高二数学直线的位置解答题及答案
- 格式:doc
- 大小:409.50 KB
- 文档页数:6
高二数学直线综合试题答案及解析1. 已知,,则、两点的中点坐标为【答案】【解析】由点的坐标的中点公式为.又因为,,则、两点的中点坐标为=.故填.本小题的关键是空间坐标的中点公式.【考点】空间坐标系中的中点公式.2. 如果两条直线l 1-:与l 2:平行,那么等于( ) A .2或B .2C .D .【答案】C【解析】由两直线的方程可知,直线的斜率一定存在,要使两直线平行,只需,解得,故选C .【考点】本题考查了解析几何中两条直线平行关系的判定,要掌握两条平行直线斜率的关系,特别要注意排除重合的关系.3. 若直线被两条平行直线与所截得的线段长为,则直线的倾斜角等于 . 【答案】 【解析】由题意可知,两平行直线和之间的距离等于,直线被两条平行直线与所截得的线段长为,所以直线与、都垂直,而直线、的倾斜角为,则根据平面几何知识可知,直线的倾斜角.【考点】本题考查的知识点是两平行之间的距离公式,两条直线的夹角,直线的倾斜角的定义.4. 已知P 为抛物线上任一点,则P 到直线距离的最小值为________。
【答案】.【解析】试题分析:本题用点到直线距离公式把距离表示出来,然后求出最小值即可。
设抛物线上的P 点的坐标为,则P 到已知直线的距离为,易知时,取得最小值。
【考点】点到直线的距离公式。
5. 若曲线与直线有两个公共点,则实数的取值范围是 .【答案】【解析】曲线表示以(0,1)为圆心,以2为半径的圆的上半个圆,而直线过点(2,4),画出图象,可知该直线与该半圆要有两个公共点,需要.【考点】本小题主要考查曲线方程和直线与圆的位置关系.点评:解决本小题的关键是分析出所给曲线是半圆,所给直线过定点,进而利用数形结合思想解决问题.6.已知△ABC中,A(4,2),B(1,8),C(-1,8).(1)求AB边上的高所在的直线方程;(2)直线//AB,与AC,BC依次交于E,F,.求所在的直线方程。
【答案】解:(1);(2).【解析】本试题主要是考查了直线方程的求解。
(5)直线一、选择题(本大题共10小题 :每小题5分 :共50分) 1.和直线3x -4y +5=0关于x 轴对称的直线方程是( )A .3x +4y -5=0B .3x +4y +5=0C .-3x +4y -5=0D .-3x +4y +5=02.若直线的斜率k = -5 :则倾斜角α=( ) A .arctan(-5) B . π-arctan(-5) C .arctan5D . π-arctan53.若直线ax +b y +c=0过第一、二、三象限 :则( ) A .a b>0 : bc>0 B .a b>0 : bc<0 C .a b<0 : bc>0D .a b<0 : bc<04.如图 :直线l 1的倾斜角a 1=30° :直线l 1⊥l 2 :则l 2的斜率为( )A .-33B . 33C .-3D .35.若斜率为-2的直线l 经过点(0 :8) :则l 与两坐标轴围成的三角形面积为( )A .8B .16C .32D .646.若A (-2 :3) :B (3 :-2) :C (21:m )三点在同一直线上 :则m 的值为 ( )A .-2B .2C .- 21D . 217.两条直线A 1x +B 1y +C 1=0 : A 2x +B 2y +C 2=0垂直的充要条件是( )A . A 1 A 2+B 1 B 2=0 B . A 1 A 2- B 1 B 2=0C .2121B B A A = -1 D .2121A A B B =1 8.已知两条直线l 1:y = x : l 2:ax -y =0 :其中a 为实数 :当这两条直线的夹角在(0 :12)内变动时 :a 的取值范围是( )A .(0 :1)B .(33 : 3)C .(33: 1) ∪(1 : 3)D .(1 :3)9.已知直线l 1:y =-2x +3 :l 2:y ==x -23:则l 1、l 2的夹角是A .arctan3B .arctan(-3)C .π-arctan3D . π-arctan(-3)10.已知直线l 1:sin θ·x +cos θ·y +m=0 : l 2:x +cot θ·y +n=0 (θ为锐角 :m :n ∈R 且m ≠n)则y xl 2l 1a 2a 1l 1与l 2的位置关系是 ( )A .平行B .垂直C .重合D .相交但不垂直二、填空题(本题共4小题 :每小题6分 :共24分)11.已知直线l 的方程是kx -y +2+3k =0(k ∈R) :则直线l 必经过点 . 12.若直线的倾斜角为π-arctan21:且过点(1 :0) :则直线l 的方程为 . 13.直线 2x -y -4=0绕它与x 轴的交点逆时针旋转45°所得的直线方程是 . 14.两条平行线3x +4y -12=0和6x +8y +6=0间的距离是 . 三、解答题(本大题共6题 :共76分)15.求经过原点且经过以下两条直线的交点的直线的方程:022:,022:21=--=+-y x l y x l .(12分)16.△ABC 中 :BC 边上的高所在直线的方程为x -2y +1=0 :∠A 的平分线所在直线的方程为y =0 :若点B 的坐标为(1 :2) :求点A 和点C 的坐标.(12分) 17.已知两点A (-1 :-5) :B (3 :-2) :直线l 的倾斜角是直线AB 倾斜角的一半 :求直线l 的斜率. (12分)18.在△ABC 中 :已知顶点A (1 :1) :B (3 :6)且△ABC 的面积等于3 :求顶点C 的轨迹方程.(12分)19.光线从点A (2 :3)射出 :若镜面的位置在直线01:=++y x l 上 :反射线经过 B (1 :1) :求入射光线和反射光线所在直线的方程 :并求光线从A 到B 所走过的路线长.(14分)20.如图 :根据指令(γ :θ)(γ≥0 :-180°<θ≤180°) :机器人在平面上能完成下列动作:先原地旋转角度θ(θ为正时 :按逆时针方向旋转θ :θ为负时 :按顺时针方向旋转θ) :再朝其面对的方向沿直线行走距离γ.(1)现机器人在平面直角坐标系的坐标原点 :且面对x 轴正方向.试给机器人下一个指令 :使其移动到点(4 :4).(2)机器人在完成该指令后 :发现在点(17 :0)处有一小球 正向坐标原点作匀速直线滚动.已知小球滚动的速度为机器人直线行走速度的2倍 :若忽略机器人原地旋转所需的时间 :问机器人最快可在何处截住小球?并给出机器人截住小球所需的指令(结果用反三角函数表示).(14分)y4A B (1 :2)O xy参考答案一.选择题(本大题共10小题 :每小题5分 :共50分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案BDDCBDACAA二.填空题(本大题共4小题 :每小题6分 :共24分)11.(-3 :2) 12.x +2 y -1=0 13.3 x + y -6=0 14. 3 三、解答题(本大题共6题 :共76分) 15.(12分)[解析]:解方程组⎩⎨⎧==⎩⎨⎧=--=+-22 022022y x y x y x 得所以 : l 1与l 2的交点是(2 :2). 设经过原点的直线方程为kx y = :把点(2 :2)的坐标代入以上方程 :得1=k :所以所求直线方程为.x y =(另:求直线交点与求直线方程的综合 :求解直线方程也可应用两点式:020020--=--x y :即.x y =)16.(12分)[解析]:由 ⎩⎨⎧==+-0012y y x 得顶点A (-1 :0)又 :AB 的斜率1)1(102=---=ABk因为x 轴是∠A 的平分线 :故AC 的斜率为-1 :AC 所在直线的方程为y =-( x +1) ①已知BC 上的高所在直线方程为x -2 y +1=0 :故BC 的斜率为-2 :BC 所在的直线方程为y -2=-2(x –1)② 联立①②解得顶点C 的坐标为(5 :-6). 17.(12分)[解析]:设直线l 的倾斜角α :则由题得直线AB 的倾斜角为2α.∵tan2α=kAB =.43)1(3)5(2=----- 43tan 1tan 22=-∴σσ即3tan 2α+8tan α-3=0 : 解得tan α=31或tan α=-3. ∵tan2α=43>0 :∴0°<2α<90° : 0°<α<45° : ∴tan α=31. 因此 :直线l 的斜率是31 18.(12分)[解析]:设顶点C 的坐标为(x :y ) :作CH ⊥AB 于H :则动点C 属于集合P ={C|321=⋅CH AB } :∵kAB=251316=--.∴直线AB 的方程是y -1=25(x -1) :即5x -2y -3=0.∴|CH|=29325)2(532522--=-+--y x y x329325292129)16()13(22=--⨯⨯∴=-+-=y x AB化简 :得|5x -2y -3|=6 :即5x -2y -9=0或5x -2y +3=0 :这就是所求顶点C 的轨迹方程.19.(14分)[解析]:设点A 关于直线l 的对称点为),(00y x A 'l A A 被' 垂直平分 .34123012322000000⎩⎨⎧-=-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=--=++++∴y x x y y x 解得)1,1(),3,4(B A --'点 在反射光线所在直线上.∴反射光线的方程为0154414313=+-++=++y x x y 即解方程组⎩⎨⎧=++=+-010154y x y x 得入射点的坐标为)31,32(--.由入射点及点A 的坐标得入射光线方程为02453223231331=+-++=++y x x y 即光线从A 到B 所走过的路线长为41)13()14(||22=--+--='B A20.(14分)xy44OPQ[解析]:(1)如图γ=24:θ= 45 :所下指令为(24 : 45)(2)设机器最快在点P (x :0)处截住小球 :则因为小球速度是机器人速度的2倍 :所以在相同时间内有22)40()4(217-+-=-x x即73230161232=-==-+x x ,x x或得 因为要求机器人最快地去截住小球 :即小球滚动距离最短 :所以x =7 : 故机器人最快可在点P (7 :0)处截住小球 : 又设Q (4 :4) :机器人在Q 点旋转的角度为α- 则PQ|5)40()47(222=-+-=1=OQ k :344740-=--=PQ k(法一):由1=OQk ⇒∠QOP=45° :34-=PQ k ⇒∠QPx=34arctan -π34arctan45+=∴ α : -)34arctan 45(+-= α (法二): PQOQ PQ OQ k k k k ⋅+-=1tan α71341)34(1-=⋅---=7arctan 180-=∴ α :)7arctan 180(--=- α 故 :所给的指令为(5 :34arctan45--)或(5 :7arctan 180+- )。
高二数学直线试题答案及解析1.已知,,直线过点且与线段相交,则直线的斜率的取值范围是( ) A.或B.C.D.【答案】A【解析】如图,当过点P的直线在垂直于x轴的直线L左侧与MN相交时,当在L的右侧与MN相交时,故选A.【考点】直线斜率2.已知满足,则直线必过定点( )A.( ,)B. (,)C. (, )D. (, )【答案】C【解析】由得,代入直线方程得对任意恒成立,故有,解得,即直线必过定点.【考点】直线方程3.设点A(2,-3),B(-3,-2),直线l过点P(1,1)且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是()。
A.k≥或k≤-4B.k≥或k≤-C.-4≤k≤D.≤k≤4【答案】A【解析】画出图形,由题意得所求直线l的斜率k满足,用直线的斜率公式求出和的值,求出直线l的斜率k的取值范围. 解:如图所示:由题意得,所求直线l的斜率k满足,即即直线的斜率的取值范围是k≥或k≤-4 ,故选A【考点】直线的斜率点评:本题考查直线的斜率公式的应用,体现了数形结合的数学思想,解题的关键是利用了数形结合的思想,解题过程较为直观,本题类似的题目比较多.可以移动一个点的坐标,变式出其他的题目.4.(本题12分)在平面直角坐标系O中,直线与抛物线=2相交于A、B两点。
(1)求证:命题“如果直线过点T(3,0),那么=3”是真命题;(2)写出(1)中命题的逆命题,判断它是真命题还是假命题,并说明理由。
【答案】1)利用坐标运算(2)逆命题是:“设直线l交抛物线y2=2x于A、B两点,如果,那么该直线过点T(3,0).”,该命题是假命题.【解析】1)解法一:设过点T(3,0)的直线l交抛物线=2x于点A(x1,y1)、B(x2,y2).当直线l的斜率不存在时,直线l的方程为x=3,此时,直线l与抛物线相交于A(3,)、B(3,-),∴……3分当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x-3),其中k≠0.得ky2-2y-6k=0,则y1y2=-6. 又∵x1=y12, x2=y22,∴=x1x2+y1y2=="3."综上所述, 命题“......”是真命题.解法二:设直线l的方程为my =x-3与="2x" 联立得到y2-2my-6=0 =x1x2+y1y2=(my1+3) (my2+3)+ y1y2=(m2+1) y1y2+3m(y1+y2)+9=(m2+1)× (-6)+3m×2m+9=3(2)逆命题是:“设直线l交抛物线y2=2x于A、B两点,如果,那么该直线过点T(3,0).”,该命题是假命题. 例如:取抛物线上的点A(2,2),B(,1),此时=3,直线AB的方程为y = (x+1),而T(3,0)不在直线AB上.……12分【考点】本题主要考查抛物线的几何性质,直线好抛物线的位置关系,命题的概念及四种命题的关系,向量的坐标运算。
高二数学两条直线的位置关系试题1.已知R且,直线和.(1)求直线∥的充要条件;(2)当时,直线恒在x轴上方,求的取值范围.【答案】(1);(2)。
【解析】(1)当两直线斜率存在时,两直线平行的充要条件是斜率相等,截距不等。
故且。
(2)可以从函数的角度去分析,时,单调递增,只需;时,单调递减,只需。
试题解析:(1)由题意得解得.当时,,,此时∥. 7分(说明:求得即可,不扣分)(2)设.法1:由题意得即解得. 14分法2:或解得. 14分【考点】(1)两直线斜率存在时,两直线平行的充要条件的应用;(2)用一次函数思想去解决直线问题。
2.若直线与直线互相垂直,那么的值等于 ( )A.1B.C.D.【答案】D【解析】若直线垂直,则斜率之积为-1,即,故为D.【考点】直线垂直与直线方程.3.“”是“直线与直线相互垂直”的 ( )A.充分必要条件B.充分而不必要条件C.必要而不充分条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【解析】因为“直线与直线相互垂直”的充要条件是,即或;所以“” 是“或” 充分而不必要条件,因此“”是“直线与直线相互垂直”的充分而不必要条件.【考点】由直线方程一般式判断直线垂直4.若直线y=x-2与y=(+2)x+1相互垂直,则= .【答案】-1【解析】若直线y=x-2与y=(+2)x+1相互垂直,则直线的斜率不存在的那种垂直状态不成立.故这两条直线的斜率互为负倒数所以可得,解得.故填-1.本小题考查的是直线的垂直的位置关系.【考点】1.一元二次方程的解法.2.直线的位置关系.5.若直线与直线互相垂直,则a等于()A.1B.-1C.D.【答案】C【解析】由直线一般式来判定直线垂直可知:解得故选C【考点】直线垂直判定6.求经过直线的交点M,且满足下列条件的直线方程:(1)与直线2x+3y+5=0平行;(2)与直线2x+3y+5=0垂直.【答案】(1)2x+3y-4=0;(2)3x-2y+7=0.【解析】(1)与直线2x+3y+5=0平行的直线假设为2x+3y+c=0平行,代入交点坐标即可求出c的值.(2)与直线2x+3y+5=0垂直的直线假设为3x-2y+b=0,代入交点解出b的值即可.试题解析:由题意知:两条直线的交点为(-1,2),(1)因为过(-1,2),所以与2x+3y+5=0平行的直线为2x+3y-4=0.(2)设与2x+3y+5=0垂直的直线方程为3x-2y+b=0,又过点(-1,2),代入得b=7,故,直线方程为3x-2y+7=0.本题考查与已知直线平行的直线的假设技巧,与已知直线垂直的直线的假设技巧.这种方法要熟练.【考点】1.平行直线间的关系.2.垂直直线间的关系.7.过点且与直线平行的直线方程是( )A.B.C.D.【答案】A【解析】与直线平行的直线的斜率是,又所求直线经过点,根据点斜式可得:,化简后可得.【考点】直线与直线平行,直线的点斜式方程.8.过点且与直线平行的直线方程是( )A.B.C.D.【答案】A【解析】与直线平行的直线的斜率是,又所求直线经过点,根据点斜式可得:,化简后可得.【考点】直线与直线平行,直线的点斜式方程.9.已知直线与垂直,则的值是 .【答案】或【解析】两条直线垂直等价条件为,,解得或.【考点】两条直线的位置关系.10.已知直线与直线平行,则.【答案】【解析】显然两直线不可能同时平行于X轴或Y轴,故由得.【考点】两直线的平行的判定.11.直线与直线平行,则实数的值为 .【答案】2或-2【解析】两条直线平行倾斜角相等,即可求a的值.解:因为直线ax+4y-3=0的斜率存在,要使两条直线平行,必有- =-解得 a=±2,当a=-2时,已知直线-2x+4y-3=0与直线x-2y+5=0,两直线平行,当a=2时,已知直线2x+4y-3=0与直线x+2y+5=0,两直线平行,则实数a的值为 2或-2.故答案为:2或-2.【考点】两条直线平行的判定点评:本题考查两条直线平行的判定,是基础题.本题先用斜率相等求出参数的值,再代入验证,是解本题的常用方法12.已知两条直线,直线,则“”是“直线”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【解析】当直线时可得且,反之当成立时还可能两直线重合【考点】充分条件与必要条件及两直线平行的判定点评:若则是的充分条件,是的必要条件13.已知两条直线与的交点为P,直线的方程为:.(1)求过点P且与平行的直线方程;(2)求过点P且与垂直的直线方程.【答案】(1)(2)【解析】本试题主要是考查了直线方程的求解。
高二数学直线方程试题答案及解析1.已知圆C:x2+y2+2x-4y+3=0.(1)若圆C的切线在x轴和y轴上的截距相等,求此切线的方程;(2)从圆C外一点P(x1,y1)向该圆引一条切线,切点为M,O为坐标原点,且有|PM|=|PO|,求使得|PM|取得最小值的点P的坐标.【答案】(1)y=(2±)x或x+y+1=0或x+y-3=0;(2).【解析】(1)圆的方程化为标准方程,求出圆心与半径,再分类讨论,设出切线方程,利用直线是切线建立方程,即可得出结论;(2)先确定P的轨迹方程,再利用要使|PM|最小,只要|PO|最小即可.试题解析:(1)将圆C配方得:(x+1)2+(y-2)2=2.①当直线在两坐标轴上的截距为零时,设直线方程为y=kx,由直线与圆相切得:y=(2±)x.②当直线在两坐标轴上的截距不为零时,设直线方程为x+y-a=0,由直线与圆相切得:x+y+1=0或x+y-3=0.故切线方程为y=(2±)x或x+y+1=0或x+y-3=0.(2)由|PO|=|PM|,得:=(x1+1)2+(y1-2)2-2⇒2x1-4y1+3=0.即点P在直线l:2x-4y+3=0上,当|PM|取最小值时即|OP|取得最小值,直线OP⊥l.∴直线OP的方程为:2x+y=0.解方程组得P点坐标为.【考点】直线和圆的方程的应用.2.已知直线,,则它们的图像可能为( )【答案】D【解析】由直线l1:ax-y+b=0,l2:bx-y-a=0,可得直线l1:y=ax+b,l2:y=bx-a.分类讨论:a>0,b>0;a<0,b>0;a>0,b<0;a<0,b<0.根据斜率和截距的意义即可得出.【考点】直线的一般方程.3.已知的顶点,的平分线所在直线方程为,边上的高所在直线方程为.(1)求顶点的坐标;(2)求的面积.【答案】(1)点C的坐标为;(2)..【解析】(1)因为直线,求出,进而求出直线AC的方程,直线AC与CD联立即可求出顶点的坐标;(2)由(1)可求出,再求出B点的坐标,由点到直线的距离公式可求出的高,进而可以求出的面积.试题解析:(1)直线,则,直线AC的方程为, 2分由所以点C的坐标.. 4分(2),所以直线BC的方程为, 5分,即.. 7分, 8分点B到直线AC:的距离为. 9分则.. 10分【考点】点到直线的距离、直线方程.4.已知的顶点A为(3,-1),AB边上的中线所在直线方程为,的平分线所在直线方程为,求BC边所在直线的方程.【答案】2x+9y-65=0【解析】本题考察的知识点主要是写出一个点的坐标和直线的斜率.通过点B在角平分线上,和直线AB的中线可以求出B点的坐标.再通过角平分线定理,求出直线BC的斜率.从而写出直线BC 的方程.试题解析:因为点B在直线上,设B,所以A,B两点的中点坐标为,又因为该点在AB边的中线上,解得,所以B(10,5).设直线BC的斜率为k,,,有角平分线性质可得.,解得k=.所以.【考点】1.三角形中线的性质.2.三角形角平分线的性质.3.直线方程的求解.5.若直线的参数方程为,则直线的斜率为()A.B.C.D.【答案】A【解析】由直线的参数方程为得,,所以,直线的斜率为,选A。
高二数学复习考点知识与题型专题讲解1.4.1用空间向量研究直线、平面的位置关系【考点梳理】考点一:空间中点、直线和平面的向量表示1.空间中点的位置向量如图,在空间中,我们取一定点O作为基点,那么空间中任意一点P就可以用向量OP→来表示.我们把向量OP→称为点P的位置向量.2.空间中直线的向量表示式直线l的方向向量为a,且过点A.如图,取定空间中的任意一点O,可以得到点P在直线l上的充要条件是存在实数t,使OP→=OA→+t a,①把AB→=a代入①式得OP→=OA→+tAB→,②①式和②式都称为空间直线的向量表示式.3.空间中平面的向量表示式平面ABC的向量表示式:空间一点P位于平面ABC内的充要条件是存在实数x,y,使OP→=OA→+xAB→+yAC→.我们称为空间平面ABC的向量表示式.考点二空间中平面的法向量平面的法向量如图,若直线l⊥α,取直线l的方向向量a,我们称a为平面α的法向量;过点A且以a为法向量的平面完全确定,可以表示为集合 {P|a·AP→=0}.考点三:空间中直线、平面的平行1.线线平行的向量表示设u1,u2分别是直线l1,l2的方向向量,则l∥l2⇔u1∥u2⇔∃λ∈R,使得u1=λu2.12.线面平行的向量表示设u是直线l的方向向量,n是平面α的法向量,l⊄α,则l∥α⇔u⊥n⇔u·n=0.面面平行的向量表示设n1,n2分别是平面α,β的法向量,则α∥β⇔n∥n2⇔∃λ∈R,使得n1=λn2 .1考点四:空间中直线、平面的垂直1.线线垂直的向量表示设u1,u2分别是直线l1 , l2的方向向量,则l⊥l2⇔u1⊥u2⇔u1·u2=0.12. 线面垂直的向量表示设u 是直线 l 的方向向量,n 是平面α的法向量, l ⊄α,则l ⊥α⇔u ∥n ⇔∃λ∈R ,使得u =λn .知识点三 面面垂直的向量表示设n 1,n 2 分别是平面α,β的法向量,则α⊥β⇔n 1⊥n 2⇔n 1·n 2=0.【题型归纳】题型一:平面的法向量的求法1.(2021·江西·景德镇一中高二期中(理))已知直线l 过点(1,0,1)P -,平行于向量(211)S =,,,平面π经过直线l 和点(1,2,3)A ,则平面π的一个法向量n 的坐标为( )A .1212⎛⎫- ⎪⎝⎭,,B .1122⎛⎫- ⎪⎝⎭,,C .(1,0,2)-D .(120)-,, 2.(2021·山西·太原市第六十六中学校高二期中)已知平面α经过点(1,1,1)A 和(1,1,)B z -,(1,0,1)n =-是平面α的法向量,则实数z =( )A .3B .1-C .2-D .3-3.(2021·全国·高二课时练习)如图,四棱柱1111ABCD A B C D -的底面ABCD 是正方形,O 为底面中心,1A O ⊥平面ABCD ,1AB AA =1OCB 的法向量(),,n x y z =为( )A .()0,1,1B .()1,1,1-C .()1,0,1-D .()1,1,1--题型二:空间中点、直线和平面的向量表示4.(2021·全国·高二专题练习)已知点P 是平行四边形ABCD 所在的平面外一点,如果()2,1,4AB =--,(4,2,0)AD =,(1,2,1)AP =--.对于结论:①||6AD =;②AP AD ⊥;③AP 是平面ABCD 的法向量;④AP//BD .其中正确的是( ) A .②④B .②③C .①③D .①②5.(2022·全国·高二)已知平面α内有一点A (2,-1,2),它的一个法向量为(3,1,2)n =,则下列点P 中,在平面α内的是( ) A .(1,-1,1)B .(1,3,32)C .(1,-3,32)D .(-1,3,-32)6.(2022·四川·棠湖中学高二)对于空间任意一点O 和不共线的三点A ,B ,C ,且有(,,)OP xOA yOB zOC x y z R =++∈,则2x =,3y =-,2z =是P ,A ,B ,C 四点共面的( ) A .必要不充分条件B .充分不必要条件 C .充要条件D .既不充分又不必要条件7.(2022·福建·高二学业考试)如图,在长方体体1111ABCD A B C D -中,,E F 分别是棱111,BB B C 的中点,以下说法正确的是( )A .1A E 平面11CC D DB .1A E ⊥平面11BCC B C .11A ED F ∥D .11AE DF ⊥8.(2022·山东淄博·高二期末)在空间直角坐标系Oxyz 中,平面α的法向量为()1,1,1n =,直线l 的方向向量为m ,则下列说法正确的是( )A .若11,,122m ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,则//l αB .若()1,0,1m =-,则l α⊥C .平面α与所有坐标轴相交D .原点O 一定不在平面α内9.(2022·安徽宣城·高二期末)如图已知正方体1111ABCD A B C D -,点M 是对角线1AC 上的一点且1AM AC λ=,()0,1λ∈,则( )A .当12λ=时,1AC ⊥平面1A DMB .当12λ=时,//DM 平面11CB D C .当1A DM 为直角三角形时,13λ=D .当1A DM 的面积最小时,13λ=10.(2021·湖北黄冈·高二期中)已知1v 、2v 分别为直线1l 、2l 的方向向量(1l 、2l 不重合),1n ,2n 分别为平面α,β的法向量(α,β不重合),则下列说法中不正确的是( )A .1212v v l l ⇔∥∥;B .111v n l α⊥⇔∥;C .12n n αβ⊥⇔⊥D .12n n αβ⇔∥∥11.(2021·安徽·高二期中)给出以下命题,其中正确的是( ) A .直线l 的方向向量为()1,1,2a =-,直线m 的方向向量为()2,1,1b =-,则l 与m 垂直 B .直线l 的方向向量为()0,1,1a =-,平面α的法向量为()1,1,1n =,则l α⊥ C .平面α、β的法向量分别为()10,1,3=n ,()21,0,2=n ,则αβ∥D .平面α经过三个点()1,0,1A -,()0,1,0B -,()1,2,0C -,向量()1,,n p q =是平面α的法向量,则53p q +=12.(2022·全国·高二课时练习)若空间两直线1l 与2l 的方向向量分别为()123,,a a a a =和()123,,b b b b =,则两直线1l 与2l 垂直的充要条件为( )A .11a b λ=,22a b λ=,33a b λ=(R λ∈)B .存在实数k ,使得a kb =C .1122330a b a b a b ++=D .a b a b ⋅=±⋅题型五:空间向量研究直线、平面的位置综合问题13.(2022·全国·高二课时练习)在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,E 为1CC 的中点,P 、Q 是正方体表面上相异两点.若P 、Q 均在平面1111D C B A 上,满足1BP A E ⊥,1BQ A E ⊥.(1)判断PQ 与BD 的位置关系; (2)求1A P 的最小值.14.(2022·福建宁德·高二期中)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为直角梯形,其中AD BC ∥.,3,2,AD AB AD AB BC PA ⊥===⊥平面ABCD ,且3PA =,点M 在棱PD 上,点N 为BC 中点.(1)若2DM MP =,证明:直线//MN 平面PAB :(2)线段PD 上是否存在点M ,使NM 与平面PCD 6PM PD 值;若不存在,说明理由15.(2022·江苏·沛县教师发展中心高二期中)如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,122AA AB ==,E ,F 分别为棱1AA ,1CC 的中点,G 为棱1DD 上的动点.(1)求证:B ,E ,1D ,F 四点共面;(2)是否存在点G ,使得平面GEF ⊥平面BEF ?若存在,求出DG 的长度;若不存在,说明理由.【双基达标】一、单选题16.(2022·四川省成都市新都一中高二期中(理))在直三棱柱ABC A B C '''-中,底面是以B 为直角项点,边长为1的等腰直角三角形,若在棱CC '上有唯一的一点E 使得A E EB '⊥,那么BB '=( )A .1B .2C .12D .1317.(2022·江苏·滨海县五汛中学高二期中)已知平面α的法向量为(342)n =-,,,(342)AB =--,,,则直线AB 与平面α的位置关系为( )A .AB α∥B .AB α⊥C .AB α⊂D .AB α⊂或AB α∥18.(2022·广东·广州奥林匹克中学高二阶段练习)如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,O 是底面ABCD 的中心,,E F 分别是11,BB DD 的中点,则下列结论正确的是( )A .1A O //EFB .1A O EF ⊥C .1A O //平面1EFBD .1A O ⊥平面1EFB 19.(2022·全国·高二)有以下命题: ①一个平面的单位法向量是唯一的②一条直线的方向向量和一个平面的法向量平行,则这条直线和这个平面平行 ③若两个平面的法向量不平行,则这两个平面相交④若一条直线的方向向量垂直于一个平面内两条直线的方向向量,则直线和平面垂直 其中真命题的个数有( ) A .1个B .2个C .3个D .4个20.(2022·全国·高二课时练习)如图,在空间直角坐标系中,有正方体ABCD A B C D ''''-,给出下列结论:①直线DD '的一个方向向量为1(0,0,1)v =;②直线BC '的一个方向向量为2(0,1,1)v =; ③平面ABB A ''的一个法向量为1(0,1,0)n =;④平面B CD '的一个法向量为2(1,1,1)n =.其中正确的个数为( ). A .1B .2C .3D .421.(2022·全国·高二)已知直线1l 经过点1(1,2,3)P -,平行于向量1(1,1,2)s =-,直线2l 经过点2(1,2,0)P -,平行于向量2(0,1,1)s =,求与两直线1l ,2l 都平行的平面α的一个法向量的坐标.22.(2022·全国·高二)如图所示,已知矩形ABCD 和矩形ADEF 所在的平面互相垂直,点M ,N 分别在对角线BD ,AE 上,且13BM BD =,13AN AE =.(1)求证:MN AD ⊥;(2)若1CD DE ==,求MN 的长.【高分突破】一:单选题23.(2022·江苏·盐城市伍佑中学高二阶段练习)若直线l 的一个方向向量为()1,2,1a =--,平面α的一个法向量为()2,4,2b =-,则( )A .l α⊂B .//l αC .l α⊥D .//l α或l α⊂24.(2022·江苏苏州·高二期末)已知平面α的一个法向量为n =(2,-2,4), AB =(-1,1,-2),则AB 所在直线l 与平面α的位置关系为( ) A .l ⊥αB .l α⊂C .l 与α相交但不垂直D .l ∥α25.(2021·全国·高二如图,在三棱锥P ABC -中,PA ⊥平面ABC ,90ABC ∠=,60BAC ∠=,2PA AB ==.以点B 为原点,分别以BC ,BA ,AP 的方向为x ,y ,z 轴的正方向,建立空间直角坐标系,设平面PAB 和平面PBC 的法向量分别为m 和n ,则下面选项中正确的是( ).A .点P 的坐标为()0,0,2-B .()4,0,2PC =- C .n 可能为()0,2,2-D .cos ,0m n >26.(2021·云南·巍山彝族回族自治县第二中学高二)设α,β是不重合的两个平面,α,β的法向量分别为1n ,2n ,l 和m 是不重合的两条直线,l ,m 的方向向量分别为1e ,2e ,那么αβ∥的一个充分条件是( )A .l α⊂,m β⊂,且11e n ⊥,22e n ⊥B .l α⊂,m β⊂,且12e e ∥C .11e n ∥,22e n ∥,且12e e ∥D .11e n ⊥,22e n ⊥,且12e e ∥27.(2021·浙江金华第一中学高二期中)平面四边形ABEF 和四边形CDFE 都是边长为1的正方形,且平面ABEF ⊥CDFE ,点G 为线段AF 的中点,点P ,Q 分别为线段BE 和CE 上的动点(不包括端点).若GQ DP ⊥,则线段PQ 的长度的取值范围为( )A .⎡⎣B .⎣C .⎣D .⎣⎭ 28.(2021·湖北·武汉市第十四中学高二阶段练习)设a ,b 是两条直线,a ,b 分别为直线a ,b 的方向向量,α,β是两个平面,且a α⊥,b β⊥,则“αβ⊥”是“a b ⊥”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件29.(2021·河南·高二阶段练习(理))给出下列命题:①直线l 的方向向量为()1,1,2a =-,直线m 的方向向量为12,1,2⎛⎫=- ⎪⎝⎭b ,则l m ⊥②直线l 的方向向量为()0,1,1a =-,平面α的法向量为()1,1,1n =--,则l α⊥. ③平面,αβ的法向量分别为()()120,1,310,,,2n n ==,则//αβ.④平面α经过三点A (1,0,-1),B (0,1,0),C (-1,2,0),向量()1,,=n u t 是平面α的法向量,则u +t =1.其中真命题的序号是( )A .②③B .①④C .③④D .①②30.(2021·安徽省五河第一中学高二阶段练习)已知点(2A ,1-,2)在平面α内,(3n =,1,2)是平面α的一个法向量,则下列点P 中,在平面α内的是( ) A .(1P ,1-,1)B .P 31,3,2⎛⎫⎪⎝⎭C .31,3,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭D .31,3,4P ⎛⎫-- ⎪⎝⎭31.(2021·北京·汇文中学高二期中)若,αβ表示不同的平面,平面α的一个法向量为1(1,2,1)v =,平面β的一个法向量为2(2,4,2)v =---,则平面α与平面β( )A .平行B .垂直C .相交D .不确定32.(2021·重庆市第十一中学校高二期中)已知直线l 的方向向量是(3,2,1)a =-,平面α的法向量是1,2(,)1n =-,则l 与α的位置关系是( ) A .l α⊥B .//l αC .//l α或l α⊂D .l 与α相交但不垂直 二、多选题(共0分)33.(2022·浙江省长兴中学高二期末)直三棱柱111ABC A B C -中,1,,,,CA CB CA CB CC D E M ⊥==分别为11B C ,11,CC AB 的中点,点N 是棱AC 上一动点,则( )A .对于棱AC 上任意点N ,有1MN BC ⊥B .棱AC 上存在点N ,使得MN ⊥面1BC NC .对于棱AC 上任意点N ,有MN 面1A DED .棱AC 上存在点N ,使得MN DE ∥34.(2022·江苏·涟水县第一中学高二阶段练习)在长方体1111ABCD A B C D -中,1AB AD ==,12AA =,动点P 在体对角线1BD 上(含端点),则下列结论正确的有( )A .顶点B 到平面APC 2.存在点P ,使得1BD ⊥平面APC C .AP PC +30.当P 为1BD 中点时,APC ∠为钝角35.(2022·江苏·连云港高中高二期中)给出下列命题,其中是真命题的是( )A .若直线l 的方向向量()1,1,2a =-,直线m 的方向向量12,1,2⎛⎫=- ⎪⎝⎭b ,则l 与m 垂直B .若直线l 的方向向量()0,1,1a =-,平面α的法向量()1,1,1n =--,则l α⊥C .若平面α,β的法向量分别为()10,1,3=n ,()21,0,2=n ,则αβ⊥D .若存在实数,,x y 使,=+MP xMA yMB 则点,,,P M A B 共面36.(2022·福建宁德·高二期中)如图,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,1160DAB DAA BAA ∠∠∠===,1AB AD AA ==,点M ,N 分别是棱1111,D C C B 的中点,则下列说法中正确的有( )A .1MN AC ⊥B .向量1,,AN BC BB 共面 C .1CA ⊥平面1C BDD .若AB =1637.(2022·江苏常州·高二期中)下列命题是真命题的有( ) A .A ,B ,M ,N 是空间四点,若,,BA BM BN 不能构成空间的一个基底,那么A ,B ,M ,N 共面B .直线l 的方向向量为()1,1,2a =-,直线m 的方向向量为12,1,2b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则l 与m 垂直C .直线l 的方向向量为()0,1,1a =-,平面α的法向量为()1,1,1n =--,则l ⊥αD .平面α经过三点(1,0,1),(0,1,0),(1,2,0),(1,,)A B C n u t --=是平面α的法向量,则1u t += 38.(2022·江苏宿迁·高二期中)给定下列命题,其中正确的命题是( ) A .若n 是平面α的法向量,且向量a 是平面α内的直线l 的方向向量,则0a n ⋅= B .若1n ,2n 分别是不重合的两平面,αβ的法向量,则12//0n n αβ⇔⋅= C .若1n ,2n 分别是不重合的两平面,αβ的法向量,则1212//n n n n αβ⇔⋅=⋅ D .若两个平面的法向量不垂直,则这两个平面一定不垂直39.(2022·江苏常州·高二期中)如图,在边长为a 的正方体1111ABCD A B C D -中,点P 在线段1B C 上运动,则下列结论正确的是( )A .1BD AP ⊥B .AP PB +26+ C .异面直线AP 与1A D 23D .11APB C PD ∠=∠40.(2022·全国·高二课时练习)给定下列命题,其中正确的命题是( ) A .若1n ,2n 分别是平面α,β的法向量,则12n n αβ⇔∥∥ B .若1n ,2n 分别是平面α,β的法向量,则120n n αβ⇔⋅=∥C .若n 是平面α的法向量,且向量a 是平面α内的直线l 的方向向量,则0a n ⋅=D .若两个平面的法向量不垂直,则这两个平面一定不垂直 三、填空题41.(2022·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高二期中)已知平面,ABC (1,2,3),(4,5,6)AB AC ==,写出平面ABC 的一个法向量n =______.42.(2022·四川省成都市新都一中高二期中(理))若直线l 的一个方向向量为()1,2,1a =-,平面a 的一个法向量为()1,2,1b =--,则直线l 与平面α的位置关系是______. 43.(2022·全国·高二课时练习)已知1v 、2v 分别为不重合的两直线1l 、2l 的方向向量,1n、2n 分别为不重合的两平面α、β的法向量,则下列所有正确结论的序号是___________. ①2121////v v l l ⇔;②2121v l l v ⊥⇔⊥;③12////n n αβ⇔;④12n n αβ⊥⇔⊥.44.(2022·四川成都·高二期中(理))如图,已知棱长为2的正方体A ′B ′C ′D ′-ABCD ,M 是正方形BB ′C ′C 的中心,P 是△A ′C ′D 内(包括边界)的动点,满足PM =PD ,则点P 的轨迹长度为______.45.(2022·全国·高二课时练习)向量,,i j k 分别代表空间直角坐标系与,,x y z 轴同方向的单位向量,若45a i j k =-+,44b mi j k =+-,若a 与b 垂直,则实数m =______. 46.(2022·全国·高二课时练习)放置于空间直角坐标系中的棱长为2的正四面体ABCD 中,H 是底面中心,DH ⊥平面ABC ,写出:(1)直线BC 的一个方向向量___________; (2)点OD 的一个方向向量___________; (3)平面BHD 的一个法向量___________;(4)DBC △的重心坐标___________.47.(2022·上海·格致中学高二期末)已知向量()1,2,a m m =+是直线l 的一个方向向量,向量()1,,2n m =是平面α的一个法向量,若直线l ⊥平面α,则实数m 的值为______. 48.(2021·河北省盐山中学高二阶段练习)已知P 是ABCD 所在的平面外一点,()2,1,4AB =--,()4,2,0AD =,()1,2,1AP =--,给出下列结论:①AP AB ⊥; ②AP AD ⊥;③AP 是平面ABCD 的一个法向量;④AP//BD ,其中正确结论的个数是__________. 四、解答题49.(2022·全国·高二)如图所示,在棱长为1的正方体1111OABC O A B C -,中,E 、F 分别是棱AB 、BC 上的动点,且AE BF x ==,其中01x ≤≤,以O 为原点建立空间直角坐标系O xyz -.(1)求证:11A F C E ⊥;(2)若1A 、E 、F 、1C 四点共面,求证:111112A F AC A E =+.50.(2022·全国·高二)如图,在四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为正方形,侧棱SD ⊥底面ABCD ,E 、F 、G 分别为AB 、SC 、SD 的中点.若AB a ,SD b =.(1)求EF ; (2)求cos ,AG BC ; (3)判断四边形AEFG 的形状.51.(2022·湖南·高二)如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,2AB =,6AD =,13AA =,建立适当的空间直角坐标系,求下列平面的一个法向量:(1)平面ABCD ; (2)平面11ACC A ; (3)平面1ACD .52.(2022·全国·高二课时练习)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是矩形,PA ⊥平面ABC D .(1)分别指出平面PAD 、平面PAB 的一个法向量;(2)若AB AD AP ==,试在图中作出平面PDC 的一个法向量; (3)PBD △是否有可能是直角三角形?(4)根据法向量判断平面PBC 与平面PDC 是否有可能垂直.53.(2022·浙江绍兴·高二期末)正四棱柱1111ABCD A B C D -的底面边长为2,侧棱长为4.E 为棱1AA 上的动点,F 为棱1CC 的中点.(1)证明:1EC BD ⊥;(2)若E 为棱1AA 上的中点,求直线BE 到平面11B D F 的距离.【答案详解】1.A 【解析】 【分析】设法向量(),,n x y z =,利用空间向量的数量积即可求解. 【详解】由题意可得()0,2,4AP =--,设经过直线l 和点A 平面的法向量为(),,n x y z =,则24020n AP y z n s x y z ⎧⋅=--=⎨⋅=++=⎩,令1x =,则4,2y z =-= , 所以()1,4,2n =-,所以经过直线l 和点A 平面的法向量为()(),4,2,0t t t t R t -∈≠. 故选:A 2.B 【解析】 【分析】由(1,0,1)n =-是平面α的法向量,可得0AB n ⋅=,即可得出答案. 【详解】解:()2,0,1AB z =--,因为(1,0,1)n =-是平面α的法向量, 所以0AB n ⋅=,即()210z ---=,解得1z =-. 故选:B. 3.C 【解析】 【分析】根据空间直角坐标系写出各向量,利用法向量的性质可得解. 【详解】ABCD 是正方形,且AB1AO OC ∴==,11OA ∴=,()0,1,0A ∴-,()1,0,0B ,()0,1,0C ,()10,0,1A ,()1,1,0AB ∴=,()0,1,0OC =,又()111,1,0A B AB ==,()11,1,1B ∴,()11,1,1OB =,平面1OCB 的法向量为(),,n x y z =,则00y x y z =⎧⎨++=⎩,得0y =,x z =-,结合选项,可得()1,0,1n =-, 故选:C. 4.B 【解析】 【分析】求出||25AD = 0AP AD ⋅=判断②正确;由AP AB ⊥,AP AD ⊥判断③正确;假设存在λ使得λ=AP BD ,由122314λλλ-=⎧⎪=⎨⎪-=⎩无解,判断④不正确.【详解】由(2AB =,1-,4)-,(4AD =,2,0),(1AP =-,2,1)-,知:在①中,||166AD ==≠,故①不正确;在②中,4400AP AD ⋅=-++=,∴⊥AP AD ,AP AD ∴⊥,故②正确;在③中,2240AP AB ⋅=--+=, AP AB ∴⊥,又因为AP AD ⊥,AB AD A ⋂=,知AP 是平面ABCD 的法向量,故③正确;在④中,(2BD AD AB =-=,3,4),假设存在λ使得λ=AP BD ,则122314λλλ-=⎧⎪=⎨⎪-=⎩,无解,故④不正确;综上可得:②③正确. 故选:B . 【点睛】本题考查命题真假的判断,考查空间向量垂直、向量平行等基础知识,考查了平面的法向量以及空间向量的模,考查推理能力与计算能力,属于基础题. 5.B 【解析】 【分析】要判断点P 是否在平面内,只需判断向量PA 与平面的法向量n 是否垂直,即判断PA n 是否为0即可.【详解】对于选项A ,(1,0,1)PA =,则(1,0,1)(3,1,2)50==≠PA n ,故排除A ; 对于选项B ,1(1,-4,)2=PA ,则1(1,4,)(3,1,2)34102=-=-+=PA n对于选项C ,1(1,2,)2=PA ,则1(1,2,)(3,1,2)3+21602==+=≠PA n ,故排除C ;对于选项D ,7(3,-4,)2=PA ,则7(3,4,)(3,1,2)9471202=-=-+=≠PA n ,故排除D ; 故选:B 6.B 【解析】 【分析】利用空间中共面定理:空间任意一点O 和不共线的三点A ,B ,C ,且(),,OP xOA yOB zOC x y z R =++∈,得P ,A ,B ,C 四点共面等价于1x y z ++=,然后分充分性和必要性进行讨论即可. 【详解】解:空间任意一点O 和不共线的三点A ,B ,C ,且(),,OP xOA yOB zOC x y z R =++∈ 则P ,A ,B ,C 四点共面等价于1x y z ++=若2x =,3y =-,2z =,则1x y z ++=,所以P ,A ,B ,C 四点共面 若P ,A ,B ,C 四点共面,则1x y z ++=,不能得到2x =,3y =-,2z = 所以2x =,3y =-,2z =是P ,A ,B ,C 四点共面的充分不必要条件 故选B. 【点睛】本题考查了空间中四点共面定理,充分必要性的判断,属于基础题.7.A 【解析】 【分析】对A :由平面11ABB A 平面11CC D D ,然后根据面面平行的性质定理即可判断;对B :若1A E ⊥平面11BCC B ,则1A E ⊥1BB ,这与1A E 和1BB 不垂直相矛盾,从而即可判断; 对C 、D :以D 为坐标原点,建立空间直角坐标系,由1A E 与1D F 不是共线向量,且2110A E D F b ⋅=>,从而即可判断.【详解】解:对A :由长方体的性质有平面11ABB A 平面11CC D D ,又1A E ⊂平面11ABB A ,所以1A E 平面11CC D D ,故选项A 正确;对B :因为E 为棱1BB 的中点,且111A B BB ⊥,所以1A E 与1BB 不垂直,所以若1A E ⊥平面11BCC B ,则1A E ⊥1BB ,这与1A E 和1BB 不垂直相矛盾,故选项B 错误; 对C 、D :以D 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,设1,,DA a DC b DD c ===,则()1,0,A a c =,,,2c E a b ⎛⎫⎪⎝⎭,()10,0,D c ,,,2a Fbc ⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以10,,2cA E b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,1,,02aD F b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,因为1A E 与1D F 不是共线向量,且2110A E D F b ⋅=>,所以1A E 与1D F 不平行,且1A E 与1D F 不垂直,故选项C 、D 错误. 故选:A. 8.C 【解析】 【分析】根据空间位置关系的向量方法依次讨论各选项即可得答案. 【详解】解:对于A 选项,111022m n ⋅=--+=,所以m n ⊥,故//l α或l α⊂,故A 选项错误; 对于B 选项,1010m n ⋅=+-=,所以m n ⊥,故//l α或l α⊂,故B 选项错误;对于C 选项,由于法向量的横、纵、竖坐标均不取零,故平面不与坐标轴确定的平面平行,所以平面α与所有坐标轴相交,故正确;对于D 选项,由法向量不能确定平面的具体位置,故不能确定原点O 与平面α关系,故错误. 故选:C 9.D 【解析】 【分析】建立空间直角坐标系,利用空间向量法一一计算可得; 【详解】解:由题可知,如图令正方体的棱长为1,建立空间直角坐标系,则()11,0,0A ,()1,0,1A ,()10,1,0C ,()0,0,1D ,()10,0,0D ,()11,1,0B ,()0,1,1C ,所以()11,1,1AC =--,因为1AM AC λ=,所以()1,,1M λλλ-+-+,所以()1,,1A M λλλ=--+,()1,,DM λλλ=-+-,()11,0,1CB =-,()10,1,1D C =,设平面11CB D 的法向量为(),,n x y z =,则1100CB n x z D C n y z ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,令1x =,则1z =,1y =-,所以()1,1,1n =-对于A :若1AC ⊥平面1A DM ,则11AC A M ⊥,则()()11110AC A M λλλ⋅=++-⨯-+=,解得13λ=,故A 错误;对于B :若//DM 平面11CB D ,则DM n ⊥,即10DM n λλλ⋅=-+--=,解得13λ=,故B 错误;当1A DM 为直角三角形时,有1MD MA ⊥,即()()()21110A M DM λλλλλ⋅=--+++--+=,解得23λ=或0λ=(舍去),故C 错误;设M 到1DA 的距离为k ,则22221111323()2236k DM λλλ=-=-+=-+,∴当1A DM 的面积最小时,13λ=,故D 正确.故选:D .10.B 【解析】 【分析】按照方向向量和法向量在线面关系中的应用直接判断即可. 【详解】A 选项:因为1l 、2l 不重合,所以1212v v l l ⇔∥∥,A 正确;B 选项:111v n l α⊥⇔∥或1l α⊂,B 错误;C 选项:12n n αβ⊥⇔⊥,C 正确;D 选项:因为α,β不重合,所以12n n αβ⇔∥∥,D 正确. 故选:B. 11.D 【解析】 【分析】判断直线的方向向量和平面的法向量间的关系,判断线线,线面,面面的位置关系,即可判断选项. 【详解】对于A ,因为21210a b ⋅=--=-≠,所以l 与m 不垂直,A 错误; 对于B ,因为110a n ⋅=-+=,l α⊥不成立,所以B 错误; 对于C ,因为1n 与2n 不平行,所以αβ∥不成立,C 错误;对于D ,()1,1,1AB =--,()1,3,0BC =-,由10n AB p q ⋅=--+=,130n BC p ⋅=-+=,解得13p =,43q =,所以53p q +=,D 正确. 故选:D. 12.C 【解析】 【分析】由空间直线垂直时方向向量0a b ⋅=,即可确定充要条件. 【详解】由空间直线垂直的判定知:1122330a b a b a b a b ⋅=++=. 当1122330a b a b a b ++=时,即0a b ⋅=,两直线1l 与2l 垂直. 而A 、B 、D 说明1l 与2l 平行. 故选:C13.(1)PQ 与BD 的位置关系是平行【解析】 【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用空间向量判断PQ 与BD 的位置关系;(2)用含参数的表达式求出1A P ,进而求出最小值. (1)以D 为原点,以射线DA ,DC ,1DD 分别为x ,y ,z 轴的正向建立空间直角坐标系,()11,0,1A ,10,1,2⎛⎫ ⎪⎝⎭E ,()1,1,0B .因为P 、Q 均在平面1111D C B A 上,所以设(),,1P a b ,(),,1Q m n ,则111,1,2A E ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()1,1,1BP a b =--,()1,1,1BQ m n =--. 因为1BP A E ⊥,1BQ A E ⊥,所以()()()()111110,21110,2BP A E a b BQ A E m n ⎧⋅=--+--=⎪⎪⎨⎪⋅=--+--=⎪⎩解得:1,21.2b a n m ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩所以(),,0PQ n b n b =--,()1,1,0BD =--,即()PQ b n BD =-,PQ BD ,所以PQ 与BD 的位置关系是平行.(2)由(1)可知:12b a -=,()11,,0A P a b =-,所以()101A P a a ===≤≤.当14a =时,1A P 有最小值,最小值为. 14.(1)证明见解析(2)不存在,理由见解析【解析】【分析】(1)以点A 为坐标原点,以AB 为x 轴,AD 为y 轴,AP 为z 轴建立空间直角坐标系,用向量法证明;(2)利用向量法计算,判断出点M 不存在.(1)如图所示,以点A 为坐标原点,以AB 为x 轴,AD 为y 轴,AP 为z 轴建立空间直角坐标系,则(0,0,3),(2,0,0),(0,3,0),(2,2,0),(2,1,0)P B D C N若2DM MP =,则(0,1,2)M ,(2,0,2)MN =-因为PA ⊥平面ABCD ,所以AD PA ⊥又因为,AD AB PA AB A ⊥⋂=所以AD ⊥平面PAB平面PAB 的其中一个法向量为(0,3,0)AD =所以0MN AD ⋅=,即AD MN ⊥又因为MN ⊄平面PAB所以//MN 平面PAB(2)不存在符合题意的点M ,理由如下:(0,3,3),(2,1,0),(2,2,0),PD CD DN =-=-=-设平面PCD 的法向量()1111,,n x y z =则111133020PD n y z CD n x y ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ 不妨令11x =,则1(1,2,2)n = 设PM PDλ=,即,[0,1]PM PD λλ=∈(0,3,3)PM λλ=-则0,3,(3)3M λλ- 12(2,13,33),sin cos ,1MN MN n λλθ=--==+==解得53λ=或13λ=-,不满足[0,1]λ∈,故不存在符合题意的点M .15.(1)证明见解析(2)存在,12【解析】【分析】(1)连接1D E ,1D F ,取1BB 的中点为M ,连接1MC ,ME ,根据E 为1AA 的中点, F 为1BB 的中点,分别得到11//D E MC ,1//BF MC ,从而有1//BF D E ,再由平面的基本性质证明;(2)以D 为坐标原点,DA ,DC ,1DD 分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,假设存在满足题意的点G ,设()0,0,G t ,分别求得平面BEF 的一个法向量()1111,,x n y z =和平面GEF 的一个法向量()2222,,n x y z =,根据平面GEF ⊥平面BEF ,由120n n ⋅=求解.(1)证明:如图所示:连接1D E ,1D F ,取1BB 的中点为M ,连接1MC ,ME ,因为E 为1AA 的中点,所以1111////EM A B C D ,且1111EM A B C D ==,所以四边形11EMC D 为平行四边形,所以11//D E MC ,又因为F 为1BB 的中点,所以1//BM C F ,且1BM C F =,所以四边形1BMC F 为平行四边形,所以1//BF MC ,所以1//BF D E ,所以B ,E ,1D ,F 四点共面;(2)以D 为坐标原点,DA ,DC ,1DD 分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,假设存在满足题意的点G ,设()0,0,G t ,由已知()1,1,0B ,()1,0,1E ,()0,1,1F , 则()1,1,0EF =-,()0,1,1EB =-,()1,0,1EG t =--,设平面BEF 的一个法向量为()1111,,x n y z =,则1100n EF n EB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即111100x y y z -+=⎧⎨-=⎩, 取11x =,则()11,1,1n =;设平面GEF 的一个法向量为()2222,,n x y z =,则2200n EF n EG ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即()1222010x y x t z -+=⎧⎨-+-=⎩, 取21x t =-,则()21,1,1n t t =--;因为平面GEF ⊥平面BEF ,所以120n n ⋅=,所以1110t t -+-+=, 所以12t =.所以存在满足题意的点G ,使得平面GEF ⊥平面BEF ,DG 的长度为12.【解析】【分析】建立空间直角坐标系,设出()0BB m m '=>,根据垂直和唯一的点E 得到方程22210m m λλ-+=由唯一解,根据二次函数根的分布问题求出2m =.【详解】如图,以B 为坐标原点,BA ,BC ,BB '所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,设()0BB m m '=>,则()()0,0,0,1,0,B A m ',()0,1,E m λ,01λ≤≤,则()()1,1,,0,1,A E m m BE m λλ=--'=,则()()2221,1,0,1,10A E BE m m m m m λλλλ⋅=--⋅=-'+=,因为在棱CC '上有唯一的一点E 使得A E EB '⊥,所以22210m m λλ-+=在01λ≤≤上有唯一的解,令()2221f m m λλλ=-+,可知()()011f f ==,故要想在01λ≤≤上有唯一的解,只需42Δ40m m =-=,因为0m >,所以解得:2m =17.B【解析】【分析】求出AB n =-,即n 与AB 平行,从而求出AB α⊥【详解】因为AB n =-,即(342)n =-,,与(342)AB =--,,平行, 所以直线AB 与平面α垂直.故选:B18.B【解析】【分析】建立空间直角坐标系,利用空间位置关系的向量证明,逐项分析、判断作答.【详解】在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,以点D 为原点建立如图所示的空间直角坐标系,令12,2(0,0)AB a DD b a b ==>>,O 是底面ABCD 的中心,,E F 分别是11,BB DD 的中点, 则11(,,0),(2,0,2),(2,2,),(2,2,2),(0,0,)O a a A a b E a a b B a a b F b ,1(,,2)OA a a b =-,1(2,2,0),(0,0,)FE a a EB b ==,对于A ,显然1OA 与FE 不共线,即1A O 与EF 不平行,A 不正确;对于B ,因12()2020OA FE a a a a b ⋅=⋅+-⋅+⋅=,则1OA FE ⊥,即1A O EF ⊥,B 正确;对于C ,设平面1EFB 的法向量为(,,)n x y z =,则12200n EF ax ay n EB bz ⎧⋅=+=⎪⎨⋅==⎪⎩,令1x =,得(1,1,0)n =-, 120OA n a ⋅=>,因此1OA 与n 不垂直,即1A O 不平行于平面1EFB ,C 不正确;对于D ,由选项C 知,1OA 与n 不共线,即1A O 不垂直于平面1EFB ,D 不正确.故选:B19.A【解析】【分析】根据平面单位法向量的定义可判断①,根据直线方向向量与平面法向量的关系判断②,根据两平面法向量关系判断③,根据直线与平面垂直的判定定理判断④.【详解】因为一个平面的单位法向量方向不同,所以有2个,故①错误;当一条直线的方向向量和一个平面的法向量平行时,则这条直线和这个平面垂直,故② 错误;因为两个平面的法向量平行时,平面平行,所以法向量不平行,则这两个平面相交,③正确;若一条直线的方向向量垂直于一个平面内两条相交直线的方向向量,则直线和平面垂直,故④ 错误.故选:A20.A【解析】【分析】由直线的方向向量及平面的法向量的定义即可求解.【详解】解:设正方体ABCD A B C D ''''-的边长为1,则()0,0,0D ,()0,0,1D ',()1,1,0B ,()0,1,1C ',()1,1,1B ',()0,1,0C ,对①:因为(0,0,1)DD '=,所以直线DD '的一个方向向量为1(0,0,1)v =正确; 对②:因为()101BC ,,'=-,所以直线BC '的一个方向向量为2(0,1,1)v =不正确; 对③:因为OA ⊥平面ABB A '',又()1,0,0OA =,所以平面ABB A ''的一个法向量为1(0,1,0)n =不正确;对④:因为2(1,1,1)n =,()1,1,1DB '=,()0,1,0DC =,211130DB n ++='⋅=≠,201010DC n ⋅=++=≠,所以平面B CD '的一个法向量为2(1,1,1)n =不正确. 故选:A.21.(3,1,1)-(不唯一)【解析】【分析】由题设,1(1,1,2)s =-、2(0,1,1)s =是直线1l 、2l 的方向向量,设面α的法向量(,,)m x y z =,应用空间向量垂直的坐标表示求法向量即可.【详解】由题设,直线1l 、2l 的方向向量分别为1(1,1,2)s =-、2(0,1,1)s =,而12s s λ≠(R)λ∈, 所以直线1l 、2l 不平行,设与两直线1l ,2l 都平行的平面α的一个法向量(,,)m x y z =,所以21200m x y z m z s s y ⎧=-+=⎪⎨=+=⎪⋅⎩⋅,令1z =-,则(3,1,1)m =-. 故与两直线1l ,2l 都平行的平面α的一个法向量的坐标(3,1,1)-.22.(1)见解析【解析】【分析】(1)根据面面垂直的性质证明AB ⊥平面ADEF ,可得AB AF ⊥,再将MN 用,,AB AD AF 表示,再根据向量数量积的运算律证明0MN AD ⋅=,即可得证;(2)根据(1),根据2MN MN =,将MN 用,,AB AD AF 表示,从而可得出答案.(1)证明:在矩形ABCD 中,AB AD ⊥, 因为平面ABCD ⊥平面ADEF ,且平面ABCD 平面ADEF AD =, AB 平面ABCD , 所以AB ⊥平面ADEF ,又因AF ⊂平面ADEF ,所以AB AF ⊥, MN MB BA AN =++1133DB BA AE =++()()1133AB AD AB AD AF =--++ 2133AB AF =-+, 所以212103333MN AD AB AF AD AB AD AF AD ⎛⎫⋅=-+⋅=-⋅+⋅= ⎪⎝⎭, 所以MN AD ⊥; (2)解:因为1CD DE ==, 所以1AB AF ==,则222214145339993MN AB AF AB AF AB AF ⎛⎫=-+=+-⋅= ⎪,即MN 23.C 【解析】 【分析】推导出//a b ,利用空间向量法可得出线面关系. 【详解】因为()1,2,1a =--,()2,4,2b =-,则2b a =-,即//a b ,因此,l α⊥. 故选:C. 24.A 【解析】 【分析】由向量AB 与平面法向量的关系判断直线与平面的位置关系. 【详解】因为2AB n -=,所以//AB n ,所以AB α⊥. 故选:A . 25.C 【解析】 【分析】根据空间直角坐标系,写出点坐标()0,0,0B ,()0,2,0A ,()23,0,0C ,()0,2,2P ,分别计算即可求值. 【详解】建立空间直角坐标系如图:由题意可得()0,0,0B ,()0,2,0A ,()23,0,0C ,()0,2,2P , 所以()23,2,2PC =--,()0,2,2BP =.设(),,n x y z =,则23220220x y z z y ⎧--=⎪⎨+=⎪⎩,取2z =,可得()0,2,2n =-.因为AB BC ⊥,PA BC ⊥,AB AP A =, 所以BC ⊥平面PAB , 因为BC ⊂平面PBC 所以平面PBC ⊥平面PAB , 所以m n ⊥,所以cos ,0m n =. 综上所述,A ,B ,D 错,C 正确. 故选:C 26.C 【解析】 【分析】利用面面平行的判定定理、向量位置关系及充分条件的定义即可判断. 【详解】对于A ,l α⊂,m β⊂,且11e n ⊥,22e n ⊥,则α与β相交或平行,故A 错误; 对于B ,l α⊂,m β⊂,且12e e ∥,则α与β相交或平行,故B 错误; 对于C ,11e n ∥,22e n ∥,且12e e ∥,则αβ∥,故C 正确;对于D ,11e n ⊥,22e n ⊥,且12e e ∥,则α与β相交或平行,故D 错误. 故选:C. 27.D 【解析】 【分析】以点E 为坐标原点,建立空间直角坐标系,设()()0,001P m m <<,,,()()00,,01Q n n <<,,根据向量垂直的坐标表示求得112n m =-,再由向量的模的计算公式和二次函数的性质可求得范围. 【详解】解:因为平面四边形ABEF 和四边形CDFE 都是边长为1的正方形,且平面ABEF ⊥CDFE ,所以以点E 为坐标原点,建立空间直角坐标系,如下图所示,则()10,1D ,,11,02G ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, 设()()0,001P m m <<,,,()()00,,01Q n n <<,, 所以11,2GQ n ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,,()1,1DP m =--,,又GQ DP ⊥,所以0GQ DP ⋅=,即()111,1,11022n m m n ⎛⎫--⋅--=--= ⎪⎝⎭,,, 整理得112n m =-,所以222222155241+1+24455PQ m n m m m m m ⎛⎫⎛⎫=+=+-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,又01m <<,所以25552PQ ≤<, 故选:D.28.C【解析】 【分析】根据题意,结合面面垂直的向量证明方法,即可求解. 【详解】由题意可得a ,b 分别是平面α,β的法向量,所以αβ⊥等价于a b ⊥, 即“αβ⊥”是“a b ⊥”的充要条件. 故选:C. 29.B 【解析】 【分析】依据题意得到:①求数量积a b ⋅,得到a b ⊥,即l m ⊥;②求数量积n a ⋅,可得到a n ⊥,故//l α或l α⊂;③利用1n 与2n 的关系,两者既不平行,也不垂直,故两个平面不平行,是相交关系;④利用法向量的定义得到0,0n AB n AC ⋅=⋅=,解出1u =,0=t ,进而可求解. 【详解】①11211221102a b ⋅=⨯-⨯-⨯=--=,所以a b ⊥,即l m ⊥,所以①正确. ②011(1)(1)0a n ⋅=-⨯+-⋅-=,所以a n ⊥,所以//l α或l α⊂,所以②错误. ③因为1260n n ⋅=≠,且12n xn ≠,所以α与β是相交的.所以③错误.④因为(1n =,u ,)t 是平面α的法向量,A (1,0,-1),B (0,1,0),C (-1,2,0),所以(1,1,1),(2,2,1)AB AC =-=-.所以0,0n AB n AC ⋅=⋅=,即10220u t u t -++=⎧⎨-++=⎩,解得1u =,0=t ,所以1u t +=.所以④正确. 故选:B.30.B 【解析】 【分析】根据题意可得AP n ⊥,依次验证是否满足0n AP ⋅=即可. 【详解】设(P x ,y ,)z ,则(2AP x =-,1y +,2)z -; 由题意知,AP n ⊥,则0n AP ⋅=,3(2)(1)2(2)0x y z ∴-+++-=,化简得329x y z ++=.验证得,在A 中,311214⨯-+⨯=,不满足条件; 在B 中,3313292⨯++⨯=,满足条件;在C 中,3313232⨯-+⨯=,不满足条件; 在D 中,()315313242⎛⎫⨯--+⨯-=- ⎪⎝⎭,不满足条件.故选:B. 31.A 【解析】 【分析】根据两个平面的法向量平行即可判断出平面α与平面β平行. 【详解】对于平面α的一个法向量为1(1,2,1)v =,平面β的一个法向量为2(2,4,2)v =---, 因为1212v v =-,所以12v v 、平行.。
学科教师辅导讲义年 级: 高二 辅导科目: 数学 课时数:课 题 点到直线的距离及两条直线的位置关系教学目的1、 会求点到直线的位置关系;2、 熟练掌握判断两直线平行、垂直放入的方法。
教学内容 【知识梳理】1、点到直线的距离公式点),(00y x P 到直线:0l ax by c ++=的距离为:0022ax by cd a b ++=+(220a b +≠) 0022ax by ca b δ++=+在直线同侧的所有点,δ的符号是相同的,在直线异侧的所有点,δ的符号是相反的,2、平面两直线的位置关系⎧⎪⎧⎨⎨⎪⎩⎩平行斜交相交垂直 一般地,设两条直线的方程分别为 1l :0111=++c y b x a (11,b a 不全为零)…… ①2l :0222=++c y b x a (22,b a 不全为零)……②(1)两条直线的位置关系与其方程的系数之间的关系:a.1l 与2l 相交⇔方程组(Ⅰ)有唯一解⇔0≠D 即1221b a b a ≠;b.1l 与2l 平行⇔方程组(Ⅰ)无解⇔0=D 且y x D D ,中至少有一个不为零;c.1l 与2l 重合⇔方程组(Ⅰ)有无穷多解⇔0===y x D D D 。
注:02211==b a b a D 时,1l 与2l 平行或重合,即02211==b a b a D 是1l 与2l 平行的必要非充分条件。
换言之,2112b a b a =1l ∥2l ;若两条直线不重合,则1221b a b a =⇔1l //2l(2)当直线平行于坐标轴时可结合图形进行考虑其位置关系。
(3)两直线的夹角公式为:121222221122cos a a b b a b a b θ+=+⋅+例5、求过点P(1,1)且被两平行直线3x-4y-13 = 0与3x-4y+7 = 0截得线段的长为4 2 的直线方程。
变式练习:已知等腰直角三角形ABC中,C=90°,直角边BC在直线2x+3y-6=0上,顶点A的坐标是(5,4),求边AB和AC所在的直线方程.例6、设直线方程为(2m+1)x+(3m-2)y-18m+5 = 0,求证:不论m为何值时,所给的直线经过一定点。
2020年秋季【数学】专题二:直线方程【题型一】直线倾斜角和斜率1.(2016秋•宝坻区月考)若经过(a,﹣3)和(1,2)两点的直线的倾斜角为135°,则a的值为()A.﹣6B.6C.﹣4D.4【答案】B2.(2015秋•宝坻区月考)直线y=﹣x+3的倾斜角是()A. B. C. D.【答案】A3.(2017秋•大港区校级月考)在直角坐标系中,直线3x t h 的倾斜角是.【答案】4.(2016秋•宝坻区月考)已知A(3,5),O为坐标原点,则与OA垂直的直线斜率为.【答案】【题型二】平行垂直问题5.(2013秋•静海县校级月考)若过点A(2,﹣2)、B(4,0)的直线与过点P(2m,1)(﹣1,m)的直线垂直,则m的值为()A.﹣1B.1C.﹣2D.h【答案】C6.(2019秋•和平区校级月考)已知直线x﹣2y+m=0(m>0)与直线x+ny﹣3=0互相平行,且两者之间的距离是 ,则m+n等于()A.﹣1B.0C.1D.2【答案】B7.(2016秋•静海县校级月考)直线l1:x+my﹣2=0与直线l2:2x+(1﹣m)y+2=0平行,则m的值为.【答案】h【题型三】直线方程8.(2015秋•宝坻区月考)过点(﹣1,2)且和直线3x+2y﹣7=0垂直的直线方程是()A.3x+2y﹣1=0B.2x﹣3y+8=0C.2x﹣3y+7=0D.3x﹣2y+5=0【答案】B9.(2017春•普宁市校级月考)经过点(﹣1,2)且与直线3x﹣5y+6=0垂直的直线的方程为()A.3x﹣5y+13=0B.5x+3y﹣1=0C.5x+3y+1=0D.5x﹣3y+11=0【答案】B10.(2013秋•南开区校级月考)不论a为何值时,直线(a﹣l)x﹣y+2a+l=0恒过定点P,则P点的坐标为.【答案】(﹣2,3)11.(2019秋•和平区校级月考)过两直线x y+1=0和 x+y 0的交点,并且与原点的最短距离为h 的直线的方程为.【答案】x h 或x y+1=0.【题型四】距离问题12.(2014春•南开区校级月考)曲线y=2x4上的点到直线y=﹣x﹣1的距离的最小值为()A. B. C. D. h【答案】D13.(2013秋•静海县校级月考)已知两直线2x+3y﹣3=0与4x+6y+1=0互相平行,则它们之间的距离等于()A B C D.4【答案】B【题型五】对称问题14.(2019秋•和平区校级月考)若光线从点P(﹣3,3)射到y轴上,经y轴反射后经过点Q(﹣1,﹣5),则光线从点P到点Q走过的路程为()A.10B.5t h C.4 D.2h【答案】C15.(2013秋•南开区校级月考)若点(3,﹣2)与(a,3)关于直线2x﹣by﹣12=0对称,则a+b的值为()A.14或10B.h 或h hh C. h 或h hh D.±6【答案】D。
高二数学两条直线的位置关系试题答案及解析1. “”是“直线与直线相互垂直”的 ( )A .充分必要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件【答案】B【解析】因为“直线与直线相互垂直”的充要条件是,即或;所以“” 是“或” 充分而不必要条件,因此“”是“直线与直线相互垂直”的充分而不必要条件.【考点】由直线方程一般式判断直线垂直2. 已知平行四边形的两条边所在直线的方程分别是,, 且它的对角线的交点是M (3,3),求这个平行四边形其它两边所在直线的方程. 【答案】其他两边所在直线的方程是3x-y-16=0,x+y-11=0.【解析】依题意,由方程组x+y−1=0,3x−y+4=0,可解得平行四边形ABCD 的顶点A 的坐标,再结合对角线的交点是M (3,3),可求得C 点坐标,利用点斜式即可求得其他两边所在直线的方程. 试题解析:联立方程组x+y−1=0,3x−y+4=0, 解得x=−,y=,所以平行四边形ABCD 的顶点A (−,),设C (x 0,y 0),由题意,点M (3,3)是线段AC 的中点, ∴x 0−=6,y 0+=6, 解得x 0=,y 0=,∴C (,),由已知,直线AD 的斜率k AD =3. ∵直线BC ∥AD ,∴直线BC 的方程为3x-y-16=0, 由已知,直线AB 的斜率k AB =-1, ∵直线CD ∥AB ,∴直线CD 的方程为x+y-11="0,"因此,其他两边所在直线的方程是3x-y-16=0,x+y-11=0.【考点】1.直线的一般式方程与直线的平行关系;2.直线的一般式方程.3. 求经过直线的交点M,且满足下列条件的直线方程:(1)与直线2x+3y+5=0平行; (2)与直线2x+3y+5=0垂直. 【答案】(1)2x+3y -4=0;(2)3x-2y+7=0.【解析】(1)与直线2x+3y+5=0平行的直线假设为2x+3y+c=0平行,代入交点坐标即可求出c 的值.(2)与直线2x+3y+5=0垂直的直线假设为3x-2y+b=0,代入交点解出b 的值即可. 试题解析:由题意知:两条直线的交点为(-1,2),(1)因为过(-1,2),所以与2x+3y+5=0平行的直线为2x+3y -4=0.(2)设与2x+3y+5=0垂直的直线方程为3x-2y+b=0,又过点(-1,2),代入得b=7, 故,直线方程为3x-2y+7=0【考点】1.平行直线间的关系.2.垂直直线间的关系.4.给出下列四个命题,其中正确的是()在空间若两条直线不相交,则它们一定平行;②平行于同一条直线的两条直线平行;③一条直线和两条平行直线中的一条相交,那么它也和另一条相交;④空间四条直线a,b,c,d,如果a∥b,c∥d,且a∥d,那么b∥c.A.①②③B.②④C.③④D.②③【答案】A【解析】①中两直线有可能异面;③中这两直线也有可能相异面,这是一道概念题,主要考查了两直线之间的位置关系和公理四,正确理解概念是解题的关键。
解 答 题
1.设直线03)1()2(:1=+-++y m x m l 与直线02)32()1(:2=+++-y m x m l 互相垂 直,求m 的值.
2.已知直线l 经过)3,2(,且与直线042=+-y x 的夹角的正切值为
32,求直线l 的方 程.
3.已知直线03:1=++my x l ,直线03)2(:2=++-m y x m l ,求m 的值,使得(1) 21//l l (2)1l 、2l 重合
4.在直线2+=x y 上求一点P ,使得P 到直线0843=+-y x 和直线013=+-y x 的 距离的平方和最小.
5.已知三角形三顶点)1,1(A 、)3,5(B 、)5,4(C ,直线AB l //且平分ABC ∆面积,求l 方程.
6.求经过)3,4(-M 且被两条平行线012=+-y x 和042=--y x 截得的线段长为 10的直线方程.
7.求点)6,7(-P 到直线03)21()13(=-+-++a y a x a 的最大距离及相应的a 值.
8.直线1245+=+a y x 与直线a y x =+32的交点位于第四象限,求a 的取值范围.
9.m 为何值时,下面三条直线44:1=+y x l ,0:2=+y mx l ,432:3=-my x l 不能 构成三角形.
10.在直线42+-=x y 上选一点P ,在抛物线21x y -=选一点Q ,使P 、Q 之间的 距离最短,求P 、Q 两点的坐标.
11.已知三角形的一个顶点)2,4(-A 两条中线所在直线方程为:0223=+-y x 和 01253=-+y x ,求三角形各边所在的直线方程.
12.一条光线从)5,3(-A 射到直线0443:=+-y x l 以后,再反射到一点)15,2(B ,求 这条光线从A 到B 的长度.
13.ABC ∆点A (3,6),B (-1,5),C (1,1),求BC 边上的高所在直线的方程.
14.求直线1l :05=--y x ,2l :0114=--y x ,3l :072=-+y x 所围成的三角
形的面积.
15.三角形的一个顶点为(2,-7),由其余顶点分别引出的高线和中线分别为 0113=++y x ,072=++y x .求三角形三边所在直线的方程.
16.一条直线l 点P (2,3)且和两条直线1l :0843=++y x 和2l :0743=-+y x 相交于A 、B 两点,且AB =32,求直线l 的方程.
17.已知:0=+-n c y x ,21=c ,且()N ∈<<<n c c c n 21,这n 条平行线中相 邻两条间的距离顺次为2,3,4,…,n .
(1)求n c
(2)求0=+-n c y x 与0=x ,0=y ,这三条直线围成的三角形的面积n S .
(3)证明直线01=+--n c y x ,0=+-n c y x 分别与直线0=x ,0=y 围成的两个图形的面积之差等于3n .
(4)设()n n S n n S S T 1322121+⨯++⨯+⨯= n
S n n )1(+⨯,求n T
参考答案: 1.解:当1=m 时,1:1=x l ,5
2:2-
=y l ,此时21l l ⊥ 当32-=m 时,0954:1=-+y x l ,5
6:2=x l (舍) 当1≠m ,32-≠m 时,121-+=m m k ,3212+--=m m k 21l l ⊥ 121-=∴k k 即11)
32()1(12-=⇒-=+--⋅-+m m m m m 综上,1±=m 时,21l l ⊥
2.解:设l 的斜率为k ,则253
22
1121
=⇒=+-
k k k 或101=k l ∴方程为)2(253-=-x y 或)2(1013-=-x y ∴所求直线l 的方程为0425=--y x 或02810=+-y x
3.解:当0=m 时,3:1-=x l ,032:2=+-y x l 不满足题意
m k m 101-=⇒≠∴,m b 31-=,322m k -=,3
2m b -= (1)若21//l l ,则133321-=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-≠--=-m m m
m m (2)若1l 、2l 重合,则333321=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=--=-m m
m
m m 综上,1-=m 时,21//l l ;3=m 时1l 与2l 重合
4.解:设)2,(00+x x P 令2
2200222002221131)2(3438)2(43⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-=+=x x x x d d y 整理得50182413020+-=x x y ,1312132240=⨯--=∴x 时,y 最小,此时1338200=
+=x y ,)13
38,1312(0P ∴ 5.解:设l 与AC 、BC 分别交于E 、F ,
21sin 2sin 21==∆∆C CB CA C CF CE S S CAB CEF ,1
2121-=⇒=∴EA CE CA CE 12+=即E 分CA 的比12+=λ,设),(00y x E ,则22341
211240-=++++=x ,2251211250-=++++=y ,211513=--=AB k ,
l ∴方程)2234(21225+-=+-x y ,024
5321=-+-∴y x 6.解:二平行线间距离5124
122=++=d ,设l 与二平行线夹角为θ,则
42210
5sin πθθ=⇒==
31212tan -=⇒=+-=∴k k
k θ或31=k l ∴方程093=++y x 或0133=+-y x
7.解:方法一 由题03)21()13(=-+-++a y a x a 转化为
0)123(3=+-+-+y x a y x 表示过二直线03:1=-+y x l 和0123:2=+-y x l 的交点)2,1(M (不包括2l )的直线系 由平面几何知识可知,PM d =max 而10)26()17(22=--+-=PM ,此时该直线与PM 垂直,有12113-=⋅-+-PM k a a ,171)6(22113-=---⨯-+-∴a a ,6
7-=∴a 方法二 把d 表示为a 的函数,去求该函数的最值.(略)
8.解:解方程组⇒⎩
⎨⎧=++=+a y x a y x 321245交点⎪⎭⎫ ⎝⎛-+72,732a a P 22302,032<<⎩
⎨⎧-⇒<->+∴a a a 9.解:问题转化为三条直线交于一点或至少有两条直线平行或重合
(1)三线交于一点 解方程组⎩
⎨⎧=+=+044y mx y x 1l ⇒和2l 的交点A 的坐标⎪⎭
⎫ ⎝⎛---m m m 44,44(4≠m ) 若A 在3l 上,则4443432=--⨯--⨯
m m m m 解得 3
2=m 或1-=m (2)若1l 与2l 平行(或重合),则易知4=m ;
若1l 与3l 平行(或重合),则
432-=m ,知6
1-=m 若2l 与3l 平行(或重合),则3
2322-=⇒=-m m m 无解 综上1-=m ,61-,32,4时,三条直线不能构成三角形. 10.解:设抛物线21x y -=上点Q 的坐标为)1,(2
a a -,则Q 点到直线042=-+y x
的距离
2)1(5
154
)1(222---=--+=a a a d ∴当1=a 时,d 取最小值,此时)0,1(Q ,通过Q 向直线042=-+y x 作垂线,易知垂线方程为012=--y x 解方程组)52,59(0
12042P y x y x ⇒⎩⎨⎧=--=-+ 所以)52,59(P ,)0,1(Q
11.解:容易验证点A 不在已知两中线上,∴已知二中线交点G 为ABC ∆的重心,由)2,32(0
12530223G y x y x ⇒⎩⎨⎧=-+=+- 设),(22y x B ,),(33y x C ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧=++=++-∴23232342132y y x x ⎩⎨⎧=+=+⇒463232y y x x 又B 、C 分别在两中线上,⎩⎨⎧=-+=+-∴0
125302233322y x y x
22=∴x ,43=x ,42=y ,03=y
)4,2(B ∴,)0,4(C AB ∴所在直线方程:0103=+-y x ;AC 所在直线方程:044=-+y x ;BC 所在直线方程:082=-+y x
12.解:先求得A 关于0443:=+-y x l 对称点坐标),(b a A ',则
)3,3(0425423314335-'⇒⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧=++⨯--⨯-=⨯+-A b a a b 135='=+'=+∴B A CB C A CB AC
13.092=+-y x ;
14.3;
15.01334=++y x 01997=++y x ,0233=--y x ;
16.0197=+-y x 或0177=-+y x ;
17.(1)
22n n +;(2)4)1(2+n n ;(3)略;(4)144+-n .。