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第06講直線的交點(diǎn)坐標(biāo)與距離公式【人教A版2019】模塊一模塊一兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)1.兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)(1)兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)
一般地,將兩條直線的方程聯(lián)立,得方程組若方程組有唯一解,則兩條直線相交,此解就是交點(diǎn)的坐標(biāo);若方程組無(wú)解,則兩條直線無(wú)公共點(diǎn),此時(shí)兩條直線平行;若方程組有無(wú)窮多解,則兩條直線重合.(2)兩條直線的位置關(guān)系與方程組的解的關(guān)系設(shè)兩直線,直線.方程組的解一組無(wú)數(shù)組無(wú)解直線l1和l2的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)一個(gè)無(wú)數(shù)個(gè)零個(gè)直線l1和l2的位置關(guān)系相交重合平行2.直線系方程過(guò)直線與的交點(diǎn)的直線系方程為,但不包括直線.【題型1直線的交點(diǎn)坐標(biāo)問(wèn)題】【例1.1】(2324高二下·全國(guó)·課堂例題)直線3x?(k+2)y+k+5=0與直線kx+(2k?3)y+2=0相交,則實(shí)數(shù)k的值為()A.k≠1或k≠9 B.k≠1或k≠?9C.k≠1且k≠9 D.k≠1且k≠?9【解題思路】根據(jù)給定條件,利用兩條直線相交的充要條件,列式求解即得.【解答過(guò)程】由直線3x?(k+2)y+k+5=0與直線kx+(2k?3)y+2=0相交,得3(2k?3)?k[?(k+2)]≠0,即(k+9)(k?1)≠0,解得k≠1且k≠?9,所以實(shí)數(shù)k的值為k≠1且k≠?9.故選:D.【例1.2】(2024高三·全國(guó)·專題練習(xí))若直線l:y=kx?3與直線2x+3y?6=0的交點(diǎn)位于第一象限,則直線lA.π6,πC.π3,π【解題思路】法一:聯(lián)立直線方程求交點(diǎn),根據(jù)所在象限求斜率k范圍,進(jìn)而確定傾斜角范圍;法二:確定直線2x+3y?6=0位于第一象限部分的端點(diǎn),結(jié)合直線l與其交點(diǎn)在第一象限,數(shù)形結(jié)合確定傾斜角范圍.【解答過(guò)程】法一:聯(lián)立兩直線方程,得y=kx?32x+3y?6=0,解得所以兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(3因?yàn)閮芍本€的交點(diǎn)在第一象限,所以33+62+3k設(shè)直線l的傾斜角為θ,則tanθ>33,又θ∈[0,法二:由題意,直線l過(guò)定點(diǎn)P(0,?3設(shè)直線2x+3y?6=0與x軸、y軸的交點(diǎn)分別為B(3,0),A(0,2).如圖,當(dāng)直線l在陰影部分(不含邊界)運(yùn)動(dòng)時(shí),兩直線的交點(diǎn)在第一象限,易知kPB
∴l(xiāng)PB的傾斜角為π6,lPA∴直線l的傾斜角的取值范圍是(π故選:D.【變式1.1】(2324高二上·重慶渝中·期中)已知直線2x+y+5=0與直線kx+2y=0互相垂直,則它們的交點(diǎn)坐標(biāo)為()A.?1,?3 B.?2,?1C.?12,?1【解題思路】先根據(jù)垂直關(guān)系求解出k的值,然后聯(lián)立直線方程可求交點(diǎn)坐標(biāo).【解答過(guò)程】因?yàn)?x+y+5=0與kx+2y=0互相垂直,所以2k+2=0,所以k=?1,所以2x+y+5=0x?2y=0,解得x=?2所以交點(diǎn)坐標(biāo)為?2,?1,故選:B.【變式1.2】(2324高二下·上?!て谥校┲本€l1:7x+2y+1=0,l2:mx+y=0,A.3 B.4 C.5 D.6【解題思路】分l1//l2、l1【解答過(guò)程】①l1//l2時(shí),則②l1//l3時(shí),則③l2//l3時(shí),則④三條直線交于一點(diǎn)7x+2y+1=0mx+y=0x+my?1=0,解得m=2x=?則實(shí)數(shù)m可取值的集合為72,2故選:D.【題型2直線系方程】【例2.1】(2324高二上·全國(guó)·課后作業(yè))過(guò)兩直線l1:x?3y+4=0和l2A.3x19y=0 B.19x3y=0C.19x+3y=0 D.3x+19y=0【解題思路】設(shè)過(guò)兩直線交點(diǎn)的直線系方程為x?3y+4+λ(2x+y+5)=0,代入原點(diǎn)坐標(biāo),得4+5λ=0,求解即可.【解答過(guò)程】設(shè)過(guò)兩直線交點(diǎn)的直線系方程為x?3y+4+λ(2x+y+5)=0,代入原點(diǎn)坐標(biāo),得4+5λ=0,解得λ=?4故所求直線方程為x?3y+4?45(2x+y+5)=0故選:D.【例2.2】(2324高二上·重慶·階段練習(xí))經(jīng)過(guò)直線3x+2y+6=0和2x+5y?7=0的交點(diǎn),且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等的直線方程為(
)A.x+y+1=0 B.x?y+1=0C.x+y+1=0或3x+4y=0 D.x?y+1=0或x+y+1=0【解題思路】設(shè)直線方程為3x+2y+6+λ(2x+5y?7)=0,求出其在兩坐標(biāo)軸上的截距,令其相等,解方程即可求出結(jié)果.【解答過(guò)程】解:設(shè)直線方程為3x+2y+6+λ(2x+5y?7)=0,即(3+2λ)x+(2+5λ)y+6?7λ=0令x=0,得y=7λ?6令y=0,得x=7λ?6由7λ?62+5λ得λ=13或所以直線方程為x+y+1=0或3x+4y=0.故選:C.【變式2.1】(2324高二上·全國(guó)·課后作業(yè))經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(1,0)和兩直線l1:x+2y?2=0;l2:3x?2y+2=0交點(diǎn)的直線方程為【解題思路】設(shè)所求直線方程為x+2y?2+λ(3x?2y+2)=0,將點(diǎn)P代入方程,求得λ,即可求解.【解答過(guò)程】設(shè)所求直線方程為x+2y?2+λ(3x?2y+2)=0,點(diǎn)P(1,0)在直線上,∴1?2+λ(3+2)=0,解得λ=1∴所求直線方程為x+2y?2+15×(3x?2y+2)=0故答案為:x+y?1=0.【變式2.2】(2324高二上·安徽馬鞍山·期中)平面直角坐標(biāo)系xOy中,過(guò)直線l1:7x?3y+1=0與l2:x+4y?3=0的交點(diǎn),且在y軸上截距為1的直線l的方程為【解題思路】設(shè)交點(diǎn)系方程,結(jié)合直線過(guò)(0,1)求方程即可.【解答過(guò)程】由題設(shè),令直線l的方程為7x?3y+1+λ(x+4y?3)=0,且直線過(guò)(0,1),所以0?3+1+λ(0+4?3)=0?λ=2,故直線l的方程為9x+5y?5=0.故答案為:9x+5y?5=0.模塊二模塊二距離公式1.兩點(diǎn)間的距離公式平面內(nèi)兩點(diǎn)間的距離公式為.
特別地,原點(diǎn)O到任意一點(diǎn)P(x,y)的距離為|OP|=.2.點(diǎn)到直線的距離公式(1)定義:點(diǎn)P到直線l的距離,就是從點(diǎn)P到直線l的垂線段PQ的長(zhǎng)度,其中Q是垂足.實(shí)質(zhì)上,點(diǎn)到直線的距離是直線上的點(diǎn)與直線外該點(diǎn)的連線的最短距離.
(2)公式:已知一個(gè)定點(diǎn),一條直線為l:Ax+By+C=0,則定點(diǎn)P到直線l的距離為d=.3.兩條平行直線間的距離公式(1)定義
兩條平行直線間的距離是指夾在兩條平行直線間的公垂線段的長(zhǎng).
(2)公式
設(shè)有兩條平行直線,,則它們之間的距離為d=.4.中點(diǎn)坐標(biāo)公式公式:設(shè)平面上兩點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,則.【題型3點(diǎn)到直線的距離公式的應(yīng)用】【例3.1】(2324高二上·四川綿陽(yáng)·期末)已知A?2,0,B4,m兩點(diǎn)到直線l:x?y+1=0的距離相等,則m=(A.?2 B.6 C.?2或4 D.4或6【解題思路】求出點(diǎn)A到直線l的距離和點(diǎn)B到直線l的距離,二者相等求解方程即可.【解答過(guò)程】點(diǎn)A到直線l的距離為|?2+1|1點(diǎn)B到直線l的距離為|4?m+1|1因?yàn)辄c(diǎn)A到直線l的距離和點(diǎn)B到直線l的距離相等,所以|5?m|=1,所以m=4或6.故選:D.【例3.2】(2324高二下·福建泉州·期中)曲線C:xy=1x>0上到直線x+16y+2=0距離最短的點(diǎn)坐標(biāo)為(
A.14,4 C.?4,?14 【解題思路】設(shè)曲線C:xy=1x>0上的點(diǎn)A的坐標(biāo)為m,1m,m>0,然后表示出點(diǎn)A到直線x+16y+2=0的距離d【解答過(guò)程】設(shè)曲線C:xy=1x>0上的點(diǎn)A的坐標(biāo)為m,1m則點(diǎn)A到直線x+16y+2=0的距離d=m+當(dāng)且僅當(dāng)m=16m,即m=4時(shí),等號(hào)成立,此時(shí)點(diǎn)A的坐標(biāo)為故選:B.【變式3.1】(2324高二上·重慶·期末)已知直線l1:mx?y?2m+4=0m∈R與直線l2:x+my?2m?4=0m∈R相交于點(diǎn)P,則P到直線A.22,42 B.23,43【解題思路】求出P點(diǎn)坐標(biāo),利用點(diǎn)到直線的距離公式可得d=221+1【解答過(guò)程】由mx?y?2m+4=0x+my?2m?4=0,解得x=可得P2則P到直線x+y=0的距離d=2因?yàn)閙2+1≥1,所以1<1+1故選:C.【變式3.2】(2324高三上·陜西西安·期中)費(fèi)馬點(diǎn)是法國(guó)著名數(shù)學(xué)家費(fèi)馬于1643年提出的,根據(jù)費(fèi)馬的結(jié)論可得:當(dāng)△ABC的三個(gè)內(nèi)角都小于120°時(shí),在△ABC內(nèi)部存在唯一的點(diǎn)P,使P到三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離之和最小,且點(diǎn)P滿足:∠APB=∠BPC=∠APC=120°.在直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),A2,0,B1,2,△AOB的費(fèi)馬點(diǎn)為P,則點(diǎn)B到直線A.2 B.3 C.3+12 【解題思路】確定P1,33,直線AP【解答過(guò)程】如圖所示:△OAB為等腰三角形,BC⊥x軸于C,C是AO中點(diǎn),故∠OPC=∠APC=60°,PC=33
kAP=?33,直線AP的方程為故點(diǎn)B到直線PA的距離為3+6?2故選:D.【題型4兩條平行直線間的距離公式的應(yīng)用】【例4.1】(2324高二上·新疆昌吉·階段練習(xí))兩平行直線l1:x?2y?10A.522 B.3 C.5 【解題思路】利用平行直線間的距離公式即可得解.【解答過(guò)程】直線l1:x?2y?10直線l2:4y?2x?310所以兩平行直線之間的距離為310故選:A.【例4.2】(2324高二上·福建福州·期末)已知直線3x?4y+6=0與直線3x?4y+m=0間的距離為2,則m=(
)A.?8或4 B.4 C.?4或6 D.?4或16【解題思路】利用平行線間的距離公式求解即可.【解答過(guò)程】由題意可知,直線3x?4y+6=0與直線3x?4y+m=0平行,所以m≠6,因?yàn)橹本€3x?4y+6=0與直線3x?4y+m=0間的距離為2,所以d=6?m32+?4故選:D.【變式4.1】(2324高二上·河南洛陽(yáng)·階段練習(xí))已知點(diǎn)A,B分別是直線l1:2x+y?2=0與直線l2:4x+2y+1=0上的點(diǎn),則A.0 B.5C.52 D.【解題思路】由兩平行直線間的距離定義和公式可求.【解答過(guò)程】由題意可知直線l1//l2,所以當(dāng)AB⊥l其最小值為平行直線l1與l直線l1的方程可化為l所以|AB故選:C.【變式4.2】(2324高二上·天津和平·開(kāi)學(xué)考試)已知直線x?2y+m=0(m>0)與直線x+ny?3=0互相平行,且兩者之間的距離是5,則m+n等于(
)A.-1 B.0 C.1 D.2【解題思路】利用兩條直線平行,及兩條平行線間的距離公式,可得方程組,解之即可得到結(jié)論.【解答過(guò)程】∵直線l1:x?2y+m=0(m>0)與直線l2∴n=?2|m+3|5∴m+n=0.故選:B.【題型5與距離有關(guān)的最值問(wèn)題】【例5.1】(2324高二上·全國(guó)·課后作業(yè))若動(dòng)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2A.32 B.2 C.2 D.4【解題思路】由題意,知點(diǎn)M在直線l1與l2之間且與兩直線距離相等的直線上,設(shè)該直線方程為x+y+c=0,然后利用兩平行線間的距離公式列方程可求出c的值,再利用點(diǎn)到直線的距離公式可求得結(jié)果.【解答過(guò)程】由題意,知點(diǎn)M在直線l1與l設(shè)該直線方程為x+y+c=0,則c+72=c+5∴點(diǎn)M在直線x+y?6=0上,∴點(diǎn)M到原點(diǎn)的距離的最小值就是原點(diǎn)到直線x+y?6=0的距離,即|6|2故選:A.【例5.2】(2024·江西上饒·模擬預(yù)測(cè))已知a+b?7=0,c+d?5=0,則(a+c)2+(b+d)A.3 B.6 C.42 D.【解題思路】令A(yù)(a,b),B(c,d),得到點(diǎn)A,B分別在直線x+y?7=0,x+y?5=0上,設(shè)線段AB的中點(diǎn)為M,則Ma+c2,b+d2,且點(diǎn)M在直線x+y?6=0【解答過(guò)程】令A(yù)(a,b),B(c,d),由已知可得點(diǎn)A,B分別在直線x+y?7=0,x+y?5=0上,設(shè)線段AB的中點(diǎn)為M,則Ma+cM到原點(diǎn)的距離d=a+c依題意點(diǎn)M在直線x+y?6=0上,所以點(diǎn)M到原點(diǎn)的最小距離即為原點(diǎn)到直線x+y?6=0的距離,為0+0?62因此12(a+c)2+(b+d)2的最小值為故選:D.【變式5.1】(2324高二上·天津武清·階段練習(xí))已知直線方程為2?mx+(1)證明:直線恒過(guò)定點(diǎn),并求定點(diǎn)坐標(biāo);(2)m為何值時(shí),點(diǎn)Q3,4【解題思路】(1)利用直線是直線系求出直線恒過(guò)定點(diǎn)即可;(2)點(diǎn)Q到直線的距離最大,轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)間的距離,求出距離就是最大值,并求出垂直時(shí)m即可.【解答過(guò)程】(1)由直線方程2?mx+2x+y+4+m?x+2y+3因?yàn)閤,y∈R,所以2x+y+4=0?x+2y+3=0,解得x=?1所以直線恒過(guò)定點(diǎn)?1,?2;(2)由(1)知,直線恒過(guò)定點(diǎn)P?1,?2則直線PQ與已知直線垂直時(shí),點(diǎn)Q到已知直線距離最大,可知PQ就是所求最大值,直線PQ的方程為y?4?2?4=x?3因?yàn)橹本€PQ與已知直線2?mx+所以2?m×3?2m+1×2=0且PQ=【變式5.2】(2324高二下·上?!るA段練習(xí))已知△ABC的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別是點(diǎn)A(5,1)、B(4,3)與C(0,?1),直線m:(k+2)x+(k?1)y+k?1=0????(1)求邊AC所在直線l1的傾斜角和邊AC上的高所在直線l(2)記d為點(diǎn)A到直線m的距離,試問(wèn):d是否存在最大值?若存在,求出d的最大值:若不存在,說(shuō)明理由;【解題思路】(1)求出直線AC的斜率,根據(jù)k=tanα即可求出傾斜角,由直線點(diǎn)斜式方程即可求出直線(2)根據(jù)直線m:(k+2)x+(k?1)y+k?1=0???(k∈R)只含一個(gè)參數(shù),可以將其方程以參數(shù)進(jìn)行整理,然后運(yùn)用恒等式,求出定直線及交點(diǎn),點(diǎn)A(5,1)到直線m的距離為d,則【解答過(guò)程】(1)因?yàn)锳(5,1)、C(0,?1),所以kl所以直線l1的傾斜角為arctan因?yàn)閘1⊥l所以直線l2的方程為:y?3=?52(2)將直線m變形可得:kx+y+1對(duì)于k取任何實(shí)數(shù)時(shí),此方程恒成立,則x+y+1=02x?y?1=0得x=0即直線m恒過(guò)兩直線x+y+1=0及2x?y?1=0的交點(diǎn)C(0,?1),由圖象可知,對(duì)于任何一條過(guò)點(diǎn)C的直線,點(diǎn)A到它的距離不超過(guò)AC=29,即
又因?yàn)檫^(guò)點(diǎn)C(0,?1)且垂直于AC的直線方程是5x+2y+2=0,但無(wú)論k=3時(shí),直線表示為5x+2y+2=0,此時(shí)距離最大d=29.所以,d模塊模塊三點(diǎn)、線間的對(duì)稱關(guān)系1.點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱2.直線關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱3.兩點(diǎn)關(guān)于某直線對(duì)稱(4)幾種特殊位置的對(duì)稱:點(diǎn)對(duì)稱軸對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo)P(a,b)x軸(a,b)y軸(a,b)y=x(b,a)y=x(b,a)x=m(m≠0)(2ma,b)y=n(n≠0)(a,2nb)4.直線關(guān)于直線的對(duì)稱5.六種常用對(duì)稱關(guān)系(1)點(diǎn)(x,y)關(guān)于原點(diǎn)(0,0)的對(duì)稱點(diǎn)為(x,y).(2)點(diǎn)(x,y)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為(x,y),關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為(x,y).(3)點(diǎn)(x,y)關(guān)于直線y=x的對(duì)稱點(diǎn)為(y,x),關(guān)于直線y=x的對(duì)稱點(diǎn)為(y,x).(4)點(diǎn)(x,y)關(guān)于直線x=a的對(duì)稱點(diǎn)為(2ax,y),關(guān)于直線y=b的對(duì)稱點(diǎn)為(x,2by).(5)點(diǎn)(x,y)關(guān)于點(diǎn)(a,b)的對(duì)稱點(diǎn)為(2ax,2by).(6)點(diǎn)(x,y)關(guān)于直線x+y=k的對(duì)稱點(diǎn)為(ky,kx),關(guān)于直線xy=k的對(duì)稱點(diǎn)為(k+y,xk).【題型6點(diǎn)(或直線)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱】【例6.1】(2324高二·全國(guó)·單元測(cè)試)直線2x+3y?6=0關(guān)于點(diǎn)(1,1)對(duì)稱的直線方程為(
)A.3x?2y+2=0 B.2x+3y+7=0C.3x?2y?12=0 D.2x+3y?4=0【解題思路】設(shè)對(duì)稱的直線方程上的一點(diǎn)的坐標(biāo)為x,y,則其關(guān)于點(diǎn)1,1對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為【解答過(guò)程】設(shè)對(duì)稱的直線方程上的一點(diǎn)的坐標(biāo)為x,y,則其關(guān)于點(diǎn)1,1對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(2?x,2?y),以(2?x,2?y)代換原直線方程中的(x,y)得22?x故選:D.【例6.2】(2324高二上·全國(guó)·期末)點(diǎn)P1,2在直線l上,直線l1與l關(guān)于點(diǎn)0,1對(duì)稱,則一定在直線l1A.12,32 B.?1,3【解題思路】根據(jù)兩直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式即可求直線l上P1,2的對(duì)稱點(diǎn),且該點(diǎn)在直線l【解答過(guò)程】由題設(shè)P1,2關(guān)于0,1對(duì)稱的點(diǎn)為(x,y),若該點(diǎn)必在l∴1+x2=02+y2=1,解得x=?1故選:C.【變式6.1】(2324高二上·全國(guó)·課后作業(yè))直線l:2x?3y+1=0關(guān)于點(diǎn)A?1,?2對(duì)稱的直線l′的方程為2x?3y?9=0【解題思路】根據(jù)直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,設(shè)l′上的點(diǎn)坐標(biāo),寫(xiě)出關(guān)于A【解答過(guò)程】設(shè)Px,y為l′上任意一點(diǎn),則Px,y關(guān)于點(diǎn)A因?yàn)镻′在直線l上,所以2?2?x?3?4?y+1=0故答案為:2x?3y?9=0.【變式6.2】(1920高二·全國(guó)·課后作業(yè))已知直線l1:2x+y+2=0與l2:4x+by+c=0關(guān)于點(diǎn)P(1,0)對(duì)稱,則b+c=【解題思路】在直線l1:2x+y+2=0上取點(diǎn)M(?1,0),N(0,?2),則M,N關(guān)于點(diǎn)P(1,0)對(duì)稱的點(diǎn)分別為M1(3,0),N【解答過(guò)程】在直線l1:2x+y+2=0上取點(diǎn)M(?1,0),N(0,?2),M,N關(guān)于點(diǎn)P(1,0)對(duì)稱的點(diǎn)分別為∵點(diǎn)M1(3,0),N∴12+c=0,8+2b+c=0,解得c=?12,b=2,∴b+c=?10.故答案為:?10.【題型7點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱】【例7.1】(2324高二上·山東泰安·期末)點(diǎn)P2,3關(guān)于直線x+y+2=0的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)為(
A.?3,?2 B.?2,?3 C.?5,?4 D.?4,?5【解題思路】求出垂直于直線x+y+2=0且過(guò)點(diǎn)P的表達(dá)式,求出交點(diǎn)坐標(biāo),即可得出關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn).【解答過(guò)程】由題意,在直線x+y+2=0中,斜率為?1,垂直于直線x+y+2=0且過(guò)點(diǎn)P2,3的直線方程為y?3=1×x?2,即設(shè)兩直線交點(diǎn)為A,由y=x+1x+y+2=0,解得:x=?∴A?∴點(diǎn)P2,3關(guān)于直線x+y+2=0的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)為P即P'故選:C.【例7.2】(2324高二上·河南·階段練習(xí))在△ABC中,已知A(1,1),B(?3,?5),若直線m:2x+y+6=0為∠ACB的平分線,則直線AC的方程為(
)A.x?2y+1=0 B.6x+7y?13=0C.2x+3y?5=0 D.x=1【解題思路】根據(jù)點(diǎn)關(guān)于線的對(duì)稱求解B關(guān)于直線m:2x+y+6=0的對(duì)稱點(diǎn)B′1,?3,即可根據(jù)兩點(diǎn)求解AB【解答過(guò)程】過(guò)B作B關(guān)于直線m:2x+y+6=0的對(duì)稱點(diǎn)B′,則B′在直線設(shè)B′m,n,根據(jù)BB′⊥m且B解得m=1,n=?3,所以B′又A(1,1),所以直線AB′方程為x=1,故AC方程為故選:D.【變式7.1】(2324高二上·河南洛陽(yáng)·期中)已知直線3x+2y?6=0分別與x,y軸交于A,B兩點(diǎn),若直線x+y?1=0上存在一點(diǎn)C,使CA+CB最小,則點(diǎn)C的坐標(biāo)為(A.23,13 B.65,?【解題思路】作點(diǎn)B關(guān)于直線x+y?1=0對(duì)稱的點(diǎn)B1,連接B1A交直線x+y?1=0于點(diǎn)C【解答過(guò)程】由題直線3x+2y?6=0分別與x,y軸交于A,B兩點(diǎn),則A2,0設(shè)點(diǎn)B關(guān)于直線x+y?1=0對(duì)稱的點(diǎn)為B1則y0?3x則直線AB聯(lián)立y=?1所以C2故選:A.【變式7.2】(2324高二·全國(guó)·課后作業(yè))唐代詩(shī)人李頎的詩(shī)《古從軍行》開(kāi)頭兩句為“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,其中隱含了一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題——“將軍飲馬”,即將軍在白天觀望烽火臺(tái)之后黃昏時(shí)從山腳下某處出發(fā),先到河邊飲馬再回到軍營(yíng),怎樣走才能使總路程最短?在平面直角坐標(biāo)系中,已知軍營(yíng)所在的位置為B?2,0,若將軍從山腳下的點(diǎn)A13A.1453 B.5 C.1353 【解題思路】利用點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱點(diǎn),找出最短路程.【解答過(guò)程】先找出B關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)C再連接AC即為“將軍飲馬”的最短路程.如圖所示,設(shè)點(diǎn)B?2,0關(guān)于直線x+2y=3的對(duì)稱點(diǎn)為Cx1,y1,在直線x+2y=3上取點(diǎn)P,連接PC,則PB=PC.由題意可得y1x1+2??1故選:A.【題型8直線關(guān)于直線的對(duì)稱問(wèn)題】【例8.1】(2324高二上·陜西西安·期中)設(shè)直線l1:3x?2y?6=0,直線l2:x?y?4=0,則l1A.3x+2y?14=0 B.2x?3y?14=0C.3x+2y?6=0 D.2x?3y?6=0【解題思路】設(shè)所求直線上任一點(diǎn)M(x,y),M關(guān)于直線l2的對(duì)稱點(diǎn)N(x1,y1),利用軸對(duì)稱的性質(zhì)列出方程組解出x【解答過(guò)程】設(shè)所求直線上任一點(diǎn)M(x,y),M關(guān)于直線l2:x?y?4=0的對(duì)稱點(diǎn)則y?y1x?∵點(diǎn)N(x1,y1∴3y+4?2x?4故選:B.【例8.2】(2324高二上·湖北黃石·階段練習(xí))若兩條平行直線l1:x?2y+m=0m>0與l2:2x+ny?6=0之間的距離是25,則直線l1A.x?2y?13=0 B.x?2y+2=0C.x?2y+4=0 D.x?2y?6=0【解題思路】利用兩條直線平行的性質(zhì)求出n,再利用兩條平行直線間的距離求出m,再由平行線間距離即可求解.【解答過(guò)程】因?yàn)橹本€l1:x?2y+m=0m>0與l2所以n=?2×2=?4,又兩條平行直線l1:x?2y+m=0m>0與l2:2x+ny?6=0所以|2m+6|4+16=2即直線l1:x?2y+7=0,l2:設(shè)直線l1關(guān)于直線l2對(duì)稱的直線方程為則|?3?7|5=|?3?c|故所求直線方程為x?2y?13=0,故選:A.【變式8.1】(2324高二·全國(guó)·課后作業(yè))已知直線l:x?y?1=0,l1:x?y+3=0,(1)求直線l1關(guān)于直線l的對(duì)稱直線l(2)求直線l2關(guān)于直線l的對(duì)稱直線l【解題思路】(1)由于l1//l,所以l1′//l,可設(shè)l1′的方程為x?y+c=0,在直線l(2)l2與l的交點(diǎn)坐標(biāo)為A(0,?1)也在l2′上,另取l2上不同于A的一點(diǎn)B(1,1),求出B(1,1)關(guān)于【解答過(guò)程】(1)因?yàn)閘1//l設(shè)直線l1′的方程為x?y+c=0(c≠3,且在直線l1上取點(diǎn)M(0,3),設(shè)點(diǎn)M關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)為M則{b?3a×1=?1即點(diǎn)M′的坐標(biāo)為(4,?1)把點(diǎn)M′的坐標(biāo)代入直線l1′的方程,得4?(?1)+c=0所以直線l1′的方程為(2)由{2x?y?1=0x?y?1=0,得所以l2與l的交點(diǎn)坐標(biāo)為A(0,?1)另取l2上不同于A的一點(diǎn)B(1,1)設(shè)B(1,1)關(guān)于l的對(duì)稱點(diǎn)為B′則{m+12?即點(diǎn)B′的坐標(biāo)為(2,0)所以過(guò)A(0,?1)與B′(2,0)的直線l2即x?2y?2=0.【變式8.2】(2324高二上·廣東廣州·期中)已知直角坐標(biāo)平面xOy內(nèi)的兩點(diǎn)A8,?6(1)求以向量AB為方向向量且過(guò)點(diǎn)P2,?3的直線l(2)一束光線從點(diǎn)B射向y軸,反射后的光線過(guò)點(diǎn)A,求反射光線所在的直線方程.【解題思路】(1)求出直線的斜率,進(jìn)而求出方程;(2)求出B關(guān)于y軸對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),即可求反射光線所在的直線方程.【解答過(guò)程】(1)由直線的方向向量與其斜率間的關(guān)系可知直線l的斜率為?4由直線方程的點(diǎn)斜式得直線l的方程為y+3=?4即4x+3y+1=0;(2)設(shè)B(2,2)關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為B′(m,n),則點(diǎn)所以kA則直線AB即反射光線所在的直線方程為4x+5y?2=0.一、單選題1.(2324高二上·廣東深圳·階段練習(xí))已知直線2x+y?3=0與直線4x?my?3=0平行,則它們之間的距離是(
)A.355 B.510 C.3【解題思路】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.【解答過(guò)程】解:∵直線2x+y?3=0與直線4x?my?3=0平行,∴24=1∴直線4x+2y?3=0,又∵直線2x+y?3=0可化為4x+2y?6=0,∴兩平行線之間的距離d=?3?故選:C.2.(2324高二上·四川涼山·期末)經(jīng)過(guò)兩條直線2x?3y+10=0和3x+4y?2=0的交點(diǎn),且垂直于直線2x?y?1=0的直線方程為(
)A.x?2y?6=0 B.x+2y?2=0C.2x?y?3=0 D.2x+y?2=0【解題思路】首先求出兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo),再根據(jù)垂直求出斜率,點(diǎn)斜式寫(xiě)方程即可.【解答過(guò)程】由題知:2x?3y+10=03x+4y?2=0,解得:x=?2y=2,交點(diǎn)直線2x?y?1=0的斜率為2,所求直線斜率為?1所求直線為:y?2=?12(x+2)故選:B.3.(2324高二上·湖南·期末)若三條不同的直線l1:ax+y+2=0,l2:x+y?1=0,l3A.{?1,1} B.{4,1} C.?12,1【解題思路】分線線平行和三線共點(diǎn)討論即可.【解答過(guò)程】若l1//l2,則?a=?1,解得a=1.若l1若l1,l2,l3交于一點(diǎn),聯(lián)立方程組x+y?1=0代入ax+y+2=0,得?a+2+2=0,解得a=4,故a的取值集合為{4,?1,1}.故選:D.4.(2324高二上·四川內(nèi)江·階段練習(xí))點(diǎn)P?2,?1到直線l:mx+y?m?1=0的距離最大時(shí),其最大值以及此時(shí)的直線方程分別為(
A.13;3x+2y?5=0 B.11;3x+2y?5=0C.13;2x?3y+1=0 D.11;2x?3y+1=0【解題思路】求出直線l過(guò)定點(diǎn)A1,1.然后可知當(dāng)AP⊥l時(shí),點(diǎn)P?2,?1到直線l:mx+y?m?1=0的距離最大,進(jìn)而根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式得出最值.根據(jù)斜率公式,以及兩條直線的位置關(guān)系得出直線【解答過(guò)程】將直線l:mx+y?m?1=0變形可得mx?1解x?1=0y?1=0可得x=1y=1,所以直線l過(guò)定點(diǎn)當(dāng)AP⊥l時(shí),點(diǎn)P?2,?1到直線l:mx+y?m?1=0的距離最大,最大值為AP又kAP=?1?1?2?1=所以,23×?m所以,直線l的方程為32整理可得3x+2y?5=0.故選:A.5.(2425高三上·江蘇蘇州·開(kāi)學(xué)考試)已知直線l1:x+y+C=0與直線l2:Ax+By+C=0交于(1,1),則原點(diǎn)到直線A.2 B.2 C.22 【解題思路】由交點(diǎn)在兩條直線,代入點(diǎn)的坐標(biāo)得A,B,C的關(guān)系,再將關(guān)系變形代入點(diǎn)到直線的距離公式消元求最值可得.【解答過(guò)程】因?yàn)閮芍本€交于(1,1),則1+1+C=0,即C=?2,且A+B+C=0,則A+B=2;由原點(diǎn)到直線l2的距離由A2則d≤2,當(dāng)且僅當(dāng)A=1時(shí),d取最大值2,此時(shí)B=1即兩直線重合時(shí),原點(diǎn)到直線的距離最大.故選:B.6.(2324高二上·山東棗莊·階段練習(xí))已知點(diǎn)A4,1,B0,4,直線l:3x?y?1=0,點(diǎn)P在直線l上,則‖PB|?|PA||A.2 B.22 C.5 【解題思路】根據(jù)題意,作出點(diǎn)B(或點(diǎn)A)關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)B′(A′),作直線AB′(A′B)與直線l相交,則交點(diǎn)則就是使‖PB|?|PA||取最大值的點(diǎn)P,求出點(diǎn)B′【解答過(guò)程】如圖,作出點(diǎn)B關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)B′,連接AB′延長(zhǎng)交直線l于點(diǎn)P,此時(shí)點(diǎn)P(原因如下:根據(jù)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱圖形特征,知|PB|=|PB′|在直線l上另取點(diǎn)P1,連接P1A,P1不妨設(shè)點(diǎn)B′(m,n),則有:n?4m=?1故‖PB|?|PA|故選:C.7.(2324高三上·河南三門峽·階段練習(xí))在等腰直角三角形ABC中,AB=AC=4,點(diǎn)P是邊AB上異于A,B的一點(diǎn),光線從點(diǎn)P出發(fā)經(jīng)BC,CA反射后又回到點(diǎn)P,若光線QR經(jīng)過(guò)△ABC的重心,則△PQR的周長(zhǎng)等于(
)A.853 C.415 D.【解題思路】以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB,AC所在直線為x軸,y軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,通過(guò)對(duì)稱光線的對(duì)稱關(guān)系找到點(diǎn)P關(guān)于BC,AC的對(duì)稱點(diǎn)P1,P2,則△PQR即為【解答過(guò)程】解析:以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB所在直線為x軸,AC所在直線為y軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則B(4,0),C(0,4),A(0,0),所以直線BC的方程為x+y?4=0.設(shè)P(t,0)(0<t<4),點(diǎn)P關(guān)于直線BC的對(duì)稱點(diǎn)為P1,點(diǎn)P關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)為P易得P1(4,4?t),易知直線P1P2所以直線RQ的方程為y=4?t設(shè)△ABC的重心為G,則G4所以43=4?t4+t?43所以P14,8結(jié)合對(duì)稱關(guān)系可知QP=QP所以△PQR的周長(zhǎng)即線段P14+4故選:A.8.(2324高二上·上海奉賢·階段練習(xí))2023年暑期檔動(dòng)畫(huà)電影《長(zhǎng)安三萬(wàn)里》重新點(diǎn)燃了人們對(duì)唐詩(shī)的熱情,唐詩(shī)中邊塞詩(shī)又稱出塞詩(shī),是唐代漢族詩(shī)歌的主要題材,是唐詩(shī)當(dāng)中思想性最深刻,想象力最豐富,藝術(shù)性最強(qiáng)的一部分,唐代詩(shī)人李頎的邊塞詩(shī)《古從軍行》開(kāi)頭兩句說(shuō):“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”.詩(shī)中隱含著一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問(wèn)題——“將軍飲馬”,即將軍在觀望烽火之后從山腳下某處出發(fā),先到河邊飲馬后再回軍營(yíng),怎樣走才能使總路程最短?在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè)將軍的出發(fā)點(diǎn)是A2,4,軍營(yíng)所在位置為B6,2,河岸線所在直線的方程為A.將軍從出發(fā)點(diǎn)到河邊的路線所在直線的方程是6x?y?8=0B.將軍在河邊飲馬的地點(diǎn)的坐標(biāo)為13C.將軍從河邊回軍營(yíng)的路線所在直線的方程是x?6y+6=0D.“將軍飲馬”走過(guò)的總路程為5【解題思路】由題意畫(huà)出圖形,則由三角形三邊關(guān)系可知點(diǎn)C為使得總路程最短的“最佳飲水點(diǎn)”,A,C,B1三點(diǎn)共線滿足題意,其中點(diǎn)B1為點(diǎn)B關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),對(duì)于A,由根據(jù)BB1【解答過(guò)程】如圖所示:由題意可知A,B在x+y?3=0的同側(cè),設(shè)點(diǎn)B關(guān)于直線x+y?3=0的對(duì)稱點(diǎn)為B1A,C,B1三點(diǎn)共線滿足題意,點(diǎn)則a+62+b+22?3=0對(duì)于A,直線AB1的斜率為k=4??32?1對(duì)于B,聯(lián)立7x?10?y=0x+y?3=0,解得x=138對(duì)于C,由C選項(xiàng)分析可知點(diǎn)C138,118,直線CB的斜率為k=2?11對(duì)于D,AC+CB=故選:B.二、多選題9.(2324高二上·貴州銅仁·階段練習(xí))已知兩條平行直線m,n,直線m:3x+4y+2=0,直線n:6x+8y+a=0,直線m,n之間的距離為1,則a的值可以是(
)A.?8 B.?6 C.12 D.14【解題思路】將直線m:3x+4y+2=0化為6x+8y+4=0,代入兩平行線間距離公式分析求解.【解答過(guò)程】將直線m:3x+4y+2=0化為6x+8y+4=0,則m,n之間的距離d=|a?4|即|a?4|=10,解得a=14或?6.故選:BD.10.(2324高二上·福建莆田·期中)以下四個(gè)命題敘述正確的是(
)A.直線2x?y+1=0在x軸上的截距是1B.直線x+ky=0和2x+3y+8=0的交點(diǎn)為P,且P在直線x?y?1=0上,則k的值是?C.設(shè)點(diǎn)M(x,y)是直線x+y?2=0上的動(dòng)點(diǎn),O為原點(diǎn),則OM的最小值是2D.直線L1:ax+3y+1=0,L2【解題思路】求出直線的橫截距判斷A;解方程組求出k判斷B;求出點(diǎn)到直線的距離判斷C;驗(yàn)證判斷D.【解答過(guò)程】對(duì)于A,直線2x?y+1=0在x軸上的截距是?1對(duì)于B,由2x+3y+8=0x?y?1=0解得x=?1y=?2,即P(?1,?2),則?1?2k=0,解得對(duì)于C,依題意,OMmin對(duì)于D,當(dāng)a=2時(shí),直線L1故選:BC.11.(2324高二上·山西太原·期中)已知直線l1:x+y=0,lA.直線l1與l2B.直線l1、l2C.直線l2關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的直線方程為D.直線l2關(guān)于直線l1【解題思路】通過(guò)聯(lián)立方程組求得交點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合三角形的面積、對(duì)稱性等知識(shí)對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析,從而確定正確答案.【解答過(guò)程】由x+y=02x?3y?6=0解得x=65直線l2:2x?3y?6=0與x軸的交點(diǎn)為3,0,與y軸的交點(diǎn)為直線l1過(guò)原點(diǎn),由圖可知,直線l1、l2所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤.由上述分析可知,直線l2關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的直線過(guò)點(diǎn)?3,0所以直線l2關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的直線方程為y?2=所以C選項(xiàng)正確.點(diǎn)3,0關(guān)于直線x+y=0的對(duì)稱點(diǎn)是0,?3;點(diǎn)0,?2關(guān)于直線x+y=0的對(duì)稱點(diǎn)是2,0,所以直線l2關(guān)于直線l1對(duì)稱的直線方程為即3x?2y?6=0,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:AC.三、填空題12.(2425高二上·上?!るS堂練習(xí))若點(diǎn)P3,a到直線x+3y?4=0的距離為1,則實(shí)數(shù)a的值為33【解題思路】利用點(diǎn)到直線的距離公式求解即可.【解答過(guò)程】因?yàn)辄c(diǎn)P3,a到直線x+所以3+3a?412故答案為:?3313.(2425高二上·江蘇南通·開(kāi)學(xué)考試)經(jīng)過(guò)兩條直線3x+y?5=0與x?2y+3=0的交點(diǎn),且在y軸上的截距是x軸上的3倍的直線方程為2x?y=0或3x+y?5=0.【解題思路】先求已知兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo).設(shè)所求直線方程為y?2=kx?1,求所求直線在x軸和y軸上的截距,由條件列方程求k【解答過(guò)程】聯(lián)立3x+y?5=0x?2y+3=0,解得x=1所以直線3x+y?5=0與x?2y+3=0的交點(diǎn)坐標(biāo)為1,2,由已知所求直線的斜率存在且不為0,故可設(shè)所求直線方程為y?2=kx?1,其中k≠0令x=0,可得y=2?k,即所求直線在y軸上的截距為2?k,令y=0,可得x=1?2k,即所求直線在x軸上的截距為由已知可得2?k=31?所以k2所以k=?3或k=2,所以所求直線方程為3x+y?5=0或2x?y=0.故答案為:2x?y=0或3x+y?5=0.14.(2425高二上·全國(guó)·課后作業(yè))已知實(shí)數(shù)a,b滿足4a?2b+3=0,則(a?2)2+(b+2)2?【解題思路】利用所求表達(dá)式的幾何意義,轉(zhuǎn)化求解對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),利用距離公式求解最小值即可..【解答過(guò)程】由題可知,(a?2)2直線4x?2y+3=0上一點(diǎn)Pa,b到定點(diǎn)M如圖,設(shè)點(diǎn)N關(guān)于直線4x?2y+3=0對(duì)稱的點(diǎn)為N′則y0?2x當(dāng)N′,P,M三點(diǎn)共線時(shí),即PM?PN最大,最大值為所以(a?2)2+(b+2)故答案為:10.四、解答題15.(2324高二上·甘肅蘭州·期末)已知直線l1:ax?2y+2=0和直線(1)試判斷l(xiāng)1,l(2)若原點(diǎn)到l2距離最大,求此時(shí)的直線l【解題思路】(1)利用兩直線平行,斜率相等,得到a2=13?a,解得a=2或a=1,再檢驗(yàn)即可得出(2)根據(jù)條件,得出直線l2過(guò)定點(diǎn)(?1,0),從而得到:當(dāng)OP⊥l2時(shí),原點(diǎn)到l2的距離最大,進(jìn)而可得出直線【解答過(guò)程】(1)因?yàn)閘1:ax?2y+2=0,所以直線l
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