜率存在且不为0,不过原点
知识点3: 直线的一般式方程
1.关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.
2.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.
知识点4: 直线过定点问题
1.如果一条直线经过某一定点,那么这条直线就是过该定点的直线.这里面可以看出,过一个定点的直线是不唯一的,事实上是由无数条直线组成.
2.假如有一定点A的坐标为(m,n),那么过该定点的直线的表达式为y=k(x﹣m)+n或者是x=m.
1.求直线点斜式方程的步骤.
(1) 确定点P(x0,y0).
(2) 若斜率不存在,方程为x=x0;若斜率存在,方程为y﹣y0=k(x﹣x0).
2.求直线的斜截式方程.
(1) 先求参数k和b,再写出斜截式方程.
(2) 斜率可以是已知的,也可以利用倾斜角来求出,还可以利用平行、垂直关系来求出.
(3) b是直线在y轴上的截距.
3.直线在坐标轴上截距的求解.
(1) 令x=0得直线在y轴上的截距.
(2) 令y=0得直线在x轴上的截距.
4.直线过定点问题.
(1) 若已知方程是含有一个参数的直线系方程,则我们可以把系数中的分别提取出来,化为的形式.
(2) 由解出的值,即得定点坐标.
5.直线的平行与垂直.
(1) .
(2) 且或,记忆式().
(3) .
(4) .
6.对称问题.
(1) 点关于点对称:若点M(x1,y1)及N(x,y)关于P(a,b)对称,则由中点坐标公式得,进而求解.
(2) 直线关于点对称:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
(3) 点关于直线对称:若两点P1(x1,y1)与P2(x2,y2)关于直线l:Ax+By+C=0对称,由方程组,可得到点P1关于l对称的点P2的坐标(x2,y2)(其中B≠0,x1≠x2).
题型01 直线的点斜式方程
(2025 凉州区校级开学)若直线l的倾斜角是直线y=x﹣3的倾斜角的两倍,且直线l经过点(2,4),则直线l的方程为(  )
A.y=2x B.x=4 C.x=2 D.y=2x﹣3
【答案】C
【分析】根据y=x﹣3的倾斜角求出直线l的倾斜角即可得到直线l的方程.
【解答】解:因为直线y=x﹣3的斜率为1,
所以其倾斜角等于45°,于是直线l的倾斜角等于90°,则其斜率不存在.
又直线l过点(2,4),所以直线l的方程为x=2.
故选:C.
【变式练1】(2025春 安徽月考)直线l经过点,倾斜角是直线x=﹣1的倾斜角的,则直线l的方程为(  )
A. B.
C. D.
【变式练2】(2025春 宝山区期末)经过点(1,2)且斜率为1的直线方程为    .
【变式练3】(2025春 浦东新区校级月考)已知直线l过点P(2,3),根据下列条件分别求直线l的方程:
(1)直线l的倾斜角为45°;
(2)直线l在x轴、y轴上的截距相等.
题型02 直线的斜截式方程
(2024秋 市中区校级期中)直线的倾斜角30°,过点(0,1),则直线的斜截式方程为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由直线倾斜角得斜率,求出过点(0,1)可得直线的斜截式方程.
【解答】解:由直线的倾斜角30°,
所以过(0,1)直线的斜截式方程为:y=xtan30°+1x+1.
即yx+1.
故选:A.
【变式练1】(2024秋 东莞市校级期中)已知直线l的倾斜角为120°,在y轴上的截距是3,则直线l的方程为(  )
A.yx+3 B.yx﹣3 C.yx+3 D.yx﹣3
【变式练2】(2024秋 江西期中)若直线l的斜率为,在x轴上的截距为﹣1,则l的方程为(  )
A.2x+y+2=0 B.x+2y﹣1=0 C.x+2y+1=0 D.2x+y+1=0
【变式练3】(2024秋 嘉定区校级期末)已知两点A(3,4)、B(﹣5,6),则直线AB的斜截式方程是    .
题型03 直线的两点式方程
(2024秋 广东月考)过A(2,3),B(4,﹣5)两点的直线的两点式方程为(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据两点式方程即可求解.
【解答】解:两点式方程为,代入坐标得.
故选:B.
【变式练1】(2025春 大同期末)已知点A(8,﹣1),B(1,﹣3),若点C(2m﹣1,m+2)在直线AB上,则实数m=(  )
A.﹣12 B.13 C.﹣13 D.12
【变式练2】(2024秋 重庆期末)过A(2,0)、B(0,3)两点的直线方程是(  )
A. B. C. D.
【变式练3】(2024秋 龙岩期末)已知△ABC的三个顶点分别是A(1,2),B(5,4),C(2,7),则边AB上的中线所在直线方程为    .
题型04 直线的截距式方程
(2025 眉山校级三模)两条直线l1:1和l2:1在同一直角坐标系中的图象可以是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】将直线的方程化为截距式方程,根据截距的正负,逐个分析选项即可判断正误.
【解答】解:两直线化为截距式分别为,,
选项A,B中,根据直线l1的图像可知,a<0,﹣b<0,
∴b>0,﹣a>0,即直线l2在x轴,y轴上的截距都大于零,
故选项A正确,B错误,
对于选项C:根据直线l1的图像可知,a<0,﹣b>0,
∴b<0,﹣a>0,即直线l2在x轴上的截距小于零,在y轴上的截距大于零,
故选项C错误,
对于选项D:根据直线l1的图像可知,a>0,﹣b<0,
∴b>0,﹣a<0,即直线l2在x轴上的截距大于零,在y轴上的截距小于零,
故选项D错误,
故选:A.
【变式练1】(2025春 泸州期末)直线3x+2y﹣1=0在y轴上的截距为(  )
A. B. C.﹣1 D.
【变式练2】(多选)(2024秋 阜南县校级月考)下列说法中,正确的有(  )
A.过点P(1,2)且在x、y轴截距相等的直线方程为x+y﹣3=0
B.直线y=3x﹣2在y轴上的截距为﹣2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点(5,4)并且倾斜角为90°的直线方程为x﹣5=0
【变式练3】(2025春 宝山区期末)已知直线l:kx﹣y+3k+1=0,(k∈R).
(1)证明:对任意实数k,直线l都经过一个定点;
(2)若直线l在x轴、y轴上截距相等,求直线l的方程.
题型05 直线的一般式方程
(2024秋 台州期末)已知直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,则(  )
A.直线l的截距式方程为
B.直线l的截距式方程为
C.直线l的斜截式方程为
D.直线l的斜截式方程为
【答案】A
【分析】根据方程之间的互化,对各选项逐项判定,即可求出结果.
【解答】解:因为直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,
两边同时除以6整理可得:直线l的截距式方程为,故A正确,B错误;
直线l的斜截式方程为,故C,D错误.
故选:A.
【变式练1】(2025春 杨浦区期中)若直线Ax+By+C=0经过第一、二、四象限,则(  )
A.AB>0且BC>0 B.AB>0且BC<0
C.AB<0且BC>0 D.AB<0且BC<0
【变式练2】(多选)(2025春 常德校级月考)已知直线l过点(﹣2,3),则下列说法中正确的是(  )
A.若直线l的斜率为2,则l的方程为2x+y+1=0
B.若直线l在y轴上的截距为2,则l的方程为x+2y﹣4=0
C.若直线l的一个方向向量为(1,﹣3),则l的方程为3x+y+3=0
D.若直线l与直线x+y=0平行,则l的方程为x+y﹣1=0
【变式练3】(2025春 兴宁区校级期中)已知某直线满足以下两个条件,写出该直线的一个方程:    .(用一般式方程表示)
①倾斜角为30°;
②不经过坐标原点.
题型06 动直线过定点问题
(2025春 静安区校级期中)直线mx+(3m﹣1)y+1=0必过定点(  )
A.(3,1) B.(﹣3,1) C. D.(,0)
【答案】B
【分析】将直线方程整理,可得关于x,y的方程组,求出恒过的定点的坐标.
【解答】解:将直线mx+(3m﹣1)y+1=0整理得m(x+3y)﹣y+1=0,
令,解得x=﹣3,y=1,
即直线恒过定点(﹣3,1).
故选:B.
【变式练1】(多选)(2025春 宁夏校级期末)以下四个命题表述错误的是(  )
A.mx+4y﹣12=0(m∈R)恒过定点(0,3)
B.若直线l1:2mx﹣y+1=0与l2:(m﹣1)x+my+2=0互相垂直,则实数
C.已知直线l1:ax+y﹣1=0与平行,则a=1或﹣1
D.设直线l的方程为y﹣xcosθ+3=0(θ∈R),则直线l的倾斜角α的取值范围是
【变式练2】(2025 平果市校级开学)已知2a+5b=5,则直线ax+by﹣10=0必过定点    .
【变式练3】(2025春 固始县校级期末)已知直线l:(a﹣1)y=(2a﹣3)x+1.
(1)求直线l所过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求实数a的取值范围;
(3)若直线l与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求l的方程.
题型07 直线的平行与垂直
(2025 钦南区校级开学)已知直线l1:(2a+1)x+ay+1=0,l2:(a+2)x+ay+2=0,则“a=1”是“l1∥l2”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
【答案】C
【分析】先求两直线平行时a的取值,再判断a=1和a=0时两直线是否平行,从而确定条件类型.
【解答】解:由题意直线l1:(2a+1)x+ay+1=0,l2:(a+2)x+ay+2=0,
l1,l2平行或重合的充要条件是(2a+1)a=(a+2)a,所以a=0或a=1.
将a=1代入直线l1,l2的方程,得l1:3x+y+1=0,l2:3x+y+2=0,易知l1∥l2;
将a=0代入直线l1,l2的方程,得l1:x+1=0,l2:2x+2=0,直线l1,l2重合,故a=0舍去.
综上所述,“a=1”是“l1∥l2”的充要条件.
故选:C.
【变式练1】(2025 山西模拟)已知直线l1:ax+y+a=0与l2:(a﹣4)x﹣5y﹣4=0,则“a=5”是“l1⊥l2”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
【变式练2】(多选)(2025秋 灌南县校级月考)下列说法正确的是(  )
A.直线y=ax﹣2a+4(a∈R)必过定点(2,4)
B.直线3x﹣y﹣1=0在y轴上的截距为1
C.过点(﹣2,3)且垂直于直线x﹣2y+3=0的直线方程为2x+y+1=0
D.直线的倾斜角为120°
【变式练3】(2025春 崇明区期末)已知点A(0,1)、B(2,3),则线段AB的垂直平分线方程为    .
题型08 对称问题
(2025 嘉峪关校级开学)已知直线l:x+2y﹣1=0和点A(1,2).
(1)求点A关于直线l的对称点的坐标;
(2)求直线l关于点A对称的直线方程.
【答案】(1).
(2)x+2y﹣9=0.
【分析】(1)根据点关于线对称列式求解即可;
(2)根据相关点法分析运算即可.
【解答】解:(1)设A′(m,n),由题意可得,解得,
所以点A′的坐标为.
(2)在直线l上任取一点P(x,y),
设P(x,y)关于点A的对称点为P′(x0,y0),
则,解得,
由于P′(2﹣x,4﹣y)在直线x+2y﹣1=0上,
则(2﹣x)+2(4﹣y)﹣1=0,即x+2y﹣9=0,
故直线l关于点A的对称直线l′的方程为x+2y﹣9=0.
【变式练1】(2024秋 郑州期末)一条光线从点P(6,4)射出,与x轴相交于点Q(4,0),经x轴反射,求反射光线所在的直线方程    .
【变式练2】(2024秋 深圳期末)已知△ABC的顶点A的坐标为(0,0),边BC所在的直线方程为x﹣y﹣2=0,边AC上的中线BM所在的直线方程为x+y﹣2=0.
(1)求边AC所在的直线方程;
(2)求点B关于直线AC的对称点B1的坐标.
【变式练3】(2024秋 随州期末)已知直线l:2x﹣3y+1=0,点A(﹣1,﹣2).求:
(1)点A关于直线l的对称点A′的坐标;
(2)直线m:3x﹣2y﹣6=0关于直线l对称的直线m′的方程;
(3)直线l关于点A(﹣1,﹣2)对称的直线l′的方程.2.2 直线的方程
题型01 直线的点斜式方程 5
题型02 直线的斜截式方程 7
题型03 直线的两点式方程 9
题型04 直线的截距式方程 10
题型05 直线的一般式方程 13
题型06 动直线过定点问题 15
题型07 直线的平行与垂直 18
题型08 对称问题 20
知识点1: 直线的点斜式方程
类别 点斜式 斜截式
适用范围 斜率存在
已知条件 点P(x0,y0)和斜率k 斜率k和在y轴上的截距b
图示
方程 y-y0=k(x-x0) y=kx+b
截距 l与y轴交点(0,b)的纵坐标b叫做l在y轴上的截距
知识点2: 直线的两点式方程
名称 两点式 截距式
条件 两点P1(x1,y1),P2(x2,y2) (x1≠x2,y1≠y2) 在x,y轴上的截距分别为a,b( a≠0,b≠0)
示意图
方程 = +=1
适用范围 斜率存在且不为0 斜率存在且不为0,不过原点
知识点3: 直线的一般式方程
1.关于x和y的二元一次方程都表示一条直线.
2.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.
知识点4: 直线过定点问题
1.如果一条直线经过某一定点,那么这条直线就是过该定点的直线.这里面可以看出,过一个定点的直线是不唯一的,事实上是由无数条直线组成.
2.假如有一定点A的坐标为(m,n),那么过该定点的直线的表达式为y=k(x﹣m)+n或者是x=m.
1.求直线点斜式方程的步骤.
(1) 确定点P(x0,y0).
(2) 若斜率不存在,方程为x=x0;若斜率存在,方程为y﹣y0=k(x﹣x0).
2.求直线的斜截式方程.
(1) 先求参数k和b,再写出斜截式方程.
(2) 斜率可以是已知的,也可以利用倾斜角来求出,还可以利用平行、垂直关系来求出.
(3) b是直线在y轴上的截距.
3.直线在坐标轴上截距的求解.
(1) 令x=0得直线在y轴上的截距.
(2) 令y=0得直线在x轴上的截距.
4.直线过定点问题.
(1) 若已知方程是含有一个参数的直线系方程,则我们可以把系数中的分别提取出来,化为的形式.
(2) 由解出的值,即得定点坐标.
5.直线的平行与垂直.
(1) .
(2) 且或,记忆式().
(3) .
(4) .
6.对称问题.
(1) 点关于点对称:若点M(x1,y1)及N(x,y)关于P(a,b)对称,则由中点坐标公式得,进而求解.
(2) 直线关于点对称:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程.
(3) 点关于直线对称:若两点P1(x1,y1)与P2(x2,y2)关于直线l:Ax+By+C=0对称,由方程组,可得到点P1关于l对称的点P2的坐标(x2,y2)(其中B≠0,x1≠x2).
题型01 直线的点斜式方程
(2025 凉州区校级开学)若直线l的倾斜角是直线y=x﹣3的倾斜角的两倍,且直线l经过点(2,4),则直线l的方程为(  )
A.y=2x B.x=4 C.x=2 D.y=2x﹣3
【答案】C
【分析】根据y=x﹣3的倾斜角求出直线l的倾斜角即可得到直线l的方程.
【解答】解:因为直线y=x﹣3的斜率为1,
所以其倾斜角等于45°,于是直线l的倾斜角等于90°,则其斜率不存在.
又直线l过点(2,4),所以直线l的方程为x=2.
故选:C.
【变式练1】(2025春 安徽月考)直线l经过点,倾斜角是直线x=﹣1的倾斜角的,则直线l的方程为(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出倾斜角,再根据点斜式方程即可求出其方程.
【解答】解:因为直线x=﹣1的倾斜角为90°,
又直线l的倾斜角是直线x=﹣1的倾斜角的,
所以直线l的方程为,即.
故选:A.
【变式练2】(2025春 宝山区期末)经过点(1,2)且斜率为1的直线方程为    .
【答案】x﹣y+1=0.
【分析】根据题意运用直线的点斜式方程列式,化简即可得到所求直线的方程.
【解答】解:经过点(1,2)且斜率为1的直线方程为y﹣2=1×(x﹣1),
整理得x﹣y+1=0.
故答案为:x﹣y+1=0.
【变式练3】(2025春 浦东新区校级月考)已知直线l过点P(2,3),根据下列条件分别求直线l的方程:
(1)直线l的倾斜角为45°;
(2)直线l在x轴、y轴上的截距相等.
【答案】(1)直线l的方程为x﹣y+1=0;
(2)直线l的方程为3x﹣2y=0或x+y﹣5=0.
【分析】(1)根据题意,由直线的倾斜角可得直线l的斜率,代入直线的截距式方程即可得答案,
(2)根据题意,分直线l是否经过原点2种情况讨论,求出直线l的方程,综合即可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,直线l的倾斜角为45°,则其斜率k=tan45°=1,
又由直线l过点P(2,3),则直线l的方程为y﹣3=(x﹣2),
变形可得x﹣y+1=0,
即直线l的方程为x﹣y+1=0.
(2)根据题意,分2种情况讨论:
若直线l经过原点,直线l的方程为yx,即3x﹣2y=0;
若直线l不经过原点,则直线l的方程为1.
将点P(2,3)代入,得1,即a=5.
所以直线l的方程为x+y﹣5=0.
综合可得:直线l的方程为3x﹣2y=0或x+y﹣5=0.
题型02 直线的斜截式方程
(2024秋 市中区校级期中)直线的倾斜角30°,过点(0,1),则直线的斜截式方程为(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由直线倾斜角得斜率,求出过点(0,1)可得直线的斜截式方程.
【解答】解:由直线的倾斜角30°,
所以过(0,1)直线的斜截式方程为:y=xtan30°+1x+1.
即yx+1.
故选:A.
【变式练1】(2024秋 东莞市校级期中)已知直线l的倾斜角为120°,在y轴上的截距是3,则直线l的方程为(  )
A.yx+3 B.yx﹣3 C.yx+3 D.yx﹣3
【答案】C
【分析】先求出直线的斜率,结合直线的斜截式即可求解.
【解答】解:直线l的倾斜角为120°,即斜率为,
因为在y轴上的截距是3,则直线l的方程为yx+3.
故选:C.
【变式练2】(2024秋 江西期中)若直线l的斜率为,在x轴上的截距为﹣1,则l的方程为(  )
A.2x+y+2=0 B.x+2y﹣1=0 C.x+2y+1=0 D.2x+y+1=0
【答案】C
【分析】根据题意直接点斜式求解即可.
【解答】解:直线l的斜率为,在x轴上的截距为﹣1,
所以l的方程为,即x+2y+1=0.
故选:C.
【变式练3】(2024秋 嘉定区校级期末)已知两点A(3,4)、B(﹣5,6),则直线AB的斜截式方程是    .
【答案】.
【分析】直接利用两点的坐标求出直线的方程,进一步转换为斜截式.
【解答】解:已知两点A(3,4)、B(﹣5,6),
故直线的方程为:,整理得x+4y=19,
转化为直线的斜截式为.
故答案为:.
题型03 直线的两点式方程
(2024秋 广东月考)过A(2,3),B(4,﹣5)两点的直线的两点式方程为(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据两点式方程即可求解.
【解答】解:两点式方程为,代入坐标得.
故选:B.
【变式练1】(2025春 大同期末)已知点A(8,﹣1),B(1,﹣3),若点C(2m﹣1,m+2)在直线AB上,则实数m=(  )
A.﹣12 B.13 C.﹣13 D.12
【答案】C
【分析】由三点共线可得:kAB=kAC,利用斜率计算公式即可得出.
【解答】解:由三点共线可得:kAB=kAC,
∴,解得m=﹣13.
故选:C.
【变式练2】(2024秋 重庆期末)过A(2,0)、B(0,3)两点的直线方程是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由截距式得到直线方程.
【解答】解:由直线过点A(2,0)、B(0,3)可得直线方程为,A正确,BCD错误.
故选:A.
【变式练3】(2024秋 龙岩期末)已知△ABC的三个顶点分别是A(1,2),B(5,4),C(2,7),则边AB上的中线所在直线方程为    .
【答案】4x+y﹣15=0.
【分析】根据中点坐标以及中点坐标公式即可根据点斜式方程求解.
【解答】解:A(1,2),B(5,4),C(2,7),
AB的中点坐标为D(3,3),则,
故边AB上的中线所在直线方程为y﹣3=﹣4(x﹣3),
即4x+y﹣15=0,
故答案为:4x+y﹣15=0.
题型04 直线的截距式方程
(2025 眉山校级三模)两条直线l1:1和l2:1在同一直角坐标系中的图象可以是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】将直线的方程化为截距式方程,根据截距的正负,逐个分析选项即可判断正误.
【解答】解:两直线化为截距式分别为,,
选项A,B中,根据直线l1的图像可知,a<0,﹣b<0,
∴b>0,﹣a>0,即直线l2在x轴,y轴上的截距都大于零,
故选项A正确,B错误,
对于选项C:根据直线l1的图像可知,a<0,﹣b>0,
∴b<0,﹣a>0,即直线l2在x轴上的截距小于零,在y轴上的截距大于零,
故选项C错误,
对于选项D:根据直线l1的图像可知,a>0,﹣b<0,
∴b>0,﹣a<0,即直线l2在x轴上的截距大于零,在y轴上的截距小于零,
故选项D错误,
故选:A.
【变式练1】(2025春 泸州期末)直线3x+2y﹣1=0在y轴上的截距为(  )
A. B. C.﹣1 D.
【答案】A
【分析】直线方程中令x=0求得y值即得.
【解答】解:3x+2y﹣1=0,令x=0得,
故所求截距为.
故选:A.
【变式练2】(多选)(2024秋 阜南县校级月考)下列说法中,正确的有(  )
A.过点P(1,2)且在x、y轴截距相等的直线方程为x+y﹣3=0
B.直线y=3x﹣2在y轴上的截距为﹣2
C.直线的倾斜角为60°
D.过点(5,4)并且倾斜角为90°的直线方程为x﹣5=0
【答案】BD
【分析】由题意利用直线的倾斜角和斜率,直线的截距的意义,得出结论.
【解答】解:∵过点P(1,2)且在x、y轴截距相等的直线方程为x+y﹣3=0,或者y=2x,故A错误;
∵直线y=3x﹣2在y轴上的截距为﹣2,故B正确;
由于直线 的斜率为,故它的倾斜角为30°,故C错误;
∵过点(5,4)并且倾斜角为90°的直线方程为x﹣5=0,故D正确,
故选:BD.
【变式练3】(2025春 宝山区期末)已知直线l:kx﹣y+3k+1=0,(k∈R).
(1)证明:对任意实数k,直线l都经过一个定点;
(2)若直线l在x轴、y轴上截距相等,求直线l的方程.
【答案】(1)证明见解析;
(2)x+3y=0或x+y+2=0.
【分析】(1)将直线l的方程化简为k(x+3)﹣(y﹣1)=0,然后求出直线x+3=0与y﹣1=0的交点,即可证出所求结论;
(2)根据题意,按照直线l是否经过原点进行讨论,分别求出满足条件的k值,进而可得直线l的方程.
【解答】(1)证明:直线l的方程可化为k(x+3)﹣(y﹣1)=0,
可知直线l经过直线x+3=0与y﹣1=0的交点(﹣3,1),
所以对任意实数k,直线l都经过定点(﹣3,1);
(2)解:若直线l在x轴、y轴上截距相等,
则可能直线l经过原点,或直线l的斜率为﹣1,
①若直线l经过原点,则3k+1=0,解得k,
此时直线l的方程为,即x+3y=0;
②若直线l的斜率为﹣1,则k=﹣1,
此时直线l的方程为﹣x﹣y﹣2=0,即x+y+2=0.
综上所述,直线l的方程为x+3y=0或x+y+2=0.
题型05 直线的一般式方程
(2024秋 台州期末)已知直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,则(  )
A.直线l的截距式方程为
B.直线l的截距式方程为
C.直线l的斜截式方程为
D.直线l的斜截式方程为
【答案】A
【分析】根据方程之间的互化,对各选项逐项判定,即可求出结果.
【解答】解:因为直线l的一般式方程为x﹣2y+6=0,
两边同时除以6整理可得:直线l的截距式方程为,故A正确,B错误;
直线l的斜截式方程为,故C,D错误.
故选:A.
【变式练1】(2025春 杨浦区期中)若直线Ax+By+C=0经过第一、二、四象限,则(  )
A.AB>0且BC>0 B.AB>0且BC<0
C.AB<0且BC>0 D.AB<0且BC<0
【答案】B
【分析】直接利用直线经过的象限求出结果.
【解答】解:若直线Ax+By+C=0,
整理得,由于该直线经过第一、二、四象限,
所以,故.
故选:B.
【变式练2】(多选)(2025春 常德校级月考)已知直线l过点(﹣2,3),则下列说法中正确的是(  )
A.若直线l的斜率为2,则l的方程为2x+y+1=0
B.若直线l在y轴上的截距为2,则l的方程为x+2y﹣4=0
C.若直线l的一个方向向量为(1,﹣3),则l的方程为3x+y+3=0
D.若直线l与直线x+y=0平行,则l的方程为x+y﹣1=0
【答案】BCD
【分析】根据各项描述,应用斜率两点式、点斜式及直线平行求直线方程.
【解答】解:A:由题设,l的方程为y﹣3=2(x+2),即2x﹣y+7=0,错;
B:由题设,直线斜率,则,即x+2y﹣4=0,对;
C:由题设,直线斜率,则y﹣3=﹣3(x+2),即3x+y+3=0,对;
D:由题设,令l为x+y+m=0,将(﹣2,3)代入得﹣2+3+m=0 m=﹣1,
所以l的方程为x+y﹣1=0,对.
故选:BCD.
【变式练3】(2025春 兴宁区校级期中)已知某直线满足以下两个条件,写出该直线的一个方程:    .(用一般式方程表示)
①倾斜角为30°;
②不经过坐标原点.
【答案】xy+1=0(答案不唯一).
【分析】由①可得直线的斜率k,由②可得直线yx+b中的b≠0,即可求解.
【解答】解:由①可得直线的斜率k=tan30°,
由②可得直线yx+b中的b≠0,
可得直线的一个方程为yx,即xy+1=0.
故答案为:xy+1=0(答案不唯一).
题型06 动直线过定点问题
(2025春 静安区校级期中)直线mx+(3m﹣1)y+1=0必过定点(  )
A.(3,1) B.(﹣3,1) C. D.(,0)
【答案】B
【分析】将直线方程整理,可得关于x,y的方程组,求出恒过的定点的坐标.
【解答】解:将直线mx+(3m﹣1)y+1=0整理得m(x+3y)﹣y+1=0,
令,解得x=﹣3,y=1,
即直线恒过定点(﹣3,1).
故选:B.
【变式练1】(多选)(2025春 宁夏校级期末)以下四个命题表述错误的是(  )
A.mx+4y﹣12=0(m∈R)恒过定点(0,3)
B.若直线l1:2mx﹣y+1=0与l2:(m﹣1)x+my+2=0互相垂直,则实数
C.已知直线l1:ax+y﹣1=0与平行,则a=1或﹣1
D.设直线l的方程为y﹣xcosθ+3=0(θ∈R),则直线l的倾斜角α的取值范围是
【答案】见试题解答内容
【分析】根据题意,求出各直线的斜率,依次判断各选项的正误.
【解答】解:直线mx+4y﹣12=0,即mx+4(y﹣3)=0,
所以恒过定点(0,3),故A正确;
选项B:当m=0时,直线l1的斜率k1=0,直线l2的斜率不存在,此时,l1与l2互相垂直,
当m≠0时,直线l1的斜率k1=2m,直线l2的斜率,
因为两直线互相垂直,所以k1 k2=﹣1,解得,
所以m=0或,故B错误;
选项C:根据题意,当a=0时,直线l1的斜率k1=0,直线l2的斜率不存在,
此时,l1与l2互相垂直,舍去,
当a≠0时,直线l1的斜率k1=﹣a,直线l2的斜率,
因为两直线互相平行,所以k1=k2,解得a=±1,
当a=1时,两直线重合,不符合题意,
所以a=﹣1,故C错误;
选项D:根据题意,直线l的斜率k=cosθ(θ∈R),
因为﹣1≤cosθ≤1,所以﹣1≤k≤1,所以﹣1≤tanα≤1,
倾斜角α的取值范围是,故D错误;
故选:BCD.
【变式练2】(2025 平果市校级开学)已知2a+5b=5,则直线ax+by﹣10=0必过定点    .
【答案】(4,10).
【分析】将已知条件代入直线方程即可求出定点.
【解答】解:由题可得:ax+by﹣2(2a+5b)=0,
整理得a(x﹣4)+b(y﹣10)=0,
即直线ax+by﹣10=0必过定点(4,10).
故答案为:(4,10).
【变式练3】(2025春 固始县校级期末)已知直线l:(a﹣1)y=(2a﹣3)x+1.
(1)求直线l所过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求实数a的取值范围;
(3)若直线l与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积最小,求l的方程.
【答案】(1)(1,2);
(2);
(3)2x+y﹣4=0.
【分析】(1)由方程变形可得a(2x﹣y)﹣3x+y+1=0,列方程组,解方程即可;
(2)数形结合,结合直线图象可得出关于实数a的不等式,解之即可;
(3)求得直线与坐标轴的交点,可得面积,进而利用二次函数的性质可得最值.
【解答】解:(1)由l:(a﹣1)y=(2a﹣3)x+1,即a(2x﹣y)﹣3x+y+1=0,
则,解得,所以直线过定点(1,2).
(2)因为直线l不过第四象限,结合图形可知,直线l的斜率存在,所以a≠1,
此时,直线l的方程可化为,记点A(1,2),则kOA=2,
由图可得,解得,因此,实数a的取值范围是.
(3)已知直线l:(a﹣1)y=(2a﹣3)x+1,且由题意知a≠1,
令x=0,得,得a>1,
令y=0,得,得,则
则,当时,S取最小值,
此时直线l的方程为2x+y﹣4=0.
题型07 直线的平行与垂直
(2025 钦南区校级开学)已知直线l1:(2a+1)x+ay+1=0,l2:(a+2)x+ay+2=0,则“a=1”是“l1∥l2”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
【答案】C
【分析】先求两直线平行时a的取值,再判断a=1和a=0时两直线是否平行,从而确定条件类型.
【解答】解:由题意直线l1:(2a+1)x+ay+1=0,l2:(a+2)x+ay+2=0,
l1,l2平行或重合的充要条件是(2a+1)a=(a+2)a,所以a=0或a=1.
将a=1代入直线l1,l2的方程,得l1:3x+y+1=0,l2:3x+y+2=0,易知l1∥l2;
将a=0代入直线l1,l2的方程,得l1:x+1=0,l2:2x+2=0,直线l1,l2重合,故a=0舍去.
综上所述,“a=1”是“l1∥l2”的充要条件.
故选:C.
【变式练1】(2025 山西模拟)已知直线l1:ax+y+a=0与l2:(a﹣4)x﹣5y﹣4=0,则“a=5”是“l1⊥l2”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
【答案】A
【分析】结合直线垂直的性质,即可求解.
【解答】解:由l1⊥l2,直线l1:ax+y+a=0与l2:(a﹣4)x﹣5y﹣4=0,
则a(a﹣4)﹣5=0,解得a=5或a=﹣1,
所以“a=5”是“l1⊥l2”的充分不必要条件.
故选:A.
【变式练2】(多选)(2025秋 灌南县校级月考)下列说法正确的是(  )
A.直线y=ax﹣2a+4(a∈R)必过定点(2,4)
B.直线3x﹣y﹣1=0在y轴上的截距为1
C.过点(﹣2,3)且垂直于直线x﹣2y+3=0的直线方程为2x+y+1=0
D.直线的倾斜角为120°
【答案】AC
【分析】对于A,整理直线方程,合并出参数的系数,令其等于零,建立方程,可得答案;
对于B,将x=0代入直线方程,结合截距的定义,可得答案;
对于C,根据直线之间的垂直关系,设未知直线方程,代入点,可得答案;
对于D,根据直线的一般式方程,明确直线的斜率,可得答案.
【解答】解:对于A,由直线方程y=ax﹣2a+4,整理可得y=a(x﹣2)+4,当x=2时,y=4,故A正确;
对于B,将x=0代入直线方程3x﹣y﹣1=0,可得﹣y﹣1=0,解得y=﹣1,故B错误;
对于C,由直线方程x﹣2y+3=0,则其垂线的方程可设为2x+y+C=0,将点(﹣2,3)代入上式,可得2×(﹣2)+3+C=0,解得C=1,
则方程为2x+y+1=0,故C正确;
对于D,由直线方程,可得其斜率为,
设其倾斜角为θ,则,解得θ=150°,故D错误.
故选:AC.
【变式练3】(2025春 崇明区期末)已知点A(0,1)、B(2,3),则线段AB的垂直平分线方程为    .
【答案】x+y﹣3=0.
【分析】由线段AB的斜率可计算出线段AB的垂直平分线的斜率,又有AB的中点是线段AB的垂直平分线经过的一个点,使用点斜式即可得到线段AB的垂直平分线方程.
【解答】解:因为点A(0,1)、B(2,3),
kAB,故线段AB的垂直平分线的斜率为,
线段AB的中点为,
故线段AB的垂直平分线经过(1,2),
故线段AB的垂直平分线方程为:y﹣2=﹣1(x﹣1),即x+y﹣3=0.
故答案为:x+y﹣3=0.
题型08 对称问题
(2025 嘉峪关校级开学)已知直线l:x+2y﹣1=0和点A(1,2).
(1)求点A关于直线l的对称点的坐标;
(2)求直线l关于点A对称的直线方程.
【答案】(1).
(2)x+2y﹣9=0.
【分析】(1)根据点关于线对称列式求解即可;
(2)根据相关点法分析运算即可.
【解答】解:(1)设A′(m,n),由题意可得,解得,
所以点A′的坐标为.
(2)在直线l上任取一点P(x,y),
设P(x,y)关于点A的对称点为P′(x0,y0),
则,解得,
由于P′(2﹣x,4﹣y)在直线x+2y﹣1=0上,
则(2﹣x)+2(4﹣y)﹣1=0,即x+2y﹣9=0,
故直线l关于点A的对称直线l′的方程为x+2y﹣9=0.
【变式练1】(2024秋 郑州期末)一条光线从点P(6,4)射出,与x轴相交于点Q(4,0),经x轴反射,求反射光线所在的直线方程    .
【答案】2x+y﹣8=0.
【分析】求出直线PQ的斜率,由光的反射定律求出反射光线所在直线的斜率即可得解.
【解答】解:依题意,直线PQ的斜率为,
由光的反射定律知,反射光线所在直线与直线PQ关于x轴对称,
则它们的倾斜角互补,
于是得反射光线所在直线的斜率为﹣2,
所以反射光线所在直线的方程为y﹣0=﹣2 (x﹣4),即2x+y﹣8=0.
故答案为:2x+y﹣8=0.
【变式练2】(2024秋 深圳期末)已知△ABC的顶点A的坐标为(0,0),边BC所在的直线方程为x﹣y﹣2=0,边AC上的中线BM所在的直线方程为x+y﹣2=0.
(1)求边AC所在的直线方程;
(2)求点B关于直线AC的对称点B1的坐标.
【答案】(1)x﹣3y=0;
(2).
【分析】(1)由题意求得B的坐标为B(2,0),令点C(m,n),则,联立方程组求得点C的坐标为C(3,1),利用点斜式方程即可求解;
(2)令点B1(a,b),则BB1的中点坐标为,联立解方程组即可求解.
【解答】解:(1)由已知得,即点B的坐标为B(2,0),
令点C(m,n),则,
由,得,
所以点C的坐标为C(3,1),所以,
直线AC的方程为:x﹣3y=0;
(2)令点B1(a,b),则BB1的中点坐标为,
所以,解得:,
所以点B关于直线AC的对称点B1的坐标为.
【变式练3】(2024秋 随州期末)已知直线l:2x﹣3y+1=0,点A(﹣1,﹣2).求:
(1)点A关于直线l的对称点A′的坐标;
(2)直线m:3x﹣2y﹣6=0关于直线l对称的直线m′的方程;
(3)直线l关于点A(﹣1,﹣2)对称的直线l′的方程.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据斜率,中点关系,得出求解即可.
(2)先求出直线m与直线l的交点N,在直线m上取一点,如M(2,0),结合对称性求出关于直线l的对称点M',再根据两点式,求出直线m'方程.
(3)利用直线关于点的对称的直线上的点的关系求解.
【解答】解:(1)点A(﹣1,﹣2).
点A关于直线l的对称点A′的坐标为(x0,y0),
∵直线l:2x﹣3y+1=0,∴
x0,y0,
(2)设直线m与直线l的交点为N,
联立直线l与直线m,,解得N(4,3)
在直线m上取一点,如M(2,0),
则M(2,0)关于直线l的对称点M'必在直线m'上,
设对称点M'(a,b),则,解得,
∵m'经过点N(4,3)
∴由两点式公式可得,直线m'的方程为9x﹣46y+102=0.
(3)设直线l关于点A(﹣1,﹣2)对称的直线l′的点的坐标为N(x,y),
∴N(x,y)关于点A(﹣1,﹣2)对称点为N′(﹣2﹣x,﹣4﹣y),
∴N′(﹣2﹣x,﹣4﹣y)在直线l:2x﹣3y+1=0上,
代入直线方程得:直线l′的方程为:2x﹣3y﹣9=0.

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