專題03直線的方程九個(gè)重難點(diǎn)歸類(解析版)2023-2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期中期末重難點(diǎn)歸類及真題訓(xùn)練 (人教A版2019)_第1頁(yè)
專題03直線的方程九個(gè)重難點(diǎn)歸類(解析版)2023-2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期中期末重難點(diǎn)歸類及真題訓(xùn)練 (人教A版2019)_第2頁(yè)
專題03直線的方程九個(gè)重難點(diǎn)歸類(解析版)2023-2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期中期末重難點(diǎn)歸類及真題訓(xùn)練 (人教A版2019)_第3頁(yè)
專題03直線的方程九個(gè)重難點(diǎn)歸類(解析版)2023-2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期中期末重難點(diǎn)歸類及真題訓(xùn)練 (人教A版2019)_第4頁(yè)
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第第頁(yè)專題03直線的方程九個(gè)重難點(diǎn)歸類一、直線的傾斜角與斜率1.直線的傾斜角(1)定義:在平面直角坐標(biāo)系中,對(duì)于一條與x軸相交的直線,把x軸所在的直線繞著交點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到和直線重合時(shí)所轉(zhuǎn)過(guò)的最小正角稱為這條直線的傾斜角.當(dāng)直線l與x軸平行或重合時(shí),規(guī)定它的傾斜角為.(2)范圍:直線l傾斜角的范圍是2.斜率公式(1)若直線l的傾斜角90°,則斜率.(2)在直線l上,且,則直線l的斜率.二、直線的方程方程適用范圍點(diǎn)斜式:不包含直線斜截式:不包含垂直于x軸的直線兩點(diǎn)式:不包含直線(當(dāng)時(shí))和直線(當(dāng)時(shí))截距式:不包含垂直于坐標(biāo)軸和過(guò)原點(diǎn)的直線一般式:不全為平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的直線都適用三、兩條直線的位置關(guān)系位置關(guān)系與與相交垂直平行且或重合且注意:(1)當(dāng)兩條直線平行時(shí),容易遺漏斜率不存在時(shí)的情況;(2)當(dāng)兩條直線垂直時(shí),容易遺漏一條直線的斜率不存在、另一條直線的斜率為零的情況.四、距離問(wèn)題條件距離公式點(diǎn)之間的距離點(diǎn)到直線的距離兩條平行線與的距離五、對(duì)稱問(wèn)題(1)中心對(duì)稱:點(diǎn)為點(diǎn)與的中點(diǎn),中點(diǎn)坐標(biāo)公式為;(2)軸對(duì)稱:若點(diǎn)關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)為,則.【重難點(diǎn)一直線的傾斜角與斜率】例1.設(shè)直線的方程為,則直線的傾斜角的范圍是(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】分和兩種情況討論,結(jié)合斜率和傾斜角的關(guān)系分析求解.【詳解】當(dāng)時(shí),方程為,傾斜角為當(dāng)時(shí),直線的斜率,因?yàn)?,則,所以;綜上所述:線的傾斜角的范圍是.故選:C.例2.已知直線的傾斜角是直線的傾斜角的2倍,且的斜率為,則的斜率為(

)A.3或 B.3 C.或 D.【答案】B【分析】利用傾斜角與斜率的關(guān)系求解.【詳解】設(shè)的傾斜角為,由,即,解得或,因?yàn)椋?,所以,易得的傾斜角為銳角,所以的斜率為3.故選:B.(1)(1)求直線的傾斜角,關(guān)鍵是依據(jù)平面幾何的知識(shí)判斷直線向上方向與軸正向之間所成的角,同時(shí)應(yīng)明確傾斜角的范圍:;(2)解決斜率問(wèn)題的方法①由傾斜角(或范圍)求斜率(或范圍),利用定義式解決.②由兩點(diǎn)坐標(biāo)求斜率,運(yùn)用兩點(diǎn)斜率公式求解.【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.若直線的傾斜角為,直線的傾斜角為,則(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】由已知直線斜率可以求得,再根據(jù)二倍角公式可以求得.【詳解】由直線可知,,,則.故選:C練習(xí)2.如圖所示,直線,,的斜率分別為,,的圖象如圖所示,則下列結(jié)論正確的是(

A. B.C. D.【答案】C【分析】應(yīng)用斜率與傾斜角的關(guān)系即可判斷.【詳解】由,結(jié)合的函數(shù)圖像,直線對(duì)應(yīng)的傾斜角為鈍角,則直線與都為銳角,且的傾斜角大于的傾斜角,則,故.故選:C

練習(xí)3.直線l經(jīng)過(guò),兩點(diǎn),那么直線l的傾斜角的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】利用斜率的定義得到,根據(jù)傾斜角,求出答案.【詳解】因?yàn)閮牲c(diǎn)橫坐標(biāo)不同,故傾斜角不為,由題意得,因?yàn)?,所?故選:B練習(xí)4.若經(jīng)過(guò)和的直線的傾斜角為鈍角,則實(shí)數(shù)a的值可能為(

)A.0 B. C. D.【答案】A【分析】根據(jù)直線的斜率與夾角的關(guān)系求解;【詳解】由題意知,,解得:.故選:A.【重難點(diǎn)二斜率公式的應(yīng)用】例3.若直線過(guò)定點(diǎn),且與以為端點(diǎn)的線段相交(包括端點(diǎn)),則其傾斜角的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】D【分析】根據(jù)題意,結(jié)合斜率公式,求得或,進(jìn)而求得直線的傾斜角的范圍.【詳解】如圖所示,因?yàn)橹本€過(guò)定點(diǎn),且與以為端點(diǎn)的線段相交,可得,,所以直線的斜率不存在或滿足或,所以直線的傾斜角的范圍為.故選:D.例4.點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,當(dāng),則的取值范圍為.【答案】【分析】把轉(zhuǎn)化為與點(diǎn)所成直線的斜率,作出函數(shù)在部分圖象上的動(dòng)點(diǎn),結(jié)合斜率公式,即可求解.【詳解】由表示與點(diǎn)所成直線的斜率,又由是在部分圖象上的動(dòng)點(diǎn),如圖所示:可得,則,所以,即的取值范圍為.故答案為:.

求形如求形如的最值,利用的幾何意義:連接定點(diǎn)與動(dòng)點(diǎn)的直線的斜率,借助圖形,將求最值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求斜率的取值范圍問(wèn)題,簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程.【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.已知點(diǎn),,,若點(diǎn)是線段上的一點(diǎn),則直線的斜率的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】D【分析】利用圖像結(jié)合直線的斜率范圍求解即可.【詳解】由斜率公式可得,得,由圖像可知,當(dāng)介于之間時(shí),直線斜率的取值范圍為,當(dāng)介于之間時(shí),直線斜率的取值范圍為,所以直線的斜率的取值范圍為,故選:D.練習(xí)2.已知線段的端點(diǎn),,直線:與線段相交,則的取值范圍是.【答案】【分析】將直線方程化為點(diǎn)斜式,畫出圖形,由題中的幾何關(guān)系結(jié)合兩點(diǎn)斜率公式求解即可.【詳解】

由已知,直線:,∴直線過(guò)定點(diǎn),且斜率為,由已知,直線的斜率,直線的斜率,∵直線與線段相交,∴直線的斜率的取值范圍是.故答案為:.練習(xí)3.已知三點(diǎn)共線,則實(shí)數(shù)m的值為.【答案】0【分析】根據(jù)A,B,C三點(diǎn)共線可得,然后利用兩點(diǎn)間的斜率公式代入求解即可.【詳解】由三點(diǎn)共線可得,即,解得.故答案為:0.練習(xí)4.設(shè),比較的大?。敬鸢浮俊痉治觥繕?gòu)造函數(shù),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)上的點(diǎn)到點(diǎn)的斜率的大小比較,從而結(jié)合圖象即可得解.【詳解】令,而可統(tǒng)一成格式,表示函數(shù)上的點(diǎn)到點(diǎn)的斜率,

結(jié)合圖象與條件,則構(gòu)造的斜率都是正數(shù),所以圖象的傾斜角越大,斜率越大,即原式的值越大,可得.【重難點(diǎn)三直線的平行和垂直】例5.設(shè)為實(shí)數(shù),若直線垂直于直線,則(

)A.0或-3 B.0 C.-3 D.3【答案】C【分析】根據(jù)直線一般方程的垂直關(guān)系可得,求解并檢驗(yàn)即可.【詳解】因?yàn)橹本€垂直于直線,所以,解得或.當(dāng)時(shí),直線為,不符合題意,舍去.當(dāng)時(shí),直線為,直線為,符合題意.所以.故選:C.例6.(多選)已知直線:和直線:,則下列結(jié)論正確的是(

)A.存在實(shí)數(shù)k,使得直線的傾斜角為B.對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線與直線都有公共點(diǎn)C.對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線與直線都不重合D.對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線與直線都不垂直【答案】ABD【分析】舉例即可說(shuō)明A、C;分以及,得出直線與直線的關(guān)系,即可得出B項(xiàng);根據(jù)直線垂直列出方程,求解方程,即可說(shuō)明D項(xiàng).【詳解】對(duì)于A項(xiàng),當(dāng)時(shí),直線的方程為,此時(shí)直線的傾斜角為,故A項(xiàng)正確;對(duì)于B項(xiàng),當(dāng)時(shí),直線的方程為,與重合,此時(shí)兩直線有公共點(diǎn);當(dāng)時(shí),有,即一定相交.綜上所述,對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線與直線都有公共點(diǎn),故B項(xiàng)正確;對(duì)于C項(xiàng),由B可知,當(dāng)時(shí),直線與重合,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)于D項(xiàng),要使直線與直線垂直,則應(yīng)有,該方程無(wú)解,所以對(duì)任意的實(shí)數(shù)k,直線與直線都不垂直,故D項(xiàng)正確.故選:ABD.(一)已知直線(一)已知直線與直線,則①,且;②.(二)已知直線,直線,則①且(或);②.【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.“”是“直線:與:平行”的(

)A.充要條件 B.充分不必要條件C.必要不充分條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【分析】由兩條直線的一般式方程平行的判定,結(jié)合充要條件的定義,對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)證.【詳解】時(shí),直線:即,與直線:平行,充分性成立;直線:與:平行,有,解得或,其中時(shí),兩直線重合,舍去,故,必要性成立.“”是“直線:與:平行”的充要條件.故選:A.練習(xí)2.(多選)已知直線,則(

)A.在軸上的截距為2 B.C.的交點(diǎn)坐標(biāo)為 D.之間的距離為【答案】BC【分析】選項(xiàng)A:令,求在軸上的截距;選項(xiàng)B:根據(jù)直線垂直對(duì)應(yīng)系數(shù)關(guān)系求解;選項(xiàng)C:解方程組求解;選項(xiàng)D:根據(jù)兩平行線間距離求解;【詳解】令,易得在軸上的截距為,A錯(cuò)誤.由,得,B正確.由得所以的交點(diǎn)坐標(biāo)為,C正確.易得,則之間的距離為,D錯(cuò)誤.故選:BC.練習(xí)3.直線與,若,則實(shí)數(shù).【答案】或【分析】根據(jù)兩直線垂直的充要條件得到方程,解得即可.【詳解】因?yàn)橹本€與垂直,所以,解得或.故答案為:或練習(xí)4.已知集合、,若,則.【答案】1【分析】即兩圖像沒(méi)有交點(diǎn),即兩直線平行.【詳解】依題知兩直線平行,則,解得,經(jīng)驗(yàn)證時(shí),兩直線不重合,所以.故答案為:1【重難點(diǎn)四求直線的方程】例7.(多選)直線過(guò)點(diǎn)且在x軸、y軸上的截距的絕對(duì)值相等,則該直線方程(

)A. B.C. D.【答案】ABC【分析】當(dāng)直線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),斜率為,可得要求的直線方程.當(dāng)直線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)要求的直線方程為,再把點(diǎn)代入求得k的值,可得要求的直線方程,綜合可得結(jié)論.【詳解】當(dāng)直線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),斜率為,要求的直線方程為,即.當(dāng)直線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)要求的直線方程為,再把點(diǎn)代入可得,或,求得或,故要求的直線方程為或.綜上可得,要求的直線方程為,或.故選:ABC例8.已知的頂點(diǎn)為,,,求:(1)邊AC上的中線所在直線的方程;(2)邊AC上的高所在直線的方程;(3)邊AC的垂直平分線的方程.【答案】(1)(2)(3)【分析】(1)根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式得到,然后根據(jù)點(diǎn)斜式求直線方程即可;(2)根據(jù)兩直線垂直時(shí)斜率相乘為-1得到邊上高的斜率為-2,然后寫直線方程即可;(3)由(1)(2)得的垂直平分線的斜率為-2,過(guò)點(diǎn),然后寫直線方程即可.【詳解】(1)設(shè)中點(diǎn)為,所以,即,所以,直線:,即,所以邊上的中線所在的直線方程為.(2)由題意得,所以邊上高的斜率為-2,所以邊上高所在直線的方程為:,即.(3)由(2)得的垂直平分線的斜率為-2,由(1)得的垂直平分線過(guò)點(diǎn),所以的垂直平分線的方程為:,即.一般情況下,①已知點(diǎn)和斜率,選擇點(diǎn)斜式方程;②已知兩點(diǎn)坐標(biāo),選擇兩點(diǎn)式方程;一般情況下,①已知點(diǎn)和斜率,選擇點(diǎn)斜式方程;②已知兩點(diǎn)坐標(biāo),選擇兩點(diǎn)式方程;③已知斜率和軸截距,選擇斜截式方程;④已知兩軸截距,選擇截距式方程【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.過(guò)點(diǎn)且在軸,軸上截距相等的直線方程為【答案】和【分析】根據(jù)斜率是否為0,分兩種情況,結(jié)合直線的截距式方程即可求解.【詳解】當(dāng)直線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),此時(shí)直線方程為,且在軸,軸的距離均為0,符合題意,當(dāng)直線在軸,軸均不為0時(shí),設(shè)直線方程為,將代入得,解得,故直線方程為,故答案為:和練習(xí)2.已知三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo):.(1)求過(guò)點(diǎn)B且與直線AC平行的直線方程;(2)求中AB邊上的高所在的直線方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用兩直線平行與斜率的關(guān)系以及點(diǎn)斜式方程求解;(2)利用兩直線垂直與斜率的關(guān)系以及點(diǎn)斜式方程求解.【詳解】(1)由題可得,,所以過(guò)點(diǎn)B且與直線AC平行的直線方程為.(2)因?yàn)?所以中AB邊上的高所在的直線斜率為,又因?yàn)橹蠥B邊上的高所在的直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),所以由點(diǎn)斜式可得,,即.練習(xí)3.已知的三個(gè)頂點(diǎn)分別是,求:(1)邊所在直線的一般式方程;(2)邊的垂直平分線所在直線的斜截式方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)利用直線的兩點(diǎn)式方程和一般式方程的概念求解;(2)利用直線的垂直關(guān)系與斜率的關(guān)系以及點(diǎn)斜式、斜截式方程概念求解.【詳解】(1)由直線方程的兩點(diǎn)式,得,所以直線的一般式方程為.(2)邊的中點(diǎn)坐標(biāo)為.因?yàn)檫吽谥本€的斜率為,所以直線的斜率為.所以直線的方程為,即.練習(xí)4.(1)求過(guò)點(diǎn),且與直線平行的直線的一般式方程;(2)求過(guò)點(diǎn),且在軸上的截距與在軸上的截距之和為2的直線的斜率.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)平行關(guān)系設(shè)出直線方程,利用過(guò)點(diǎn)的坐標(biāo)可得答案;(2)先利用點(diǎn)斜式設(shè)出方程,利用截距的關(guān)系求出方程.【詳解】(1)依題意可設(shè)所求直線的方程為,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入得,解得,故所求直線的方程為.(2)依題意可設(shè)所求直線的方程為.令,得;令,得.依題意可得,解得.【重難點(diǎn)五直線的定點(diǎn)問(wèn)題】例9.若直線恒過(guò)定點(diǎn),則點(diǎn)的坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】將直線方程變形得,從而得解.【詳解】由,可得,令,得,且,所以直線恒過(guò)定點(diǎn).故選:A.例10.已知直線和以為端點(diǎn)的線段相交,則實(shí)數(shù)的取值范圍為.【答案】【分析】整理直線知過(guò)定點(diǎn),求出,由數(shù)形結(jié)合即可得解.【詳解】直線,過(guò)定點(diǎn),則,直線和以為端點(diǎn)的線段相交,由圖可知,或,所以實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:.若直線方程含參數(shù)若直線方程含參數(shù),將其化成:的形式,則方程組的解就是直線所過(guò)定點(diǎn)【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.無(wú)論實(shí)數(shù)λ取何值,直線恒過(guò)定點(diǎn).【答案】【分析】將直線方程化為,進(jìn)而分析求解.【詳解】由,可得,令,解得,所以直線恒過(guò)定點(diǎn).故答案為:.練習(xí)2.要使直線不通過(guò)第二象限,則的取值范圍是.【答案】【分析】把方程展開,提取后聯(lián)立方程組求得直線過(guò)第一象限的定點(diǎn);由題意畫出圖形,數(shù)形結(jié)合轉(zhuǎn)化為關(guān)于的不等式求解.【詳解】由,得,即,聯(lián)立,解得,直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),經(jīng)過(guò)第一象限;①當(dāng)時(shí),直線不經(jīng)過(guò)第二象限,②當(dāng)時(shí),直線方程化為:,要使直線不經(jīng)過(guò)第二象限,由于,則,解得:.綜上,要使直線不經(jīng)過(guò)第二象限,則.故答案為:練習(xí)3.已知直線在x軸上的截距的取值范圍是,則其斜率的取值范圍是.【答案】或.【分析】先求出直線l所過(guò)的定點(diǎn),再根據(jù)條件求解.【詳解】由直線得:,令,解得,所以直線l過(guò)點(diǎn),由題知,在x軸上的截距取值范圍是,如圖:所以端點(diǎn)處直線的斜率分別為,

所以或;故答案為:或.練習(xí)4.已知直線.(1)若直線的斜率,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)證明:對(duì)任意實(shí)數(shù),直線都經(jīng)過(guò)一個(gè)確定的點(diǎn).【答案】(1)(2)證明見(jiàn)解析【分析】(1)將直線方程轉(zhuǎn)化成斜截式,再利用條件建立不等關(guān)系,即可求出結(jié)果;(2)將直線方程變形成,再利用,得到,從而可證明直線過(guò)定點(diǎn).【詳解】(1)因?yàn)椋深}知,所以,所以,又因?yàn)?,所以,即,即,由,得到或,由,得到或,所以?(2)由,變形得到,令,得到,當(dāng),恒成立,所以,不論取何值,恒過(guò)定點(diǎn),結(jié)論成立.【重難點(diǎn)六直線與坐標(biāo)軸圍成的三角形問(wèn)題】例11.直線,若直線分別與x軸,y軸的負(fù)半軸交于A、B兩點(diǎn),求三角形AOB面積的最小時(shí)的直線的方程.【答案】【分析】由題可得直線所過(guò)定點(diǎn)為,則設(shè)直線為,其中,則問(wèn)題轉(zhuǎn)化為已知,,求的最小值,利用基本不等式可得答案.【詳解】,即直線所過(guò)定點(diǎn)為.由題設(shè)直線方程為:,其中,則,.由基本不等式,,面積的最小值為4,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào).則三角形AOB面積最小時(shí)直線方程為故答案為:例12.已知直線過(guò)點(diǎn),根據(jù)下列條件分別求出直線的方程.(1)在軸、軸上的截距互為相反數(shù);(2)與兩條坐標(biāo)軸在第一象限所圍成的三角形面積最小.【答案】(1)或;(2)【分析】(1)分直線過(guò)原點(diǎn)和不過(guò)原點(diǎn)兩種情況求直線方程;(2)寫出直線的截距式方程,代入點(diǎn)得,利用不等式即可求解取最值時(shí)的,.【詳解】(1)①當(dāng)直線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),在軸、軸上的截距互為相反數(shù)都等于0,此時(shí)直線的方程為,②當(dāng)直線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)直線的方程為在直線上,,,即.綜上所述直線的方程為或(2)由題意可知直線與兩坐標(biāo)軸均交于正半軸,故設(shè)直線方程為,將代入可得,故,故,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立,故此時(shí)面積最小為,故直線方程為,即由于直線與由于直線與軸、軸圍成的是一個(gè)直角三角形,故求出直線在兩坐標(biāo)軸上的截距的絕對(duì)值,即可用三角形的面積公式求解【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.已知直線,給出以下命題:①直線的一個(gè)法向量是;②直線的斜率是;③對(duì)任意,直線都不過(guò)原點(diǎn);④存在,使直線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積小于1,所有正確命題的序號(hào)是.【答案】③【分析】①根據(jù)直線方程即可得出法向量;②根據(jù)直線方程即可得出斜率;③將代入直線方程,得出等式不成立,即可得出結(jié)論;④求出三角形的面積表達(dá)式,即可得出面積的范圍.【詳解】由題意,在直線中,直線的方向向量為,法向量為,①錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),,而不存在,故②錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),代入直線方程得,,顯然不存在,故對(duì)任意,直線都不過(guò)原點(diǎn),③正確;當(dāng)直線和兩坐標(biāo)軸都相交時(shí),交點(diǎn)為,它和坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為,∴不存在,使直線與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積小于1,④錯(cuò)誤故答案為:③.練習(xí)2.設(shè),則直線與圍成的三角形的面積的最大值為.【答案】2【分析】由直線方程確定直線,且直線過(guò)定點(diǎn),直線過(guò)定點(diǎn),定點(diǎn)都在直線上,這樣設(shè)直線交于,得出三條直線圍成直角,利用基本不等式可得的最大值,從而得三角形面積最大值.【詳解】由題知直線,且直線過(guò)定點(diǎn),直線過(guò)定點(diǎn),點(diǎn)在直線上.設(shè)直線交于,則三條直線圍成的三角形為,且,所以.因?yàn)?,所以,?dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,所以,所以.故答案為:2.練習(xí)3.已知直線的橫截距為m,且在x軸,y軸上的截距之和為4.(1)若直線的斜率為2,求實(shí)數(shù)m的值;(2)若直線分別與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最大值及此時(shí)直線的方程.【答案】(1)(2)面積的最大值為2,直線方程為【分析】(1)由題意可得直線在x,y軸上的截距都存在且不為0,設(shè)直線的方程為(且),再結(jié)合斜率公式即可得解;(2)設(shè)直線的方程為(且),由題意可得,求出的范圍,再結(jié)合二次函數(shù)求出三角形面積的最大值及此時(shí)的值即可得解.【詳解】(1)依題意知,直線在x,y軸上的截距都存在且不為0,設(shè)直線的方程為(且),令,可得,令,可得,即直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),,所以直線的斜率為,解得;(2)設(shè)直線的方程為(且),由直線分別與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),可得,解得,又由,,可得,當(dāng)時(shí),取得最大值2,此時(shí)直線方程為,即.練習(xí)4.已知直線過(guò)點(diǎn).(1)若直線在兩坐標(biāo)軸上的截距互為相反數(shù),求直線的方程;(2)若直線的斜率,當(dāng)與兩坐標(biāo)軸的負(fù)半軸所圍成的三角形面積最小時(shí),求直線的方程.【答案】(1)或(2)【分析】(1)當(dāng)直線過(guò)原點(diǎn)時(shí),直線的方程為,當(dāng)直線不過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)直線的方程為,把點(diǎn)代入直線的方程求解即可;(2)設(shè)直線的方程為,,根據(jù)三角形的面積公式和基本不等式即可求出最值,進(jìn)而得到直線方程.【詳解】(1)當(dāng)直線過(guò)原點(diǎn)時(shí),直線的方程為:,當(dāng)直線不過(guò)原點(diǎn)時(shí),設(shè)直線的方程為:,直線過(guò)點(diǎn),則,此時(shí)的方程為:,故的方程:或.(2)設(shè)直線的方程為,.令,則,令,則,∴直線與兩坐標(biāo)軸的負(fù)半軸所圍成的三角形面積.當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),三角形面積最?。藭r(shí)的方程為.【重難點(diǎn)七距離公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用】例13.已知定點(diǎn)和直線,則點(diǎn)到直線的距離的最大值為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】先求得直線所過(guò)定點(diǎn),然后根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式求得正確答案.【詳解】直線,即,由解得,所以直線過(guò)定點(diǎn),所以的最大值為.故選:B例14.已知直線與直線平行,則它們之間的距離是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】利用兩條直線平行的條件、平行直線的距離公式運(yùn)算即可得解.【詳解】解:∵直線與直線平行,∴,解得,∴直線,又∵直線可化為,∴兩平行線之間的距離.故選:C.【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.在平面直角坐標(biāo)系中,已知.(1)求邊上的高所在的直線方程;(2)若點(diǎn)在直線上,且,求點(diǎn)到直線的距離.【答案】(1)(2)【分析】(1)計(jì)算直線的斜率為,確定高所在直線的斜率為1,得到直線方程.(2)計(jì)算直線方程,的垂直平分線方程,聯(lián)立得到,計(jì)算距離即可.【詳解】(1)直線,即,直線的斜率為,故邊上的高所在直線的斜率為1,所以邊上的高所在的直線方程為,整理得;(2)直線,即,的中點(diǎn)為,所以的垂直平分線所在的直線方程為,因?yàn)闉榇怪逼椒志€與直線的交點(diǎn),所以,解得,所以到直線的距離為.練習(xí)2.已知直線,.(1)若,求實(shí)數(shù)的值;(2)若,求之間的距離.【答案】(1)或;(2).【分析】(1)由兩線垂直的判定列方程求參數(shù)即可;(2)由兩線平行的判定列方程求參數(shù),注意驗(yàn)證是否存在重合情況,再應(yīng)用平行線距離公式求距離.【詳解】(1)由,則,即,所以,可得或.(2)由,則,可得,故或,當(dāng),則,,此時(shí)滿足平行,且之間的距離為;當(dāng),則,,此時(shí)兩線重合,舍;綜上,時(shí)之間的距離為.練習(xí)3.已知,,.(1)求的面積;(2)若,,求點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)(2)【分析】(1)中,兩點(diǎn)間距離公式求,以邊為底,點(diǎn)到直線的距離為高,求的面積;(2)由平行和垂直的關(guān)系,求出直線和直線的方程,聯(lián)立方程組求點(diǎn)的坐標(biāo).【詳解】(1)由題得直線的斜率:,所以直線的方程為:,即,點(diǎn)到直線的距離為,,所以.(2)因?yàn)?,則直線的斜率:,所以直線的方程為:,直線的斜率,因?yàn)?,所以,直線的方程為:,即,聯(lián)立方程組,解得:.練習(xí)4.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)和點(diǎn).(1)求直線l的方程;(2)若直線m與l平行,且m與l間的距離為,求直線m的方程.【答案】(1)(2)或【分析】(1)法一,已知兩點(diǎn)求斜率,再由點(diǎn)斜式方程可得,法二,由兩點(diǎn)式方程可得;(2)設(shè)出直線方程,由直線平行得斜率,再由兩平行直線間的距離公式可求.【詳解】(1)法一:由題意得直線l的斜率,故直線l的方程為,即;法二:由兩點(diǎn)式方程可得,,化簡(jiǎn)得.(2)可設(shè)直線m的方程為,由題意得,解得或,故直線m的方程為或.【重難點(diǎn)八對(duì)稱問(wèn)題】例15.將一張坐標(biāo)紙折疊一次,使得點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)重合,點(diǎn)(7,3)與點(diǎn)(m,n)重合,則m+n=(

)A. B.10 C. D.5【答案】A【解析】由題意求出點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)所確定是垂直平分線l的方程,再由點(diǎn)(7,3)與點(diǎn)(m,n)關(guān)于l對(duì)稱,列式求解出m、n,即可求出m+n【詳解】解:若將一張坐標(biāo)紙折疊一次,使得點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)重合,則坐標(biāo)紙折疊一次的折痕是點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)連線的垂直平分線,∵點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)中點(diǎn)為(2,1),兩點(diǎn)連線的斜率為k=,∴其垂直平分線的斜率為2,則其垂直平分線方程為:y﹣1=2(x﹣2),即y=2x﹣3,它也是點(diǎn)(7,3)與點(diǎn)(m,n)連線的垂直平分線,則,解得.∴m+n=.故選:A.【點(diǎn)睛】對(duì)稱問(wèn)題:(1)點(diǎn)A、B關(guān)于點(diǎn)O對(duì)稱,是中心對(duì)稱,用中點(diǎn)坐標(biāo)公式(2)點(diǎn)A、B關(guān)于直線l對(duì)稱,則l是線段AB的垂直平分線,可以利用垂直和平分分別列方程:和在直線l上.例16.的一個(gè)內(nèi)角的平分線所在直線方程是,若,則點(diǎn)的坐標(biāo)為.【答案】【分析】由題可知是角的平分線所在的直線,求得點(diǎn)關(guān)于角平分線對(duì)稱點(diǎn),即可得在直線上,寫出直線的方程并求出與平分線的交點(diǎn)即可得出點(diǎn)的坐標(biāo).【詳解】根據(jù)以及角平分線可知,都不在直線上,所以是角的平分線所在的直線,設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以可得,解得,即;因?yàn)橹本€是角的平分線所在的直線,所以應(yīng)在直線上,即三點(diǎn)共線,如下圖所示;

易知,可得直線方程為,即可知既在上,又在角平分線上,聯(lián)立,解得,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.故答案為:若若點(diǎn)關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)為,則.【跟蹤練習(xí)】練習(xí)1.已知,從點(diǎn)射出的光線經(jīng)x軸反射到直線上,又經(jīng)過(guò)直線反射到點(diǎn),則光線所經(jīng)過(guò)的路程為(

)A. B.6 C. D.【答案】C【分析】利用點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)的求法,以及數(shù)形結(jié)合,即可求解.【詳解】直線的方程為,設(shè)點(diǎn)關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn)為,則,得,即點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為,

由題意可知,如圖,點(diǎn)都在光線上,并且利用對(duì)稱性可知,,,所以光線經(jīng)過(guò)的路程.故選:C練習(xí)2.已知兩定點(diǎn),,動(dòng)點(diǎn)在直線上,則的最小值為.【答案】【分析】推導(dǎo)出點(diǎn),在直線同側(cè),求出點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,的最小值為,由此能求出結(jié)果.【詳解】?jī)啥c(diǎn),,動(dòng)點(diǎn)在直線上,點(diǎn),在直線同側(cè),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,解得,,,的最小值為.故答案為:練習(xí)3.直線分別交軸和于點(diǎn),,為直線上一點(diǎn),則的最大值是.【答案】.【分析】根據(jù)題意,得到,求得關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,結(jié)合,結(jié)合當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),等號(hào)成立,即可求解.【詳解】由直線分別交軸和于點(diǎn),可得,如圖所示,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,解得,即,又由,即,則,當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),等號(hào)成立,即的最大值為,即的最大值為.故答案為:.

練習(xí)4.已知直線l:,點(diǎn).(1)若點(diǎn)P到直線l的距離為d,求d的最大值及此時(shí)l的直線方程;(2)當(dāng)時(shí),過(guò)點(diǎn)P的一條入射光線經(jīng)過(guò)直線l反射,其反射光線經(jīng)過(guò)原點(diǎn),求反射光線的直線方程.【答案】(1),(2)【分析】(1)求出直線所過(guò)定點(diǎn),當(dāng)時(shí)最大,且,據(jù)此求直線方程;(2)求關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn),根據(jù)在反射直線上求解即可.【詳解】(1)因?yàn)橹本€l:可得,所以由解得,即直線過(guò)定點(diǎn),所以到直線l的距離,此時(shí),即,所以直線l的方程為,即.(2)時(shí),直線l:,設(shè)關(guān)于直線l:的對(duì)稱點(diǎn),則,解得,,即,又在反射直線上且反射直線過(guò)原點(diǎn),所以反射直線的斜率為,故反射直線的方程為,即.【重難點(diǎn)九最值問(wèn)題】例17.直線與直線相交于點(diǎn)P,對(duì)任意實(shí)數(shù)m,直線,分別恒過(guò)定點(diǎn)A,B,則的最大值為(

)A.4 B.8 C. D.【答案】A【分析】首先求點(diǎn)的坐標(biāo),并判斷兩條直線的位置關(guān)系,結(jié)合基本不等式,即可求解.【詳解】直線,當(dāng),得,即點(diǎn),直線,當(dāng),得,即點(diǎn),且兩條直線滿足,所以,即,,,當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,所以的最大值為4.故選:A例18.已知光線通過(guò)點(diǎn),經(jīng)直線反射,其反射光線通過(guò)點(diǎn),(1)在直線上求一點(diǎn),使;(2)若點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),求的最小值.【答案】(1)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2)【分析】(1)首先求出線段的垂直

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