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文檔簡介
第一章直線與圓課時(shí)練習(xí)題1、一次函數(shù)的圖象與直線的方程直線的傾斜角、斜率及其關(guān)系 -1-2、直線方程的點(diǎn)斜式 -6-3、直線方程的兩點(diǎn)式直線方程的一般式 -11-4、兩條直線的平行與垂直 -15-5、兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo) -19-6、平面直角坐標(biāo)系中的距離公式 -24-7、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程 -29-8、圓的一般方程 -33-9、直線與圓的位置關(guān)系 -37-10、圓與圓的位置關(guān)系 -43-1、一次函數(shù)的圖象與直線的方程直線的傾斜角、斜率及其關(guān)系一、選擇題1.已知直線過點(diǎn)A(0,4)和點(diǎn)B(1,2),則直線AB的斜率為()A.3B.-2C.2D.不存在B[由題意可得AB的斜率為k=eq\f(2-4,1-0)=-2.]2.以下兩點(diǎn)確定的直線的斜率不存在的是()A.(4,1)與(-4,-1) B.(0,1)與(1,0)C.(1,4)與(-1,4) D.(-4,1)與(-4,-1)D[選項(xiàng)A,B,C,D中,只有D選項(xiàng)的橫坐標(biāo)相同,所以這兩點(diǎn)確定的直線與x軸垂直,即它們確定的直線的斜率不存在.]3.已知直線l經(jīng)過第二、四象限,則直線l的傾斜角α的取值范圍是()A.0°≤α<90° B.90°≤α<180°C.90°<α<180° D.0°<α<180°C[直線傾斜角的取值范圍是0°≤α<180°,又直線l經(jīng)過第二、四象限,所以直線l的傾斜角α的取值范圍是90°<α<180°.]4.直線l的傾斜角是斜率為eq\f(\r(3),3)的直線的傾斜角的2倍,則l的斜率為()A.1B.eq\r(3)C.eq\f(2\r(3),3)D.-eq\r(3)B[法一:設(shè)斜率為eq\f(\r(3),3)的直線的傾斜角為α,則tanα=eq\f(\r(3),3),0°≤α<180°,∴α=30°,∴2α=60°,∴l(xiāng)的斜率k=tan2α=eq\r(3).故選B.法二:設(shè)斜率為eq\f(\r(3),3)的直線的傾斜角為α,則tanα=eq\f(\r(3),3),∴l(xiāng)的斜率k=tan2α=eq\f(2tanα,1-tan2α)=eq\f(\f(2\r(3),3),1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)))\s\up12(2))=eq\r(3).故選B.]5.過點(diǎn)M(-2,m),N(m,4)的直線的斜率等于1,則m的值為()A.1B.4C.1或3D.1或4A[∵kMN=eq\f(m-4,-2-m)=1,∴m=1.]二、填空題6.已知直線l過點(diǎn)A(1,2),且不過第四象限,則直線l的斜率k的最大值是________.2[如圖,kOA=2,kl′=0,只有當(dāng)直線落在圖中所示位置時(shí)才符合題意,故k∈[0,2].故直線l的斜率k的最大值為2.]7.已知A(2,-3),B(4,3),Ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5,\f(m,2)))三點(diǎn)在同一條直線上,則實(shí)數(shù)m的值為________.12[因?yàn)锳、B、C三點(diǎn)在同一條直線上,所以有kAB=kAC,即eq\f(3--3,4-2)=eq\f(\f(m,2)--3,5-2),解得m=12.]8.若直線l的斜率k的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\r(3))),則該直線的傾斜角α的取值范圍是________.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3)))[當(dāng)0≤k<eq\r(3)時(shí),即0≤tanα<eq\r(3),又α∈eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,π)),所以α∈eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(π,3))).]三、解答題9.經(jīng)過下列兩點(diǎn)的直線的斜率是否存在?如果存在,求其斜率,并確定直線的傾斜角α.(1)A(2,3),B(4,5);(2)C(-2,3),D(2,-1);(3)P(-3,1),Q(-3,10).[解](1)存在.直線AB的斜率kAB=eq\f(5-3,4-2)=1,即tanα=1,又0°≤α<180°,所以傾斜角α=45°.(2)存在.直線CD的斜率kCD=eq\f(-1-3,2--2)=-1,即tanα=-1,又0°≤α<180°,所以傾斜角α=135°.(3)不存在.因?yàn)閤P=xQ=-3,所以直線PQ的斜率不存在,傾斜角α=90°.10.已知實(shí)數(shù)x,y滿足y=x2-2x+2(-1≤x≤1).(1)求eq\f(y+3,x+2)的最大值和最小值;(2)求eq\f(x+y+5,x+2)的最大值和最小值.[解](1)如圖,可知eq\f(y+3,x+2)表示經(jīng)過定點(diǎn)P(-2,-3)與曲線段AB上任一點(diǎn)(x,y)的直線的斜率k.由已知條件,可得A(1,1),B(-1,5).易知kPA≤k≤kPB.由斜率公式得kPA=eq\f(4,3),kPB=8,所以eq\f(4,3)≤k≤8.故eq\f(y+3,x+2)的最大值是8,最小值是eq\f(4,3).(2)由(1)知,eq\f(y+3,x+2)的最大值是8,最小值是eq\f(4,3).又eq\f(x+y+5,x+2)=eq\f(y+3,x+2)+1,所以eq\f(x+y+5,x+2)的最大值是9,最小值eq\f(7,3).11.若經(jīng)過兩點(diǎn)A(2,1),B(1,m2)的直線l的傾斜角為銳角,則m的取值范圍是()A.(-∞,1) B.(-1,+∞)C.(-1,1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)C[∵直線l的傾斜角為銳角,∴斜率k=eq\f(m2-1,1-2)>0,∴-1<m<1.]12.已知點(diǎn)A(a,2),B(3,b+1),且直線AB的傾斜角為90°,則()A.a(chǎn)=3,b=1 B.a(chǎn)=2,b=2C.a(chǎn)=2,b=3 D.a(chǎn)=3,b∈R且b≠1D[由已知a=3,又A,B為不同的兩點(diǎn),故b≠1.]13.(多選題)給出下列結(jié)論,其中說法正確的是()A.若eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,k))是直線l的一個(gè)方向向量,則k是該直線的斜率B.若直線l的斜率是k,則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,k))是該直線的一個(gè)方向向量C.任一條直線都有傾斜角,但不一定有斜率D.任一條直線都有斜率,但不一定有傾斜角[答案]ABC14.(一題兩空)已知點(diǎn)A(3,1),B(-2,k),C(8,1).(1)直線AC的傾斜角為________;(2)若這三點(diǎn)能構(gòu)成三角形,則實(shí)數(shù)k的取值范圍為________.0(-∞,1)∪(1,+∞)[因?yàn)閗AC=eq\f(1-1,8-3)=eq\f(0,5)=0.所以直線AC的傾斜角為0,又kAB=eq\f(k-1,-2-3)=eq\f(1-k,5),要使A,B,C三點(diǎn)能構(gòu)成三角形,需三點(diǎn)不共線,即kAB≠kAC,∴eq\f(1-k,5)≠0.∴k≠1.]15.把一塊長和寬都是13dm的矩形紙片按圖(1)裁好,問能否拼成圖(2)所示的矩形,為什么?(1)(2)[解]不能,如圖,以B為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,使得BE在y軸正半軸上,AB在x軸負(fù)半軸上.邊AC所在直線的斜率為kAC=eq\f(8,8-5)=eq\f(8,3),邊EC所在直線的斜率為kEC=eq\f(13,5)≠eq\f(8,3),即kAC≠kEC,所以A、C、D、E四點(diǎn)不可能在同一條直線上.即不能拼成圖(2)所示的矩形.2、直線方程的點(diǎn)斜式一、選擇題1.直線的點(diǎn)斜式方程y-y0=k(x-x0)可以表示()A.任何一條直線B.不過原點(diǎn)的直線C.不與坐標(biāo)軸垂直的直線D.不與x軸垂直的直線D[點(diǎn)斜式方程適用的前提條件是斜率存在,故其可表示不與x軸垂直的直線.]2.斜率為4,且過點(diǎn)(2,-3)的直線的點(diǎn)斜式方程是()A.y+3=4(x-2) B.y-3=4(x-2)C.y-3=4(x+2) D.y+3=4(x+2)[答案]A3.已知直線x-ay=4在y軸上的截距是2,則a等于()A.-eq\f(1,2)B.eq\f(1,2)C.-2D.2C[直線x-ay=4可化為y=eq\f(1,a)x-eq\f(4,a),∴-eq\f(4,a)=2,得a=-2.]4.直線l1:y=k1x+b1與l2:y=k2x+b2的位置關(guān)系如圖所示,則有()A.k1<k2且b1<b2 B.k1<k2且b1>b2C.k1>k2且b1>b2 D.k1>k2且b1<b2A[設(shè)直線l1,l2的傾斜角分別為α1,α2.由題圖可知,90°<α1<α2<180°,所以k1<k2,又b1<0,b2>0,所以b1<b2.故選A.]5.若y=a|x|與y=x+a(a>0)有兩個(gè)公共點(diǎn),則a的取值范圍是()A.a(chǎn)>1 B.0<a<1C.? D.0<a<1或a>1A[y=x+a(a>0)表示斜率為1,在y軸上的截距為a(a>0)的直線,y=a|x|表示關(guān)于y軸對稱的兩條射線.∴當(dāng)0<a≤1時(shí),只有一個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)a>1時(shí),有兩個(gè)公共點(diǎn),故選A.]二、填空題6.直線y=eq\f(4,3)x-4在y軸上的截距是________.-4[由y=eq\f(4,3)x-4,令x=0,得y=-4.]7.直線y=k(x-2)+3必過定點(diǎn),該定點(diǎn)為________.(2,3)[將直線方程化為點(diǎn)斜式得y-3=k(x-2),∴該直線過定點(diǎn)(2,3).]8.已知直線y=(3-2k)x-6不經(jīng)過第一象限,則k的取值范圍為________.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞))[由題意知,需滿足它在y軸上的截距不大于零,且斜率不大于零,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-6≤0,,3-2k≤0,))得k≥eq\f(3,2).]三、解答題9.已知位于第一象限的△ABC中,A(1,1),B(5,1),∠A=60°,∠B=45°.求:(1)AB邊所在直線的方程;(2)AC邊與BC邊所在直線的方程.[解](1)∵A(1,1),B(5,1),∴直線AB與x軸平行.∴直線AB的斜率為0,從而該直線的方程為y-1=0.(2)∵∠A=60°,∴kAC=eq\r(3),AC邊所在直線方程為y-1=eq\r(3)(x-1),即eq\r(3)x-y+1-eq\r(3)=0.又∵∠B=45°,∴直線BC的傾斜角為135°,其斜率為-1.∴BC邊所在直線方程為y-1=-(x-5),即x+y-6=0.10.如圖,直線l:y-2=eq\r(3)(x-1)過定點(diǎn)P(1,2),求過點(diǎn)P且與直線l所夾的角為30°的直線l′的方程.[解]設(shè)直線l′的傾斜角為α′,由直線l的方程y-2=eq\r(3)(x-1)知,直線l的斜率為eq\r(3),則傾斜角為60°.當(dāng)α′=90°時(shí),滿足l與l′所夾的銳角為30°,此時(shí)直線l′的方程為x=1;當(dāng)α′=30°時(shí),也滿足l與l′所夾的銳角為30°,此時(shí)直線l′的斜率為eq\f(\r(3),3),由直線方程的點(diǎn)斜式得l′的方程為y-2=eq\f(\r(3),3)(x-1),即y=eq\f(\r(3),3)(x-1)+2.綜上,所求直線l′的方程為x=1或y=eq\f(\r(3),3)(x-1)+2.11.直線l1:y=ax+b與直線l2:y=bx+a(ab≠0,a≠b)在同一平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的圖象只可能是()ABCDD[對于A選項(xiàng),由l1得a>0,b<0,而由l2得a>0,b>0,矛盾;對于B選項(xiàng),由l1得a<0,b>0,而由l2得a>0,b>0,矛盾;對于C選項(xiàng),由l1得a>0,b<0,而由l2得a<0,b>0,矛盾;對于D選項(xiàng),由l1得a>0,b>0,而由l2得a>0,b>0.故選D.]12.(多選題)下列四個(gè)結(jié)論,其中正確的是()A.方程k=eq\f(y-2,x+1)與方程y-2=k(x+1)表示同一條直線B.直線l過點(diǎn)P(x0,y0),傾斜角為90°,則其方程為x=x0C.直線l過點(diǎn)P(x0,y0),斜率為0,則其方程為y=y(tǒng)0D.所有直線都有點(diǎn)斜式和斜截式方程BC[A中方程,k=eq\f(y-2,x+1),x≠-1;D中斜率不存在的直線沒有點(diǎn)斜式和斜截式方程,∴AD錯(cuò)誤,BC正確.]13.(一題兩空)將直線y=3x繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,所得到的直線為________;再向右平移1個(gè)單位,所得到的直線為________.y=-eq\f(1,3)xy=-eq\f(1,3)x+eq\f(1,3)[將直線y=3x繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,得到直線y=-eq\f(1,3)x,再向右平移1個(gè)單位,所得到的直線為y=-eq\f(1,3)(x-1),即y=-eq\f(1,3)x+eq\f(1,3).]14.已知直線l:y=kx+2k+1.(1)求證:直線l恒過一個(gè)定點(diǎn);(2)當(dāng)-3<x<3時(shí),直線上的點(diǎn)都在x軸上方,求實(shí)數(shù)k的取值范圍.[解](1)證明:由y=kx+2k+1,得y-1=k(x+2).由直線方程的點(diǎn)斜式可知,直線恒過定點(diǎn)(-2,1).(2)設(shè)函數(shù)f(x)=kx+2k+1,顯然其圖象是一條直線(如圖所示),若使當(dāng)-3<x<3時(shí),直線上的點(diǎn)都在x軸上方,需滿足eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f-3≥0,,f3≥0.))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-3k+2k+1≥0,,3k+2k+1≥0.))解得-eq\f(1,5)≤k≤1.所以,實(shí)數(shù)k的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,5),1)).15.在平面直角坐標(biāo)系中,如果x與y都是整數(shù),就稱點(diǎn)(x,y)為整點(diǎn),下列結(jié)論正確的是()A.存在這樣的直線,既不與坐標(biāo)軸平行又不經(jīng)過任何整點(diǎn)B.如果k與b都是無理數(shù),則直線y=kx+b不經(jīng)過任何整點(diǎn)C.直線y=kx+b經(jīng)過無窮多個(gè)整點(diǎn)的充分必要條件是:k與b都是有理數(shù)D.存在恰經(jīng)過一個(gè)整點(diǎn)的直線AD[A正確,如直線y=eq\r(2)x+eq\f(1,2),不經(jīng)過任何整點(diǎn)(x=0,y=eq\f(1,2);x≠0,y是無理數(shù))B錯(cuò)誤,直線y=eq\r(2)x-eq\r(2)中k與b都是無理數(shù),但直線經(jīng)過整點(diǎn)(1,0);C錯(cuò)誤,當(dāng)k=0,b=eq\f(1,2)時(shí),直線y=eq\f(1,2)不通過任何整點(diǎn);D正確,比如直線y=eq\r(2)x只經(jīng)過一個(gè)整點(diǎn)(0,0).]3、直線方程的兩點(diǎn)式直線方程的一般式一、選擇題1.一條直線不垂直于坐標(biāo)軸,則它的方程()A.可以寫成兩點(diǎn)式或截距式B.可以寫成兩點(diǎn)式或斜截式或點(diǎn)斜式C.可以寫成點(diǎn)斜式或截距式D.可以寫成兩點(diǎn)式或截距式或斜截式或點(diǎn)斜式B[由于直線不垂直于坐標(biāo)軸,所以直線的斜率存在,且直線上任意兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)都不相同,所以直線能寫成兩點(diǎn)式或斜截式或點(diǎn)斜式.由于直線在坐標(biāo)軸上的截距有可能為0,所以直線不一定能寫成截距式.故選B.]2.直線l的方程為Ax+By+C=0,若直線l過原點(diǎn)和二、四象限,則()A.C=0,B>0 B.A>0,B>0,C=0C.AB<0,C=0 D.AB>0,C=0D[通過直線的斜率和截距進(jìn)行判斷.]3.已知兩直線的方程分別為l1:x+ay+b=0,l2:x+cy+d=0,它們在坐標(biāo)系中的位置如圖所示,則()A.b>0,d<0,a<c B.b>0,d<0,a>cC.b<0,d>0,a>c D.b<0,d>0,a<cC[由已知直線表達(dá)式,得l1:y=-eq\f(1,a)x-eq\f(b,a),l2:y=-eq\f(1,c)x-eq\f(d,c),由題圖知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-\f(1,a)>-\f(1,c)>0,-\f(b,a)<0,-\f(d,c)>0))?eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(c<a<0,b<0,d>0.))]4.把直線x-y+eq\r(3)-1=0繞點(diǎn)(1,eq\r(3))逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)15°后,所得直線l的方程是()A.y=-eq\r(3)x B.y=eq\r(3)xC.x-eq\r(3)y+2=0 D.x+eq\r(3)y-2=0B[如圖,已知直線的斜率為1,則其傾斜角為45°,則直線l的傾斜角α=45°+15°=60°.∴直線l的斜率k=tanα=tan60°=eq\r(3),∴直線l的方程為y-eq\r(3)=eq\r(3)(x-1),即y=eq\r(3)x.]5.若直線Ax+By+C=0過坐標(biāo)原點(diǎn),則A,B,C滿足的條件是()A.C=0 B.AB≠0且C=0C.A2+B2≠0且C=0 D.A+B=0C[A,B不能同時(shí)為0.]二、填空題6.斜率為2,且經(jīng)過點(diǎn)A(1,3)的直線的一般式方程為________.2x-y+1=0[由直線點(diǎn)斜式方程可得y-3=2(x-1),化成一般式為2x-y+1=0.]7.過點(diǎn)(-1,1)和(3,9)的直線在x軸上的截距是________.-eq\f(3,2)[直線方程為eq\f(y-1,9-1)=eq\f(x+1,3+1),即y=2x+3,令y=0,得x=-eq\f(3,2),∴在x軸上的截距為-eq\f(3,2).]8.過點(diǎn)P(3,-1),且在x軸上的截距等于在y軸上的截距的2倍的直線l的方程是________.x+2y-1=0或x+3y=0[設(shè)直線l在x軸上的截距為a,在y軸上的截距為b,當(dāng)a=0時(shí),b=0,此時(shí)直線l的方程為eq\f(y,x)=eq\f(-1,3),所以x+3y=0;當(dāng)a≠0時(shí),a=2b,此時(shí)直線l的方程為eq\f(x,2b)+eq\f(y,b)=1,代入(3,-1),得x+2y-1=0.]三、解答題9.已知直線(a+2)x+(a2-2a-3)y-2a=0在x軸上的截距為3,求直線在y軸上的截距.[解]由已知,直線過點(diǎn)(3,0),所以3(a+2)-2a=0,即a=-6.所以直線方程為-4x+45y+12=0,即4x-45y-12=0.令x=0,得y=-eq\f(4,15).故直線在y軸上的截距為-eq\f(4,15).10.求經(jīng)過點(diǎn)B(3,4),且與兩坐標(biāo)軸圍成一個(gè)等腰直角三角形的直線方程.[解]由題意可知,所求直線的斜率為±1.又過點(diǎn)(3,4),由點(diǎn)斜式得y-4=±(x-3).所求直線的方程為x-y+1=0,或x+y-7=0.11.過點(diǎn)A(3,-1)且在兩坐標(biāo)軸上截距的絕對值相等的直線有()A.2條B.3條C.4條D.無數(shù)多條B[當(dāng)截距都為零時(shí)滿足題意要求,直線為y=-eq\f(1,3)x;當(dāng)截距不為零時(shí),設(shè)直線方程為eq\f(x,a)+eq\f(y,b)=1,∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(3,a)+\f(-1,b)=1,|a|=|b|,))∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=2,b=2))或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=4,b=-4,))即直線方程為eq\f(x,2)+eq\f(y,2)=1或eq\f(x,4)+eq\f(y,-4)=1,∴滿足條件的直線共有3條.故選B.]12.已知直線a1x+b1y+1=0和直線a2x+b2y+1=0都過點(diǎn)A(2,1),則過點(diǎn)P1(a1,b1)和點(diǎn)P2(a2,b2)的直線方程是()A.2x+y+1=0 B.2x-y+1=0C.2x+y-1=0 D.x+2y+1=0A[∵點(diǎn)A(2,1)在直線a1x+b1y+1=0上,∴2a1+b1+1=0.由此可知點(diǎn)P1(a1,b1)在直線2x+y+1=0上.∵點(diǎn)A(2,1)在直線a2x+b2y+1=0上,∴2a2+b2+1=0.由此可知點(diǎn)P2(a2,b2)也在直線2x+y+1=0上.∴過點(diǎn)P1(a1,b1)和點(diǎn)P2(a2,b2)的直線方程是2x+y+1=0.]13.(多選題)若直線ax+by+c=0同時(shí)要經(jīng)過第一、二、四象限,則a,b,c應(yīng)滿足()A.a(chǎn)b>0 B.bc<0C.a(chǎn)b<0 D.bc>0AB[易知直線的斜率存在,則直線方程可化為y=-eq\f(a,b)x-eq\f(c,b),由題意知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-\f(a,b)<0,,-\f(c,b)>0,))所以ab>0,bc<0.]14.(一題兩空)已知點(diǎn)A(3,0),B(0,4),動(dòng)點(diǎn)P(x,y)在線段AB上運(yùn)動(dòng),則xy的最大值為________;最小值為________.30[線段AB的方程為eq\f(x,3)+eq\f(y,4)=1(0≤x≤3),所以xy=4xeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(x,3)))=-eq\f(4,3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(3,2)))eq\s\up12(2)+3,所以當(dāng)x=eq\f(3,2)時(shí),xy的最大值為3;當(dāng)x=0或3時(shí),xy的最小值為0.]15.已知直線l過點(diǎn)M(2,1),且與x軸、y軸的正方向分別交于A,B兩點(diǎn),當(dāng)△AOB的面積最小時(shí),求直線l的方程.[解]根據(jù)題意,設(shè)直線l的方程為eq\f(x,a)+eq\f(y,b)=1,由題意,知a>2,b>1,∵l過點(diǎn)M(2,1),∴eq\f(2,a)+eq\f(1,b)=1,解得b=eq\f(a,a-2),∴△AOB的面積S=eq\f(1,2)ab=eq\f(1,2)a·eq\f(a,a-2),化簡,得a2-2aS+4S=0.①∴Δ=4S2-16S≥0,解得S≥4或S≤0(舍去).∴S的最小值為4,將S=4代入①式,得a2-8a+16=0,解得a=4,∴b=eq\f(a,a-2)=2.∴直線l的方程為x+2y-4=0.4、兩條直線的平行與垂直一、選擇題1.下列直線中與直線x-y-1=0平行的是()A.x+y-1=0 B.x-y+1=0C.x+y+1=0 D.a(chǎn)x-ay-a=0B[顯然B中直線與直線x-y-1=0斜率相等但不重合.]2.已知直線l1的斜率k1=1,直線l2的斜率k2=-1,則l1與l2的位置關(guān)系是()A.平行 B.垂直C.相交但不垂直 D.不確定B[∵k1·k2=-1,∴l(xiāng)1⊥l2.]3.下列直線中,與已知直線y=-eq\f(4,3)x+1平行,且不過第一象限的直線的方程是()A.3x+4y+7=0 B.4x+3y+7=0C.4x+3y-42=0 D.3x+4y-42=0B[先看斜率,A、D選項(xiàng)中斜率為-eq\f(3,4),排除掉;直線與y軸交點(diǎn)需在y軸負(fù)半軸上,才能使直線不過第一象限,只有B選項(xiàng)符合.]4.如果直線l1的斜率為a,l1⊥l2,則直線l2的斜率為()A.eq\f(1,a) B.a(chǎn)C.-eq\f(1,a) D.-eq\f(1,a)或不存在D[當(dāng)a≠0時(shí),由l1⊥l2得k1·k2=a·k2=-1,∴k2=-eq\f(1,a);當(dāng)a=0時(shí),l1與x軸平行或重合,則l2與y軸平行或重合,故直線l2的斜率不存在.∴直線l2的斜率為-eq\f(1,a)或不存在.]5.以A(-1,1),B(2,-1),C(1,4)為頂點(diǎn)的三角形是()A.銳角三角形B.鈍角三角形C.以A點(diǎn)為直角頂點(diǎn)的直角三角形D.以B點(diǎn)為直角頂點(diǎn)的直角三角形C[∵kAB=-eq\f(2,3),kAC=eq\f(3,2),∴kAB·kAC=-1,即AB⊥AC.]二、填空題6.若直線l1:2x+my+1=0與直線l2:y=3x-1平行,則m=________.-eq\f(2,3)[-eq\f(2,m)=3,∴m=-eq\f(2,3).]7.若直線l1:2x-5y+20=0,l2:mx-2y-10=0與兩坐標(biāo)軸圍成的四邊形有外接圓,則實(shí)數(shù)m的值為________.-5[l1、l2與坐標(biāo)軸圍成的四邊形有外接圓,則四邊形對角互補(bǔ).因?yàn)樽鴺?biāo)軸垂直,故l1⊥l2,即2m+10=0,∴m=-5.]8.已知A(3,1),B(-1,-1),C(2,1),則△ABC的BC邊上的高所在的直線方程為________.3x+2y-11=0[kBC=eq\f(1--1,2--1)=eq\f(2,3),∴BC邊上的高所在直線的斜率k=-eq\f(3,2),∴所求直線方程為y-1=-eq\f(3,2)(x-3),即3x+2y-11=0.]三、解答題9.已知點(diǎn)A(-1,3),B(4,2),以AB為直徑的圓與x軸交于點(diǎn)M,求點(diǎn)M的坐標(biāo).[解]設(shè)M(x,0)∴M是以AB為直徑的圓與x軸的交點(diǎn),∴AM⊥BM,∴kAM·kBM=-1,即eq\f(3-0,-1-x)×eq\f(2-0,4-x)=-1,∴x2-3x+2=0,∴x=1或x=2,∴M(1,0)或M(2,0).10.已知A(-m-3,2),B(-2m-4,4),C(-m,m),D(3,3m+2),若直線AB⊥CD,求m的值.[解]∵A、B兩點(diǎn)縱坐標(biāo)不等,∴AB與x軸不平行.∵AB⊥CD,∴CD與x軸不垂直,-m≠3,m≠-3.①當(dāng)AB與x軸垂直時(shí),-m-3=-2m-4,解得m=-1.而m=-1時(shí),C,D縱坐標(biāo)均為-1,∴CD∥x軸,此時(shí)AB⊥CD,滿足題意.②當(dāng)AB與x軸不垂直時(shí),由斜率公式kAB=eq\f(4-2,-2m-4--m-3)=eq\f(2,-m+1),kCD=eq\f(3m+2-m,3--m)=eq\f(2m+1,m+3).∵AB⊥CD,∴kAB·kCD=-1,即eq\f(2,-m+1)·eq\f(2m+1,m+3)=-1,解得m=1,綜上m的值為1或-1.11.直線l1:mx-2y+1=0,l2:x-(m-1)y-1=0,則“m=2”是“l(fā)1∥l2”的()A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件C[由l1∥l2得-m(m-1)=1×(-2),得m=2或m=-1,經(jīng)驗(yàn)證,當(dāng)m=-1時(shí),直線l1與l2重合,舍去,所以“m=2”是“l(fā)1∥l2”的充要條件.]12.若{(x,y)|ax+2y+2=0}∩{(x,y)|3x-y-2=0}=?,則系數(shù)a=()A.6B.-6C.eq\f(3,2)D.-eq\f(3,2)B[由題意知,兩直線平行,∴eq\f(a,3)=eq\f(2,-1),∴a=-6.]13.(多選題)下列說法中,不正確的是()A.若兩直線斜率相等,則兩直線平行B.若l1∥l2,則k1=k2C.若兩直線中有一條直線的斜率不存在,另一條直線的斜率存在,則兩直線相交D.若兩直線斜率都不存在,則兩直線平行ABD[當(dāng)k1=k2時(shí),l1與l2平行或重合,A不正確;若兩直線平行,那么它們的斜率可能都不存在,B不正確;顯然C正確;若兩直線斜率都不存在,則兩直線平行或重合,D不正確.]14.(一題兩空)直線l1的斜率k1=eq\f(3,4),直線l2經(jīng)過點(diǎn)A(1,2),B(a-1,3).(1)若l1∥l2,則a的值為________.(2)若l1⊥l2,則a的值為________.eq\f(10,3)eq\f(5,4)[直線l2的斜率k2=eq\f(3-2,a-1-1)=eq\f(1,a-2),由l1∥l2,得k1=k2,∴eq\f(1,a-2)=eq\f(3,4),∴a=eq\f(10,3).由l1⊥l2,得k1·k2=-1,∴eq\f(1,a-2)×eq\f(3,4)=-1,∴a=eq\f(5,4).]15.已知O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)M(2,2),N(5,-2),點(diǎn)P在x軸上,分別求滿足下列條件的P的坐標(biāo).(1)∠MOP=∠OPN;(2)∠MPN是直角.[解]設(shè)P(x,0),(1)∵∠MOP=∠OPN,∴MO∥PN,∴kOM=kNP,又kOM=eq\f(2-0,2-0)=1,kNP=eq\f(0--2,x-5)=eq\f(2,x-5).∴eq\f(2,x-5)=1,解得x=7,即P(7,0).(2)∵∠MPN=90°,∴MP⊥NP,∴kMP·kNP=-1,∵kMP=eq\f(2,2-x),kNP=eq\f(2,x-5),∴eq\f(2,2-x)×eq\f(2,x-5)=-1,解得x=1或x=6.∴P(1,0)或(6,0).5、兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)一、選擇題1.直線3x-2y+m=0和(m2+1)x+3y-3m=0的位置關(guān)系是()A.平行B.相交C.重合D.不確定B[∵k1=eq\f(3,2),k2=-eq\f(m2+1,3)<0,∴k1≠k2的兩直線相交.]2.直線l1:3x-4y+5=0與l2:4x-3y-eq\f(1,3)=0的交點(diǎn)坐標(biāo)為()A.(2,3)B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,3),3))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3,\f(7,3)))D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,7),3))B[由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(3x-4y+5=0,4x-3y-\f(1,3)=0)),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=\f(7,3),y=3)),本題也可代入選項(xiàng)驗(yàn)證.]3.兩條直線x+y-a=0與x-y-2=0相交于第一象限,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A.{a|-2<a<2} B.{a|a<-2}C.{a|a>2} D.{a|a<-2或a>2}C[聯(lián)立方程,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y-a=0,,x-y-2=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=\f(a+2,2),y=\f(a-2,2))),由交點(diǎn)在第一象限,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(a+2,2)>0,\f(a-2,2)>0)),解得a>2.所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是{a|a>2}.]4.已知直線ax+4y-2=0與2x-5y+b=0互相垂直,垂足為(1,c),則a+b+c=()A.-4B.20C.0D.24A[由兩直線垂直得-eq\f(a,4)×eq\f(2,5)=-1,∴a=10,將垂足代入ax+4y-2=0,得c=-2,再代入2x-5y+b=0,得b=-12,∴a+b+c=-4.]5.若三條直線y=2x,x+y=3,mx+2y+5=0相交于同一點(diǎn),則m的值為()A.-9B.9C.-6D.6A[由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=2x,,x+y=3,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=2.))∴點(diǎn)(1,2)滿足方程mx+2y+5=0,即m×1+2×2+5=0,∴m=-9.]二、填空題6.三條直線ax+2y+8=0,4x+3y=10和2x-y=10相交于一點(diǎn),則a的值為________.-1[由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4x+3y=10,2x-y=10)),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=4,y=-2)).將(4,-2)代入ax+2y+8=0,得4a+2×(-2)+8=0,∴a=-1.]7.已知直線y=kx+3k-2與直線y=-eq\f(1,4)x+1的交點(diǎn)在x軸上,則k的值為________.eq\f(2,7)[直線y=-eq\f(1,4)x+1交x軸于點(diǎn)(4,0).∵兩條直線的交點(diǎn)在x軸上,∴直線y=kx+3k-2過點(diǎn)(4,0).∴0=4k+3k-2.∴k=eq\f(2,7).]8.當(dāng)a取不同實(shí)數(shù)時(shí),直線(2+a)x+(a-1)y+3a=0恒過一個(gè)定點(diǎn),這個(gè)定點(diǎn)的坐標(biāo)為________.(-1,-2)[直線方程可寫成a(x+y+3)+2x-y=0,則該直線系必過直線x+y+3=0與直線2x-y=0的交點(diǎn),即(-1,-2).]三、解答題9.已知直線l經(jīng)過直線3x+4y-2=0與直線2x+y+2=0的交點(diǎn)P,且垂直于直線x-2y-1=0.(1)求直線l的方程;(2)求直線l與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積S.[解](1)由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(3x+4y-2=0,,2x+y+2=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=-2,,y=2,))∴點(diǎn)P的坐標(biāo)是(-2,2).又所求直線l與x-2y-1=0垂直,可設(shè)直線l的方程為2x+y+C=0.把點(diǎn)P的坐標(biāo)代入得2×(-2)+2+C=0,即C=2.∴所求直線l的方程為2x+y+2=0.(2)由直線l的方程知它在x軸、y軸上的截距分別是-1、-2,所以直線l與兩坐標(biāo)軸圍成三角形的面積S=eq\f(1,2)×1×2=1.10.已知△ABC的頂點(diǎn)A的坐標(biāo)為(5,6),兩邊AB、AC上的高所在直線的方程分別為4x+5y-24=0與x-6y+5=0,求直線BC的方程.[解]∵AB邊上的高所在直線的方程為4x+5y-24=0,∴可設(shè)直線AB的方程為5x-4y+m=0,把點(diǎn)A(5,6)坐標(biāo)代入得25-24+m=0,∴m=-1,即直線AB方程為5x-4y-1=0,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(5x-4y-1=0,x-6y+5=0)),得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,y=1)),即B(1,1).同理可得C(6,0),∴kBC=eq\f(1-0,1-6)=-eq\f(1,5).∴直線BC的方程為y=-eq\f(1,5)(x-6),即x+5y-6=0.11.已知點(diǎn)P(-1,0),Q(1,0),直線y=-2x+b與線段PQ相交,則b的取值范圍是()A.[-2,2] B.[-1,1]C.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),\f(1,2))) D.[0,2]A[點(diǎn)P,Q所在直線的方程為y=0,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=-2x+b,,y=0,))得交點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,2),0)),由-1≤eq\f(b,2)≤1,得-2≤b≤2.]12.直線x-2y+1=0關(guān)于直線x=1對稱的直線方程是()A.x+2y-1=0 B.2x+y-1=0C.2x+y-3=0 D.x+2y-3=0D[設(shè)所求直線上任一點(diǎn)(x,y),則它關(guān)于x=1對稱的點(diǎn)(2-x,y)在直線x-2y+1=0上,所以2-x-2y+1=0,即x+2y-3=0.故選D.]13.(多選題)已知點(diǎn)P(x0,y0)是直線l:Ax+By+C=0外一點(diǎn),則()A.Ax0+By0+C≠0B.Ax0+By0+C=0C.方程Ax+By+C+(Ax0+By0+C)=0表示不過點(diǎn)P且與l垂直的直線D.方程Ax+By+C+(Ax0+By0+C)=0表示不過點(diǎn)P且與l平行的直線AD[因?yàn)辄c(diǎn)P(x0,y0)不在直線Ax+By+C=0上,所以Ax0+By0+C≠0,所以直線Ax+By+C+(Ax0+By0+C)=0不經(jīng)過點(diǎn)P;又直線Ax+By+C+(Ax0+By0+C)=0與直線l:Ax+By+C=0平行,排除C.故選AD.]14.(一題兩空)已知直線x-2y+1=0,x+3y-1=0,ax+2y-3=0共有兩個(gè)不同的交點(diǎn).(1)若它們相交于一點(diǎn),則a=________;(2)若它們共有兩個(gè)不同的交點(diǎn),則a=________.-11-1或eq\f(2,3)[因?yàn)橹本€x-2y+1=0與x+3y-1=0相交于一點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,5),\f(2,5))),若它們相交于一點(diǎn),則-eq\f(1,5)a+eq\f(4,5)-3=0,所以a=-11.若要使三條直線共有兩個(gè)不同交點(diǎn),只需ax+2y-3=0與以上兩條直線中的一條平行即可,當(dāng)ax+2y-3=0與x-2y+1=0平行時(shí),有-eq\f(a,2)=eq\f(1,2),解得a=-1;當(dāng)ax+2y-3=0與x+3y-1=0平行時(shí),有-eq\f(a,2)=-eq\f(1,3),解得a=eq\f(2,3).]15.一條光線沿直線2x-y+2=0入射到直線x+y-5=0后反射,求反射光線所在直線的方程.[解]取直線2x-y+2=0上一點(diǎn)A(0,2),設(shè)點(diǎn)A(0,2)關(guān)于直線x+y-5=0對稱的點(diǎn)為B(a,b),則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(a,2)+\f(b+2,2)-5=0,,\f(b-2,a)=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=3,,b=5,))∴B(3,5).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x-y+2=0,,x+y-5=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,,y=4,))∴直線2x-y+2=0與直線x+y-5=0的交點(diǎn)為P(1,4),∴反射光線在經(jīng)過點(diǎn)B(3,5)和點(diǎn)P(1,4)的直線上,該直線的方程為y-4=eq\f(4-5,1-3)(x-1),整理得x-2y+7=0.故反射光線所在直線的方程為x-2y+7=0.6、平面直角坐標(biāo)系中的距離公式一、選擇題1.點(diǎn)(1,2)到直線y=2x+1的距離為()A.eq\f(\r(5),5)B.eq\f(2\r(5),5)C.eq\r(5)D.2eq\r(5)A[直線y=2x+1,即2x-y+1=0,由點(diǎn)到直線的距離公式得d=eq\f(|2×1-2+1|,\r(22+-12))=eq\f(\r(5),5),故選A.]2.已知點(diǎn)(3,m)到直線x+eq\r(3)y-4=0的距離等于1,則m等于()A.eq\r(3)B.-eq\r(3)C.-eq\f(\r(3),3)D.eq\r(3)或-eq\f(\r(3),3)D[由eq\f(|3+\r(3)m-4|,2)=1,解得m=eq\r(3)或-eq\f(\r(3),3),故選D.]3.已知兩點(diǎn)A(3,2)和B(-1,4)到直線mx+y+3=0的距離相等,則實(shí)數(shù)m的值為()A.-6或eq\f(1,2) B.-eq\f(1,2)或1C.-eq\f(1,2)或eq\f(1,2) D.0或eq\f(1,2)A[eq\f(|3m+2+3|,\r(m2+12))=eq\f(|-m+4+3|,\r(m2+12)),即|3m+5|=|7-m|,解得m=-6或eq\f(1,2).]4.到直線3x-4y+1=0的距離為3,且與此直線平行的直線方程是()A.3x-4y+4=0B.3x-4y+4=0或3x-4y-2=0C.3x-4y+16=0D.3x-4y+16=0或3x-4y-14=0D[在直線3x-4y+1=0上取點(diǎn)(1,1).設(shè)與直線3x-4y+1=0平行的直線方程為3x-4y+m=0,則eq\f(|3×1-4×1+m|,\r(32+-42))=3,解得m=16或m=-14,即所求直線方程為3x-4y+16=0或3x-4y-14=0.]5.過點(diǎn)P(0,1)且和A(3,3),B(5,-1)距離相等的直線的方程是()A.y=1B.2x+y-1=0C.y=1或2x+y-1=0D.2x+y-1=0或2x+y+1=0C[∵kAB=eq\f(3--1,3-5)=-2,過P與AB平行的直線方程為y-1=-2(x-0),即2x+y-1=0,又AB的中點(diǎn)C(4,1),∴PC的方程為y=1.]二、填空題6.已知A(a,3),B(-2,5a),|AB|=13,則實(shí)數(shù)a的值為________.3或-2[依題意及兩點(diǎn)間的距離公式,得eq\r([a--2]2+3-5a2)=13,整理得a2-a-6=0,解得a=3或a=-2.]7.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,P是曲線y=x+eq\f(4,x)(x>0)上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則點(diǎn)P到直線x+y=0的距離的最小值是________.4[由題意可設(shè)Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,x0+\f(4,x0)))(x0>0),則點(diǎn)P到直線x+y=0的距離d=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x0+x0+\f(4,x0))),\r(2))=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(2x0+\f(4,x0))),\r(2))≥eq\f(2\r(2x0·\f(4,x0)),\r(2))=4,當(dāng)且僅當(dāng)2x0=eq\f(4,x0),即x0=eq\r(2)時(shí)取等號.故所求最小值是4.]8.點(diǎn)A(-3,1),C(1,y)關(guān)于點(diǎn)B(-1,-3)對稱,則|AC|=________.4eq\r(5)[由已知得eq\f(y+1,2)=-3,解得y=-7,即C(1,-7),∴|AC|=eq\r([1--3]2+-7-12)=4eq\r(5).]三、解答題9.已知直線l經(jīng)過點(diǎn)P(-2,5),且斜率為-eq\f(3,4).(1)求直線l的方程;(2)若直線m與l平行,且點(diǎn)P到直線m的距離為3,求直線m的方程.[解](1)由直線方程的點(diǎn)斜式,得y-5=-eq\f(3,4)(x+2),整理得,所求直線方程為3x+4y-14=0.(2)由直線m與直線l平行,可設(shè)直線m的方程為3x+4y+C=0,由點(diǎn)到直線的距離公式得eq\f(|3×-2+4×5+C|,\r(32+42))=3,即eq\f(|14+C|,5)=3,解得C=1或C=-29,故所求直線方程為3x+4y+1=0或3x+4y-29=0.10.已知直線l1:mx+8y+n=0與l2:2x+my-1=0互相平行,且l1,l2之間的距離為eq\r(5),求直線l1的方程.[解]∵l1∥l2,∴eq\f(m,2)=eq\f(8,m)≠eq\f(n,-1),∴eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m=4,,n≠-2))或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m=-4,,n≠2.))(1)當(dāng)m=4時(shí),直線l1的方程為4x+8y+n=0,把l2的方程寫成4x+8y-2=0,∴eq\f(|n+2|,\r(16+64))=eq\r(5),解得n=-22或n=18.故所求直線的方程為2x+4y-11=0或2x+4y+9=0.(2)當(dāng)m=-4時(shí),直線l1的方程為4x-8y-n=0,l2的方程為2x-4y-1=0,∴eq\f(|-n+2|,\r(16+64))=eq\r(5),解得n=-18或n=22.故所求直線的方程為2x-4y+9=0或2x-4y-11=0.11.在直角坐標(biāo)系中,A(4,0),B(0,4),從點(diǎn)P(2,0)射出的光線經(jīng)直線AB反射后,再射到直線OB上,最后經(jīng)直線OB反射后又回到P點(diǎn),則光線所經(jīng)過的路程是()A.2eq\r(10)B.6C.3eq\r(3)D.2eq\r(5)A[如圖,設(shè)點(diǎn)P關(guān)于直線AB,y軸的對稱點(diǎn)分別為D,C,易求得D(4,2),C(-2,0),則△PMN的周長=|PM|+|MN|+|NP|=|DM|+|MN|+|NC|.由對稱性,D、M、N、C共線,∴|CD|即為所求,由兩點(diǎn)間的距離公式得|CD|=eq\r(40)=2eq\r(10).]12.若直線3x+4y-3=0與直線6x+my+14=0平行,則它們之間的距離是()A.1B.2C.eq\f(1,2)D.4B[∵eq\f(6,3)=eq\f(m,4)≠eq\f(14,-3),∴m=8,直線6x+my+14=0可化為3x+4y+7=0,兩平行線之間的距離d=eq\f(|-3-7|,\r(32+42))=2.]13.(多選題)已知直線l:xcosα+ysinα=2,則下列結(jié)論正確的是()A.原點(diǎn)到直線l距離等于2B.若點(diǎn)Peq(x0,y0)在直線l上,則xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0)≥4C.點(diǎn)(1,1)到直線l距離d的最大值等于2+eq\r(2)D.點(diǎn)(1,1)到直線l距離d的最小值等于2-eq\r(2)ABCD[由點(diǎn)到直線的距離公式知,A正確;由A正確得,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(OP))≥2,所以xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0)≥4;因?yàn)閐=eq\f(|cosα+sinα-2|,\r(cos2α+sin2α))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\r(2)sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))-2)),所以d的最大值等于2+eq\r(2),最小值等于2-eq\r(2).]14.(一題兩空)在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),已知A(1,2),B(1,5),C(3,6),D(7,-1),則平面內(nèi)任意一點(diǎn)到點(diǎn)A與點(diǎn)C的距離之和的最小值為________,平面內(nèi)到A,B,C,D的距離之和最小的點(diǎn)的坐標(biāo)是________.2eq\r(5)(2,4)[設(shè)平面上任一點(diǎn)M,因?yàn)閨MA|+|MC|≥|AC|=2eq\r(5),當(dāng)且僅當(dāng)A,M,C共線,且M在A,C之間時(shí)取等號,同理,|MB|+|MD|≥|BD|,當(dāng)且僅當(dāng)B,M,D共線,且M在B,D之間時(shí)取等號,連接AC,BD交于一點(diǎn)M(圖略),此時(shí)|MA|+|MC|+|MB|+|MD|最小,則點(diǎn)M即為所求.因?yàn)閗AC=eq\f(6-2,3-1)=2,所以直線AC的方程為y-2=2(x-1),即2x-y=0.①又因?yàn)閗BD=eq\f(5--1,1-7)=-1,所以直線BD的方程為y-5=-(x-1),即x+y-6=0.②聯(lián)立①②得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x-y=0,,x+y-6=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=2,,y=4,))所以M(2,4).]15.已知正方形的中心為直線2x-y+2=0,x+y+1=0的交點(diǎn),正方形一邊所在的直線l的方程為x+3y-5=0,求正方形其他三邊所在直線的方程.[解]設(shè)與直線l:x+3y-5=0平行的邊所在的直線方程為l1:x+3y+c=0(c≠-5).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x-y+2=0,,x+y+1=0,))得正方形的中心坐標(biāo)為P(-1,0),由點(diǎn)P到兩直線l,l1的距離相等,得eq\f(|-1-5|,\r(12+32))=eq\f(|-1+c|,\r(12+32)),得c=7或c=-5(舍去).∴l(xiāng)1:x+3y+7=0.又正方形另兩邊所在直線與l垂直,∴設(shè)另兩邊所在直線的方程分別為3x-y+a=0,3x-y+b=0.∵正方形中心到四條邊的距離相等,∴eq\f(|-3+a|,\r(32+-12))=eq\f(|-1-5|,\r(12+32)),得a=9或a=-3,∴另兩條邊所在的直線方程分別為3x-y+9=0,3x-y-3=0.∴另三邊所在的直線方程分別為3x-y+9=0,x+3y+7=0,3x-y-3=0.7、圓的標(biāo)準(zhǔn)方程一、選擇題1.圓心為點(diǎn)(3,4)且過點(diǎn)(0,0)的圓的方程是()A.x2+y2=25 B.x2+y2=5C.(x-3)2+(y-4)2=25 D.(x+3)2+(y+4)2=25C[r=eq\r(3-02+4-02)=5,故選C.]2.圓C:(x+4)2+(y-3)2=9的圓心C到直線4x+3y-1=0的距離等于()A.eq\f(6,5)B.eq\f(8,5)C.eq\f(24,5)D.eq\f(26,5)B[由已知得,C(-4,3),則圓心C到直線4x+3y-1=0的距離d=eq\f(|-16+9-1|,\r(42+32))=eq\f(8,5).]3.點(diǎn)(a,a)在圓(x-1)2+(y+2)2=2a2的內(nèi)部,則a的取值范圍為()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(5,2))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,-\f(5,2)))C.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5,2),+∞)) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(5,2),+∞))A[由(a-1)2+(a+2)2<2a2,得a<-eq\f(5,2).]4.設(shè)P是圓(x-3)2+(y+1)2=4上的動(dòng)點(diǎn),Q是直線x=-3上的動(dòng)點(diǎn),則|PQ|的最小值為()A.6B.4C.3D.2B[由題意,知|PQ|的最小值即為圓心到直線x=-3的距離減去半徑長,即|PQ|的最小值為6-2=4,故選B.]5.方程|y|-1=eq\r(1-x-12)表示的曲線是()A.半圓 B.圓C.兩個(gè)圓 D.兩個(gè)半圓D[由題意知|y|-1≥0,則y≥1或y≤-1,當(dāng)y≥1時(shí),原方程可化為(x-1)2+(y-1)2=1(y≥1),其表示以(1,1)為圓心、1為半徑、直線y=1上方的半圓;當(dāng)y≤-1時(shí),原方程可化為(x-1)2+(y+1)2=1(y≤-1),其表示以(1,-1)為圓心、1為半徑、直線y=-1下方的半圓.所以方程|y|-1=eq\r(1-x-12)表示的曲線是兩個(gè)半圓.故選D.]二、填空題6.圓(x+2)2+y2=5關(guān)于原點(diǎn)(0,0)對稱的圓的方程為________.(x-2)2+y2=5[(x+2)2+y2=5的圓心為(-2,0),圓心關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)為(2,0),即為對稱圓的圓心,所以關(guān)于原點(diǎn)的對稱圓的方程為(x-2)2+y2=5.]7.設(shè)P(x,y)是曲線x2+(y+4)2=4上任意一點(diǎn),則eq\r(x-12+y-12)的最大值為________.eq\r(26)+2[由eq\r(x-12+y-12)的幾何意義知:本題是求圓上一點(diǎn)到點(diǎn)(1,1)的最大值,其最大值為eq\r(0-12+-4-12)+2=eq\r(26)+2.]8.已知△ABC的頂點(diǎn)A(-1,0),B(1,0),C在圓(x-2)2+(y-2)2=1上移動(dòng),則△ABC面積的最小值為________.1[∵|AB|=2.∴當(dāng)△ABC的高,即C到AB的距離最小時(shí),S△ABC最小,又圓心為(2,2),半徑為1.所以此時(shí)C的坐標(biāo)為(2,1),S△ABC的最小值為1.]三、解答題9.求圓心C(8,-3)且過點(diǎn)P(5,1)的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.[解]法一:設(shè)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-8)2+(y+3)2=r2,∵點(diǎn)P(5,1)在圓上,∴(5-8)2+(1+3)2=r2.∴r2=25.∴所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-8)2+(y+3)2=25.法二:∵圓的半徑為r=|CP|=eq\r(5-82+1+32)=5,又圓心為C(8,-3),∴所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-8)2+(y+3)2=25.10.已知直線l與圓C相交于點(diǎn)P(1,0)和點(diǎn)Q(0,1).(1)求圓心所在的直線方程;(2)若圓C的半徑為1,求圓C的方程.[解](1)PQ的方程為x+y-1=0,PQ中點(diǎn)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2))),且kPQ=-1,所以圓心所在的直線方程為y-eq\f(1,2)=1×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2))),即x-y=0.(2)設(shè)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-a)2+(y-b)2=1,則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1((1-a)2+b2=1,a2+(1-b)2=1)),解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=0,b=0))或eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,b=1)),所以圓C的方程為x2+y2=1或(x-1)2+(y-1)2=1.11.點(diǎn)P(8,m)與圓x2+y2=24的位置關(guān)系是()A.在圓外 B.在圓內(nèi)C.在圓上 D.與m取值有關(guān)A[因?yàn)閐=eq\r(8-02+m-02)=eq\r(64+m2)>eq\r(24)=r,所以點(diǎn)在圓外.]12.若點(diǎn)(1,1)在圓(x-a)2+(y+a)2=4的內(nèi)部,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A.(-1,1) B.(0,1)C.(-∞,-1)∪(1,+∞) D.a(chǎn)=±1A[因?yàn)辄c(diǎn)(1,1)在圓的內(nèi)部,所以(1-a)2+(1+a)2<4,所以-1<a<1.]13.(多選題)一束光線從點(diǎn)A(-1,1)出發(fā)經(jīng)x軸反射到圓C:(x-2)2+(y-3)2=1上的最短路程時(shí)()A.點(diǎn)A(-1,1)關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)A′的坐標(biāo)為(-1,-1)B.反射光線所在的直線方程是4x-3y+1=0C.光線的最短路程為4D.當(dāng)光線的路程最短時(shí),反射點(diǎn)的坐標(biāo)為(-eq\f(1,4),0)ABCD[圓C的圓心C的坐標(biāo)為(2,3),半徑r=1.點(diǎn)A(-1,1)關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)A′的坐標(biāo)為(-1,-1).因?yàn)楫?dāng)反射光線是A′C時(shí),光線的路程最短,所以最短距離為|A′C|-r,即eq\r([2--1]2+[3--1]2)-1=4,此時(shí),反射光線為直線A′C,其方程是4x-3y+1=0,反射點(diǎn)為直線A′C與x軸的交點(diǎn),其坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4),0)).]14.(一題兩空)已知實(shí)數(shù)x,y滿足方程x2+y2-4x+1=0.則eq\f(y,x)的最大值是________;最小值________.eq\r(3)-eq\r(3)[原方程可化為(x-2)2+y2=3,表示以(2,0)為圓心,eq\r(3)為半徑的圓.eq\f(y,x)的幾何意義是圓上一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率,所以設(shè)eq\f(y,x)=k,即y=kx.當(dāng)直線y=kx與圓相切時(shí),斜率k取最大值或最小值,此時(shí)eq\f(|2k-0|,\r(k2+1))=eq\r(3),解得k=±eq\r(3).所以eq\f(y,x)的最大值為eq\r(3),最小值為-eq\r(3).]15.直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在圓(x-2)2+y2=2上,則△ABP面積的取值范圍是()A.[2,6] B.[4,8]C.[eq\r(2),3eq\r(2)] D.[2eq\r(2),3eq\r(2)]A[設(shè)圓(x-2)2+y2=2的圓心為C,半徑為r,點(diǎn)P到直線x+y+2=0的距離為d,則圓心C(2,0),r=eq\r(2),所以圓心C到直線x+y+2=0的距離為2eq\r(2),可得dmax=2eq\r(2)+r=3eq\r(2),dmin=2eq\r(2)-r=eq\r(2).由已知條件可得|AB|=2eq\r(2),所以△ABP面積的最大值為eq\f(1,2)|AB|·dmax=6,△ABP面積的最小值為eq\f(1,2)|AB|·dmin=2.綜上,△ABP面積的取值范圍是[2,6].故選A.]8、圓的一般方程一、選擇題1.方程2x2+2y2-4x+8y+10=0表示的圖形是()A.一個(gè)點(diǎn) B.一個(gè)圓C.一條直線 D.不存在A[方程2x2+2y2-4x+8y+10=0,可化為x2+y2-2x+4y+5=0,即(x-1)2+(y+2)2=0,∴方程2x2+2y2-4x+8y+10=0表示點(diǎn)(1,-2).]2.已知圓C:x2+y2+mx-4=0上存在兩點(diǎn)關(guān)于直線x-y+3=0對稱,則實(shí)數(shù)m的值為()A.8B.-4C.6D.無法確定C[圓上存在關(guān)于直線x-y+3=0對稱的兩點(diǎn),則直線x-y+3=0過圓心eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(m,2),0)),即-eq\f(m,2)+3=0,∴m=6.]3.若圓x2+y2-2x-4y=0的圓心到直線x-y+a=0的距離為eq\f(\r(2),2),則a的值為()A.-2或2B.eq\f(1,2)或eq\f(3,2)C.2或0D.-2或0C[配方得(x-1)2+(y-2)2=5,圓心為(1,2),圓心到直線的距離d=eq\f(|1-2+a|,\r(2))=eq\f(\r(2),2),所以a=2或0,故選C.]4.若圓C:x2+y2-2(m-1)x+2(m-1)y+2m2-6m+4=0過坐標(biāo)原點(diǎn),則實(shí)數(shù)m的值為()A.2或1B.-2或-1C.2D.1C[∵x2+y2-2(m-1)x+2(m-1)y+2m2-6m+4=0表示圓,∴[-2(m-1)]2+[2(m-1)]2-4(2m2-6m+4)>0,∴m>1.又圓C過原點(diǎn),∴2m2-6m+4=0,∴m=2或m=1(舍去),∴m=2.]5.圓x2+y2+2x+4y-3=0上到直線x+y+1=0的距離為eq\r(2)的點(diǎn)共有()A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)C[∵圓心(-1,-2),r=eq\f(1,2)eq\r(4+16+12)=2eq\r(2),∴圓心到直線x+y+1=0的距離d=eq\f(2,\r(2))=eq\r(2).∴共有3個(gè)點(diǎn).]二、填空題6.在平面直角坐標(biāo)系中,經(jīng)過三點(diǎn)(0,0),(1,1),(2,0)的圓的方程為________.(x-1)2+y2=1[以(0,0),(1,1),(2,0)為頂點(diǎn)的三角形為等腰直角三角形,其外接圓的圓心為(1,0),半徑為1,所以所求圓的方程為(x-1)2+y2=1.]7.若l是經(jīng)過點(diǎn)P(-1,0)和圓x2+y2+4x-2y+3=0的圓心的直線,則l在y軸上的截距是________.-1[圓心C(-2,1),則直線l的斜率k=eq\f(1-0,-2+1)=-1,所以直線l的方程是y-0=-(x+1),即y=-x-1,所以l在y軸上的截距是-1.]8.過圓x2+y2-6x+4y-3=0的圓心,且平行于直線x+2y+11=0的直線的方程是________.x+2y+1=0[由題意知圓心為(3,-2),設(shè)所求直線的方程為x+2y+m=0(m≠11),將圓心(3,-2)代入,得3-4+m=0,∴m=1,故所求直線的方程為x+2y+1=0.]三、解答題9.求經(jīng)過點(diǎn)A(6,5),B(0,1),且圓心在直線3x+10y+9=0上的圓的方程.[解]設(shè)圓的方程是x2+y2+Dx+Ey+F=0,則其圓心坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2),-\f(E,2))),依題意有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(62+52+6D+5E+F=0,,02+12+0×D+1×E+F=0,,3·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(D,2)))+10·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(E,2)))+9=0,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(6D+5E+F=-61,,E+F=-1,,3D+10E=18,))解得eq\b\lc\(\rc\(\a\vs4\al\co1(D=-14,,E=6,,F=-7.))因此圓的方程是x2+y2-14x+6y-7=0.10.若方程x2+y2+2mx-2y+m2+5m=0表示圓,求:(1)實(shí)數(shù)m的取值范圍;(2)圓心坐標(biāo)和半徑.[解](1)據(jù)題意知,D2+E2-4F=(2m)2+(-2)2-4(m2+5m)>0,即4m2+4-4m2-20m>0,解得m<eq\f(1,5),故m的取值范圍為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-∞,\f(1,5))).(2)將方程x2+y2+2mx-2y+m2+5m=0寫成標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+m)2+(y-1)2=1-5m,故圓心坐標(biāo)為(-m,1),半徑r=eq\r(1-5m).11.已知圓C:(x-a)2+(y-b)2=1過點(diǎn)A(1,0),則圓C的圓心的軌跡是()A.點(diǎn)B.直線C.線段D.圓D[∵圓C:(x-a)2+(y-b)2=1過點(diǎn)A(1,0),∴(1-a)2+(0-b)2=1,即(a-1)2+b2=1,∴圓C的圓心的軌跡是以(1,0)為圓心,1為半徑長的圓.]12.已知?jiǎng)狱c(diǎn)M到點(diǎn)(8,0)的距離等于點(diǎn)M到點(diǎn)(2,0)的距離的2倍,那么點(diǎn)M的軌跡方程是()A.x2+y2=32 B.x2+y2=16C.(x-1)2+y2=16 D.x2+(y-1)2=16B[設(shè)M(x,y),則M滿足eq\r(x-82+y2)=2eq\r(x-22+y2),整理得x2+y2=16.]13.(多選題)已知圓x2+y2+2x-4y+1=0關(guān)于直線2ax-by+2=0(a,b∈R)對稱,則下列結(jié)論正確的是()A.圓x2+y2+2x-4y+1=0的圓心是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,2))B.圓x2+y2+2x-4y+1=0的半徑是2C.a(chǎn)+b=1D.a(chǎn)b的取值范圍是eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(1,4)))ABCD[原方程可化為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+1))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y-2))2=4,故其圓心是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,2)),半徑是2.由已知得,該圓的圓心在直線2ax-by+2=0上,所以a+b=1,ab=a(1-a)=-a2+a=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a-\f(1,2)))eq\s\up12(2)+eq\f(1,4)≤eq\f(1,4),所以ab的取值范圍是eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(1,4))),故選ABCD.]14.(一題兩空)如果圓的方程為x2+y2+kx+2y+k2=0,那么當(dāng)圓面積最大時(shí),該圓的方程為________,最大面積為________.x2+(y+1)2=1π[將圓的方程配方,得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(k,2)))eq\s\up12(2)+(y+1)2=-eq\f(3,4)k2+1,∵r2=1-eq\f(3,4)k2≤1,∴rmax=1,此時(shí)k=0.故圓的方程為x2+(y+1)2=1,最大面積為π×12=π.]15.已知線段AB的端點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,6),端點(diǎn)A在圓C:x2+y2+4x=0上運(yùn)動(dòng),求線段AB的中點(diǎn)P的軌跡方程,并說明它的軌跡是什么.[解]設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x0,y0),由于點(diǎn)B的坐標(biāo)為(8,6),且P為線段AB的中點(diǎn),∴x=eq\f(x0+8,2),y=eq\f(y0+6,2),于是有x0=2x-8,y0=2y-6.∵點(diǎn)A在圓C上運(yùn)動(dòng),∴點(diǎn)A的坐標(biāo)滿足方程x2+y2+4x=0,即xeq\o\al(2,0)+yeq\o\al(2,0)+4x0=0,∴(2x-8)2+(2y-6)2+4(2x-8)=0,化簡整理,得x2+y2-6x-6y+17=0,即(x-3)2+(y-3)2=1,∴點(diǎn)P的軌跡是以(3,3)為圓心,1為半徑長的圓.9、直線與圓的位置關(guān)系一、選擇題1.已知圓x2+y2+2x-2y+a=0截直線x+y+2=0所得的弦的長度為4,則實(shí)數(shù)a的值是()A.-2B.-4C.-6D.-8B[將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程為(x+1)2+(y-1)2=2-a,所以圓心為(-1,1),半徑r=eq\r(2-a),圓心到直線x+y+2=0的距離d=eq\f(|-1+1+2|,
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