专题46 两条直线的位置关系(押题专练)-2017年高考数学(理)一轮复习精品资料(原卷版)
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两条直线的位置关系综合练习题及答案(一)知识梳理:1、两直线的位置关系( 1)平行的判断:①当 l1 , l 2有斜截式(或点斜式)方程l1: y k1 x b1 ,l 2: y k2 x b2,则 l1 // l 2k1 k2 , b1 b2.②当 l1, l 2有一般式方程: l1 : A1x B1 y C10, l 2 : A2 x B2 y C 2 0 ,则 l1// l 2A1 B2 A2 B1 0,C1B2C2 B10 .( 2)垂直的判断:①当 l1, l 2有斜截式(或点斜式)方程l1: y k1 x b1 ,l 2: y k2 x b2,则 l1l 2l1 : y k1x b1 ,l 2 : y k2 x b2.②当 l1, l 2有一般式方程: l1 : A1x B1 y C10, l 2 : A2 x B2 y C 2 0 ,则 l1l 2A1 A2 B1B2 0 .2、两条直线的交点:若 l1 : A1x B1 y C10, l 2 : A2 x B2 y C20A1x B1 y C10则 l1 ,l 2的交点为__方程B2 y C2的解 .A2 x03、点到直线的距离:( 1)点到直线的距离公式:点P( x0 , y0 ) 到直线 Ax By C0 的距离为d Ax0 By0 C0_.A2B2(2) 两平行直线间的距离求法:两平行直线: l1 : Ax By C1 0, l2 : Ax By C2C2C1.0 ,则距离d dB2A2(二)例题讲解:考点 1:直线的平行与垂直关系例 1、( 1)已知直线l的方程为3x 4 y 120 ,求与l平行且过点1,3 的直线方程;( 2)已知直线l1: 2x 3y 100, l2 : 3x 4 y 2 0 ,求过直线 l1和 l2的交点,且与直线 l3 : 3x 2 y 4 0垂直的直线 l 方程.易错笔记:解:( 1)设与直线 l 平行的直线 l 1 的方程为 3x4 y C 0 ,则点1,3 在直线 3x 4y C 0 上,将点1,3 代入直线 3x 4 yC0 的方程即可得:314 3 C0 , C9 ,所求直线方程为:3x 4y9 0 .( 2)设与直线 l 3 : 3x 2y40 垂直的直线 l 方程为: 2 x3yC0 ,Q 方程2x 3 y 10 0x 2的解为:y 2,3x 4 y 2 0直线 l 1 : 2x3y 10 0, l 2 : 3x 4 y 2 0 的交点是 2,2 ,直线 l 过直线 l 1 : 2x3y 10 0, l 2 : 3x 4 y 2 0的交点 2,2 ,22 3 2 C 0 , C 2 , 直线 l 方程为: 2x3y 2 0 .考点 2:直线的交点问题例 2、已知直线方程为2 m x 1 2m y 4 3m 0 ,(1) 求证:无论 m 取何值,此直线必过定点;(2) 过这定点引一直线,使它夹在两坐标轴间的线段被这定点平分,求这条直线方程 .解: (1) 设直线方程为2 m x1 2m y4 3m0 过定点A, B ,2 A B 4A 1A2B ,B,32直线方程为2 m x1 2m y 4 3m 0 过定点 1,2 .(2) 由题意知,直线l 在 x 轴上的截距 a0 ,在 y 轴上的截距 b 0 ,x y 直线 l 在 x 轴上的交点坐标为M a,0 ,直线 l 在 y 轴上的交点坐标为设直线 l 的方程为: 1,abN 0,b ,Q 直线 l 夹在两坐标轴间的线段被点1, 2 平分,点1, 2 是线段 MN 的中点,a21a2, b4,,b2 2直线 l 的方程为:x y 2x y 4 0 .21,即4易错笔记:(三)练习巩固:一、选择题1、直线 3xy 1 0 和直线 6x2 y 1 0 的位置关系是(B)A .重合B.平行C.垂直D.相交但不垂直2 、点 2,1 到直线 3x4 y 2 0 的距离是(A)A .4B.5C.4D. 25542543 、如果直线 x 2ay 10 与直线 (3a 1) x ay 1 0 平行,则 a 等于(A)A . 0B .1C . 0 或 1 D. 0 或1661解: 1a 2a 3a 1 0①,且 2a 1a 0 ②,由①得: a 0,由②得: a0 ,a0 .或 a64、若三条直线2x 3y 80, x y 1 0 和 x ky0 相交于一点, 则 k( B)A . -2B.1 C. 2D.122解: Q 方程2x 3y 8 0 x1x y1 0 的解为:y,2直线 2x 3y 80, xy 1 0 的交点是 1, 2 ,Q 三条直线 2 x 3 y 8 0, x y 1 0 和 x ky 0 相交于一点1, 2 ,直线 xky 0 过点 1, 2 ,1 k 20 ,k 1,故选 B .25 、已知点 M 4,2 与 M 2,4 关于直线 l 对称,则直线 l 的方程为(D)A . x y 6 0B . x y 6 0C . x y 0D . x y 06、已知直线 3x4 y 3 0 与直线 6 x my 14 0 平行, 则它们间的距离是( D )A .17B. 17C .8D. 210 5解: Q 直线 3x 4 y 3 0 与直线 6x my 140 平行,3m 4 6 0, m 8 ,直线 6xmy 14 0 的方程为 6 x8 y14 0 ,即 3x 4 y 7 0 ,4 143 m直线 3x 4 y 3 0 与直线 3x 4 y 7C 2 C 1 732.0 之间的距离 dA 2B 2 3242Q 直线 3x 4 y 3 0 与直线 6 x 8y 14 0 的距离等于直线 3x 4y 3 0 与直线 3x 4 y7 0 之间的距离,直线 3x 4 y 3 0 与直线 6 xmy 14 0 的距离 d C 2 C 1 7 3,故选 D.A 2B 232 242二、填空题7 、如果三条直线l1 : mx y 3 0,l2 : x y 2 0,l3 : 2x y 2 0 不能成为一个三角形三边所在的直线,那么m的一个值是 _______ ...8、过点过点2,3且平行于直线 2 x y50的方程为______2 x y70 __________. 2,3且垂直于直线3x 4 y30 的方程为______ 4x 3 y10 __________.分析:设与直线2x y50平行的直线方程为:2x y C0 ,则点2,3 在直线2x y C0 上,将点2,3代入直线 2 x y C0的方程即可得:223C0 ,C7 ,所求直线方程为:2x y 7 0 .分析:设垂直于直线3x4y30 的方程为: 4x3y C0 ,则点2,3在直线4x3y C0 上,将点2,3代入直线4x 3 y C0的方程即可得: 4 233C0 ,C1,所求直线方程为:4x 3y10.9、已知直线l13l2 A 1,2 B 2, a l 1// l 2,a _ 3 _l1l2,则 a5__.的斜率为经过点,若直线,直线,;若3当直线 l1// l 2时: Q 直线 l1的斜率: k13,且直线 l1// l 2,直线 l2的斜率 k2k1 3 ,Q 直线 l 2经过点 A 1,2, B 2, a ,直线 l 2的斜率 k2y2y1a2a23,x2x121a 5 .当直线 l1l2时,设直线 l1的斜率为 k1,直线 l 2的斜率为 k2,则直线 l1的斜率: k13, Q 直线 l 1l 2,k1k2 1 ,直线 l2的斜率 k211k1,3又Q 直线 l2经过点 A1,2, B 2,a,直线 l 2的斜率 k2y2y1a2a2 1 ,x2x1213 5a.310、设直线l1:3 x 4 y20,l2 :2x y20,l3 :3 x4y20 ,则直线l1与l2的交点到l3的距离为 __12__.5解: Q 方程3x 4 y20x2,2x y2的解为:y 2直线 2x3y80, x y10 的交点是2,2,点2,2 到直线l3的距离为:d Ax0By0C3 2 4 2 212 .A2B23242511、过点 A1,2,且与原点距离等于2的直线方程为 x y30或 7x y90.2解:设所求直线的斜率为 k ,则Q直线过点A1,2,方程为y2k x1k x1,即kx y k20 ,直线到原点的距离为: d Ax0By0 C k 0 1 0 k 2k 2 2,A2B2 1 2 1 2k 2k 2222k 222 1 ,k28k7 0 ,k1或 k7 ,k 2122所求直线的方程为: x y 3 0 或 7x y9 0 .三、解答题12、已知直线 l 1 : x my 60,l 2 : m 2 x 3y 2m 0,求 m 的值,使得 (1)l 1 和 l 2 相交;( 2) l 1l 2 垂直; (3) l 1 // l 2 ; (4) l 1 和 l 2 重合 .解: (1) Q l 1 和 l 2 相交, m m 2 1 3 0 ,m 1.(2) Q l 1l 2 垂直,1 m 2m 3 0 ,m1.2(3)Ql 1 // l 2 ,m m 21 3 0 12m m 360 2,由( 1)得: m3 或 m1,由( 2)得: m3 , m 1.(4) Q l 1 和 l 2 重合, m m 213 0 12m m3 6 0 2,由( 1)得: m 3 或 m1m 3 或 m3,,由( 2)得:当 m 3 ,或 m3 ,或 m 1时, l 1 和 l 2 重合 .13、已知直线 l 过点 1,2 ,且与 x , y 轴正半轴分别交于点A 、 By(1)、求 AOB 面积为 4 时直线 l 的方程;B(1,2)(2 )、在( 1)的前提之下,求边 AB 上的高所在的直线方程 .解:( 1)、由题意知,直线l 在 x 轴上的截距 a0 ,在 y 轴上的截距 b0 ,OAx设直线 l 的方程为:x y1,Q 直线 l 过点 1,2 ,ab 1 211①, QAOB面积为4a bab 4②,由①、②得: a 2, b4,,1a b22 直线 l 的方程为:x yy 40 .21,即 2x4( 2)、设边 AB 上的高所在的直线为 l 1 ,斜率为 k 1 ,直线 l 1 过原点 O 0,0 ,Q 直线 l 的方程为: 2x y 4 0 , 边 AB 所在的直线方程为: 2xy 4 0 ,斜率为斜率 k2 ,Q ll 1 ,k k 11 ,k 11 1 1, Q 直线 l 1 过原点 O 0,0 ,1k2 2直线 l 1 的方程为: yx 0 ,即 x 2y 0 . 综上所述:边 AB 上的高所在的直线方程为:x 2 y 0 .2。
课题一:两条直线的位置关系一.复习目标:1.掌握两直线平行与垂直的条件,两直线的夹角和点到直线的距离公式.2.能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系.二.知识要点:1.已知两条直线1l 与2l :(1)12//l l ⇔ .(2)12l l ⊥⇔ ;(3)1l 与2l 重合⇔ .2.直线1l 到2l 的角公式: ;直线1l 与2l 的夹角公式: .3.点到直线的距离公式: ;两平行直线间的距离公式: .三.课前预习:1.ABC ∆中,,,a b c 是内角,,A B C 的对边,且lgsin ,lgsin ,lgsin A B C 成等差数列,则直线21:(sin )(sin )0l A x A y a +-=与22:(sin )(sin )0l B x C y c +-=的位置关系( ) ()A 重合 ()B 相交不垂直 ()C 垂直 ()D 平行2.点(1,1)到直线cos sin 1x y θθ+=的距离为()f θ的最大值是 ( )()A 2 ()B 3 ()C 1 ()D 13.设直线1l :(1)(2)30m x m y ++--=与直线2l :(2)(51)20m x m y -+-+=. ①若互相垂直,则m 的值为 ;②若没有公共点,则m 的值为 .4.已知三角形的三个顶点为(3,3)A 、(2,2)B -、(7,1)C -.(1)A ∠= ;(2)A ∠的平分线AD 所在的直线方程为 .5.点(7,1)P -关于直线:250l x y --=的对称点Q 的坐标为 .四.例题分析:例1.光线从点(2,4)A -射出,经直线l :270x y --=反射,反射光线过点(5,8)B .(1)求入射光线所在直线方程;(2)求光线从A 到B 经过的路程S .例2.已知ABC ∆的顶点(31)A -,过点B 的内角平分线的方程是4100x y -+=,过点C 的中线方程为610590x y +-=,求顶点B 的坐标和直线BC 的方程.例3.求过点(2,3)A 且被两直线1l :3470x y +-=,2l :3480x y ++=所截得的线段长.五.课后作业:1.过点(1,2)P 引直线,使它与两点(2,3)A 、(4,5)B -距离相等,则此直线方程为( )()A 2370x y +-=或460x y +-= ()B 460x y +-=()C 3270x y +-=或460x y +-= ()D 46x y +=2.把直线y x =绕原点逆时针方向转动,使它与圆22230x y y ++-+=相切,则直线转动的最小正角是 ( )()A 3π ()B 2π ()C 23π ()D 56π 3.等腰三角形底边所在的直线1l 的方程为10x y +-=,一腰所在的直线2l 的方程为220x y --=,点(2,0)-在另一腰上,则此腰所在的直线3l 的方程为 .4.已知O 为坐标原点,点A 的坐标为(4,2),P 为线段OA 垂直平分线上的一点,若OPA ∠为锐角,则点P 的横坐标x 的取值范围是 .5.△ABC 中,顶点(9,1)A 、(3,4)B 、内心(4,1)I ,则顶点C 的坐标为 .6.已知直线1l :10x y +-=,2l :230x y -+=,求直线2l 关于直线1l 对称的直线l 的方程.7.已知三条直线1l :0mx y m -+=,2l :(1)0x my m m +-+=,3l :(1)(1)0m x y m +-++=,它们围成ABC ∆.(1)求证:不论m 取何值时,ABC ∆中总有一个顶点为定点;(2)当m 取何值时,ABC ∆的面积取最大值、最小值?并求出最大值、最小值.8.已知正方形的中心为直线220x y --=和10x y ++=的交点,正方形一边所在直线的方程为350x y +-=,求其它三边所在的直线方程.。
高三数学一轮复习试题:两条直线的位置关系导读:高考,比的不是智商高低,比的是谁的耐心好,经过一轮、二轮、三轮复习的摧残还能有几个小伙伴说自己屹立不倒的?今天本文库末宝就给大家带来了高考数学一轮复习的同步练习,快来看看吧。
1.已知两条直线l1:(a-1)x+2y+1=0,l2:x+ay+3=0平行,则a=()A.-1B.2C.0或-2D.-1或26.直线(a-1)x+y-a-3=0(a>1),当此直线在x,y轴的截距和最小时,实数a的值是()A.1B.C.2D.37.若直线l1:2x-5y+20=0,l2:mx-2y-10=0与两坐标轴围成的四边形有外接圆,则实数m的值为__________。
【解析】:l1、l2与坐标轴围成的四边形有外接圆,则四边形对角互补。
因为两坐标轴垂直,故l1⊥l2,即2m+10=0,∴m=-5。
【答案】:-59.已知点A(-5,4)和B(3,2),则过点C(-1,2)且与点A,B的距离相等的直线方程为__________。
10.已知直线l的方程为3x+4y-12=0,求满足下列条件的直线l′的方程。
(1)l′与l平行且过点(-1,3);(2)l′与l垂直且l′与两坐标轴围成的三角形面积为4;(3)l′是l绕原点旋转180°而得到的直线。
【解析】:(1)直线l:3x+4y-12=0,kl=-4(3),又∵l′∥l,∴kl′=kl=-4(3)。
∴直线l′:y=-4(3)(x+1)+3,即3x+4y-9=0。
(2)∵l′⊥l,∴kl′=3(4)。
设l′与x轴截距为b,则l′与y轴截距为3(4)b,由题意可知,S=2(1)|b|·|3(4)b|=4,∴b=±。
∴直线l′:y=3(4)x+或y=3(4)x-。
(3)∵l′是l绕原点旋转180°而得到的直线,∴l′与l关于原点对称。
任取点在l上(x0,y0),则在l′上对称点为(x, y)。
第二节 两条直线的位置关系基础回顾K一、直线与直线的位置关系 1.平行与垂直.(1)若直线l 1和l 2有斜截式方程l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,则 ①直线l 1∥l 2的充要条件是k 1=k 2且b 1≠b 2. ②直线l 1⊥l 2的充要条件是k 1·k 2=-1.(2)若l 1和l 2都没有斜率,则l 1与l 2平行或重合.(3)若l 1和l 2中有一条没有斜率而另一条斜率为0,则(3)l 1⊥l 2. 2.两直线相交.若直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0和l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的公共点的坐标与方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0的解一一对应. 相交⇔方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;平行⇔方程组无解;重合⇔方程组有无穷多个解. 二、点与直线的位置关系若点P(x 0,y 0)在直线Ax +By +C =0上,则有Ax 0+By 0+C =0;若点P(x 0,y 0)不在直线Ax +By +C =0上,则有Ax 0+By 0+C ≠0.已知A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则|AB|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.四、点P(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离 d =|Ax 0+By 0+C|A 2+B 2. 两平行线l 1:Ax +By +C 1=0和l 2:Ax +By +C 2=0之间的距离:d =|C 2-C 1|A 2+B2. 五、中点坐标公式设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则线段AB 的中点 P(x 0,y 0)的坐标公式为x 0=x 1+x 22,y 0=y 1+y 22.六、对称问题1.中心对称问题:点关于点成中心对称的对称中心恰是这两点为端点的线段的中点,因此中心对称的问题是线段中点坐标公式的应用问题.设P(x 0,y 0),对称中心为A(a ,b),则P 关于A 的对称点为P ′(2a -x 0,2b -y 0). 2.点关于直线成轴对称问题.由轴对称定义知,对称轴即为两对称点连线的“垂直平分线”.利用“垂直”、“平分”这两个条件建立方程组,就可求出对称点的坐标.一般情形如下:设点P(x 0,y 0)关于直线y =kx +b 的对称点为P ′(x′,y ′),则有⎩⎪⎨⎪⎧y ′-y 0x ′-x 0·k =-1,y ′+y 02=k ·x′+x 02+b ,可求出x′,y ′.特殊地,点P(x 0,y 0)关于直线x =a 的对称点为P ′(2a -x 0,y 0);点P(x 0,y 0)关于直线y =b 的对称点为P′(x 0,2b -y 0);点P(x 0,y 0)关于直线x -y =0(即y =x)的对称点为P ′(y 0,x 0); 点P(x 0,y 0)关于直线x +y =0(即y =-x)的对称点为P′(-y 0,- x 0).3.曲线关于点、曲线关于直线的中心或轴对称问题.一般是转化为点的中心对称或轴对称(这里既可选特殊点,也可选任意点实施转化). 一般结论如下:(1)曲线f(x ,y)=0关于已知点A(a ,b)的对称曲线的方程是f(2a -x ,2b -y)=0. (2)曲线f(x ,y)=0关于直线y =kx +b 的对称曲线的求法:设曲线f(x ,y)=0上任意一点为P(x 0,y 0),点P 关于直线y =kx +b 的对称点为P′(x,y),则由上面第三点知,P 与P′的坐标满足⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0x -x 0·k =-1,y 0+y 2=k ·x 0+x2+b ,从中解出x 0,y 0,代入已知曲线f(x ,y)=0,应有f(x 0,y 0)=0.利用坐标代换法就可求出曲线f(x ,y)=0关于直线y =kx +b 的对称曲线方程.4.两点关于点对称、两点关于直线对称的常见结论: (1)点(x ,y)关于x 轴的对称点为(x ,-y); (2)点(x ,y)关于y 轴的对称点为(-x ,y); (3)点(x ,y)关于原点的对称点为(-x ,-y); (4)点(x ,y)关于直线x -y =0的对称点为(y ,x); (5)点(x ,y)关于直线x +y =0的对称点为(-y ,-x).基础自测1.过点A(2,6),且垂直于直线x -y -2=0的直线方程为(B ) A .x -y -8=0 B .x +y -8=0 C .x -y +8=0 D .x +y +8=0解析:所求直线的斜率为-1,利用点斜式方程可以写为y -6=-(x -2),即x +y -8=0.2.点P(-3,4)关于直线x +y -2=0的对称点Q 的坐标是(B ) A .(-2,1) B .(-2,5) C .(2,-5) D .(4,-3)解析:只需检验点P 与选项中的点连成的线段的中点在已知直线上,且所连线段的斜率为1,检验知选项B 满足.故选B.3.若点P(a ,3)在不等式2x +y <3所表示的平面区域内,且点P 到直线2x +y =3的距离为2,则a 的值为-5.解析:依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧2a +3<3,|2a +3-3|5=2,由此题得a =- 5.三、两点间的距离公式4.已知直线l 与直线x -y +2=0平行,且它们之间的距离为32,则l 的方程为x -y -4=0或x -y +8=0.解析:设与直线x -y +2=0平行的直线方程为x -y +m =0,根据平行线间的距离公式,得|2-m|2=32,∴|2-m|=6.∴m =-4或m =8,即所求的直线方程为x -y -4=0或x -y +8=0.品味高考1.(2014·湖北卷)直线l 1:y =x +a 和l 2:y =x +b 将单位圆C :x 2+y 2=1分成长度相等的四段弧,则a 2+b 2=2.解析:依题意,圆心C(0,0)到两直线l 1:y =x +a ,l 2:y =x +b 的距离相等,且每段弧长等于圆周的14,即|a|2=|b|2=1×sin 45°=22,得|a|=|b|=1,故a 2+b 2=2.2.设直线l 1:y =k 1x +1,l 2:y =k 2x -1,其中实数k 1,k 2满足k 1k 2+2=0.(1)证明:l 1与l 2相交;(2)证明:l 1与l 2的交点在椭圆2x 2+y 2=1上.证明:(1)假设l 1与l 2不相交,则l 1与l 2平行,有k 1=k 2,代入k 1k 2+2=0,得k 21+2=0.这与k 1为实数的事实相矛盾,从而k 1≠k 2,即l 1与l 2相交.(2)方法一 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k 1x +1,y =k 2x -1, 解得交点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 2-k 1,k 2+k 1k 2-k 1,而2x 2+y 2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 2-k 12+⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2+k 1k 2-k 12=8+k 22+k 21+2k 1k 2k 22+k 21-2k 1k 2=k 21+k 22+4k 21+k 22+4=1.此即表明交点P(x ,y)在椭圆2x 2+y 2=1上.方法二 交点P 的坐标(x ,y)满足⎩⎪⎨⎪⎧y -1=k 1x ,y +1=k 2x.故知x≠0.从而⎩⎪⎨⎪⎧k 1=y -1x ,k 2=y +1x .代入k 1k 2+2=0,得y -1x ·y +1x +2=0.整理后,得2x 2+y 2=1, 所以交点P 在椭圆2x 2+y 2=1上.高考测验1.(2013·山东淄博上学期期末)“m=-1”是“直线mx +(2m -1)y +2=0与直线3x +my +3=0垂直”的(A )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解析:当2m -1=0,即m =12时,两直线方程为x =-4和3x +12y +3=0,此时两直线不垂直.当m =0时,两直线方程为y =2和x =-1,此时两直线垂直.当m ≠0且m≠12时,两直线方程为y =m 1-2m x +21-2m 和y =-3m x -3m ,两直线的斜率为m 1-2m ,-3m ,要使两直线垂直,则有m 1-2m ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-3m =-1,解得m =-1,所以直线mx +(2m -1)y +2=0与直线3x +my +3=0垂直,则有m =-1或m =0,所以m =-1是两直线垂直的充分不必要条件,故选A.2.平面上有三条直线x -2y +1=0,x -1=0,x +ky =0,如果这三条直线将平面划分为六个部分,则实数k 的取值集合为{}0,-1,-2.课时作业1. (2013·开封模拟)直线2x -y -2=0绕它与y 轴的交点逆时针旋转π2所得的直线方程是(D )A .-x +2y -4=0B .x +2y -4=0C .-x +2y +4=0D .x +2y +4=0解析:直线2x -y -2=0过点(0,-2)且斜率为2,此直线绕点(0,-2),逆时针旋转π2所得直线的斜率为-12,故直线方程为y =-12x -2,即x +2y +4=0.故选D.2.两条平行直线4x -3y +m =0和8x -6y +n =0间的距离是(C )A.⎪⎪⎪⎪⎪⎪m -n 2 B .|m -n|C.|2m -n|10D.|m -n|5解析:第一条直线方程为8x -6y +2m =0,由两平行直线间距离公式得d =|2m -n|82+62=|2m -n|10.故选C. 3. (2013·济南模拟)直线l 1:kx +(1-k)y -3=0和l 2:(k -1)x +(2k +3)y -2=0互相垂直,则k =(C )A .-3或-1B .3或1C .-3或1D .-1或3解析:若k =1,直线l 1:x =3,l 2:y =25满足两直线垂直;若k ≠1,直线l 1,l 2的斜率分别为k 1=k k -1,k 2=1-k 2k +3,由k 1·k 2=-1,得k =-3,综上知k =1或k =-3,故选C. 4.若直线5x +4y =2m +1与直线2x +3y =m 的交点在第四象限,则m 的取值范围是(D )A .(-∞,2) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-32D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,2解析:将问题转化成解方程组与解不等式问题.5.(2013·金华模拟)已知两点A(3,2)和B(-1,4)到直线mx +y +3=0的距离相等,则m 的值为(B )A .0或-12 B.12或-6C .-12或12D .0或12解析:依题意得|3m +2+3|m 2+1=|-m +4+3|m 2+1, 所以|3m +5|=|m -7|.所以3m +5=m -7或3m +5=7-m. 所以m =-6或m =12.故选B.6.如图所示,已知A(4,0),B(0,4),从点P(2,0)射出的光线经直线AB 反射后再射到直线OB 上,最后经直线OB 反射后又回到点P ,则光线所经过的路程是(A )A .210B .6C .3 3D .2 5解析:设点P 关于直线AB 的对称点为D(4,2),关于y 轴的对称点为C(-2,0),则光线所经过的路程PMN 的长=|PM|+|MN|+|NP|=|DM|+|MN|+|NC|=|CD|=210.故选A.7.△ABC 的两点A ,B 在直线l 1:2x -y +3=0上,点C 在直线l 2:2x -y -1=0上,若△ABC 的面积为2,则AB 边的长为5.解析:∵l 1∥l 2,∴△ABC 的边AB 上的高为h =|3-(-1)|4+1=45,∴面积为12×45|AB|=2,得|AB|= 5.8.(2013·石家庄质检)若函数y =ax +8与y =-12x +b 的图象关于直线y =x 对称,则a +b =2.解析:直线y =ax +8关于y =x 对称的直线方程为x =ay +8,所以x =ay +8与y =-12x+b 为同一直线,故得⎩⎪⎨⎪⎧a =-2,b =4.所以a +b =2.9.若x ,y 满足2x -3y -13=0,则x 2+y 2的最小值为13.解析:x 2+y 2表示直线上的点到原点的距离,∴x 2+y 2的最小值为|2×0-3×0-13|22+32=13.10.求经过直线l 1:x +2y -5=0与直线l 2:3x -2y +1=0的交点M ,且满足下列条件的方程:(1)与直线2x +y +1=0平行; (2)与直线2x +y +1=0垂直.解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -5=0,3x -2y +1=0⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,即M(1,2).(1)设所求的直线为2x +y +m =0,∵直线过点M(1,2),∴2×1+2+m =0,解得m =-4. 所求的直线方程是2x +y -4=0. (2)设所求的直线为x -2y +n =0, ∵直线过点M(1,2),∴1-2×2+n =0,解得n =3.∴所求的直线方程是x -2y +3=0. 11.已知点P(2,-1),求:(1)过P 点与原点距离为2的直线l 的方程;(2)过P 点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 点与原点距离为3的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.解析:(1)斜率不存在时,直线x =2显然满足条件, 若斜率存在时,设其方程是y +1=k(x -2), 即kx -y -2k -1=0.∴|2k +1|k 2+1=2,解得k =34. ∴直线l 是x =2或34x -y -52=0.(2)当PO⊥直线l 时,距离最大, ∵k O P =-12,∴k 1=2.∴l 的方程是y +1=2(x -2),即2x -y -5=0.最大距离是d max =|PO|=4+1= 5.(3)由(2)可知,d max =|PO|=5<3.故不存在过P 点与原点距离为3的直线.。
课时作业(四十六) 两直线的位置关系1.(多选)已知直线l :x -2y -2=0.则下列选项正确的有( )A .直线x -2y -1=0与直线l 平行B .直线x -2y +1=0与直线l 平行C .直线2x +y -2=0与直线l 垂直D .直线x +2y -1=0与直线l 垂直ABC [直线l :x -2y -2=0的斜率k =12, 对于A ,直线x -2y -1=0的斜率为12,∴直线x -2y -1=0与直线l 平行,故A 正确; 对于B ,直线x -2y +1=0的斜率为12,∴直线x -2y +1=0与直线l 平行,故B 正确; 对于C ,直线2x +y -2=0的斜率为-2,∴直线2x +y -2=0与直线l 垂直,故C 正确;对于D ,直线x +2y -1=0的斜率为-12,∴直线x +2y -1与直线l 不垂直,故D 错误.故选ABC.]2.已知直线l 过点(0,7),且与直线y =-4x +2平行,则直线l 的方程为( )A .y =-4x -7B .y =4x -7C .y =4x +7D .y =-4x +7D [过点(0,7)且与直线y =-4x +2平行的直线方程为y -7=-4x ,即直线l 的方程为y =-4x +7,故选D.]3.已知点A (5,-1),B (m ,m ),C (2,3),若△ABC 为直角三角形且AC 边最长,则整数m 的值为( )A .4B .3C .2D .1D [由题意得∠B =90°,即AB ⊥BC ,k AB ·k BC =-1,所以m +1m -5 ·3-m 2-m=-1. 解得m =1或m =72,故整数m 的值为1,故选D.] 4.(多选)(2020·武汉期中)已知直线l 过P (1,2),且A (2,3),B (4,-5)到直线l 的距离相等,则l 的方程可能是( )A .4x +y -6=0B .x +4y -6=0C .3x +2y -7=0D .2x +3y -7=0AC [∵直线l 过P (1,2),且A (2,3),B (4,-5)到直线l 的距离相等,∴当直线l 的斜率不存在时,直线l 的方程为x =1,不成立;当直线l 的斜率k 存在时,设直线l 的方程为y -2=k (x -1),即kx -y -k +2=0, 则|2k -3-k +2|k2+1 =|4k +5-k +2|k2+1, 解得k =-4或k =-32, ∴直线l 的方程为-4x -y +4+2=0,或-32 x -y +32+2=0, 整理,得:4x +y -6=0或3x +2y -7=0.故选AC.]5.已知直线l :x -y -1=0,l 1:2x -y -2=0.若直线l 2与l 1关于l 对称,则l 2的方程是( )A .x -2y +1=0B .x -2y -1=0C .x +y -1=0D .x +2y -1=0B [因为l 1与l 2关于l 对称,所以l 1上任一点关于l 的对称点都在l 2上,故l 与l 1的交点(1,0)在l 2上.又易知(0,-2)为l 1上一点,设它关于l 的对称点为(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x +02-y -22-1=0,y +2x ×1=-1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-1, 即(1,0),(-1,-1)为l 2上两点,可得l 2的方程为x -2y -1=0.故选B.]6.(2020·浙江杭州期末)若直线l 1:x +my +6=0与l 2:(m -2)x +3y +2m =0互相平行,则m 的值为________,它们之间的距离为________.解析: 由题意知,1×3=m (m -2)且6m ≠2m 3,解得m =-1,所以直线l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23 =0,所以两平行直线间的距离d =|6-23|2=823 . 答案: -1;8237.过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -3y +10=0截得的线段被点P平分,则直线l 的方程为________________.解析: 设l 1与l 的交点为A (a ,8-2a ),则由题意知,点A 关于点P 的对称点B (-a ,2a -6)在l 2上,代入l 2的方程得-a -3(2a -6)+10=0,解得a =4,即点A (4,0)在直线l 上,所以直线l 的方程为x +4y -4=0.答案: x +4y -4=08.已知点A (-1,2),B (3,4),P 是x 轴上一点,且|P A |=|PB |,则△P AB 的面积为________. 解析: 设AB 的中点为M ,则M (1,3),k AB =4-23-(-1) =12 , 所以AB 的中垂线方程为y -3=-2(x -1).即2x +y -5=0.令y =0,则x =52, 即P 点的坐标为(52,0). |AB |=(-1-3)2+(2-4)2 =2 5 .点P 到AB 的距离为|PM |=(1-52)2+32 =352 . 所以S △P AB =12 |AB |·|PM |=12 ×2 5 ×352 =152. 答案: 1529.已知直线l 1:x +a 2y +1=0和直线l 2:(a 2+1)x -by +3=0(a ,b ∈R ).(1)若l 1∥l 2,求b 的取值范围;(2)若l 1⊥l 2,求|ab |的最小值.解析: (1)因为l 1∥l 2,所以-b -(a 2+1)a 2=0,即b =-a 2(a 2+1)=-a 4-a 2=-(a 2+12 )2+14.因为a 2≥0,所以b ≤0.又因为l 1与l 2不重合,所以a 2+1≠3,所以b ≠-6.故b 的取值范围是(-∞,-6)∪(-6,0].(2)因为l 1⊥l 2,所以(a 2+1)-a 2b =0,显然a ≠0,所以ab =a +1a,所以|ab |=⎪⎪⎪⎪a +1a ≥2,当且仅当a =±1时,等号成立,因此|ab |的最小值为2.10.(开放型)(2020·菏泽期中)直线l 经过两条直线l 1:x +y -4=0和l 2:x -y +2=0的交点,且________.(1)求直线l 的方程;(2)求直线l 与坐标轴围成的三角形面积.试从以下两个条件中任选一个补充在上面的问题中,完成解答.①与直线2x -y -1=0平行.②直线l 在x 轴上的截距为-12 . 解析: 选①,直线l 经过两条直线l 1:x +y -4=0和l 2:x -y +2=0的交点,∴x +y -4=0∴x -y +2=0,解得x =1,y =3,即P (1,3), ∵直线l 与直线2x -y -1=0平行.∴可设直线l 的方程2x -y +m =0,把P (1,3)代入可得m =1,直线l 的方程为2x -y +1=0,选②,∵直线l 经过两条直线l 1:x +y -4=0和l 2:x -y +2=0的交点,∴⎩⎪⎨⎪⎧x +y -4=0x -y +2=0,解得x =1,y =3,即P (1,3), 由题意可知直线的斜率存在,设为k 且k ≠0,则y -3=k (x -1)过⎝⎛⎭⎫-12,0 , 代入可得k =2,直线l 的方程2x -y +1=0,(2)在直线l :2x -y +1=0中,令x =0可得y =1,令y =0可得x =12. 所以直线l 与坐标轴围成的三角形面积S =12 ×1×12 =14.11.过原点O 作直线l :(2m +n )x +(m -n )y -2m +2n =0的垂线,垂足为P ,则点P 到直线x -y +3=0的距离的最大值为( )A . 2 +1B . 2 +2C .2 2 +1D .2 2 +2A [将(2m +n )x +(m -n )y -2m +2n =0整理,得(2x +y -2)m +(x -y +2)n =0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -2=0,x -y +2=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2,可知直线l 过定点Q (0,2).由题意知点O 与点P 重合或OP ⊥l ,所以点P 的轨迹是以OQ 为直径的圆,圆心为(0,1),半径为1.因为圆心(0,1)到直线x -y +3=0的距离d =|0-1+3|2= 2 ,所以点P 到直线x -y +3=0的距离的最大值为 2 +1.故选A .] 12.已知入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),则反射光线所在直线的方程为________________.解析: 设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ),则反射光线所在直线过点M ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a -(-3)=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得a =1,b =0.又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0 =x -12-1,即6x -y -6=0. 答案: 6x -y -6=013.(2020·江苏模拟)已知点P (2,-1).(1)求过点P 且与原点的距离最大的直线l 的方程,并求出最大距离;(2)是否存在过点P 且与原点的距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.解析: (1)作图可得过点P 与原点O 的距离最大的直线是过点P 且与PO 垂直的直线,如图.由l ⊥OP ,得k l ·k OP =-1,因为k OP =-12 , 所以k l =-1kOP=2. 由直线方程的点斜式得y +1=2(x -2),即2x -y -5=0.所以直线2x -y -5=0是过点P 且与原点O 的距离最大的直线,最大距离为|-5|5= 5 . (2)由(1)可知,过点P 不存在与原点的距离超过 5 的直线,因此不存在过点P 且与原点的距离为6的直线.14.已知直线l :x -2y +8=0和两点A (2,0),B (-2,-4).(1)在直线l 上求一点P ,使|P A |+|PB |最小;(2)在直线l 上求一点P ,使||PB |-|P A ||最大.解析: (1)设A 关于直线l 的对称点为A ′(m ,n ),则⎩⎪⎨⎪⎧n -0m -2×12=-1,m +22-2·n +02+8=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-2,n =8,故A ′(-2,8). P 为直线l 上的一点,则|P A |+|PB |=|P A ′|+|PB |≥|A ′B |,当且仅当B ,P ,A ′三点共线时,|P A |+|PB |取得最小值,为|A ′B |,则点P 就是直线A ′B 与直线l 的交点,又B (-2,-4),所以直线A ′B 的方程为x =-2,解⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,x -2y +8=0, 得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =3, 故所求的点P 的坐标为(-2,3). (2)A ,B 两点在直线l 的同侧,P 是直线l 上的一点,则||PB |-|P A ||≤|AB |,当且仅当A ,B ,P 三点共线时,||PB |-|P A ||取得最大值,为|AB |,则点P 就是直线AB 与直线l 的交点,又直线AB 的方程为y =x -2,解⎩⎪⎨⎪⎧y =x -2,x -2y +8=0, 得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =10,故所求的点P 的坐标为(12,10).15.(多选)定义点P (x 0,y 0)到直线l :ax +by +c =0(a 2+b 2≠0)的有向距离为d =ax0+by0+c a2+b2.已知点P 1,P 2到直线l 的有向距离分别是d 1,d 2,则以下命题不正确的是( )A .若d 1=d 2=1,则直线P 1P 2与直线l 平行B .若d 1=1,d 2=-1,则直线P 1P 2与直线l 垂直C .若d 1+d 2=0,则直线P 1P 2与直线l 垂直D .若d 1·d 2≤0,则直线P 1P 2与直线l 相交BCD [对于A 项,若d 1=d 2=1,则ax 1+by 1+c =ax 2+by 2+c =a2+b2 ,直线P 1P 2与直线l平行,正确;对于B项,点P1,P2在直线l的两侧且到直线l的距离相等,P1P未必与l垂直,错误;对于C项,若d1=d2=0,即ax1+by1+c=ax2+by2+c=0,则点P1,P2都在直线l上,所以此时直线P1P2与直线l重合,错误;对于D项,若d1·d2≤0,即(ax1+by1+c)(ax2+by2+c)≤0,所以点P1,P2分别位于直线l的两侧或在直线l上,所以直线P1P2与直线l相交或重合,错误.故选BCD项.]16.设m∈R,过定点A的动直线x+my=0和过定点B的动直线mx-y-m+3=0交于点P(x,y),则|P A|·|PB|的最大值是________.解析:易知定点A(0,0),B(1,3),且无论m取何值,两直线垂直.所以无论P与A,B重合与否,均有|P A|2+|PB|2=|AB|2=10(P在以AB为直径的圆上).所以|P A|·|PB|≤12+|PB|2)=5.2(|P A|当且仅当|P A|=|PB|= 5 时等号成立.答案: 5。
两直线的位置关系【基础知识整合】1.两条直线的位置关系(1)两条直线平行与垂直①两条直线平行:(ⅰ)对于两条不重合的直线l1、l2,若其斜率分别为k1、k2,则有l1∥l2⇔k1=k2.(ⅱ)当直线l1、l2不重合且斜率都不存在时,l1∥l2.②两条直线垂直:(ⅰ)如果两条直线l1、l2的斜率存在,设为k1、k2,则有l1⊥l2⇔k1·k2=-1。
(ⅱ)当其中一条直线的斜率不存在,而另一条的斜率为0时,l1⊥l2。
(2)两条直线的交点直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,则l1与l2的交点坐标就是方程组错误!的解.2.几种距离(1)两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)之间的距离P1P2=错误!. (2)点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=错误!。
(3)两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0(其中C1≠C2)间的距离d=错误!.【知识拓展】1.一般地,与直线Ax+By+C=0平行的直线方程可设为Ax+By+m=0;与之垂直的直线方程可设为Bx-Ay +n=0。
2.过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0 (λ∈R),但不包括l2.3.点到直线与两平行线间的距离的使用条件:(1)求点到直线的距离时,应先化直线方程为一般式.(2)求两平行线之间的距离时,应先将方程化为一般式且x,y的系数对应相等.类型一两直线平行与垂直【典例1】【2016·北京海淀区期末】已知直线l1:x+2y -1=0与直线l2:mx-y=0平行,则实数m的取值为【答案】-1 2【解析】因为直线l1:x+2y-1=0与直线l2:mx-y=0平行,所以错误!=错误!≠0,解得m=-错误!.【变式训练1】【2016·浙江名校联考】已知直线l1:x +(a-2)y-2=0,l2:(a-2)x+ay-1=0,则“a=-1"是“l1⊥l2”的条件【答案】充分不必要【解析】若a=-1,则l1:x-3y-2=0,l2:-3x-y-1=0,显然两条直线垂直;若l1⊥l2,则(a-2)+a(a-2)=0,∴a=-1或a=2,因此,“a=-1”是“l1⊥l2”的充分不必要条件。
2017高考模拟文数专题汇编之两条直线的位置关系含解析一、选择题(本大题共20小题,共100.0分)1.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M、N分别是直线CD、AB上的动点,点P是△A1C1D 内的动点(不包括边界),记直线D1P与MN所成角为θ,若θ的最小值为,则点P 的轨迹是()A.圆的一部分B.椭圆的一部分C.抛物线的一部分D.双曲线的一部分2.入射光线沿直线x-2y+3=0射向直线l:y=x,被l反射后的光线所在直线的方程是()A.2x+y-3=0B.2x-y-3=0C.2x+y+3=0D.2x-y+3=03.△ABC的三个顶点是A(0,3),B(3,3),C(2,0),直线l:x=a将△ABC分割成面积相等的两部分,则a的值是()A. B. C. D.4.已知点A(-1,-2),B(2,3),若直线l:x+y-c=0与线段AB有公共点,则直线l在y轴上的截距的取值范围是()A.[-3,5]B.[-5,3]C.[3,5]D.[-5,-3]5.已知直线mx+4y-2=0与直线2x-5y+n=0互相垂直,垂足为(1,p),则m+n-p等于()A.0B.4C.20D.246.两条直线l1:2x+y+c=0,l2:x-2y+1=0的位置关系是()A.平行B.垂直C.重合D.不能确定7.直线3x+2y+6=0和2x+5y-7=0的交点坐标为()A.(-4,-3)B.(4,3)C.(-4,3)D.(3,4)8.一束光线从点(-1,1)出发,经x轴反射到圆C:(x-2)2+(y-3)2=1上的最短路径长度是()A.4B.5C.3D.29.若点P(a,b)与Q(b-1,a+1)(a≠b-1)关于直线l对称,则直线l的方程是()A.x+y=0B.x-y=0C.x+y-1=0D.x-y+1=010.已知坐标原点O(0,0)关于直线L对称的点是M(3,-3),则直线L的方程是()A.x-2y+1=0B.2x-y-1=0C.x-y+3=0D.x-y-3=011.经过圆x2-2x+y2=0的圆心且与直线x+2y=0平行的直线方程是()A.x+2y-1=0B.x-2y-2=0C.x-2y+1=0D.x+2y+2=012.已知直线y=kx+2k+1与直线y=-x+2的交点位于第一象限,则实数k的取值范围是()A.-B.k或kC.-6<k<2D.k13.直线x+y+1=0关于点(1,2)对称的直线方程为()A.x+y-7=0B.x-y+7=0C.x+y+6=0D.x-y-6=014.设△ABC的一个顶点是A(3,-1),∠B,∠C的平分线方程分别是x=0,y=x,则直线BC的方程是()A.y=2x+5B.y=2x+3C.y=3x+5D.15.两直线x-2y+7=0和2x+y-1=0的交点坐标为()A.(1,3)B.(-1,3)C.(3,-1)D.(-3,-1)16.已知一条光线自点M(2,1)射出,经x轴反射后经过点N(4,5),则反射光线所在的直线方程是()A.3x+y+5=0B.2x-y-3=0C.3x-y-7=0D.3x-y-5=017.一条光线从A(-,0)处射到点B(0,1)后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程为()A.2x-y-1=0B.2x+y-1=0C.x-2y-1=0D.x+2y+1=018.已知点A(1,-2),B(m,2),若线段AB的垂直平分线的方程是x+2y-2=0,则实数m的值是()A.-2B.-7C.3D.119.若直线l1:(m+3)x+4y+3m-5=0与l2:2x+(m+5)y-8=0平行,则m的值为()A.-7B.-1或-7C.-6D.20.一束光线从A(1,0)点处射到y轴上一点B(0,2)后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程是()A.x+2y-2=0B.2x-y+2=0C.x-2y+2=0D.2x+y-2=0二、填空题(本大题共20小题,共100.0分)21.若直线l经过点P(1,2),且垂直于直线2x+y-1=0,则直线l的方程是______ .22.一条光线从A(-,0)处射到点B(0,1)后被y轴反射,则反射光线所在直线的方程为______ .23.设点A(-2,0)和B(0,3),在直线l:x-y+1=0上找一点P,使|PA|+|PB|的取值最小,则这个最小值为______ .24.若三条直线2x-y+4=0,x-2y+5=0,mx-3y+12=0围成直角三角形,则m= ______ .25.下列直线中与直线l:3x+2y-5=0相交的是______ (填上正确的序号).①y=-x+5②3x+2y=0③+=1④+=1.26.点P(4,0)关于直线5x+4y+21=0的对称点的坐标是______ .27.已知两点A(0,1),B(4,3),则线段AB的垂直平分线方程是______ .28.已知直线l1:ax+4y-2=0与直线l2:2x-5y+b=0互相垂直,垂足为(1,c),则a+b+c 的值为______ .29.两直线(m+2)x-y+m=0,x+y=0与x轴相交且能构成三角形,则m满足的条件是______ .30.已知直线l1的倾斜角为α1,则l1关于x轴对称的直线l2的倾斜角为______ .31.一条光线经过点P(2,3)射在直线x+y+1=0上,反射后,经过点A(1,1),则光线的入射线和反射线所在的直线方程为______ .32.若直线a2x+y+7=0和直线x-2ay+1=0垂直,则实数a的值为______ .33.直线l1:y=kx-1与直线l2:x+y-1=0的交点位于第一象限则k的范围为______ .34.平行于直线2x-y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是______ .35.与直线2x+3y+5=0平行,且在两坐标轴上截距的和为6的直线方程是______ .36.直线2x+3y+1=0关于直线x-y-1=0的对称直线方程为______ .37.过l1:2x-3y+2=0与l2:3x-4y+2=0的交点且与直线4x+y-4=0平行的直线方程为______ .38.直线l1:(a+3)x+y-3=0与直线l2:5x+(a-3)y+4=0,若l1的方向向量是l2的法向量,则实数a= ______ .39.已知直线x+y-3m=0与2x-y+2m-1=0的交点在第四象限,则实数m的取值范围为______ .40.以点(1,3)和(5,-1)为端点的线段的中垂线的方程是______ .三、解答题(本大题共20小题,共240.0分)41.在平面直角坐标系x O y中,已知△ABC的顶点A(5,1),B(1,5).(1)若A为直角△ABC的直角顶点,且顶点C在y轴上,求BC边所在直线方程;(2)若等腰△ABC的底边为BC,且C为直线l:y=2x+3上一点,求点C的坐标.42.设有一条光线从P(-2,4)射出,并且经x轴上一点Q(2,0)反射(Ⅰ)求入射光线和反射光线所在的直线方程(分别记为l1,l2)(Ⅱ)设动直线l:x=my-2,当点M(0,-6)到l的距离最大时,求l,l1,l2所围成的三角形的内切圆(即:圆心在三角形内,并且与三角形的三边相切的圆)的方程.43.已知圆O:x2+y2=4,直线与圆O相交于A,B两点,且A点在第一象限.(1)求|AB|;(2)设P(x0,y0)(x0≠±1)是圆O上的一个动点,点P关于原点的对称点为P1,点P关于x轴的对称点为P2,如果直线AP1,AP2与y轴分别交于(0,m)和(0,n).问m•n是否为定值?若是,求出定值,若不是,说明理由.44.已知直线l1:y=2x,直线l:y=3x+3.求l1关于l对称的直线l2的方程.45.已知两直线l1:mx+8y+n=0和l2:2x+my-1=0,(1)若l1与l2交于点p(m,-1),求m,n的值;(2)若l1∥l2,试确定m,n需要满足的条件;(3)若l1⊥l2,试确定m,n需要满足的条件.46.光线l1从点M(-1,3)射到x轴上,在点P(1,0)处被x轴反射,得到光线l2,再经直线x+y-4=0反射,得到光线l3,求l2和l3的方程.47.(坐标系与参数方程选做题)在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ=2sinθ与ρcosθ=-1的交点的极坐标为______ .48.某地A、B两村在一直角坐标系下的位置分别为A(1,2),B(4,0),一条河所在直线的方程为l:x+2y-10=0,若在河上建一座水站P,使分别到A、B两镇的管道之和最省,问供水站P应建在什么地方?49.已知直线l1:2x-y-8=0和直线l:3x+y-2=0.(Ⅰ)求经过直线l1与直线l的交点,且过点(-1,0)的直线的方程;(Ⅱ)求直线l1关于直线l对称的直线l2的方程.50.如图,在矩形ABCD中,已知AB=3,AD=1,E、F分别是AB的两个三等分点,AC,DF相交于点G,建立适当的平面直角坐标系:(1)若动点M到D点距离等于它到C点距离的两倍,求动点M的轨迹围成区域的面积;(2)证明:E G⊥D F.51.已知直线l1:mx-y=0,l2:x+my-m-2=0.(1)求证:对m∈R,l1与l2的交点P在一个定圆上;(2)若l1与定圆的另一个交点为P1,l2与定圆的另一个交点为P2,求当m在实数范围内取值时,△PP1P2的面积的最大值及对应的m.52.已知直线l:x+2y-2=0.试求:(1)点P(-2,-1)关于直线l的对称点坐标;(2)直线l关于点(1,1)对称的直线方程.53.如图所示,光线从点A(2,1)出发,到x轴上的点B后,被x轴反射到y轴上的C点,又被y轴反射,这时反射线恰好经过点D(1,2).(1)求直线BC的方程;(2)求线段BC的中垂线方程.54.已知有条光线从点A(-2,1)出发射向x轴B,经过x轴反射后射向y轴上的C点,再经过y轴反射后到达点D(-2,7).(1)求直线BC的方程.(2)求光线从A点到达D点所经过的路程.55.在平面直角坐标系中x O y中,动点E到定点(1,0)的距离与它到直线x=-1的距离相等.(Ⅰ)求动点E的轨迹C的方程;(Ⅱ)设动直线l:y=kx+b与曲线C相切于点P,与直线x=-1相交于点Q.证明:以PQ为直径的圆恒过x轴上某定点.56.平行四边形ABCD的一组邻边所在直线的方程分别为x-2y-1=0与2x+3y-9=0,对角线的交点坐标为(2,3).(1)求已知两直线的交点坐标;(2)求此平行四边形另两边所在直线的方程.57.已知点A、B的坐标分别是(-1,0)、(1,0),直线AM、BM相交于点M,且直线AM的斜率与直线BM的斜率的商是2,求点M的轨迹方程.58.正方形中心在M(-1,0),一条边所在的直线方程为x+3y-5=0,求其他三边所在直线的方程.59.已知平面内两点A(8,-6),B(2,2).(1)求AB的中垂线l的方程;(2)一束光线从B点射向y轴,若反射光线恰好经过点A,求反射光线所在的直线方程.60.已知斜率为k(k≠0)的直线l交椭圆于M(x1,y1),N(x2,y2)两点.(1)记直线OM,ON的斜率分别为k1,k2,当3(k1+k2)=8k时,证明:直线l过定点;(2)若直线l过点D(1,0),设△OMD与△OND的面积比为t,当时,求t的取值范围.【答案】1.B2.B3.A4.A5.A6.B7.C8.A9.D 10.D 11.A 12.A 13.A 14.A 15.B 16.C 17.B 18.C 19.A 20.B21.x-2y+3=022.2x+y-1=023.24.-或-625.③26.(-6,-8)27.2x+y-6=028.-429.m∈(-∞,-3)∪(-2,0)∪(0,+∞).30.π-θ或031.2x-y-1=0;4x-5y+1=032.0或233.(1,+∞)34.2x-y+5=0或2x-y-5=035.10x+15y-36=036.3x+2y=037.4x+y-10=038.-239.-1<m<40.x-y-2=041.解:(1)设C(0,y),则=-1,∴y=-4,∴BC边所在直线方程,即9x-y-4=0;(2)设C(a,2a+3),则∵等腰△ABC的底边为BC,∴(5-1)2+(1-5)2=(a-5)2+(2a+2)2,∴5a2-2a-3=0,∴a=1或-,∴C(1,5)或(-,).42.解:(Ⅰ)∵k PQ=-,∴l1:y=-(x-2),∵l1,l2关于x轴对称,∴l2:y=(x-2);(Ⅱ)设M到直线l的距离为MH,∵l恒过点N(-2,0),∴MH=,∴NH=0时,MH最大,即l⊥MN时,M到l的距离最大,∵k MN=-,∴m=,∴l的方程为x=y-2,设所求方程为(x-2)2+(y-t)2=r2,∴r==,∴t=2(另一根舍去),∴所求方程为(x-2)2+(y-2)2=1.43.解:(1)由于圆心O(0,0)到直线的距离,圆的半径r=2,∴.(2)是定值,理由如下解方程组,可得,设(x0≠±1),则,,,由AP1:,令x=0,得.由AP2:,令x=0,得.∴.44.解:方法一:由解得:,∴l1与l的交点为P(-3,-6),且此点在所求直线l2上.在直线y=2x上取点O(0,0),它关于直线y=3x+3的对称点为M(-,),由两点式可得l2的方程为11x-2y+21=0.方法二:设P(x,y)是直线l2上任一点,点P关于直线l:y=3x+3的对称点为P1(x1,y1),由P1P⊥l,且PP1的中点在l上得:=-,=3+3,解得x1=-x+y-,y1=x+y+.∵P1(x1,y1)在直线l1上,即y1=2x1,∴x+y+=2(-x+y-),整理得11x-2y+21=0.∴l2的方程为11x-2y+21=0.45.解:(1)将点P(m,-1)代入两直线方程得:m2-8+n=0和2m-m-1=0,解得m=1,n=7.(2)由l1∥l2得:,∴,或,所以当m=4,n≠-2;或m=-4,n≠2时,l1∥l2.(3)当m=0时直线l1:和l2:,此时,l1⊥l2,当m≠0时此时两直线的斜率之积等于,显然l1与l2不垂直,所以当m=0,n∈R时直线l1和l2垂直.46.解:∵M(-1,3)关于x轴的对称点为M'(-1,-3),则直线l2经过点M′和点P,又P(1,0),∴l2的直线方程为.设直线l2与直线x+y-4=0的交点为N,由求得.设P(1,0)关于直线x+y-4=0的对称点为P'(x0,y0),则有,整理得,解得P'(4,3),由l3的经过点N和点P′,可得l3的方程为,即2x-3y+1=0.47.(,)48.解:过A作直线l的对称点A′,连A′B交l于P,∵|AP′|+|P′B|=|A′P′|+|BP′|>|A′B|,∴P点即为所求.设A′(a,b),则,即,解得a=3,b=6,即A′(3,6),直线A′B的方程为,即6x+y-24=0,由,解得x=,y=,即P(,),故供水站P应建在P(,),才能使管道最省.49.解:(Ⅰ)由得,所以直线l1与直线l的交点为P(2,-4).所求直线的斜率.由点斜式得所求直线的方程为.即4x+3y+4=0.(Ⅱ)取直线l1上一点A(4,0),它关于直线l的对称点为B(x,y),线段AB的中点为,由题意得,即,解之得B(-2,-2)由得,所以直线l1与直线l的交点为P(2,-4).所以直线l2的方程为:,即x+2y+6=0.50.(1)解:以A为原点,AB所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,则A(0,0),B(3,0),C(3,1),D(0,1),E(1,0),F(2,0).…(1分)设M(x,y),由题意知|MD|=2|MC|…(2分)∴…(3分)两边平方化简得:即(x-4)2+(y-1)2=4…(5分)即动点M的轨迹为圆心(4,1),半径为2的圆,∴动点M的轨迹围成区域的面积为4π…(6分)(2)证明:由A(0,0).C(3,1)知直线AC的方程为:x-3y=0,…(7分)由D(0,1).F(2,0)知直线DF的方程为:x+2y-2=0,…(8分)由得,故点G点的坐标为.…(10分)又点E的坐标为(1,0),故k EG=2,k DF=-…(12分)所以k EG•k DF=-1,即证得:EG⊥DF…(13分)51.解:(1)如图所示:l1:-y=0,过定点(0,0),=m;l2:x+my-m-2=0,m(y-1)+x-2=0,=-令y-1=0,x-2=0.得y=1,x=2,∴过定点(2,1),∵•=-1,∴直线与直线互相垂直,∴直线与直线的交点必在以(0,0),(2,1)为一条直径端点的圆上,且圆心(1,),半径r==,∴圆的方程为(x-1)2+(y-)2=.即x2+y2-2x-y=0;(2)由(1)得:(0,0),(2,1).当P点在定圆上移动时,△PP1P2的底边P1P2为定值2r.当三角形的高最大时,△PP1P2的面积最大.故三角形面积最大为•2r•r=又与圆的交点为P(,),且OP与P1P2的夹角是45°.∴|OP|==,即+=,解得:m=3或m=故当m=3或m=时,△PP1P2的面积取得最大值.52.解:(1)设点P关于直线l的对称点为P'(x0,y0),则线段PP'的中点M在对称轴l上,且PP'⊥l.∴即P'坐标为.(2)设直线l关于点A(1,1)的对称直线为l',则直线l上任一点P(x1,y1)关于点A的对称点P'(x,y)一定在直线l'上,反之也成立.由.将(x1,y1)代入直线l的方程得x+2y-4=0.∴直线l'的方程为x+2y-4=0.53.解:(1)点A(2,1)关于x轴的对称点为A′(2,-1),点D(1,2)关于y轴的对称点为D′(-1,2),根据反射原理,A′,B,C,D′四点共线.∴直线BC的方程为,即x+y-1=0;(2)由(1)得B(1,0),C(0,1).∴BC的中点坐标为(),k BC=-1.∴线段BC的中垂线方程为,即x-y=0.54.解:如图,(1)∵A(-2,1),∴A点关于x轴的对称点为A′(-2,-1),∵D(-2,7),∴D点关于y轴的对称点D′(2,7).由对称性可得,A′、D′所在直线方程即为BC所在直线方程,∴BC:,整理得2x-y+3=0;(2)由图可得,光线从A点到达D点所经过的路程即为|A′D′|=.55.(Ⅰ)解:设动点E的坐标为(x,y),由抛物线定义知,动点E的轨迹是以(1,0)为焦点,x=-1为准线的抛物线,∴动点E的轨迹C的方程为:y2=4x;(Ⅱ)证明:设直线l的方程为:y=kx+b(k≠0),由,消去x得:ky2-4y+4b=0.∵直线l与抛物线相切,∴△=16-16kb=0,即.∴直线l的方程为y=kx+.令x=-1,得,∴Q(-1,),设切点坐标P(x0,y0),则,解得:P(),设M(m,0),则==.当m=1时,.∴以PQ为直径的圆恒过x轴上定点M(1,0).56.解:(1)由,解得:,即两直线的交点坐标是(3,1);(2)由(1)得已知两直线的交点坐标为(3,1),对角线的交点坐标为(2,3),因此,与点(3,1)相对的一个顶点为(1,5),由平行四边形的性质得另两边与已知两边分别平行,因此另两边所在直线方程分别是:y-5=-(x-1)与y-5=(x-1),即x-2y+9=0与2x+3y-17=0.57.解:设M(x,y),则因为直线AM的斜率与直线BM的斜率的商是2,所以k AM÷k BM=2,所以=2,(x≠±1,y≠0),整理得x=-3(y≠0).58.解:M到直线x+3y-5=0距离是所以M到另三边距离也是有一条边和x+3y-5=0平行设为x+3y+a=0则即|a-1|=6a=-5,a=7a=-5就是已知的则x+3y+7=0另两条和他们垂直,所以斜率为3设为:3x-y+b=0则即|b-3|=6b=9,b=-3所以三直线是x+3y+7=03x-y+9=03x-y-3=059.解:(1)AB的中点坐标为(5,-2),AB的斜率为=-,∴AB的中垂线l的方程y+2=(x-5),即3x-4y-23=0;(2)B关于y轴对称点的坐标为(-2,2),∴反射光线所在的直线方程为,即4x+5y-2=0.60.(1)证明:依题意可设直线l的方程为y=kx+n,其中k≠0.代入椭圆方程得:(1+4k2)x2+8knx+4n2-4=0,则有.则=.由条件3(k1+k2)=8k,有,而k≠0,则有,从而直线l过定点或;(2)解:依题意可设直线l的方程为y=k(x-1),其中k≠0.代入椭圆方程得:(1+4k2)x2-8k2x+4k2-4=0,则有.从而有…①…②由①②得,,由,得.又,因y1y2<0,故,又,从而有,得,解得:2<t<3或.【解析】1. 解:把MN平移到面A1B1C1D1中,直线D1P与MN所成角为θ,直线D1P与MN所成角的最小值,是直线D1P与面A1B1C1D1所成角,即原问题转化为:直线D1P与面A1B1C1D1所成角为,点P在面A1B1C1D1的投影为圆的一部分,∵点P是△A1C1D内的动点(不包括边界)∴则点P的轨迹是椭圆的一部分.故选:B.把MN平移到面A1B1C1D1中,直线D1P与MN所成角为θ,直线D1P与MN所成角的最小值,是直线D1P与面A1B1C1D1所成角,即原问题转化为:直线D1P与面A1B1C1D1所成角为,求点P的轨迹.点P在面A1B1C1D1的投影为圆的一部分,则点P的轨迹是椭圆的一部分.本题考查了空间轨迹问题,考查了转化思想,属于中档题.2. 解:在入射光线上取点(1,2),则关于y=x的对称点(2,1)在反射光线上,代入验证,通过排除法,2x-y-3=0满足.故选B.在入射光线上取点(1,2),则关于y=x的对称点(2,1)在反射光线上,代入验证,可得结论.本题考查直线的对称性,考查学生的计算能力,比较基础.3. 解:AC所在的直线方程为y=-x+3,直线x=a与AB交于D,与AC交于E,则S△ADE=S△ABC=×=,E点的坐标为﹙a,-+3﹚∴DE=3-﹙-+3﹚=,AD=a,∴由S△ADE==×a•=解得:a=故选:A.首先求出AC所在的直线方程,再联立方程x=a求出E点的坐标,进而得出DE和AD的长,再由三角形的面积即可得出a的值.此题考查了两直线的交点坐标,求出S△ADE是解题的关键,属于中档题.4. 解:直线l在y轴上的截距是c,点A(-1,-2),B(2,3),若直线l:x+y-c=0与线段AB有公共点,直线是平行线系,代入A、B两点,可得c=-3,c=5,所以-3≤c≤5;故选A.确定直线在y轴上的截距,说明直线是平行直线系,代入A、B坐标,求出c的值,即可得到选项.本题是基础题,考查直线与线段的交点问题,直线的截距的应用,考查计算能力.5. 解:∵直线mx+4y-2=0与2x-5y+n=0互相垂直,∴×=-1,∴m=10,直线mx+4y-2=0即5x+2y-1=0,垂足(1,p)代入得,5+2p-1=0,∴p=-2.把P(1,-2)代入2x-5y+n=0,可得n=-12,∴m+n-p=10-12+2=0,故选:A.先由两直线平行斜率相等,求出m,第一直线的方程确定了,把垂足坐标代入,可求p,垂足坐标确定了,把垂足坐标代入第二条直线的方程可得n,进而求得m+n-p的值.本题考查两直线垂直的性质,垂足是两直线的公共点,垂足坐标同时满足两直线的方程.6. 解:直线l1的斜率是:-2,直线l2的斜率是:,由-2×=-1,得直线垂直,故选:B.分别求出两条直线的斜率,根据斜率的乘积是-1,判断直线的位置关系即可.本题考查了求直线的斜率问题,考查直线的位置关系,是一道基础题.7. 解:由题意得:,解得:,故选:C.直接联立两直线方程组成的方程组求解两直线的交点坐标.本题考查了两直线的交点坐标,考查了方程组的解法,是基础题.8. 解:由题意可得圆心C(2,3),半径为r=1,点A关于x轴的对称点A′(-1,-1),求得A′C==5,则要求的最短路径的长为A′C-r=5-1=4,故选A.求出点A关于x轴的对称点A′,则要求的最短路径的长为A′C-r(圆的半径),计算求得结果.本题主要考查反射定理的应用,求一个点关于直线的对称点的方法,体现了转化、数形结合的数学思想,属于基础题.9. 解:∵点P(a,b)与Q(b-1,a+1)(a≠b-1)关于直线l对称,∴直线l为线段PQ的中垂线,PQ的中点为(,),PQ的斜率为=-1,∴直线l的斜率为1,即直线l的方程为y-=1×(x-),化简可得x-y+1=0.故选:D.由题意可得直线l为线段PQ的中垂线,求得PQ的中点为(,),求出PQ的斜率可得直线l的斜率,由点斜式求得直线l的方程,化简可得结果.本题主要考查两条直线垂直的性质,斜率公式的应用,用点斜式求直线的方程,属于中档题.10. 解:由O(0,0),M(3,-3),可得OM的中点坐标为(),又,∴OM的垂直平分线的斜率为1,∴直线L的方程为y+=1×(x-),即x-y-3=0.故选:D.由中点坐标公式求得OM的中点坐标,再求出OM所在直线的斜率,得到OM的垂直平分线的斜率,代入直线方程的点斜式得答案.本题考查点关于直线的对称点的求法,考查中点坐标公式的应用及两直线垂直与斜率的关系,是基础题.11. 解:因为圆x2-2x+y2=0的圆心为(1,0),与直线x+2y=0平行的直线的斜率为:-.所以经过圆x2-2x+y2=0的圆心且与直线x+2y=0平行的直线方程是:y=-(x-1),即x+2y-1=0.故选A.通过圆的一般方程求出圆的圆心坐标,求出直线的斜率,然后求出所求直线的方程即可.本题考查圆的一般方程求解圆的圆心坐标,直线的斜率与直线的点斜式方程的求法,考查计算能力.12. 解:联立,解得,∵直线y=kx+2k+1与直线y=-x+2的交点位于第一象限,∴,解得.故选:A.联立,可解得交点坐标(x,y),由于直线y=kx+2k+1与直线y=-x+2的交点位于第一象限,可得,解得即可.本题考查了直线的交点、不等式的解法,属于基础题.13. 解:在所求直线上取点(x,y),关于点(1,2)对称的点的坐标为(2-x,4-y),代入直线x+y+1=0,可得2-x+4-y+1=0即x+y-7=0,故选A.在所求直线上取点(x,y),关于点(1,2)对称的点的坐标为(2-x,4-y),代入直线x+y+1=0,可得直线方程.本题考查求一个点关于另一个点的对称点的方法,考查直线的方程,比较基础.14. 解:∵∠B、∠C的平分线分别是x=0,y=x,∴AB与BC对于x=0对称,AC与BC对于y=x对称.A(3,-1)关于x=0的对称点A'(-3,-1)在直线BC上,A关于y=x的对称点A''(-1,3)也在直线BC上.由两点式,所求直线BC的方程:y=2x+5.故选A分析题意,求出A关于x=0,y=x,的对称点的坐标,都在直线BC上,利用两点式方程求解即可.本题是基础题,考查点关于直线对称点的求法,直线方程的求法,考查计算能力,发现问题解决问题的能力,常考题型.15. 解:由,解得x=-1,y=3.所以直线x-2y+7=0和直线2x+y-1=0的交点坐标是(-1,3).故选:B.直接联立直线x-2y+7=0和直线2x+y-1=0的方程,解方程组求解交点的坐标.本题考查了两条直线交点的坐标,考查了二元一次方程组的解法,是基础题.16. 解:因为M(2,1)关于x轴的对称点M′(2,-1)在反射光线所在的直线上,且经x轴反射后经过点N(4,5),所以=,整理,得3x-y-7=0.故选:C.利用点M(2,1)关于x轴的对称点M′(2,-1)在反射光线所在的直线上,由两点式写出反射光线所在的直线方程,本题考查求一个点关于直线的对称点坐标的方法,用两点式求直线的方程,反射定律的应用.考查计算能力.17. 解:由反射定律可得点点A(-,0)关于y轴的对称点A′(,0)在反射光线所在的直线上,再根据点B(0,1)也在反射光线所在的直线上,用两点式求得反射光线所在的直线方程为=,即2x+y-1=0,故选:B.由反射定律可得点A(-,0)关于y轴的对称点A′(,0)在反射光线所在的直线上,再根据点b(0,1)也在反射光线所在的直线上,用两点式求得反射光线所在的直线方程.本题主要考查求一个点关于直线的对称点的坐标,用两点式求直线的方程,属于基础题.18. 解:∵A(1,-2)和B(m,2)的中点在直线x+2y-2=0上,∴.∴m=3,故选C.先利用线段的中点公式求出线段AB的终点坐标,再把中点坐标代入直线x+2y-2=0求得实数m的值.本题考查求线段的中点坐标的方法,用待定系数法求参数的值.19. 解:直线l1的斜率一定存在,为,但当m=-5时,l2的斜率不存在,两直线不平行.当m≠-5时,l2的斜率存在且等于,由两直线平行,斜率相等得=,解得m=-1或-7.当m=-1时,两直线重合,故不满足条件;经检验,m=-7满足条件,故选A.直线l1的斜率一定存在,为,所以,当两直线平行时,l2的斜率存在,求出l2的斜率,利用它们的斜率相等解出m的值.本题考查两直线平行的条件,两直线平行时,它们的斜率相等或者都不存在.20. 解:由反射定律可得点A(1,0)关于y轴的对称点A′(-1,0)在反射光线所在的直线上,再根据点B(0,2)也在反射光线所在的直线上,用两点式求得反射光线所在的直线方程为=1,即2x-y+2=0,故选:B.由反射定律可得点A(-1,0)关于y轴的对称点A′(1,0)在反射光线所在的直线上,再根据点b(0,1)也在反射光线所在的直线上,用两点式求得反射光线所在的直线方程.本题主要考查求一个点关于直线的对称点的坐标,用两点式求直线的方程,属于基础题.21. 解:设垂直于直线2x+y-1=0的直线l的方程为x-2y+c=0,∵直线l经过点P(1,2),∴1-4+c=0,解得c=3,∴直线l的方程是x-2y+3=0.故答案为:x-2y+3=0.设垂直于直线2x+y-1=0的直线l的方程为x-2y+c=0,由直线l经过点P(1,2),利用待定系数法能求出直线l的方程.本题考查直线方程的求法,涉及到直线与直线垂直等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,是基础题.22. 解:由反射定律可得点点A(-,0)关于y轴的对称点A′(,0)在反射光线所在的直线上,再根据点B(0,1)也在反射光线所在的直线上,用两点式求得反射光线所在的直线方程为,即2x+y-1=0,故答案为:2x+y-1=0.由反射定律可得点A(-,0)关于y轴的对称点A′(,0)在反射光线所在的直线上,再根据点B(0,1)也在反射光线所在的直线上,用两点式求得反射光线所在的直线方程.本题主要考查求一个点关于直线的对称点的坐标,用两点式求直线的方程,属于基础题.23. 解:设点B关于直线l:x-y+1=0的对称点为C(a,b),则,解得a=2,b=1,∴C(2,1),连结AC,则AC交直线l于点P,点P即为所求的点,此时,|PA|+|PB|=|PA|+|PC|,故(|PA|+|PB|)min=|AC|==.故答案为:.求出点B关于直线l:x-y+1=0的对称点为C,连结AC,则AC交直线l于点P,点P即为所求的点,此时,|PA|+|PB|=|PA|+|PC|,(|PA|+|PB|)=|AC|.min本题考查线段和的最小值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意数形结合思想的合理运用.24. 解:∵三条直线2x-y+4=0,x-2y+5=0,mx-3y+12=0围成直角三角形,∴2×=-1,或=-1,则m=或-6.故答案为:-或-6.利用两条直线互相垂直与斜率之间的关系即可得出.本题考查了两条直线互相垂直与斜率之间的关系,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.25. 解:直线l的斜率k=-,要使直线与l相交,则所求直线的斜率k′≠-.又①、②、④中直线的斜率都等于-,③中直线的斜率等于-,故答案为③.直线l的斜率k=-,要使直线与l相交,则所求直线的斜率k′≠-.求出直线的斜率,即可得出结论.本题考查直线的斜率,考查直线的位置关系,比较基础.26. 解:设点P(4,0)关于直线5x+4y+21=0的对称点P′的坐标(a,b),∴•(-)=-1①且5•+4•+21=0②,解得a=-6,b=-8,∴点P′的坐标为(-6,-8).故答案为:(-6,-8).设出对称的点的坐标(a,b),利用点P与对称的点的连线与对称轴垂直,以及点P与对称的点的连线的中点在对称轴上,解出对称点的坐标.本题考查求一个点关于某一条直线的对称点的坐标的求法,利用垂直及中点在轴上两个条件解出对称点的坐标.27. 解:两点A(0,1),B(4,3),中点坐标为:(2,2),直线AB的斜率为:=,AB垂线的斜率为:-2,线段AB的垂直平分线方程是:y-2=-2(x-2),即:2x+y-6=0,故答案为2x+y-6=0.先求出中点的坐标,再求出垂直平分线的斜率,点斜式写出线段AB的垂直平分线的方程,再化为一般式.本题考查两直线垂直的性质,线段的中点坐标公式,以及用直线方程的点斜式求直线方程的求法.28. 解:∵直线l1与直线l2互相垂直,∴2a+4×(-5)=0,解得a=10,∴l1:10x+4y-2=0,∵垂足(1,c)在l1上,∴10+4c-2=0,解得c=-2,再由垂足(1,-2)在l2上可得2+10+b=0,解得b=-12,∴a+b+c=10-12-2=-4故答案为:-4由直线l1与直线l2互相垂直,可得关于a的方程,解方程可得a值,由垂足(1,c)在l1上,可得关于c的方程,解方程可得c值,再由垂足(1,-2)在l2上可得2+10+b=0,可得关于b的方程,解方程可得b值,代入要求的式子计算可得答案.本题考查直线的一般式方程与垂直关系,涉及直线的交点问题,属基础题.29. 解:由(m+2)x-y+m=0,得:2x-y+m(x+1)=0,联立,得,所以直线(m+2)x-y+m=0过定点P(-1,-2),且直线(m+2)x-y+m=0与x轴不垂直,如图所示,由图形可知,要使过P点的直线与x轴相交、与y=x相交且能构成三角形,该直线的斜率要大于0,且不等于2,斜率为负值时应小于-1,所以有m+2<-1或,解得:m∈(-∞,-3)∪(-2,0)∪(0,+∞).故答案为m∈(-∞,-3)∪(-2,0)∪(0,+∞).找出直线(m+2)x-y+m=0过的定点,在平面直角坐标系中,通过画图就能分析得到能构成三角形的直线(m+2)x-y+m=0的斜率范围,从而求得m的取值范围.本题考查了三点共线,两条直线平行与倾斜角、斜率的关系,考查了数形结合的解题思想,训练了线系方程过定点的求法,此题是易错题.30. 解:直线的倾斜角为α1∈[0,π),当故α1是锐角,直线L关于x轴对称直线的倾斜角为:π-θ;当故α1是钝角,直线L关于x轴对称直线的倾斜角为:π-θ;当故α1是零角,直线L关于x轴对称直线的倾斜角为:0;故答案为:π-θ或0.设直线的倾斜角为α1,其范围是[0,π),分它是锐角或钝角或零角进行讨论,再根据θ的范围求出直线l1关于x轴对称的直线l2的倾斜角的大小.本题考查直线的倾斜角和斜率的关系,以及倾斜角的取值范围,属于基础题.31. 解:光线的入射线PA方程为,即2x-y-1=0.设点P关于直线x+y+1=0的对称点的坐标为Q(x0,y0),则PQ的中点M(,),∵直线x+y+1=0的斜率k=-1,依题意,PQ的中点在直线x+y+1=0上,且PQ所在直线与直线x+y+1=0垂直,所以,解得Q(-4,-3),∵反射光线经过A、Q两点,∴反射光线所在直线的方程为4x-5y+1=0.故答案为2x-y-1=0;4x-5y+1=0.依题意,光线的入射线PA,设点P关于直线x+y+1=0的对称点Q(x0,y0),PQ的中点在直线x+y+1=0上,且PQ所在直线与直线x+y+1=0垂直,据此列列方程组,解之即可求得Q(-4,-3),从而可求得光线的反射线所在的直线方程.本题考查点关于线的对称与直线关于直线对称的直线方程,考查方程组思想与运算能力,属于中档题.32. 解:∵两条直线a2x+y+7=0和直线x-2ay+1=0互相垂直,∴a2•1+1•(-2a)=0,解得a=0或a=2故答案为:0或2.由直线垂直可得a2•1+1•(-2a)=0,解方程可得.本题考查直线的一般式方程和垂直关系,属基础题.33. 解:联立,k≠-1,解得y=,x=.∵直线l1:y=kx-1与直线l2:x+y-1=0的交点位于第一象限,∴>0,>0.解得:k>1.则k的范围为(1,+∞).故答案为:(1,+∞).联立,k≠-1,解得交点.根据直线l1:y=kx-1与直线l2:x+y-1=0的交点位于第一象限,即可得出.本题考查了直线的交点、不等式的解法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.34. 解:设所求直线方程为2x-y+b=0,平行于直线2x-y+1=0且与圆x2+y2=5相切,。
课时跟踪检测(四十七) 两条直线的位置关系(二)重点高中适用作业A 级——保分题目巧做快做1.命题p :“a =-2”是命题q :“直线ax +3y -1=0与直线6x +4y -3=0垂直”成立的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 直线ax +3y -1=0与直线6x +4y -3=0垂直的充要条件是6a +12=0,即a =-2,故选A.2.若直线l 1:x +ay +6=0与l 2:(a -2)x +3y +2a =0平行,则l 1与l 2之间的距离为( )A.423 B .4 2C.823D .2 2解析:选C ∵l 1∥l 2,∴1a -2=a 3≠62a,解得a =-1, ∴l 1与l 2的方程分别为l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23=0,∴l 1与l 2的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪6-232=823.3.如果平面直角坐标系内的两点A (a -1,a +1),B (a ,a )关于直线l 对称,那么直线l 的方程为( )A .x -y +1=0B .x +y +1=0C .x -y -1=0D .x +y -1=0解析:选A 因为直线AB 的斜率为a +1-aa -1-a=-1,所以直线l 的斜率为1,设直线l的方程为y =x +b ,由题意知直线l 过点⎝⎛⎭⎪⎫2a -12,2a +12,所以2a +12=2a -12+b ,解得b=1,所以直线l 的方程为y =x +1,即x -y +1=0.4.已知定点A (1,0),点B 在直线x -y =0上运动,当线段AB 最短时,点B 的坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,22 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32 D.⎝⎛⎭⎪⎫52,52解析:选A 因为定点A (1,0),点B 在直线x -y =0上运动,所以当线段AB 最短时,直线AB 和直线x -y =0垂直,设直线AB 的方程为x +y +m =0,将A 点代入,解得m =-1,所以直线AB 的方程为x +y -1=0,它与x -y =0联立解得x =12,y =12,所以点B 的坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12.5.已知点P (-2,0)和直线l :(1+3λ)x +(1+2λ)y -(2+5λ)=0(λ∈R),则点P 到直线l 的距离d 的最大值为( )A .2 3 B.10 C.14D .215解析:选B 由(1+3λ)x +(1+2λ)y -(2+5λ)=0,得(x +y -2)+λ(3x +2y -5)=0,此方程是过直线x +y -2=0和3x +2y -5=0交点的直线系方程.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2=0,3x +2y -5=0,可知两直线的交点为Q (1,1),故直线l 恒过定点Q (1,1),如图所示,可知d =|PH |≤|PQ |=10,即d 的最大值为10.6.若m >0,n >0,点(-m ,n )关于直线x +y -1=0的对称点在直线x -y +2=0上,那么1m +4n的最小值等于________.解析:设点(-m ,n )关于直线x +y -1=0的对称点为(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧b -n a +m =1,a -m 2+b +n 2-1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1-n ,b =1+m .则(-m ,n )关于直线x +y -1=0的对称点为(1-n ,1+m ),则1-n -(1+m )+2=0,即m +n =2.于是1m +4n =12(m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +4n =12×⎝ ⎛⎭⎪⎫5+n m +4m n ≥12×(5+2×2)=92,当且仅当m =23,n =43时等号成立.答案:927.以点A (4,1),B (1,5),C (-3,2),D (0,-2)为顶点的四边形ABCD 的面积为________. 解析:因为k AB =5-11-4=-43,k DC =2---3-0=-43.k AD =-2-10-4=34,k BC =2-5-3-1=34.则k AB =k DC ,k AD =k BC ,所以四边形ABCD 为平行四边形. 又k AD ·k AB =-1,即AD ⊥AB , 故四边形ABCD 为矩形. 故S =|AB |·|AD |=-2+-2×-2+-2-2=25.答案:258.如图,已知A (-2,0),B (2,0),C (0,2),E (-1,0),F (1,0),一束光线从F 点出发射到BC 上的D 点,经BC 反射后,再经AC 反射,落到线段AE 上(不含端点),则直线FD 的斜率的取值范围为________.解析:从特殊位置考虑.如图所示,∵点A (-2,0)关于直线BC :x +y =2的对称点为A 1(2,4), ∴kA 1F =4.又点E (-1,0)关于直线AC :y =x +2的对称点为E 1(-2,1),点E 1(-2,1)关于直线BC :x +y =2的对称点为E 2(1,4),此时直线E 2F 的斜率不存在,∴k FD >kA 1F ,即k FD ∈(4,+∞).答案:(4,+∞)9.正方形的中心为点C (-1,0),一条边所在的直线方程是x +3y -5=0,求其他三边所在直线的方程.解:点C 到直线x +3y -5=0的距离d =|-1-5|1+9=3105.设与x +3y -5=0平行的一边所在直线的方程是x +3y +m =0(m ≠-5),则点C 到直线x +3y +m =0的距离d =|-1+m |1+9=3105,解得m =-5(舍去)或m =7,所以与x +3y -5=0平行的边所在直线的方程是x +3y +7=0.设与x +3y -5=0垂直的边所在直线的方程是 3x -y +n =0,则点C 到直线3x -y +n =0的距离d =|-3+n |9+1=3105,解得n =-3或n =9,所以与x +3y -5=0垂直的两边所在直线的方程分别是3x -y -3=0和3x -y +9=0. 10.已知点P (2,-1).(1)求过点P 且与原点的距离为2的直线l 的方程;(2)求过点P 且与原点的距离最大的直线l 的方程,最大距离是多少?(3)是否存在过点P 且与原点的距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.解:(1)过点P 的直线l 与原点的距离为2,而点P 的坐标为(2,-1),显然,过P (2,-1)且垂直于x 轴的直线满足条件,此时l 的斜率不存在,其方程为x =2.若斜率存在,设l 的方程为y +1=k (x -2), 即kx -y -2k -1=0.由已知得|-2k -1|k 2+1=2,解得k =34.此时l 的方程为3x -4y -10=0.综上可得直线l 的方程为x =2或3x -4y -10=0.(2)作图可得过点P 与原点O 的距离最大的直线是过点P 且与PO 垂直的直线,如图.由l ⊥OP ,得k l ·k OP =-1, 因为k OP =-12,所以k l =-1k OP=2.由直线方程的点斜式得y +1=2(x -2), 即2x -y -5=0.所以直线2x -y -5=0是过点P 且与原点O 的距离最大的直线,最大距离为|-5|5= 5.(3)由(2)可知,过点P 不存在到原点的距离超过5的直线,因此不存在过点P 且到原点的距离为6的直线.B 级——拔高题目稳做准做1.已知P (x 0,y 0)是直线l :Ax +By +C =0外一点,则方程Ax +By +C +(Ax 0+By 0+C )=0表示( )A .过点P 且与l 垂直的直线B .过点P 且与l 平行的直线C .不过点P 且与l 垂直的直线D .不过点P 且与l 平行的直线解析:选D 因为P (x 0,y 0)是直线l :Ax +By +C =0外一点, 设Ax 0+By 0+C =k ,k ≠0.若方程Ax +By +C +(Ax 0+By 0+C )=0, 则Ax +By +C +k =0.因为直线Ax +By +C +k =0和直线l 斜率相等, 但在y 轴上的截距不相等,故直线Ax +By +C +k =0和直线l 平行. 因为Ax 0+By 0+C =k ,而k ≠0, 所以Ax 0+By 0+C +k ≠0,所以直线Ax +By +C +k =0不过点P .2.设a ,b ,c 分别是△ABC 中角A ,B ,C 所对的边,则直线sin A ·x +ay -c =0与bx -sin B ·y +sin C =0的位置关系是( )A .平行B .重合C .垂直D .相交但不垂直解析:选C 由题意可得直线sin A ·x +ay -c =0的斜率k 1=-sin A a,bx -sin B ·y+sin C =0的斜率k 2=b sin B ,故k 1k 2=-sin A a ·b sin B=-1,则直线sin A ·x +ay -c =0与直线bx -sin B ·y +sin C =0垂直,故选C.3.设两条直线的方程分别为x +y +a =0,x +y +b =0,已知a ,b 是方程x 2+x +c =0的两个实根,且0≤c ≤18,则这两条直线之间的距离的最大值和最小值分别是( )A.22,12B.2,22C.2,12D.24,14解析:选A 由题意a ,b 是方程x 2+x +c =0的两个实根,所以ab =c ,a +b =-1.又直线x +y +a =0与x +y +b =0的距离d =|a -b |2,所以d 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫|a -b |22=a +b2-4ab2=-2-4c 2=12-2c ,而0≤c ≤18,所以12-2×18≤12-2c ≤12-2×0,得14≤12-2c ≤12,所以12≤d ≤22,故选A.4.(2018·豫北重点中学联考)已知直线l 在两坐标轴上的截距相等,且点A (1,3)到直线l 的距离为2,则直线l 的方程为________________.解析:当直线过原点时,设直线方程为y =kx ,由点A (1,3)到直线l 的距离为2,得|k -3|1+k2=2,解得k =-7或k =1,此时直线l 的方程为y =-7x 或y =x ;当直线不过原点时,设直线方程为x +y =a ,由点A (1,3)到直线l 的距离为2,得|4-a |2=2,解得a =2或a =6,此时直线l 的方程为x +y -2=0或x +y -6=0.综上所述,直线l 的方程为y =-7x 或y =x 或x +y -2=0或x +y -6=0. 答案:y =-7x 或y =x 或x +y -2=0或x +y -6=05.已知两条直线l 1:ax -by +4=0和l 2:(a -1)x +y +b =0,求满足下列条件的a ,b 的值.(1)l 1⊥l 2,且l 1过点(-3,-1);(2)l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等. 解:(1)由已知可得l 2的斜率存在, ∴k 2=1-a .若k 2=0,则1-a =0,a =1. ∵l 1⊥l 2,直线l 1的斜率k 1必不存在,∴b =0.又∵l 1过点(-3,-1),∴-3a +4=0,即a =43(矛盾),∴此种情况不存在,∴k 2≠0,即k 1,k 2都存在. ∵k 2=1-a ,k 1=a b,l 1⊥l 2,∴k 1k 2=-1, 即a b(1-a )=-1.① 又∵l 1过点(-3,-1), ∴-3a +b +4=0.②由①②联立,解得a =2,b =2. (2)∵l 2的斜率存在,l 1∥l 2,∴直线l 1的斜率存在,k 1=k 2,即a b=1-a .③ 又∵坐标原点到这两条直线的距离相等,且l 1∥l 2, ∴l 1,l 2在y 轴上的截距互为相反数,即4b=b .④联立③④,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2或⎩⎪⎨⎪⎧a =23,b =2.∴a =2,b =-2或a =23,b =2.6.一条光线经过点P (2,3)射在直线l :x +y +1=0上,反射后经过点Q (1,1),求: (1)入射光线所在直线的方程; (2)这条光线从P 到Q 所经路线的长度.解:(1)设点Q ′(x ′,y ′)为Q 关于直线l 的对称点,QQ ′交l 于M 点,∵k l =-1,∴k QQ ′=1,∴QQ ′所在直线的方程为y -1=1×(x -1),即x -y =0.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y +1=0,x -y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-12,y =-12,∴交点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-12,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+x ′2=-12,1+y ′2=-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧x ′=-2,y ′=-2,∴Q ′(-2,-2).设入射光线与l 交于点N , 则P ,N ,Q ′三点共线, 又P (2,3),Q ′(-2,-2),故入射光线所在直线的方程为y --3--=x --2--,即5x -4y +2=0.(2)|PN |+|NQ |=|PN |+|NQ ′|=|PQ ′| =[2--2+[3--2=41,即这条光线从P 到Q 所经路线的长度为41.。
1.能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直;2.能用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标;3.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.1.两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l1,l2,其斜率分别为k1,k2,则有l1∥l2⇔k1=k2.特别地,当直线l1,l2的斜率都不存在时,l1与l2平行.(2)两条直线垂直如果两条直线l1,l2斜率都存在,设为k1,k2,则l1⊥l2⇔k1·k2=-1,当一条直线斜率为零,另一条直线斜率不存在时,两条直线垂直.2.两直线相交直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0的公共点的坐标与方程组错误!的解一一对应.相交⇔方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;平行⇔方程组无解;重合⇔方程组有无数个解.3.距离公式(1)两点间的距离公式平面上任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式为|P1P2|=错误!.特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=x2+y2.(2)点到直线的距离公式平面上任意一点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=错误!.(3)两条平行线间的距离公式一般地,两条平行直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0间的距离d=错误!.高频考点一两条直线的平行与垂直例1、(1)已知两条直线l1:(a-1)·x+2y+1=0,l2:x+ay+3=0平行,则a等于()A.-1 B.2C.0或-2 D.-1或2(2)已知两直线方程分别为l1:x+y=1,l2:ax+2y=0,若l1⊥l2,则a=________。
【答案】(1)D (2)-2【感悟提升】(1)当直线方程中存在字母参数时,不仅要考虑到斜率存在的一般情况,也要考虑到斜率不存在的特殊情况.同时还要注意x、y的系数不能同时为零这一隐含条件.(2)在判断两直线平行、垂直时,也可直接利用直线方程的系数间的关系得出结论.【变式探究】已知两直线l1:x+y sin α-1=0和l2:2x·sin α+y+1=0,求α的值,使得:(1)l1∥l2;(2)l1⊥l2。
专题46 两条直线的位置关系
1.已知两条直线l 1:(a -1)x +2y +1=0,l 2:x +ay +3=0平行,则a =( )
A .-1
B .2
C .0或-2
D .-1或2
2.当0<k <12
时,直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在( ) A .第一象限 B .第二象限
C .第三象限
D .第四象限
3.已知两点A (3,2)和B (-1, 4)到直线mx +y +3=0的距离相等,则m 的值为( )
A .0或-12 B.12
或-6 C .-12或12 D .0或12
4.已知A ,B 两点分别在两条互相垂直的直线2x -y =0与x +ay =0上,且AB 线段的中点为P ⎝
⎛⎭⎫0,10a ,则线段AB 的长为( )
A .11
B .10
C .9
D .8
5.已知点A (-1,0),B (cos α,sin α),且|AB |=3,则直线AB 的方程为( )
A .y =3x +3或y =-3x - 3
B .y =33x +33或y =-33x -33
C .y =x +1或y =-x -1
D .y =2x +2或y =-2x - 2
6.直线(a -1)x +y -a -3=0(a >1),当此直线在x ,y 轴的截距和最小时,实数a 的值是( )
A .1 B. 2
C .2
D .3
7.若直线l 1:2x -5y +20=0,l 2:mx -2y -10=0与两坐标轴围成的四边形有外接圆,则实数m 的值为__________。
8.点P (0,1)在直线ax +y -b =0上的射影是点Q (1,0),则直线ax -y +b =0关于直线x +y -1=0对称的直线方程为__________。
9.已知点A (-5,4)和B (3,2),则过点C (-1,2)且与点A ,B 的距离相等的直线方程为__________。
10.已知直线l的方程为3x+4y-12=0,求满足下列条件的直线l′的方程。
(1)l′与l平行且过点(-1,3);
(2)l′与l垂直且l′与两坐标轴围成的三角形面积为4;
(3)l′是l绕原点旋转180°而得到的直线。
11.已知直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点,
(1)点A(5,0)到l的距离为3,求l的方程;
(2)求点A(5,0)到l的距离的最大值。
12.一条光线经过P(2, 3)点,射在直线l:x+y+1=0上,反射后穿过点Q(1,1)。
(1)求入射光线的方程;
(2)求这条光线从P到Q的长度。