第1章第1.3节 两条直线的位置关系 高中数学选择性必修一同步复习讲义(沪教版2020)

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第1章第1.3节 两条直线的位置关系 高中数学选择性必修一同步复习讲义(沪教版2020)

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第1章第1.3节 两条直线的位置关系
题型1 直线的一般式方程与直线的平行关系 题型2 直线的一般式方程与直线的垂直关系
题型3 两条直线的交点坐标 题型4 过两条直线交点的直线系方程
题型5 恒过定点的直线 题型6 与直线关于点、直线对称的直线方程
题型7 两直线的夹角与到角问题
▉题型1 直线的一般式方程与直线的平行关系
【知识点的认识】
1、两条直线平行与垂直的判定
对于两条不重合的直线l1、l2,其斜率分别为k1、k2,有:
(1)l1∥l2 k1=k2;(2)l1⊥l2 k1 k2=﹣1.
2、直线的一般式方程:
(1)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程yx,表示斜率为,y轴上截距为的直线.
(2)与直线l:Ax+By+C=0平行的直线,可设所求方程为Ax+By+C1=0;与直线Ax+By+C=0垂直的直线,可设所求方程为Bx﹣Ay+C1=0.
(3)已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:
①l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
②l1∥l2 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1≠0;
③l1与l2重合 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1=0;
④l1与l2相交 A1B2﹣A2B1≠0.
如果A2B2C2≠0时,则l1∥l2 ;l1与l2重合 ;l1与l2相交 .
1.已知直线l1:5x+(a﹣3)y+10=0,直线l2:(a+1)x+y+a=0.若l1∥l2,则a=(  )
A.4 B.﹣2 C.4或﹣2 D.3
【答案】A
【解答】解:因为l1∥l2,所以(a﹣3)(a+1)=5×1,且5a≠10(a+1),
解得a=4.
故选:A.
2.已知直线2x﹣3y﹣3=0与直线ax+by﹣4=0平行,则(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:由直线2x﹣3y﹣3=0与直线ax+by﹣4=0平行可知,,
所以.
故选:B.
3.直线l1:ax+3y+2a=0与直线l2:2x+(a﹣1)y+(a+1)=0平行,则“l1∥l2”是“a=﹣2”的(  )
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要
【答案】B
【解答】解:当l1∥l2时,则a(a﹣1)=6,故a=﹣2或a=3,
当a=3时,l1的方程为x+y+2=0,l2的方程为x+y+2=0,此时两条直线重合,不符合;
当a=﹣2时,l1的方程为2x﹣3y+4=0,l2的方程为2x﹣3y﹣1=0,符合;
综上,“l1∥l2”是“a=﹣2”的充要条件.
故选:B.
4.已知直线mx+2y+m+2=0与直线4x+(m+2)y+2m+4=0平行,则m的值为(  )
A.4 B.﹣4 C.2或﹣4 D.﹣2或4
【答案】B
【解答】解:因为直线mx+2y+m+2=0与直线4x+(m+2)y+2m+4=0平行,
所以m(m+2)=2×4,解得m=2或m=﹣4,
当m=2时,直线2x+2y+4=0与直线4x+4y+8=0重合,不符合题意;
当m=﹣4时,直线﹣4x+2y﹣2=0与直线4x﹣2y﹣4=0平行.
故选:B.
5.过点(1,﹣3)且与直线x﹣2y﹣2=0平行的直线方程是(  )
A.x﹣2y﹣5=0 B.x﹣2y﹣7=0 C.2x+y﹣5=0 D.2x+y﹣7=0
【答案】B
【解答】解:设过点(1,﹣3)且与直线x﹣2y﹣2=0平行的直线方程为x﹣2y+c=0,
把(1,﹣3)代入,得:
1+6+c=0,
解得c=﹣7.
∴过点(1,﹣3)且与直线x﹣2y﹣2=0平行的直线方程是x﹣2y﹣7=0.
故选:B.
(多选)6.以下四个命题表述正确的是(  )
A.直线l1:x+y+1=0,l2:x+y﹣1=0的距离为
B.已知直线l过点P(2,4),且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为x+y﹣6=0
C.“直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y﹣5=0平行”是“m=2”的必要不充分条件
D.过(x1,y1),(x2,y2)两点的直线方程为
【答案】AC
【解答】解:对于A,直线l1:x+y+1=0,l2:x+y﹣1=0平行,
∴直线l1:x+y+1=0,l2:x+y﹣1=0的距离为d,故A正确;
对于B,直线过原点时也满足题意,
∴直线l的方程还可以是y=2x,故B错误;
对于C,∵直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y﹣5=0平行,
∴m≠0,∴,解得m=2或m=﹣3,
∴“直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y﹣5=0平行”是“m=2”的必要不充分条件,故C正确;
对于D,两点式直线方程的前提是x1≠x2,y1≠y2,故D错误.
故选:AC.
7.判断下列各小题中的不同直线l1与l2是否平行:
(1)l1的斜率为2,l2经过点A(1,2),B(4,8);
(2)l1经过点P(3,3),Q(﹣5,3),l2平行于x轴,但不经过P,Q两点;
(3)l1经过点M(﹣1,0),N(﹣5,﹣2),l2经过点R(﹣4,3),S(0,5).
【答案】(1)平行;
(2)平行;
(3)平行.
【解答】解:(1)l2经过点A(1,2),B(4,8),可得kAB2,
则不同直线l1与l2的斜率相等,可得它们平行;
(2)l1经过点P(3,3),Q(﹣5,3),可得kPQ=0,
l2平行于x轴,但不经过P,Q两点,即l2的斜率也为0,
即有它们的斜率相等,可得它们平行;
(3)l1经过点M(﹣1,0),N(﹣5,﹣2),可得kMN,
l2经过点R(﹣4,3),S(0,5),可得kRS,
即有它们的斜率相等,可得它们平行.
▉题型2 直线的一般式方程与直线的垂直关系
【知识点的认识】
1、两条直线平行与垂直的判定
对于两条不重合的直线l1、l2,其斜率分别为k1、k2,有:
(1)l1∥l2 k1=k2;(2)l1∥l2 k1 k2=﹣1.
2、直线的一般式方程:
(1)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程yx,表示斜率为,y轴上截距为的直线.
(2)与直线l:Ax+By+C=0平行的直线,可设所求方程为Ax+By+C1=0;与直线Ax+By+C=0垂直的直线,可设所求方程为Bx﹣Ay+C1=0.
(3)已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:
①l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
②l1∥l2 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1≠0;
③l1与l2重合 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1=0;
④l1与l2相交 A1B2﹣A2B1≠0.
如果A2B2C2≠0时,则l1∥l2 ;l1与l2重合 ;l1与l2相交 .
8.直线ax+4y﹣2=0与直线2x﹣5y+b=0垂直,垂足为(1,c),则a+b+c=(  )
A.﹣2 B.﹣4 C.﹣6 D.﹣8
【答案】B
【解答】解:由题意可得:1,a+4c﹣2=0,2﹣5c+b=0,
解得a=10,c=﹣2,b=﹣12.
∴a+b+c=﹣4.
故选:B.
9.已知△ABC满足2lnsinB=lnsinA+lnsinC,且两条直线方程分别为,,试判断两条直线位置关系是(  )
A.平行 B.重合
C.垂直 D.相交且不垂直
【答案】B
【解答】解:由2lnsinB=lnsinA+lnsinC可得lnsin2B=ln(sinA sinC),即sin2B=sinA sinC,且sinA,sinB,sinC>0,设△ABC外接圆半径为R,则:
,即l1:sinAx+y+2R=0,
,即sinAsinCx+sinCy+c=0,故sinAx+y+2R=0.
故l1,l2两条直线位置关系是重合.
故选:B.
10.“m=﹣1”是“直线(2m﹣4)x+(m+1)y+2=0与直线(m+1)x﹣my+3=0垂直”的(  )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
【答案】B
【解答】解:若直线(2m﹣4)x+(m+1)y+2=0与直线(m+1)x﹣my+3=0垂直,
则(2m﹣4)(m+1)﹣m(m+1)=0 (m﹣4)(m+1)=0 m=4或m=﹣1,
故“m=﹣1”是“直线(2m﹣4)x+(m+1)y+2=0与直线(m+1)x﹣my+3=0垂直”的充分不必要条件.
故选:B.
(多选)11.已知直线,直线l2:ax﹣(a﹣2)y﹣3=0,若l1⊥l2,则实数a可能的取值为(  )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【答案】BC
【解答】解:若l1⊥l2,有a+a2(a﹣2)=0,解得a=0或1,
故选:BC.
(多选)12.已知直线l1:(a+2)x+3y+3=0与l:x﹣y﹣2=0,则(  )
A.若a=1,则两直线垂直
B.若两直线平行,则a=5
C.直线l1恒过定点(0,﹣1)
D.直线l2在两坐标轴上的截距相等
【答案】AC
【解答】解:A中,当a=1时,直线l1的方程为:x+y+1=0,因为两条直线的斜率互为负倒数,所以两条直线垂直,所以A正确;
B中,若两条直线平行,则,解得a=﹣5,所以B不正确;
C中,直线l1:(a+2)x+3y+3=0整理可得ax+2x+3y+3=0,
联立,解得x=0,y=﹣1,即直线恒过定点(0,﹣1),所以C正确;
D中,直线l:x﹣y﹣2=0在x轴的截距为2,在y轴的截距为﹣2,所以直线l在坐标轴上的截距不相等,所以D不正确.
故选:AC.
(多选)13.对于直线l1:ax+2y+3a=0,l2:3x+(a﹣1)y+3﹣a=0,则(  )
A.l1∥l2的充要条件是a=3或a=﹣2
B.当时,l1⊥l2
C.直线l2经过第二象限内的某定点
D.点P(1,3)到直线l1的距离的最大值为
【答案】ABC
【解答】解:对于A,若l1∥l2,则a(a﹣1)﹣2×3=0,解得a=3或a=﹣2,
经检验,都符合题意,所以a=3或a=﹣2,所以l1∥l2的充要条件是a=3或a=﹣2,故A正确;
对于B,当时,,所以l1⊥l2,故B正确;
对于C,由l2:3x+(a﹣1)y+3﹣a=0,得(y﹣1)a+3x﹣y+3=0,令,解得,
所以直线l2经过定点,结合该点位于第二象限,可知C正确;
对于D,由l1:ax+2y+3a=0,得(x+3)a+2y=0,令,解得,
所以直线l1过定点M(﹣3,0),
当PM⊥l1时,点P(1,3)到直线l1的距离的最大,最大值为,故D不正确.
故选:ABC.
(多选)14.对于直线l1:ax+2y+3a=0,l2:3x+(a﹣1)y+3﹣a=0.以下说法正确的有(  )
A.l1∥l2的充要条件是a=3
B.当a时,l1⊥l2
C.直线l1一定经过点M(3,0)
D.点P(1,3)到直线l1的距离的最大值为5
【答案】BD
【解答】解:A:由a(a﹣1)﹣6=0,解得a=3或a=﹣2,经验证a=3,a=﹣2时两条直线平行,∴A错误,
B:当a时,则l1:x+5y+3=0,l2:15x﹣3y+13=0,∵1×15+5×(﹣3)=0,∴l1⊥l2,∴B正确,
C:∵直线l1:ax+2y+3a=0,则a(x+3)+2y=0,∴x+3=0且y=0,∴x=﹣3,y=0,∴直线l1过定点(﹣3,0),∴C错误,
D:∵直线l1过定点N(﹣3,0),∴点P(1,3)到直线l1的距离的最大值为PN5,∴D正确,
故选:BD.
15.若直线l1:2x+my+1=0与直线l2:m2x﹣y0垂直,则实数m的值为  0或  .
【答案】0或.
【解答】解:由两条直线垂直可得2m2﹣m=0,解得m=0或.
故答案为:0或.
16.已知直线l1:ax+2y+6=0和直线l2:x+y﹣1=0.
(1)若l1⊥l2时,求a的值;
(2)当l1∥l2,求两直线l1,l2的距离.
【答案】(1)a=﹣2;
(2)2.
【解答】解:直线l1:ax+2y+6=0和直线l2:x+y﹣1=0.
(1)若l1⊥l2时,则a+2=0,即a=﹣2;
(2)若l1∥l2平行,则a﹣2=0,即a=2,
此时直线l1:x+y+3=0和直线l2:x+y﹣1=0的距离d2.
17.已知△ABC的三个顶点是A(1,2),B(﹣2,﹣1),C(3,﹣2).求:
(1)边AC上的中线BD所在直线方程;
(2)边AC上的高BE所在直线方程.
【答案】(1)x﹣4y﹣2=0;
(2)x﹣2y=0.
【解答】解:(1)由题知AC的中点D(2,0),所以直线BD的斜率,
则边AC上的中线BD所在直线的方程为,化简得x﹣4y﹣2=0.
(2)由题意得直线AC的斜率,且kBE kAC=﹣1,所以.
则边AC上的高BE所在直线的方程为,化简得x﹣2y=0.
18.已知⊙A关于直线y=x对称,点O(0,0),N(4,0)都在⊙A上.
(1)求线段ON垂直平分线的方程;
(2)求⊙A的标准方程.
【答案】(1)x=2;
(2)(x﹣2)2+(y﹣2)2=8.
【解答】解:(1)因为点O(0,0),N(4,0),
所以线段ON的中点为E(2,0)
因为直线ON的斜率为k=0,所以ON垂直平分线的斜率不存在.
所以ON垂直平分线的方程为x=2;
(2)因为直线ON与直线y=x的交点为圆心,
由,解得,
故圆心A(2,2).
又因为r=|OA|=2.
所以⊙A的标准方程为(x﹣2)2+(y﹣2)2=8.
19.在△ABC中,A(5,﹣2),B(7,4),且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上.
(1)求AB边上的高CH所在直线方程;
(2)设过点C的直线为l,且点A与点B到直线l距离相等,求l的方程.
【答案】(1)x+3y+17=0;
(2)3x﹣y+11=0或5x﹣11y﹣19=0.
【解答】解:(1)设C(x0,y0),则x0+5=0,y0+4=0,
∴C(﹣5,﹣4),
由,得,,即x+3y+17=0;
(2)当斜率不存在时,l:x=﹣5,不满足题意;
当斜率存在时,设l:y+4=k(x+5),即kx﹣y+5k﹣4=0,
依题意得:,
有10k﹣2=12k﹣8或10k﹣2=8﹣12k,
解得k=3或 ,
直线l的方程为:y+4=3(x+5)或 ,
即:3x﹣y+11=0或5x﹣11y﹣19=0.
20.如图,已知三角形的顶点为A(2,4),B(0,﹣2),C(﹣2,3),求:
(1)直线AB的方程;
(2)AB边上的高所在直线的方程.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由已知直线AB的斜率kAB3,
∴直线AB的方程为y=3x﹣2,即3x﹣y﹣2=0,
(2)设AB边上的高所在的直线方程为yx+m,由直线过点C(﹣2,3),
∴3m,解得m,
故所求直线为yx,
即x+3y﹣7=0
21.在△ABC中,边AB所在的直线方程为x+3y=2,其中顶点A的纵坐标为1,顶点C的坐标为(1,2).
(1)求AB边上的高所在的直线方程;
(2)若CA,CB的中点分别为E,F,求直线EF的方程.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)∵kAB,所以AB边上的高所在直线的斜率为3,
由点斜式得y﹣2=3(x﹣1),即3x﹣y﹣1=0
(2)易得A(﹣1,1),E(0,),
根据中位线定理可得kEF,
由点斜式可得直线EF的方程为y(x﹣0),
即直线EF的方程为:2x+6y﹣9=0
▉题型3 两条直线的交点坐标
【知识点的认识】
﹣直线方程:在平面直角坐标系中,两条直线的方程通常为:
l1:a1x+b1y+c1=0
l2:a2x+b2y+c2=0
﹣交点的计算:两条直线的交点是同时满足这两个方程的点,可以通过解这个二元一次方程组来找到交点的坐标.
22.已知直线l1:x+y﹣3=0与直线l2:2x﹣3y﹣1=0交于点P.
(1)求直线l1和l2交点P的坐标;
(2)若过点P的直线l与两坐标轴截距互为相反数,求l的直线方程.
【答案】(1)P(2,1);(2)x﹣y﹣1=0或x﹣2y=0.
【解答】解:(1)由于两直线相交于点P,所以,解得,
∴点P(2,1)
(2)直线l的斜率显然存在且不为0,设直线l为y﹣1=k(x﹣2)
令x=0,得y=1﹣2k,令y=0,得;所以
∴2k2﹣3k+1=0,∴k=1,或
故直线l的方程为x﹣y﹣1=0或x﹣2y=0.
▉题型4 过两条直线交点的直线系方程
【知识点的认识】
﹣直线方程:给定两条直线l1和l2的交点P(x0,y0),可以用直线的一般方程表示:
a(x﹣x0)+b(y﹣y0)=0
﹣直线系方程:通过交点和斜率来确定直线方程,通常会使用斜截式或点斜式.
﹣已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),过两条直线交点的直线系方程为:
λ(A1x+B1y+C1)+μ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ、μ不同时为0.
23.不论k为何实数,直线(2k﹣1)x﹣(k+3)y﹣(k﹣11)=0恒通过一个定点,这个定点的坐标是(  )
A.( 5,2 ) B.( 2,3 ) C.( 5,9 ) D.(,3 )
【答案】B
【解答】解:直线方程可整理为(2x﹣y﹣1)k+(﹣x﹣3y+11)=0,
∴直线恒过2x﹣y﹣1=0和﹣x﹣3y+11=0的交点,
联立方程可得,解得,
∴直线恒过定点(2,3),
故选:B.
▉题型5 恒过定点的直线
【知识点的认识】
﹣定点:直线总是通过一个固定的点(x1,y1)的方程形式为:
a(x﹣x1)+b(y﹣y1)=0
其中a和b是直线的方向向量分量.
24.已知A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2),直线l过定点P(1,1),且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是(  )
A. B.
C.k≤﹣4或 D.以上都不对
【答案】C
【解答】解:如图所示:由题意得,所求直线l的斜率k满足 k≥kPB 或 k≤kPA,
即 k,或 k4,
∴k,或k≤﹣4,
故选:C.
(多选)25.设直线l1:2x+ay=2+2a,则(  )
A.直线l1在y轴上的截距为1+a
B.直线l1与直线l2:ax+2y=1一定垂直
C.直线l1过定点(1,2)
D.当点O(0,0)在直线l1的右下方时,a<﹣1
【答案】CD
【解答】解:因为直线l1:2x+ay=2+2a可化为:a(y﹣2)+(2x﹣2)=0,
所以直线l1过定点(1,2),所以C选项正确;
对直线l1:2x+ay=2+2a,当a=0时,可化为:x=1,此时直线l1与y轴无交点,所以A选项错误;
因为直线l1:2x+ay=2+2a可化为:2x+ay﹣2a﹣2=0,又直线l2:ax+2y=1,
而2a+2a=0,只有在a=0时成立,
所以仅当a=0时,直线l1与直线l2垂直,所以B选项错误;
因为直线l1:2x+ay=2+2a可化为:2x+ay﹣2a﹣2=0,
又当点O(0,0)在直线l1的右下方时,所以a(﹣2a﹣2)<0,且,
解得a<﹣1,所以D选项正确.
故选:CD.
(多选)26.已知直线l1:x+ay﹣a=0和直线l2:ax﹣(2a﹣3)y﹣1=0,下列说法正确的是(  )
A.l2始终过定点
B.若l1⊥l2,则a=0或2
C.当a=﹣3时,l1与l2的距离为
D.若l1不经过第三象限,则a>0
【答案】ABC
【解答】解:对于选项A,由ax﹣(2a﹣3)y﹣1=0得a(x﹣2y)+3y﹣1=0,
由得,直线l2始终过定点,故选项A正确;
对于选项B,由l1⊥l2得a﹣(2a﹣3)a=0,解得a=0或2,故选项B正确;
对于选项C,由直线l1:x+ay﹣a=0和直线l2:ax﹣(2a﹣3)y﹣1=0,
可得当a=﹣3时,l1:x﹣3y+3=0,即3x﹣9y+9=0,l2:3x﹣9y+1=0,
l1与l2的距离为,故选项C正确;
对于选项D,当a=0时,l1:x=0,不经过第三象限,故选项D错误.
故选:ABC.
27.已知直线l:(2a+3)x﹣(a﹣1)y+3a+7=0,a∈R.
(1)证明直线l过定点A,并求出点A的坐标;
(2)在(1)的条件下,若直线l′过点A,且在y轴上的截距是在x轴上的截距的,求直线l′的方程.
【答案】(1)定点A的坐标为(﹣2,﹣1);
(2)或.
【解答】解:(1)证明:直线l:(2a+3)x﹣(a﹣1)y+3a+7=0可化为(2x﹣y+3)a+3x+y+7=0,
则,解得,
∴直线l过定点,且定点A的坐标为(﹣2,﹣1);
(2)∵直线l′过点(﹣2,﹣1),且在y轴上的截距是在x轴上的截距的,
则当直线l′过坐标原点时,符合题意,此时直线方程为,即x﹣2y=0;
当直线l′的横纵截距均不为零时,设直线l′的方程为,
代入点(﹣2,﹣1),得,解得a=﹣4,
此时直线l′的方程为,即x+2y+4=0,
综上,直线l′的方程为x﹣2y=0或x+2y+4=0.
▉题型6 与直线关于点、直线对称的直线方程
【知识点的认识】
﹣对称直线:
﹣点对称:直线l关于点(x0,y0)的对称直线方程为:
﹣直线对称:给定直线l和对称直线l',可以利用垂直平分线的方程来确定l'的方程.
28.点(3,0)关于直线x﹣y+3=0对称的点的坐标为(  )
A.(3,6) B.(6,﹣3) C.(﹣6,3) D.(﹣3,6)
【答案】D
【解答】解:设所求对称点的坐标为(a,b),
则,
解得.
故选:D.
29.一条光线从点A(0,1)射出,经直线y=x反射后与圆C:(x﹣2)2+(y﹣4)2=1相切,则反射光线所在直线的方程可以为 x=1或15x﹣8y﹣15=0  .(写出满足条件的一条直线方程即可)
【答案】x=1或15x﹣8y﹣15=0.
【解答】解:因为A(0,1)关于y=x对称的点A′(1,0),
则反射光线经过点A′(1,0),
当反射光线的斜率不存在时,直线x=1与圆C相切,符合题意;
当反射光线的斜率存在时,可设直线方程为y=k(x﹣1),即kx﹣y﹣k=0,
由直线与圆相切可得,1,
解得,k,此时直线方程为15x﹣8y﹣15=0.
故答案为:x=1或15x﹣8y﹣15=0.
30.一条光线从点P(﹣1,2)射出,与x轴相交于点,经x轴反射,反射光线所在的直线为l.若曲线x2+y2﹣6x+10y+34﹣m2=0上有且仅有两个点到直线l的距离为1,则实数m的取值范围是  (﹣6,﹣4)∪(4,6)  .
【答案】(﹣6,﹣4)∪(4,6).
【解答】解:根据题意可知,反射光线所在的直线l经过点P′(﹣1,﹣2),
设反射光线的所在直线的方程为y=kx+b(k≠0),点(﹣1,﹣2),在直线方程上,
所以,解得,
所以反射光线的所在直线的方程为,即4x﹣3y﹣2=0.
因为曲线x2+y2﹣6x+10y+34﹣m2=0可化为(x﹣3)2+(y+5)2=m2,
可得其圆心为M(3,﹣5),半径r=|m|,
根据点到直线的距离公式可得点M(3,﹣5)到4x﹣3y﹣2=0的距离.
因为圆(x﹣3)2+(y+5)2=m2上有且仅有两个点到直线l的距离为1,
所以||m|﹣5|<1 4<|m|<6 ﹣6<m<﹣4或4<m<6.
故答案为:(﹣6,﹣4)∪(4,6).
▉题型7 两直线的夹角与到角问题
【知识点的认识】
﹣夹角:两条直线的夹角θ可以由斜率k1和k2计算:
﹣斜率k的计算方法是将直线方程Ax+By+C=0转换为y=kx+b的形式.
31.已知直线l:x﹣y+1=0,点A(﹣a,0)、B(a,0)(a>0),若直线l上存在点P满足∠APB=90°,则实数a的取值范围为(  )
A. B. C.(1,+∞) D.[1,+∞)
【答案】B
【解答】解:设点P(x,y),因为∠APB=90°,则|PA|2+|PB|2=|AB|2,
即(x+a)2+y2+(x﹣a)2+y2=4a2,整理可得x2+y2=a2,
所以,点P既在直线l上,又在圆x2+y2=a2上,
所以,直线l与圆x2+y2=a2有公共点,
因为a>0,且圆x2+y2=a2的圆心为原点,半径为a,所以,,
可得,故实数a的取值范围为.
故选:B.第1章第1.3节 两条直线的位置关系
题型1 直线的一般式方程与直线的平行关系 题型2 直线的一般式方程与直线的垂直关系
题型3 两条直线的交点坐标 题型4 过两条直线交点的直线系方程
题型5 恒过定点的直线 题型6 与直线关于点、直线对称的直线方程
题型7 两直线的夹角与到角问题
▉题型1 直线的一般式方程与直线的平行关系
【知识点的认识】
1、两条直线平行与垂直的判定
对于两条不重合的直线l1、l2,其斜率分别为k1、k2,有:
(1)l1∥l2 k1=k2;(2)l1⊥l2 k1 k2=﹣1.
2、直线的一般式方程:
(1)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程yx,表示斜率为,y轴上截距为的直线.
(2)与直线l:Ax+By+C=0平行的直线,可设所求方程为Ax+By+C1=0;与直线Ax+By+C=0垂直的直线,可设所求方程为Bx﹣Ay+C1=0.
(3)已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:
①l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
②l1∥l2 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1≠0;
③l1与l2重合 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1=0;
④l1与l2相交 A1B2﹣A2B1≠0.
如果A2B2C2≠0时,则l1∥l2 ;l1与l2重合 ;l1与l2相交 .
1.已知直线l1:5x+(a﹣3)y+10=0,直线l2:(a+1)x+y+a=0.若l1∥l2,则a=(  )
A.4 B.﹣2 C.4或﹣2 D.3
2.已知直线2x﹣3y﹣3=0与直线ax+by﹣4=0平行,则(  )
A. B. C. D.
3.直线l1:ax+3y+2a=0与直线l2:2x+(a﹣1)y+(a+1)=0平行,则“l1∥l2”是“a=﹣2”的(  )
A.充分不必要条件 B.充要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要
4.已知直线mx+2y+m+2=0与直线4x+(m+2)y+2m+4=0平行,则m的值为(  )
A.4 B.﹣4 C.2或﹣4 D.﹣2或4
5.过点(1,﹣3)且与直线x﹣2y﹣2=0平行的直线方程是(  )
A.x﹣2y﹣5=0 B.x﹣2y﹣7=0 C.2x+y﹣5=0 D.2x+y﹣7=0
(多选)6.以下四个命题表述正确的是(  )
A.直线l1:x+y+1=0,l2:x+y﹣1=0的距离为
B.已知直线l过点P(2,4),且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为x+y﹣6=0
C.“直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y﹣5=0平行”是“m=2”的必要不充分条件
D.过(x1,y1),(x2,y2)两点的直线方程为
7.判断下列各小题中的不同直线l1与l2是否平行:
(1)l1的斜率为2,l2经过点A(1,2),B(4,8);
(2)l1经过点P(3,3),Q(﹣5,3),l2平行于x轴,但不经过P,Q两点;
(3)l1经过点M(﹣1,0),N(﹣5,﹣2),l2经过点R(﹣4,3),S(0,5).
▉题型2 直线的一般式方程与直线的垂直关系
【知识点的认识】
1、两条直线平行与垂直的判定
对于两条不重合的直线l1、l2,其斜率分别为k1、k2,有:
(1)l1∥l2 k1=k2;(2)l1∥l2 k1 k2=﹣1.
2、直线的一般式方程:
(1)一般式:Ax+By+C=0,注意A、B不同时为0.直线一般式方程Ax+By+C=0(B≠0)化为斜截式方程yx,表示斜率为,y轴上截距为的直线.
(2)与直线l:Ax+By+C=0平行的直线,可设所求方程为Ax+By+C1=0;与直线Ax+By+C=0垂直的直线,可设所求方程为Bx﹣Ay+C1=0.
(3)已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),则两条直线的位置关系可以如下判别:
①l1⊥l2 A1A2+B1B2=0;
②l1∥l2 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1≠0;
③l1与l2重合 A1B2﹣A2B1=0,A1C2﹣A2B1=0;
④l1与l2相交 A1B2﹣A2B1≠0.
如果A2B2C2≠0时,则l1∥l2 ;l1与l2重合 ;l1与l2相交 .
8.直线ax+4y﹣2=0与直线2x﹣5y+b=0垂直,垂足为(1,c),则a+b+c=(  )
A.﹣2 B.﹣4 C.﹣6 D.﹣8
9.已知△ABC满足2lnsinB=lnsinA+lnsinC,且两条直线方程分别为,,试判断两条直线位置关系是(  )
A.平行 B.重合
C.垂直 D.相交且不垂直
10.“m=﹣1”是“直线(2m﹣4)x+(m+1)y+2=0与直线(m+1)x﹣my+3=0垂直”的(  )
A.必要不充分条件
B.充分不必要条件
C.充要条件
D.既不充分又不必要条件
(多选)11.已知直线,直线l2:ax﹣(a﹣2)y﹣3=0,若l1⊥l2,则实数a可能的取值为(  )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
(多选)12.已知直线l1:(a+2)x+3y+3=0与l:x﹣y﹣2=0,则(  )
A.若a=1,则两直线垂直
B.若两直线平行,则a=5
C.直线l1恒过定点(0,﹣1)
D.直线l2在两坐标轴上的截距相等
(多选)13.对于直线l1:ax+2y+3a=0,l2:3x+(a﹣1)y+3﹣a=0,则(  )
A.l1∥l2的充要条件是a=3或a=﹣2
B.当时,l1⊥l2
C.直线l2经过第二象限内的某定点
D.点P(1,3)到直线l1的距离的最大值为
(多选)14.对于直线l1:ax+2y+3a=0,l2:3x+(a﹣1)y+3﹣a=0.以下说法正确的有(  )
A.l1∥l2的充要条件是a=3
B.当a时,l1⊥l2
C.直线l1一定经过点M(3,0)
D.点P(1,3)到直线l1的距离的最大值为5
15.若直线l1:2x+my+1=0与直线l2:m2x﹣y0垂直,则实数m的值为   .
16.已知直线l1:ax+2y+6=0和直线l2:x+y﹣1=0.
(1)若l1⊥l2时,求a的值;
(2)当l1∥l2,求两直线l1,l2的距离.
17.已知△ABC的三个顶点是A(1,2),B(﹣2,﹣1),C(3,﹣2).求:
(1)边AC上的中线BD所在直线方程;
(2)边AC上的高BE所在直线方程.
18.已知⊙A关于直线y=x对称,点O(0,0),N(4,0)都在⊙A上.
(1)求线段ON垂直平分线的方程;
(2)求⊙A的标准方程.
19.在△ABC中,A(5,﹣2),B(7,4),且AC边的中点M在y轴上,BC边的中点N在x轴上.
(1)求AB边上的高CH所在直线方程;
(2)设过点C的直线为l,且点A与点B到直线l距离相等,求l的方程.
20.如图,已知三角形的顶点为A(2,4),B(0,﹣2),C(﹣2,3),求:
(1)直线AB的方程;
(2)AB边上的高所在直线的方程.
21.在△ABC中,边AB所在的直线方程为x+3y=2,其中顶点A的纵坐标为1,顶点C的坐标为(1,2).
(1)求AB边上的高所在的直线方程;
(2)若CA,CB的中点分别为E,F,求直线EF的方程.
▉题型3 两条直线的交点坐标
【知识点的认识】
﹣直线方程:在平面直角坐标系中,两条直线的方程通常为:
l1:a1x+b1y+c1=0
l2:a2x+b2y+c2=0
﹣交点的计算:两条直线的交点是同时满足这两个方程的点,可以通过解这个二元一次方程组来找到交点的坐标.
22.已知直线l1:x+y﹣3=0与直线l2:2x﹣3y﹣1=0交于点P.
(1)求直线l1和l2交点P的坐标;
(2)若过点P的直线l与两坐标轴截距互为相反数,求l的直线方程.
▉题型4 过两条直线交点的直线系方程
【知识点的认识】
﹣直线方程:给定两条直线l1和l2的交点P(x0,y0),可以用直线的一般方程表示:
a(x﹣x0)+b(y﹣y0)=0
﹣直线系方程:通过交点和斜率来确定直线方程,通常会使用斜截式或点斜式.
﹣已知直线l1,l2的方程分别是:l1:A1x+B1y+C1=0(A1,B1不同时为0),l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2不同时为0),过两条直线交点的直线系方程为:
λ(A1x+B1y+C1)+μ(A2x+B2y+C2)=0,其中λ、μ不同时为0.
23.不论k为何实数,直线(2k﹣1)x﹣(k+3)y﹣(k﹣11)=0恒通过一个定点,这个定点的坐标是(  )
A.( 5,2 ) B.( 2,3 ) C.( 5,9 ) D.(,3 )
▉题型5 恒过定点的直线
【知识点的认识】
﹣定点:直线总是通过一个固定的点(x1,y1)的方程形式为:
a(x﹣x1)+b(y﹣y1)=0
其中a和b是直线的方向向量分量.
24.已知A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2),直线l过定点P(1,1),且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是(  )
A. B.
C.k≤﹣4或 D.以上都不对
(多选)25.设直线l1:2x+ay=2+2a,则(  )
A.直线l1在y轴上的截距为1+a
B.直线l1与直线l2:ax+2y=1一定垂直
C.直线l1过定点(1,2)
D.当点O(0,0)在直线l1的右下方时,a<﹣1
(多选)26.已知直线l1:x+ay﹣a=0和直线l2:ax﹣(2a﹣3)y﹣1=0,下列说法正确的是(  )
A.l2始终过定点
B.若l1⊥l2,则a=0或2
C.当a=﹣3时,l1与l2的距离为
D.若l1不经过第三象限,则a>0
27.已知直线l:(2a+3)x﹣(a﹣1)y+3a+7=0,a∈R.
(1)证明直线l过定点A,并求出点A的坐标;
(2)在(1)的条件下,若直线l′过点A,且在y轴上的截距是在x轴上的截距的,求直线l′的方程.
▉题型6 与直线关于点、直线对称的直线方程
【知识点的认识】
﹣对称直线:
﹣点对称:直线l关于点(x0,y0)的对称直线方程为:
﹣直线对称:给定直线l和对称直线l',可以利用垂直平分线的方程来确定l'的方程.
28.点(3,0)关于直线x﹣y+3=0对称的点的坐标为(  )
A.(3,6) B.(6,﹣3) C.(﹣6,3) D.(﹣3,6)
29.一条光线从点A(0,1)射出,经直线y=x反射后与圆C:(x﹣2)2+(y﹣4)2=1相切,则反射光线所在直线的方程可以为 .(写出满足条件的一条直线方程即可)
30.一条光线从点P(﹣1,2)射出,与x轴相交于点,经x轴反射,反射光线所在的直线为l.若曲线x2+y2﹣6x+10y+34﹣m2=0上有且仅有两个点到直线l的距离为1,则实数m的取值范围是     .
▉题型7 两直线的夹角与到角问题
【知识点的认识】
﹣夹角:两条直线的夹角θ可以由斜率k1和k2计算:
﹣斜率k的计算方法是将直线方程Ax+By+C=0转换为y=kx+b的形式.
31.已知直线l:x﹣y+1=0,点A(﹣a,0)、B(a,0)(a>0),若直线l上存在点P满足∠APB=90°,则实数a的取值范围为(  )
A. B. C.(1,+∞) D.[1,+∞)

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