平面解析几何 经典题含答案)
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平面解析几何
一、直线的倾斜角与斜率
1、直线的倾斜角与斜率
(1)倾斜角的范围000180
(2)经过两点的直线的斜率公式是
(3)每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率
2.两条直线平行与垂直的判定
(1)两条直线平行
对于两条不重合的直线12,ll,其斜率分别为12,kk,则有1212//llkk。特别地,当直线12,ll的斜率都不存在时,12ll与的关系为平行。
(2)两条直线垂直
如果两条直线12,ll斜率存在,设为12,kk,则12121llkk
注:两条直线12,ll垂直的充要条件是斜率之积为-1,这句话不正确;由两直线的斜率之积为-1,可以得出两直线垂直,反过来,两直线垂直,斜率之积不一定为-1。如果12,ll中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,12ll与互相垂直。
二、直线的方程
1、直线方程的几种形式
名称 方程的形式 已知条件 局限性
点斜式 为直线上一定点,k为斜率 不包括垂直于x轴的直线 斜截式 k为斜率,b是直线在y轴上的截距 不包括垂直于x轴的直线
两点式
是直线上两定点 不包括垂直于x轴和y轴的直线
截距式 a是直线在x轴上的非零截距,b是直线在y轴上的非零截距 不包括垂直于x轴和y轴或过原点的直线
一般式 A,B,C为系数 无限制,可表示任何位置的直线
三、直线的交点坐标与距离公式
三、直线的交点坐标与距离公式
1.两条直线的交点
设两条直线的方程是,两条直线的交点坐标就是方程组的解,若方程组有唯一解,则这两条直线相交,此解就是交点的坐标;若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行;反之,亦成立。
2.几种距离
(1)两点间的距离平面上的两点间的距离公式
(2)点到直线的距离
点到直线的距离; (3)两条平行线间的距离
两条平行线间的距离
注:(1)求点到直线的距离时,直线方程要化为一般式;
(2)求两条平行线间的距离时,必须将两直线方程化为系数相同的一般形式后,才能套用公式计算
(二)直线的斜率及应用
利用斜率证明三点共线的方法:
已知112233(,),(,),(,),AxyBxyCxy若123ABACxxxkk或,则有A、B、C三点共线。
注:斜率变化分成两段,090是分界线,遇到斜率要谨记,存在与否需讨论。
直线的参数方程
〖例1〗已知直线的斜率k=-cos (∈R).求直线的倾斜角的取值范围。
思路解析:cos的范围斜率k的范围tan的范围倾斜角的取值范围。
〖例2〗设,,abc是互不相等的三个实数,如果333(,)(,)(,)AaaBbbCcc、、在同一直线上,求证:0abc
思路解析:若三点共线,则由任两点所确定的直线斜率相等或都不存在。
〖例3〗已知点M(2,2),N(5,-2),点P在x轴上,分别求满足下列条件的P点坐标。
(1)∠MOP=∠OPN(O是坐标原点);
(2)∠MPN是直角。
思路解析:∠MOP=∠OPNOM//PN,∠MPN是直角MPNP,故而可利用两直线平行和垂直的条件求得。
注:(1)充分掌握两直线平行的条件及垂直的条件是解决本题的关键,对于斜率都存在且不重合的两条直线1l和2l,。若有一条直线的斜率不存在,那么另一条直线的斜率是多少一定要特别注意
〖例4〗求过点P(2,-1),在x轴和y轴上的截距分别为a、b,且满足a=3b的直线方程。
思路解析:对截距是否为0分类讨论设出直线方程代入已知条件求解得直线方程。
(二)用一般式方程判定直线的位置关系
两条直线位置关系的判定
已知直线1111:0lAxByC,2222:0lAxByC,则
(1)
(2)121212//0.llAABB
(3)1l与2l重合01221BABA且01221CACA(或01221CBCB)或记为(111CCBBAA
(4) 〖例5〗已知直线1:260laxy和直线22:(1)10lxaya,(1)试判断1l与2l是否平行;(2)1l⊥2l时,求a的值。
思路解析:可直接根据方程的一般式求解,也可根据斜率求解,所求直线的斜率可能不存在,故应按2l的斜率是否存在为分类标准进行分类讨论。
〖例6〗已知点P(2,-1)。
(1)求过P点且与原点距离为2的直线l的方程;
(2)求过P点且与原点距离最大的直线l的方程,最大距离是多少?
(3)是否存在过P点且与原点距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由。
思路解析:设出直线方程由点到直线距离求参数判断何时取得最大值并求之。
(三)轴对称
①点关于直线的对称
若两点关于直线l:Ax+By+C=0对称,则线段的中点在对称轴l上,而且连接的直线垂直于对称轴l上,由方程组
可得到点1P关于l对称的点2P的坐标22,xy(其中120,Axx)
②直线关于直线的对称
此类问题一般转化为点关于直线的对称来解决,有两种情况:一是已知直线与对称轴相交;二是已知直线与对称轴平行。
〖例7〗求直线1:23lyx关于直线:1lyx对称的直线2l的方程。
思路解析:转化为点关于直线的对称问题,利用方程组求解。 练习题
1.过点(1,0)且与直线x-2y-2=0平行的直线方程是( )
(A)x-2y-1=0 (B)x-2y+1=0 (C)2x+y-2=0 (D)x+2y-1=0
2.圆22:2440Cxyxy的圆心到直线3440xy的距离d 。
3.已知圆C过点(1,0),且圆心在x轴上,直线:1lyx过圆C所截得的弦长为22,则过圆心有与直线l垂直的直线的方程为
4.倾斜角为45,在y轴上的截距为1的直线方程是( )
A.01yx B.01yx C.01yx D.01yx
5.过点2,1M的直线l与x轴、y轴的正半轴分别交于P、Q两点,且2MQMP,则直线l的方程为( )
A.x+2y-4=0 B.x-2y=0 C.x-y-1=0
D.x+y-3=0
6.已知过点(2,)Am和(,4)Bm的直线与直线012yx平行,则m的值为( )
A. 0 B. 8 C. 2 D. 10
7.已知0,0abbc,则直线axbyc通过( )
A. 第一、二、三象限 B. 第一、二、四象限
C. 第一、三、四象限 D. 第二、三、四象限
8.若方程014)()32(22mymmxmm表示一条直线,则实数m满足( )
A. 0m B. 23m C. 1m D. 1m,23m,0m
9.函数xey2图像上的点到直线042yx距离的最小值是 _
10. 若直线1:10lmxy与2:250lxy垂直,则m的值是 .
11.一条光线从点A(-1,3)射向x轴,经过x轴上的点P反射后通过点B(3,1),求P点的坐标.
12.写出下列直线的点斜式方程.
(1)经过点A(2,5),且与直线y=2x+7平行;
(2)经过点C(-1,-1),且与x轴平行.
13.三角形ABC的三个顶点分别为A(0,4),B(-2,6),C(-8,0).
(1)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边上的中垂线所在直线的方程.
14.已知直线l1:(m+3)x+y-3m+4=0,l2:7x+(5-m)y-8=0,问当m为何值时,直线l1与l2平行