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文档简介
1、第三章 直线与方程3.1直线的倾斜角和斜率3.1倾斜角和斜率1、直线的倾斜角的概念:当直线l与x轴相交时, 取x轴作为基准, x轴正向与直线l向上方向之间所成的角叫做直线l的倾斜角.特别地,当直线l与x轴平行或重合时, 规定= 0.2、 倾斜角的取值范围:0180. 当直线l与x轴垂直时, = 90.3、直线的斜率:一条直线的倾斜角(90)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,也就是 k = tan当直线l与x轴平行或重合时, =0, k = tan0=0;当直线l与x轴垂直时, = 90, k 不存在.由此可知, 一条直线l的倾斜角一定存在,但是斜率k不一定存在.4、 直线的斜
2、率公式:给定两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1x2,用两点的坐标来表示直线P1P2的斜率: 斜率公式: k=y2-y1/x2-x1 3.1.2两条直线的平行与垂直1、两条直线都有斜率而且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即(充要条件)注意: 上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立即如果k1=k2, 那么一定有l1l22、两条直线都有斜率,如果它们互相垂直,那么它们的斜率互为负倒数;反之,如果它们的斜率互为负倒数,那么它们互相垂直,即(充要条件)3.2.1 直线的点斜式方程1、 直线的点斜式
3、方程:直线经过点,且斜率为 2、直线的斜截式方程:已知直线的斜率为,且与轴的交点为 3.2.2 直线的两点式方程1、直线的两点式方程:已知两点其中 y-y1/y-y2=x-x1/x-x22、直线的截距式方程:已知直线与轴的交点为A,与轴的交点为B,其中3.2.3 直线的一般式方程1、直线的一般式方程:关于的二元一次方程(A,B不同时为0)2、各种直线方程之间的互化。3.3直线的交点坐标与距离公式3.3.1两直线的交点坐标1、给出例题:两直线交点坐标L1 :3x+4y-2=0 L2:2x+y +2=0 解:解方程组 得 x=-2,y=2所以L1与L2的交点坐标为M(-2,2)两点间距离两点间的距
4、离公式点到直线的距离公式1点到直线距离公式:点到直线的距离为:2、两平行线间的距离公式:已知两条平行线直线和的一般式方程为:,则与的距离为基础练习一 选择题1经过点(3,2),倾斜角为60的直线方程是()Ay2eq r(3)(x3) By2eq f(r(3),3)(x3)Cy2eq r(3)(x3) Dy2eq f(r(3),3)(x3)答案:C2如下图所示,方程yaxeq f(1,a)表示的直线可能是()答案:B3已知直线l1:ykxb,l2:ybxk,则它们的图象可能为()答案:C4经过原点,且倾斜角是直线yeq f(r(2),2)x1倾斜角2倍的直线是()Ax0 By0Cyeq r(2)
5、x Dy2eq r(2)x答案:D5欲使直线(m2)xy30与直线(3m2)xy10平行,则实数m的值是()A1 B2C3 D不存在解析:把直线化为斜截式,得出斜率,通过直线平行的条件计算答案:B6直线yk(x2)3必过定点,该定点为()A(3,2) B(2,3)C(2,3) D (2,3)解析:直线方程改写为y3k(x2),则过定点(2,3)答案:B7若直线(m2)x(m22m3)y2m在x轴上的截距是3,则m的值是()A.eq f(2,5) B6 C eq f(2,5) D6解析:令y0,得(m2)x2m,将x3代入得m6,故选D.答案:D8过P1(2,0),P2(0,3)两点的直线方程是
6、()A.eq f(x,3)eq f(y,2)1 B.eq f(x,2)eq f(y,3)1C.eq f(x,3)eq f(y,2)1 D.eq f(x,2)eq f(y,3)1答案:B9直线eq f(x,a2)eq f(y,b2)1在y轴上的截距为()A|b| Bb Cb2 Db2答案:D10下列四个命题中是真命题的是()A经过定点P0(x0,y0)的直线都可以用方程yy0k(xx0)表示B经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用方程(yy1)(x2x1)(xx1)(y2y1)表示C不经过原点的直线都可以用方程eq f(x,a)eq f(y,b)1表示D经过定点
7、A(0,b)的直线都可以用方程ykxb表示答案:B11直线axby1(a, b0)与两坐标轴围成的三角形的面积是()A.eq f(1,2)ab B. eq f(1,2)|ab| C.eq f(1,2ab) D.eq f(1,2|ab|)解析:直线axby1可化为eq f(x,f(1,a)eq f(y,f(1,b)1,故其围成的三角形的面积为Seq f(1,2) eq f(1,|a|) eq f(1,|b|)eq f(1,2|ab|).答案:D12过点(1,3)且垂直于直线x2y30的直线方程为()A2xy10 B2xy50Cx2y50 Dx2y70答案:A13直线l1:xay60与l2:(a2
8、)x3y2a0平行,则a的值等于()A1或3 B1或3 C3 D1解析:由题意,两直线斜率存在,由l1l2知eq f(1,a2)eq f(a,3)eq f(6,2a),a1答案:D14直线3x2y40的截距式方程是()A.eq f(3x,4)eq f(y,4)1 B.eq f(x,f(1,3)eq f(y,f(1,2)4C.eq f(3x,4)eq f(y,2)1 D.eq f(x,f(4,3)eq f(y,2)1答案:D15已知点A(1,2),B(3,1),则线段AB的垂直平分线的方程是()A4x2y5 B4x2y5Cx2y5 Dx2y5解析:kABeq f(12,31)eq f(1,2),
9、由kkAB1得k2.由中点坐标公式得xeq f(13,2)2,yeq f(21,2)eq f(3,2),中点坐标为eq blc(rc)(avs4alco1(2,f(3,2).由点斜式方程得yeq f(3,2)2(x2),即4x2y5.答案:B16直线(a2)x(1a)y30与(a1)x(2a3)y20互相垂直,则a()A1 B1 C1 Deq f(3,2)解析:由(a2)(a1)(1a)(2a3)0化简得1a20,a1.答案:C17直线l的方程为AxByC0,若直线l过原点和二、四象限,则()AC0,B0 BA0,B0,C0CAB0,C0答案:D18直线的截距式方程eq f(x,a)eq f(
10、y,b)1化为斜截式方程为y2xb,化为一般式方程为bxay80.求a,b的值( )解析:由eq f(x,a)eq f(y,b)1,化得yeq f(b,a)xb2xb,又可化得:bxayabbxay80,则eq f(b,a)2,且ab8.解得a2,b4或a2,b4.19直线x2y20与直线2xy30的交点坐标为()A(4,1) B(1,4)C.eq blc(rc)(avs4alco1(f(4,3),f(1,3) D.eq blc(rc)(avs4alco1(f(1,3),f(4,3)答案:C20已知两直线a1xb1y10和a2xb2y10的交点是P(2,3),则过两点Q1(a1,b1),Q2(
11、a2,b2)的直线方程是()A3x2y0 B2x3y50C2x3y10 D3x2y10答案:C21两直线3axy20和(2a1)x5ay10分别过定点A,B,则|AB|等于()A.eq f(r(89),5) B.eq f(17,5) C.eq f(13,5) D.eq f(11,5)解析:易知A(0,2),Beq blc(rc)(avs4alco1(1,f(2,5),|AB|eq f(13,5).答案:C22设点A在x轴上,点B在y轴上,AB的中点是P(2,1),则|AB|等于()A5 B4eq r(2) C2eq r(5) D2eq r(10)解析:设A(x,0),B(0,y),由中点公式得
12、x4,y2,则由两点间的距离公式得|AB|eq r(042202)eq r(20)2eq r(5).答案:C23已知M(1,0),N(1,0),点P在直线2xy10上移动,则|PM|2|PN|2的最小值为_答案:2.424已知点(3,m)到直线xeq r(3)y40的距离等于1,则m等于()A.eq r(3) Beq r(3) Ceq f(r(3),3) D.eq r(3)或eq f(r(3),3)解析:eq f(|3r(3)m4|,2)1,解得meq r(3)或eq f(r(3),3).答案:D25两平行线ykxb1与ykxb2之间的距离是()Ab1b2 B.eq f(|b1b2|,r(1k
13、2)C|b1b2| Db2b1解析:两直线方程可化为kxyb10,kxyb20.deq f(|b1b2|,r(1k2).答案:B26过点(1,2)且与原点距离最大的直线方程是()Ax2y50 B2xy40Cx3y70 D3xy50解析:所求为过A(1,2),且垂直OA的直线,keq f(1,2),y2eq f(1,2)(x1),即x2y50.答案:A27点P(mn,m)到直线eq f(x,m)eq f(y,n)1的距离等于()A.eq r(m2n2) B.eq r(m2n2)C.eq r(n2m2) D.eq r(m2n2)解析:直线方程可化为nxmymn0,故deq f(|mnnm2mn|,
14、r(m2n2)eq f(|mnn2m2mn|,r(m2n2)eq r(m2n2).答案:A28已知直线3x2y30和6xmy10互相平行,则它们之间的距离是()A4 B.eq f(2r(13),13) C.eq f(5,26)eq r(13) D.eq f(7,26)eq r(13)解析:由题意m4,则deq f(|61|,r(3616)eq f(7,r(52)eq f(7,2r(13)eq f(7r(13),26).答案:D29垂直于直线xeq r(3)y10且到原点的距离等于5的直线方程是_解析:由题意,可设所求直线方程为eq r(3)xyc0,则eq f(|c|,2)5.|c|10,即c
15、10.答案:eq r(3)xy100或eq r(3)xy10030点P(x,y)在直线xy40上,则x2y2的最小值是()A8 B2eq r(2) C.eq r(2) D16答案:A31到直线3x4y10的距离为2的直线方程为()A3x4y110B3x4x90C3x4y110或3x4y90D3x4y110或3x4y90答案:C强化练习一 选择题1直线y2x3的斜率和在y轴上的截距分别是()A2,3 B3,2C2,2 D3,3答案A2过点(1,3)且斜率不存在的直线方程为()Ax1 Bx3Cy1 Dy3答案A3方程yy0k(xx0)()A可以表示任何直线B不能表示过原点的直线C不能表示与y轴垂直
16、的直线D不能表示与x轴垂直的直线答案D解析直线的点斜式方程不能表示没有斜率的直线,即不能表示与x轴垂直的直线4已知两条直线yax2和y(2a)x1互相平行,则a等于()A2 B1C0 D1答案B解析根据两条直线的方程可以看出它们的斜率分别是k1a,k22a.两直线平行,则有k1k2.所以a2a,解得a1.5方程yaxeq f(1,a)表示的直线可能是()答案B解析直线yaxeq f(1,a)的斜率是a,在y轴上的截距是eq f(1,a).当a0时,斜率a0,在y轴上的截距是eq f(1,a)0,则直线yaxeq f(1,a)过第一、二、三象限,四个选项都不符合;当a0时,斜率a0,在y轴上的截
17、距是eq f(1,a)0,b0 Ba0,b0Ca0 Da0,b0,b0,b0,判知l2的图像符合,在C选项中,由l1知a0,b0,排除C;在D选项中,由l1知a0,b0,排除D.所以应选B.24直线l的方程为AxByC0,若l过原点和二、四象限,则()A.eq blcrc (avs4alco1(C0,B0) B.eq blcrc (avs4alco1(C0,B0,A0)C.eq blcrc (avs4alco1(C0,AB0) D.eq blcrc (avs4alco1(C0,AB0)答案D解析l过原点,C0,又l过二、四象限,l的斜率eq f(A,B)0.25直线eq r(3)xy0与xy0
18、的位置关系是()A相交 B平行C重合 D垂直答案A解析A1B2A2B1eq r(3)11(1)eq r(3)10,又A1A2B1B2eq r(3)1(1)1eq r(3)10,则这两条直线相交,但不垂直26直线2x3y80和直线xy10的交点坐标是()A(2,1) B(1,2)C(1,2) D(2,1)答案B解析解方程组eq blcrc (avs4alco1(2x3y80,,xy10,)得eq blcrc (avs4alco1(x1,,y2,)即交点坐标是(1,2)27直线ax3y50经过点(2,1),则a的值等于()A2 B1C0 D1答案B解析由题意得2a350,解得a1.28若三条直线2
19、x3y80,xy1,和xky0相交于一点,则k的值等于()A2 Beq f(1,2)C2 D.eq f(1,2)答案B解析由eq blcrc (avs4alco1(xy1,2x3y80)得交点(1,2),代入xky0得keq f(1,2),故选B.29直线kxy13k,当k变动时,所有直线都通过定点()A(0,0) B(0,1)C(3,1) D(2,1)答案C解析方程可化为y1k(x3),即直线都通过定点(3,1)30已知点M(0,1),点N在直线xy10上,若直线MN垂直于直线x2y30,则N点的坐标是()A(2,3) B(2,1)C(2,3) D(2,1)答案C解析将A、B、C、D四个选项
20、代入xy10否定A、B,又MN与x2y30垂直,否定D,故选C.31过两直线3xy10与x2y70的交点,并且与第一条直线垂直的直线方程是()Ax3y70 Bx3y130C2xy70 D3xy50答案B解析由eq blcrc (avs4alco1(3xy10,,x2y70,)得交点(1,4)所求直线与3xy10垂直,所求直线斜率keq f(1,3),y4eq f(1,3)(x1),即x3y130.32已知直线mx4y20与2x5yn0互相垂直,垂足为(1,p),则mnp为()A24 B20C0 D4答案B解析两直线互相垂直,k1k21,eq f(m,4)eq f(2,5)1,m10.又垂足为(
21、1,p),代入直线10 x4y20得p2,将(1,2)代入直线2x5yn0得n12,mnp20.33已知点A(a,0),B(b,0),则A,B两点间的距离为()Aab BbaC.eq r(a2b2) D|ab|答案D解析代入两点间距离公式34一条平行于x轴的线段长是5个单位,它的一个端点是A(2,1),则它的另一个端点B的坐标是()A(3,1)或(7,1) B(2,3)或(2,7)C(3,1)或(5,1) D(2,3)或(2,5)答案A解析ABx轴,设B(a,1),又|AB|5,a3或7.35已知A(5,2a1),B(a1,a4),当|AB|取最小值时,实数a的值是()Aeq f(7,2) B
22、eq f(1,2)C.eq f(1,2) D.eq f(7,2)答案C解析|AB|eq r(a4)2(a3)2)eq r(2a22a25)eq r(2(af(1,2)2f(49,2),当aeq f(1,2)时,|AB|取最小值36设点A在x轴上,点B在y轴上,AB的中点是P(2,1),则|AB|等于()A5 B4eq r(2)C2eq r(5) D2eq r(10)答案C解析设A(x,0)、B(0,y),由中点公式得x4,y2,则由两点间的距离公式得|AB|eq r(04)2(20)2)eq r(20)2eq r(5).37ABC三个顶点的坐标分别为A(4,4)、B(2,2)、C(4,2),则
23、三角形AB边上的中线长为()A.eq r(26) B.eq r(65)C.eq r(29) D.eq r(13)答案A解析AB的中点D的坐标为D(1,1)|CD|eq r(14)2(1(2)2)eq r(26);故选A.38已知三点A(3,2),B(0,5),C(4,6),则ABC的形状是()A直角三角形 B等边三角形C等腰三角形 D等腰直角三角形答案C解析|AB|eq r(30)2(25)2)3eq r(2),|BC|eq r(04)2(56)2)eq r(17),|AC|eq r(34)2(26)2)eq r(17),|AC|BC|AB|,且|AB|2|AC|2|BC|2.ABC是等腰三角
24、形,不是直角三角形,也不是等边三角形39两直线3axy20和(2a1)x5ay10分别过定点A、B,则|AB|等于()A.eq f(r(89),5) B.eq f(17,5)C.eq f(13,5) D.eq f(11,5)答案C解析易得A(0,2),B(1,eq f(2,5)40在直线2x3y50上求点P,使P点到A(2,3)距离为eq r(13),则P点坐标是()A(5,5) B(1,1)C(5,5)或(1,1) D(5,5)或(1,1)答案C解析设点P(x,y),则yeq f(2x5,3),由|PA|eq r(13)得(x2)2(eq f(2x5,3)3)213,即(x2)29,解得x1
25、或x5,当x1时,y1,当x5时,y5,P(1,1)或(5,5)41点(0,5)到直线y2x的距离是()A.eq f(5,2) B.eq r(5)C.eq f(3,2) D.eq f(r(5),2)答案B解析由y2x得:2xy0,由点到直线的距离公式得:deq f(5,r(5)eq r(5),故选B.42已知直线3x2y30和6xmy10互相平行,则它们之间的距离是()A4 B.eq f(2r(13),13)C.eq f(5r(13),26) D.eq f(7r(13),26)答案D解析两直线平行,eq f(6,3)eq f(m,2),m4,两平行直线6x4y60和6x4y10的距离deq f
26、(|16|,r(6242)eq f(7r(13),26).43已知点A(3,4),B(6,m)到直线3x4y70的距离相等,则实数m等于()A.eq f(7,4) Beq f(29,4)C1 D.eq f(7,4)或eq f(29,4)答案D解析由题意得eq f(|9167|,5)eq f(|184m7|,5),解得meq f(7,4)或meq f(29,4).44点P为x轴上一点,点P到直线3x4y60的距离为6,则点P的坐标为()A(8,0) B(12,0)C(8,0)或(12,0) D(0,0)答案C解析设P(a,0),则eq f(|3a6|,r(3242)6,解得a8或a12,点P的坐
27、标为(8,0)或(12,0)45过点(1,2)且与原点距离最大的直线方程为()Ax2y50 B2xy40Cx3y70 D3xy50答案A解析由已知得,所求直线过(1,2)且垂直于(0,0)与(1,2)两点的连线,所求直线的斜率keq f(1,2),y2eq f(1,2)(x1),即x2y50.46已知直线l过点(3,4)且与点A(2,2),B(4,2)等距离,则直线l的方程为()A2x3y180B2xy20C3x2y180或x2y20D2x3y180或2xy20答案D解析设所求直线方程为y4k(x3),即kxy43k0.由已知有eq f(|2k243k|,r(k21)eq f(|4k243k|
28、,r(k21),所以k2或keq f(2,3),所以直线方程为2xy20或2x3y180.47P,Q分别为3x4y120与6x8y60上任一点,则|PQ|的最小值为()A.eq f(9,5) B.eq f(18,5)C3 D6答案C解析|PQ|的最小值是这两条平行线间的距离在直线3x4y120上取点(4,0),然后利用点到直线的距离公式得|PQ|的最小值为3.48点P(x,y)在直线xy40上,则x2y2的最小值是()A8 B2eq r(2)C.eq r(2) D16答案A解析x2y2表示直线上的点P(x,y)到原点距离的平方,原点到直线xy40的距离为eq f(|4|,r(2)2eq r(2
29、),x2y2最小值为8.故选A.二 填空题1过点(1,3),且斜率为2的直线的斜截式方程为_答案y2x1解析点斜式为y32(x1),化为斜截式为y2x1.2已知直线l1过点P(2,1)且与直线l2:yx1垂直,则l1的点斜式方程为_答案y1(x2)解析设l1的斜率为k1,l2的斜率为k2,l1l2,k1k21.又k21,k11.l1的点斜式方程为y1(x2)3已知点(1,4)和(1,0)是直线ykxb上的两点,则k_,b_.答案22解析由题意,得eq blcrc (avs4alco1(4kb,,0kb,)解得k2,b2.4ABC的顶点A(5,1),B(1,1),C(2,m),若ABC为直角三角
30、形,则直线BC的方程为_答案8xy90或2xy10或yx或3xy40解析若A为直角,则ACAB,kACkAB1,即eq f(m1,25)eq f(11,15)1,得m7;此时BC:8xy90.若B为直角,则ABBC,kABkBC1,即eq f(1,2)eq f(m1,21)1,得m3;此时直线BC方程为2xy10.若C为直角,则ACBC,kACkBC1,即eq f(m1,3)eq f(m1,21)1,得m2.此时直线BC方程为yx或3xy40.5直线eq f(x,4)eq f(y,5)1在两坐标轴上的截距之和为_答案1解析直线eq f(x,4)eq f(y,5)1在x轴上截距为4,在y轴上截距
31、为5,因此在两坐标轴上截距之和为1.6过点(0,1)和(2,4)的直线的两点式方程是_答案eq f(y1,41)eq f(x0,20)(或eq f(y4,14)eq f(x2,02)7过点(0,3),且在两坐标轴上截距之和等于5的直线方程是_答案3x2y60解析设直线方程为eq f(x,a)eq f(y,b)1,则eq blcrc (avs4alco1(b3,,ab5,)解得a2,b3,则直线方程为eq f(x,2)eq f(y,3)1,即3x2y60.8直线l过点P(1,2),分别与x,y轴交于A,B两点,若P为线段AB的中点,则直线l的方程为_答案2xy40解析设A(x,0),B(0,y)
32、由P(1,2)为AB的中点,eq blcrc (avs4alco1(f(x0,2)1,,f(0y,2)2,)eq blcrc (avs4alco1(x2,,y4)由截距式得l的方程为eq f(x,2)eq f(y,4)1,即2xy40.9经过点A(4,7),且倾斜角为45的直线的一般式方程为_答案xy110解析直线的斜率ktan451,则直线的方程可写为y7x4,即xy110.10如下图所示,直线l的一般式方程为_答案2xy20解析由图知,直线l在x轴,y轴上的截距分别为1,2,则直线l的截距式方程为eq f(x,1)eq f(y,2)1,即2xy20.11若直线(a2)x(a22a3)y2a
33、0在x轴上的截距为3,则实数a的值为_答案6解析把x3,y0代入方程(a2)x(a22a3)y2a0中得3(a2)2a0,a6.12已知直线的斜率为eq f(1,6),且和坐标轴围成面积为3的三角形,该直线的方程为_答案x6y60或x6y60解析设直线的方程为eq f(x,a)eq f(y,b)1,直线的斜率keq f(1,6),eq f(b,a)eq f(1,6),又eq f(1,2)|ab|3,eq blcrc (avs4alco1(a6,,b1)或eq blcrc (avs4alco1(a6,,b1.)所求直线方程为:x6y60或x6y60.13过原点和直线l1:x3y40与l2:2xy
34、50的交点的直线的方程为_答案3x19y0解析由eq blcrc (avs4alco1(x3y40,,2xy50,)得交点坐标(eq f(19,7),eq f(3,7),所求方程为yeq f(3,19)x,即3x19y0.14在ABC中,高线AD与BE的方程分别是x5y30和xy10,AB边所在直线的方程是x3y10,则ABC的顶点坐标分别是A_;B_;C_.答案(2,1)(1,0)(2,5)解析高线AD与边AB的交点即为顶点A,高线BE与边AB的交点即为顶点B,顶点C通过垂直关系进行求解15两条直线xmy120,2x3ym0的交点在y轴上,则m的值是_答案6解析设交点坐标为(0,b),则有e
35、q blcrc (avs4alco1(mb120,,3bm0,)解得m6.16已知直线l1:a1xb1y1和直线l2:a2xb2y1相交于点P(2,3),则经过点P1(a1,b1)和P2(a2,b2)的直线方程是_答案2x3y1解析由题意得P(2,3)在直线l1和l2上,所以有eq blcrc (avs4alco1(2a13b11,,2a23b21,)则点P1(a1,b1)和P2(a2,b2)的坐标是方程2x3y1的解,所以经过点P1(a1,b1)和P2(a2,b2)的直线方程是2x3y1.17已知点M(m,1),N(5,m),且|MN|2eq r(5),则实数m_.答案1或3解析由题意得eq
36、 r(m5)2(1m)2)2eq r(5),解得m1或m3.18已知A(1,1),B(a,3),C(4,5),且|AB|BC|,则a_.答案eq f(1,2)解析eq r(a1)2(31)2)eq r(4a)2(53)2),解得aeq f(1,2).19已知点A(4,12),在x轴上的点P与点A的距离等于13,则点P的坐标为_答案(9,0)或(1,0)解析设P(a,0),则eq r(a4)2122)13,解得a9或a1,点P的坐标为(9,0)或(1,0)20已知ABC的顶点坐标为A(7,8)、B(10,4)、C(2,4),则BC边上的中线AM的长为_答案eq r(65)21已知点A(0,4),
37、B(2,5),C(2,1),则BC边上的高等于_答案eq f(r(2),2)解析直线BC:xy30,则点A到直线BC的距离deq f(|043|,r(2)eq f(r(2),2),即BC边上的高等于eq f(r(2),2).22过点A(3,1)的所有直线中,与原点距离最远的直线方程是_答案3xy100解析当原点与点A的连线与过点A的直线垂直时,距离最大kOAeq f(1,3),所求直线的方程为y13(x3),即3xy100.23直线l1:2x4y10与直线l2:2x4y30平行,点P是平面直角坐标系内任一点,P到直线l1和l2的距离分别为d1,d2,则d1d2的最小值是_答案eq f(r(5)
38、,5)解析l1与l2的距离deq f(|31|,r(416)eq f(r(5),5),则d1d2deq f(r(5),5),即d1d2的最小值是eq f(r(5),5).24两条平行线分别经过点(1,0)和(0,5),且两条直线的距离为5,它们的方程是_答案y5和y0或者5x12y600和5x12y50.解析设l1:ykx5,l2:xmy1,在l1上取点A(0,5)由题意A到l2距离为5,eq f(|05m1|,r(1m2)5,解得meq f(12,5),l2:5x12y50.在l2上取点B(1,0)则B到l1的距离为5,eq f(|k05|,r(1k2)5,k0或keq f(5,12),l1
39、:y5或5x12y600,结合l2斜率不存在的情况知两直线方程分别为:l1:y5,l2:y0;或l1:5x12y600,l2:5x12y50.三 解答题1已知直线l1的方程为y2x3,l2的方程为y4x2,直线l与l1平行且与l2在y轴上的截距相同,求直线l的方程解析由斜截式方程知直线l1的斜率k12.又ll1,l的斜率kk12.由题意知l2在y轴上的截距为2,l在y轴上的截距b2,由斜截式可得直线l的方程为y2x2.2已知ABC的三个顶点分别是A(5,0),B(3,3),C(0,2),试求BC边上的高所在直线的点斜式方程分析BC边上的高与边BC垂直,由此求得BC边上的高所在直线的斜率,从而由
40、点斜式得直线方程解析设BC边上的高为AD,则BCAD,kBCkAD1.eq f(23,03)kAD1,解得kADeq f(3,5).BC边上的高所在直线的点斜式方程是y0eq f(3,5)(x5)即yeq f(3,5)x3.3已知直线yeq f(r(3),3)x5的倾斜角是直线l的倾斜角的大小的5倍,分别求满足下列条件的直线l的方程(1)过点P(3,4);(2)在x轴上截距为2;(3)在y轴上截距为3.解析直线yeq f(r(3),3)x5的斜率ktaneq f(r(3),3),150,故所求直线l的倾斜角为30,斜率keq f(r(3),3).(1)过点P(3,4),由点斜式方程得:y4eq
41、 f(r(3),3)(x3),yeq f(r(3),3)xeq r(3)4.(2)在x轴截距为2,即直线l过点(2,0),由点斜式方程得:y0eq f(r(3),3)(x2),yeq f(r(3),3)xeq f(2r(3),3).(3)在y轴上截距为3,由斜截式方程得yeq f(r(3),3)x3.4求与两坐标轴围成面积是12,且斜率为eq f(3,2)的直线方程解析设直线方程为yeq f(3,2)xb,令y0得xeq f(2,3)b,由题意知eq f(1,2)|b|eq f(2,3)b|12,b236,b6,所求直线方程为yeq f(3,2)x6.5求过点P(6,2),且在x轴上的截距比在
42、y轴上的截距大1的直线方程解析设直线方程的截距式为eq f(x,a1)eq f(y,a)1.则eq f(6,a1)eq f(2,a)1,解得a2或a1,则直线方程是eq f(x,21)eq f(y,2)1或eq f(x,11)eq f(y,1)1,即2x3y60或x2y20.6已知三角形的顶点是A(8,5)、B(4,2)、C(6,3),求经过每两边中点的三条直线的方程解析设AB、BC、CA的中点分别为D、E、F,根据中点坐标公式得D(6,eq f(3,2)、E(1,eq f(1,2)、F(1,4)由两点式得DE的直线方程为eq f(yf(3,2),f(1,2)f(3,2)eq f(x6,16)
43、.整理得2x14y90,这就是直线DE的方程由两点式得eq f(yf(1,2),4f(1,2)eq f(x(1),1(1),整理得7x4y90,这就是直线EF的方程由两点式得eq f(yf(3,2),4f(3,2)eq f(x6,16)整理得x2y90这就是直线DF的方程7ABC的三个顶点分别为A(0,4),B(2,6),C(8,0)(1)分别求边AC和AB所在直线的方程;(2)求AC边上的中线BD所在直线的方程;(3)求AC边的中垂线所在直线的方程;(4)求AC边上的高所在直线的方程;(5)求经过两边AB和AC的中点的直线方程解析(1)由A(0,4),C(8,0)可得直线AC的截距式方程为e
44、q f(x,8)eq f(y,4)1,即x2y80.由A(0,4),B(2,6)可得直线AB的两点式方程为eq f(y4,64)eq f(x0,20),即xy40.(2)设AC边的中点为D(x,y),由中点坐标公式可得x4,y2,所以直线BD的两点式方程为eq f(y6,26)eq f(x2,42),即2xy100.(3)由直线AC的斜率为kACeq f(40,08)eq f(1,2),故AC边的中垂线的斜率为k2.又AC的中点D(4,2),所以AC边的中垂线方程为y22(x4),即2xy60.(4)AC边上的高线的斜率为2,且过点B(2,6),所以其点斜式方程为y62(x2),即2xy20.
45、(5)AB的中点M(1,5),AC的中点D(4,2),直线DM方程为eq f(y2,52)eq f(x(4),1(4),即xy60.8求分别满足下列条件的直线l的方程:(1)斜率是eq f(3,4),且与两坐标轴围成的三角形的面积是6;(2)经过两点A(1,0),B(m,1);(3)经过点(4,3),且在两坐标轴上的截距的绝对值相等分析欲求直线的方程,关键是根据已知条件选择一种最合适的形式解析(1)设直线l的方程为yeq f(3,4)xb.令y0,得xeq f(4,3)b,eq f(1,2)|b(eq f(4,3)b)|6,b3.直线l的方程为yeq f(4,3)x3(2)当m1时,直线l的方
46、程是eq f(y0,10)eq f(x1,m1),即yeq f(1,m1)(x1)当m1时,直线l的方程是x1.(3)设l在x轴、y轴上的截距分别为a、b.当a0,b0时,l的方程为eq f(x,a)eq f(y,b)1;直线过P(4,3),eq f(4,a)eq f(3,b)1.又|a|b|,eq blcrc (avs4alco1(f(4,a)f(3,b)1,,ab.)解得eq blcrc (avs4alco1(a1,,b1)或eq blcrc (avs4alco1(a7,,b7.)当ab0时,直线过原点且过(4,3),l的方程为yeq f(3,4)x.综上所述,直线l的方程为xy1或eq
47、f(x,7)eq f(y,7)1或yeq f(3,4)x.点评明确直线方程的几种特殊形式的应用条件,如(2)中m的分类,再如(3)中,直线在两坐标轴上的截距相等包括截距都为零的情况9把直线l的一般式方程2x3y60化成斜截式,求出直线l的斜率以及它在x轴与y轴上的截距,并画出图形分析求l在x轴上的截距,即求直线l与x轴交点的横坐标在l的方程中令y0,解出x值,即为x轴上的截距,令x0,解出y值,即为y轴上的截距解析由2x3y60得3y2x6,yeq f(2,3)x2,即直线l的一般式方程化成斜截式为yeq f(2,3)x2,斜率为eq f(2,3).在l的方程2x3y60中,令y0,得x3;令
48、x0,得y2.即直线l在x轴与y轴上的截距分别是3,2.则直线l与x轴,y轴交点分别为A(3,0),B(0,2),过点A,B作直线,就得直线l的图形,如右图所示点评已知一般式方程讨论直线的性质:令x0,解得y值,即为直线在y轴上的截距,令y0,解得x值,即为直线在x轴上的截距,从而确定直线与两坐标轴的交点坐标,从而画出图形当然也可将一般式方程化为截距式来解决;化为斜截式可讨论斜率与倾斜角,以及在y轴上的截距10(1)已知三直线l12x4y70,l2x2y50,l34x2y10,求证:l1l2,l1l3;(2)求过点A(2,2)且分别满足下列条件的直线方程:与直线l:3x4y200平行;与直线l
49、:3x4y200垂直解析(1)把l1、l2、l3的方程写成斜截式得l1yeq f(1,2)xeq f(7,4);l2yeq f(1,2)xeq f(5,2);l3y2xeq f(1,2),k1k2eq f(1,2),b1eq f(7,4)eq f(5,2)b2,l1l2.k32,k1k31,l1l3.(2)解法1:已知直线l:3x4y200的斜率keq f(3,4).过A(2,2)与l平行的直线方程为y2eq f(3,4)(x2)即3x4y140.过A与l垂直的直线的斜率k1eq f(1,k)eq f(4,3)方程为y2eq f(4,3)(x2)即4x3y20为所求解法2:设所求直线方程为3x
50、4yc0,由(2,2)点在直线上,3242c0,c14.所求直线为3x4y140.设所求直线方程为4x3y0,由(2,2)点在直线上,42320,2.所求直线为4x3y20.11求与直线3x4y70平行,且在两坐标轴上截距之和为1的直线l的方程解析解法1:由题意知:可设l的方程为3x4ym0,则l在x轴、y轴上的截距分别为eq f(m,3),eq f(m,4).由eq f(m,3)eq f(m,4)1知,m12.直线l的方程为:3x4y120.解法2:设直线方程为eq f(x,a)eq f(y,b)1,由题意得eq blcrc (avs4alco1(ab1,,f(b,a)f(3,4).) 解得
51、eq blcrc (avs4alco1(a4,b3).直线l的方程为:eq f(x,4)eq f(y,3)1.即3x4y120.12设直线l的方程为(m22m3)x(2m2m1)y2m6,根据下列条件分别确定实数m的值(1)l在x轴上的截距为3;(2)斜率为1.解析(1)令y0,依题意得eq blcrc (avs4alco1(m22m30,f(2m6,m22m3)3)由得m3且m1;由得3m24m150,解得m3或meq f(5,3).综上所述,meq f(5,3)(2)由题意得eq blcrc (avs4alco1(2m2m10,f(m22m3),2m2m1)1),由得m1且meq f(1,
52、2),解得m1或eq f(4,3),meq f(4,3).13判断下列各对直线的位置关系,若相交,求出交点坐标:(1)l1:2xy30,l2:x2y10;(2)l1:3x4y20,l2:6x8y30;(3)l1:xy10,l2:2x2y20.解析(1)解方程组eq blcrc (avs4alco1(2xy30,,x2y10,)得eq blcrc (avs4alco1(x1,,y1,)所以直线l1与l2相交,交点坐标为(1,1)(2)解方程组eq blcrc (avs4alco1(3x4y20,,6x8y30,)2得10,矛盾,方程组无解所以直线l1与l2无公共点,即l1l2.(3)解方程组eq
53、 blcrc (avs4alco1(xy10,,2x2y20,)2得2x2y20.因此,和可以化为同一个方程,即和表示同一条直线,所以直线l1与l2重合14已知直线xy3m0和2xy2m10的交点M在第四象限,求实数m的取值范围分析解方程组得交点坐标,再根据点M在第四象限列出不等式组,解得m的取值范围解析由eq blcrc (avs4alco1(xy3m0,,2xy2m10,)得eq blcrc (avs4alco1(xf(m1,3),,yf(8m1,3).)交点M的坐标为(eq f(m1,3),eq f(8m1,3)交点M在第四象限,eq blcrc (avs4alco1(f(m1,3)0,
54、,f(8m1,3)0,)解得1meq f(1,8).m的取值范围是(1,eq f(1,8)15直线l过定点P(0,1),且与直线l1:x3y100,l2:2xy80分别交于A、B两点若线段AB的中点为P,求直线l的方程解析解法1:设A(x0,y0),由中点公式,有B(x0,2y0),A在l1上,B在l2上,eq blcrc (avs4alco1(x03y0100,2x0(2y0)80)eq blcrc (avs4alco1(x04,y02),kAPeq f(12,04)eq f(1,4),故所求直线l的方程为:yeq f(1,4)x1,即x4y40.解法2:设所求直线l方程为:ykx1,l与l
55、1、l2分别交于M、N.解方程组eq blcrc (avs4alco1(ykx1,x3y100)N(eq f(7,3k1),eq f(10k1,3k1)解方程组eq blcrc (avs4alco1(ykx1,2xy80)M(eq f(7,k2),eq f(8k2,k2)M、N的中点为P(0,1)则有:eq f(1,2)(eq f(7,3k1)eq f(7,k2)0keq f(1,4).故所求直线l的方程为x4y40.解法3:设所求直线l与l1、l2分别交于M(x1,y1)、N(x2,y2),P(0,1)为MN的中点,则有:eq blcrc (avs4alco1(x1x20,,y1y22)eq
56、 blcrc (avs4alco1(x2x1,,y22y1.)代入l2的方程,得:2(x1)2y180即2x1y160.解方程组eq blcrc (avs4alco1(x13y1100,2x1y160)M(4,2)由两点式:所求直线l的方程为x4y40.解法4:同解法1,设A(x0,y0),eq blcrc (avs4alco1(x03y0100,2x0y060),两式相减得x04y040,(1)考察直线x4y40,一方面由(1)知A(x0,y0)在该直线上;另一方面,P(0,1)也在该直线上,从而直线x4y40过点P、A.根据两点决定一条直线知,所求直线l的方程为:x4y40.16求证:不论
57、m取什么实数,直线(2m1)x(m3)y(m11)0都经过一个定点,并求出这个定点的坐标分析题目所给的直线方程的系数中含有字母m,给定m一个实数值,就可以得到一条确定的直线,因此所给的方程是以m为参数的直线系方程,要证明这个直线系中的直线都过一定点,就是证明它是一个共点的直线系,我们可以给出m的两个特殊值,得到直线系中的两条直线,它们的交点即是直线系中任何直线都过的定点另一思路是:由于方程对任意的m都成立,那么就以m为未知数,整理为关于m的一元一次方程,再由一元一次方程有无数个解的条件求得定点的坐标解析证法一:对于方程(2m1)x(m3)y(m11)0,令m0,得x3y110;令m1,得x4y
58、100.解方程组eq blcrc (avs4alco1(x3y110,,x4y100,)得两直线的交点为(2,3)将点(2,3)代入已知直线方程左边,得(2m1)2(m3)(3)(m11)4m23m9m110.这表明不论m取什么实数,所给直线都经过定点(2,3)证法二:将已知方程以m为未知数,整理为(2xy1)m(x3y11)0.因为m可以取任意实数,所以有eq blcrc (avs4alco1(2xy10,,x3y110,)解得eq blcrc (avs4alco1(x2,,y3.)所以不论m取什么实数所给的直线都经过定点(2,3)规律总结:(1)分别令参数取两个特殊值得方程组,求出点的坐标
59、,代入原方程满足,则此点为定点(2)直线过定点,即与参数无关,则参数的同次幂的系数为0,从而求出定点17已知ABC的三个顶点坐标分别为A(3,1),B(3,3),C(1,7),(1)求BC边上的中线AM的长;(2)证明ABC为等腰直角三角形解析(1)设点M的坐标为(x,y),点M为BC边的中点,eq blcrc (avs4alco1(xf(31,2)2,,yf(37,2)2,)即M(2,2),由两点间的距离公式得:|AM|eq r(32)2(12)2)eq r(26).BC边上的中线AM长为eq r(26).(2)由两点间的距离公式得|AB|eq r(33)2(13)2)2eq r(13),|
60、BC|eq r(13)2(73)2)2eq r(26),|AC|eq r(31)2(17)2)2eq r(13),|AB|2|AC|2|BC|2,且|AB|AC|,ABC为等腰直角三角形18求证:等腰梯形的对角线相等证明已知:等腰梯形ABCD.求证:ACBD.证明:以AB所在直线为x轴,以AB的中点为坐标原点建立如图平面直角坐标系设A(a,0)、D(b,c),由等腰梯形的性质知B(a,0),C(b,c)则|AC|eq r(ba)2(c0)2)eq r(ab)2c2),|BD|eq r(ba)2(0c)2)eq r(ab)2c2),|AC|BD|.即:等腰梯形的对角线相等19已知直线l1:2xy
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