两直线的平行与垂直的条件
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两条直线的平行与垂直知识点
嘿,咱今天就来好好唠唠两条直线的平行与垂直这些知识点哈!你想啊,两条直线,它们可以像好朋友一样平行地向前走,谁也不碍着谁,多和谐呀!比如说,那马路上的两条白色实线,不就是平行的嘛,它们一直延伸,指引着车辆有序行驶。
然后呢,还有垂直!两条直线垂直那可就厉害啦,就像两个对手在那儿较劲儿!给你举个例子,那房子的墙角,不就是两条直线垂直相交嘛!这多明显呀。
咱说平行这事儿,两条直线平行,它们的斜率那可是相等的哦!这就好比两个人走路的速度一样,才能一直保持平行呀。
要是有一天其中一个加速或者减速了,那可就不平行啦。
就像你和你朋友一起走,你突然跑起来了,那你们不就错开了嘛,哈哈!
再说说垂直,两条直线垂直的时候,它们的斜率相乘可是等于-1 呀!
这就好像两个力量相互抗衡,彼此制约。
你想想看,拔河比赛的时候,两边的力量不就是这样相互垂直对抗的嘛。
哎呀呀,这些知识点是不是超级有趣呀?懂了这些,你再去看那些直线呀,就觉得特别有意思啦!你就会发现,生活中到处都有这些平行和垂直的影子呢!它们就像是数学世界里的小秘密,等着我们去发现和探索!所以呢,一定要好好掌握这些知识点呀,对你以后学习和理解更多的数学知识可有大帮助呢!两条直线都有这么多奇妙之处,数学的世界真是太丰富多彩啦!。
两条直线平行与垂直的判定题型总结及习题测试含答案两条直线平行与垂直的判定一、基础知识1.两条直线平行的判定(1)l1∥l2,说明两直线l1与l2的倾斜角相等,当倾斜角都不等于90°时,有k1=k2;当倾斜角都等90°时,斜率都不存在.(2)当k1=k2时,说明两直线l1与l2平行或重合.2.两直线垂直的判定(1)当两直线l1与l2斜率都存在时,有k1·k2=-1⇔l1⊥l2;当一条直线斜率为0,另一条直线斜率不存在时,也有l1⊥l2.(2)若l1⊥l2,则有k1•k2=-1或一条直线斜率不存在,同时另一条直线的斜率为零.3.如何判断两条直线的平行与垂直判断两条直线平行或垂直时,要注意分斜率存在与不存在两种情况作答.二、典例剖析题型一直线平行问题例1:下列说法中正确的有( )①若两条直线斜率相等,则两直线平行.②若l1∥l2,则k1=k2.③若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.④若两条直线的斜率都不存在,则两直线平行.规律技巧:判定两条直线的位置关系时,一定要考虑特殊情况,如两直线重合,斜率不存在等.一般情况都成立,只有一种特殊情况不成立,则该命题就是假命题. 变式训练1:已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与斜率为-2的直线平行,则m的值为( )A.-8B.0C.2D.10题型二直线垂直问题例2:已知直线l1的斜率k1= ,直线l2经过点A(3a,-2),B(0,a2+1),且l1⊥l2, 34求实数a 的值.变式训练2:已知四点A(5,3),B(10,6),C(3,-4),D(-6,11).求证:AB ⊥CD. 题型三 平行与垂直的综合应用例3:已知长方形ABCD 的三个顶点的坐标分别为A(0,1),B(1,0),C(3,2),求第四个顶点D 的坐标.规律技巧:利用图形的几何性质解题是一种重要的方法. 易错探究例4:已知直线l 1经过点A(3,a),B(a-2,3),直线l 2经过点C(2,3),D(-1,a-2),若l 1⊥l 2,求a 的值.错因分析:只有两条直线的斜率都存在的情况下,才有l 1⊥l 2k 1•k 2=-1,本题中直线l 2的斜率存在,而l 1的斜率不一定存在,因此要分l 1的斜率存在与不存在两种情况解答. 正解:三、基础强化训练1.下列命题①如果两条不重合的直线斜率相等,则它们平行; ②如果两直线平行,则它们的斜率相等;121122:l l ,k k 1.35k ,,53351,53a a k a a a a --==-⊥∴⋅---∴⋅=---=-错解又③如果两直线的斜率之积为-1,则它们垂直;④如果两直线垂直,则它们斜率之积为-1.2.已知点A(1,2),B(m,1),直线AB与直线y=0垂直,则m的值为( )A.2B.1C.0D.-13.以A(5,-1),B(1,1),C(2,3)为顶点的三角形是( )A.锐角三角形B.钝角三角形C.以A为直角顶点的直角三角形D.以B为直角顶点的直角三角形4.已知l1⊥l2,直线l1的倾斜角为45°,则直线l2的倾斜角为( )A.45°B.135°C.-45°D.120°5.经过点P(-2、-1)、Q(3,a)的直线与倾斜角为45°的直线垂直.则a=________.6.试确定m的值,使过点A(2m,2),B(-2,3m)的直线与过点P(1,2),Q(-6,0)的直线(1)平行;(2)垂直.7.已知A(1,5),B(-1,1),C(3,2),若四边形ABCD是平行四边形,求D点的坐标.8.如果下列三点:A(a,2)、B(5,1),C(-4,2a)在同一直线上,试确定常数a的值.9.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,4)共线,则a 的值等于____.10. l 1过点A(m,1),B(-3,4),l 2过点C(0,2),D(1,1),且l 1∥l 2,则m=_______.题组练习一、选择题1、直线l 1:ax+y=3;l 2:x+by-c=0,则ab=1是l 1||l 2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2、两条直线mx+y-n=0和x+my+1=0互相平行的条件是 A m=1 B m=±1 C ⎩⎨⎧-≠=11n m D ⎩⎨⎧≠-=⎩⎨⎧-≠=1111n m n m 或 3、直线xsin α+ycos α+1=0与xcos α-ysin α+2=0直线的位置关系是A 平行B 相交但不垂直C 相交垂直D 视α的取值而定4、已知P(a,b)与Q(b-1,a+1)(a ≠b-1)是轴对称的两点,那么对称轴方程是A x+y=0B x-y=0C x+y-1=0D x-y+1=05、已知直线mx+4y-2=0与2x-5y+n=0互相垂直,垂足坐标为(1,p),则m-n+p=A 24B 20C 0D -46、由三条直线3x-4y+12=0,4x+3y-9=0,14x-2y-19=0所围成的三角形是 A 锐角不为450的直角三角形 B 顶角不为900的等腰三角形 C 等腰直角三角形 D 等边三角形7、已知△ABC 中,A (2,4),B (-6,-4),C (5,-8),则∠C 等于 A 2740arctanB -2740arctanC +π2740arctan D -π2740arctan8、直线3x+3y+8=0直线xsin α+ycos α+1=0)24(παπ<<的角是A 4πα-B απ-4C 43πα-D απ-45 二、填空题1、与直线2x+3y+5=0平行,且在两坐标轴上截距之和为10/3的直线的方程为________;2、与直线2x-y+4=0的夹角为450,且与这直线的交点恰好在x 轴上的直线方程为_____;3、直线过点A (1,)33且与直线x-y 3=0成600的角,则直线的方程为__ 三、解答题1、直线过P (1,2)且被两条平行直线4x+3y+1=0和4x+3y+6=0截得的线段长为2,求这条直线的方程。
两条直线平行与垂直的判定【知识梳理】1.对于两条不重合的直线l 1,l 2,其斜率分别为k 1,k 2,有l 1∥l 2⇔k 1=k 2.2.如果两条直线都有斜率,且它们互相垂直,那么它们的斜率之积等于-1;反之,如果它们的斜率之积等于-1,那么它们互相垂直,即l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.【常考题型】题型一、两条直线平行的判定【例1】 根据下列给定的条件,判断直线l 1与直线l 2是否平行.(1)l 1经过点A (2,1),B (-3,5),l 2经过点C (3,-3),D (8,-7);(2)l 1经过点E (0,1),F (-2,-1),l 2经过点G (3,4),H (2,3);(3)l 1的倾斜角为60°,l 2经过点M (1,3),N (-2,-23);(4)l 1平行于y 轴,l 2经过点P (0,-2),Q (0,5).[解] (1)由题意知,k 1=5-1-3-2=-45,k 2=-7+38-3=-45,所以直线l 1与直线l 2平行或重合,又k BC =5-(-3)-3-3=-43≠-45,故l 1∥l 2. (2)由题意知,k 1=-1-1-2-0=1,k 2=3-42-3=1,所以直线l 1与直线l 2平行或重合,k FG =4-(-1)3-(-2)=1,故直线l 1与直线l 2重合.(3)由题意知,k 1=tan 60°=3,k 2=-23-3-2-1=3,k 1=k 2,所以直线l 1与直线l 2平行或重合.(4)由题意知l 1的斜率不存在,且不是y 轴,l 2的斜率也不存在,恰好是y 轴,所以l 1∥l 2.【类题通法】判断两条不重合直线是否平行的步骤【对点训练】1.试确定m 的值,使过点A (m +1,0),B (-5,m )的直线与过点C (-4,3),D (0,5)的直线平行.解:由题意直线CD的斜率存在,则与其平行的直线AB的斜率也存在.k AB=m-0-5-(m+1)=m-6-m,k CD=5-30-(-4)=12,由于AB∥CD,即k AB=k CD,所以m-6-m=12,得m=-2.经验证m=-2时直线AB的斜率存在,所以m=-2.题型二、两条直线垂直的问题【例2】已知直线l1经过点A(3,a),B(a-2,-3),直线l2经过点C(2,3),D(-1,a-2),如果l1⊥l2,求a的值.[解]设直线l1,l2的斜率分别为k1,k2.∵直线l2经过点C(2,3),D(-1,a-2),且2≠-1,∴l2的斜率存在.当k2=0时,a-2=3,则a=5,此时k1不存在,符合题意.当k2≠0时,即a≠5,此时k1≠0,由k1·k2=-1,得-3-aa-2-3·a-2-3-1-2=-1,解得a=-6.综上可知,a的值为5或-6.【类题通法】使用斜率公式判定两直线垂直的步骤(1)一看,就是看所给两点的横坐标是否相等,若相等,则直线的斜率不存在,若不相等,则进行第一步.(2)二用:就是将点的坐标代入斜率公式.(3)求值:计算斜率的值,进行判断.尤其是点的坐标中含有参数时,应用斜率公式要对参数进行讨论.总之,l1与l2一个斜率为0,另一个斜率不存在时,l1⊥l2;l1与l2斜率都存在时,满足k1·k2=-1.【对点训练】2.已知定点A(-1,3),B(4,2),以A、B为直径作圆,与x轴有交点C,则交点C的坐标是________.解析:以线段AB为直径的圆与x轴的交点为C,则AC⊥BC.设C(x,0),则k AC=-3x+1,k BC=-2x-4,所以-3x+1·-2x-4=-1,得x=1或2,所以C(1,0)或(2,0).答案:(1,0)或(2,0)题型三、平行与垂直的综合应用【例3】 已知A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0)四点,若顺次连接A ,B ,C ,D 四点,试判定图形ABCD 的形状.[解] 由题意知A ,B ,C ,D 四点在坐标平面内的位置,如图所示,由斜率公式可得k AB =5-32-(-4)=13, k CD =0-3-3-6=13,k AD =0-3-3-(-4)=-3, k BC =3-56-2=-12. 所以k AB =k CD ,由图可知AB 与CD 不重合,所以AB ∥CD .由k AD ≠k BC ,所以AD 与BC 不平行.又因为k AB ·k AD =13×(-3)=-1, 所以AB ⊥AD ,故四边形ABCD 为直角梯形.【类题通法】1.在顶点确定的情况下,确定多边形形状时,要先画出图形,由图形猜测其形状,为下面证明提供明确目标.2.证明两直线平行时,仅有k 1=k 2是不够的,注意排除两直线重合的情况.【对点训练】3.已知A (1,0),B (3,2),C (0,4),点D 满足AB ⊥CD ,且AD ∥BC ,试求点D 的坐标. 解:设D (x ,y ),则k AB =23-1=1,k BC =4-20-3=-23,k CD =y -4x ,k DA =y x -1.因为AB ⊥CD ,AD ∥BC ,所以,k AB ·k CD =-1,k DA =k BC ,所以⎩⎨⎧ 1×y -4x =-1,y x -1=-23.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =10,y =-6.即D (10,-6). 【练习反馈】1.下列说法正确的有( )①若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行;②若l 1∥l 2,则k 1=k 2;③若两条直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则这两条直线垂直; ④若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合,则这两条直线平行.A .1个B .2个C .3个D .4个解析:选A 若k 1=k 2,则这两条直线平行或重合,所以①错;当两条直线垂直于x 轴时,两条直线平行,但斜率不存在,所以②错;若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,才有这两条直线垂直,所以③错;④正确.2.直线l 1,l 2的斜率是方程x 2-3x -1=0的两根,则l 1与l 2的位置关系是( )A .平行B .重合C .相交但不垂直D .垂直解析:选D 设l 1,l 2的斜率分别为k 1,k 2,则k 1·k 2=-1.3.已知△ABC 中,A (0,3)、B (2,-1),E 、F 分别为AC 、BC 的中点,则直线EF 的斜率为________.解析:∵E 、F 分别为AC 、BC 的中点,∴EF ∥AB .∴k EF =k AB =-1-32-0=-2. 答案:-24.经过点(m,3)和(2,m )的直线l 与斜率为-4的直线互相垂直,则m 的值是________.解析:由题意可知k l =14,又因为k l =m -32-m ,所以m -32-m =14,解得m =145. 答案:1455.判断下列各小题中的直线l 1与l 2的位置关系.(1)l 1的斜率为-10,l 2经过点A (10,2),B (20,3);(2)l 1过点A (3,4),B (3,100),l 2过点M (-10,40),N (10,40);(3)l 1过点A (0,1),B (1,0),l 2过点M (-1,3),N (2,0);(4)l 1过点A (-3,2),B (-3,10),l 2过点M (5,-2),N (5,5).解:(1)k 1=-10,k 2=3-220-10=110. ∵k 1k 2=-1,∴l 1⊥l 2.(2)l1的倾斜角为90°,则l1⊥x轴.k2=40-4010-(-10)=0,则l2∥x轴,∴l1⊥l2.(3)k1=0-11-0=-1,k2=0-32-(-1)=-1,∴k1=k2.又k AM=3-1-1-0=-2≠k1,∴l1∥l2.(4)∵l1与l2都与x轴垂直,∴l1∥l2.。
两条直线的位置关系讲义一、知识梳理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l 1,l 2,若其斜率分别为k 1,k 2,则有l 1∥l 2⇔k 1=k 2.(ⅱ)当直线l 1,l 2不重合且斜率都不存在时,l 1∥l 2.②两条直线垂直:(ⅰ)如果两条直线l 1,l 2的斜率存在,设为k 1,k 2,则有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-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,l 1⊥l 2.(2)两条直线的交点直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1与l 2的交点坐标就是方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x +B 1y +C 1=0,A 2x +B 2y +C 2=0的解.2.几种距离(1)两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)之间的距离|P 1P 2|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(2)点P 0(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. (3)两条平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0(其中C 1≠C 2)间的距离d =|C 1-C 2|A 2+B 2. 注意:1.直线系方程(1)与直线Ax +By +C =0平行的直线系方程是Ax +By +m =0(m ∈R 且m ≠C ).(2)与直线Ax +By +C =0垂直的直线系方程是Bx -Ay +n =0(n ∈R ).2.两直线平行或重合的充要条件直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0平行或重合的充要条件是A 1B 2-A 2B 1=0.3.两直线垂直的充要条件直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0垂直的充要条件是A 1A 2+B 1B 2=0.4.过直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的交点的直线系方程为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0(λ∈R ),但不包括l 2.5.点到直线、两平行线间的距离公式的使用条件(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.二、基础检测题组一:思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)当直线l 1和l 2斜率都存在时,一定有k 1=k 2⇒l 1∥l 2.( )(2)如果两条直线l 1与l 2垂直,则它们的斜率之积一定为-1.( )(3)已知直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(A 1,B 1,C 1,A 2,B 2,C 2为常数),若直线l 1⊥l 2,则A 1A 2+B 1B 2=0.( )(4)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k 2.( ) (5)直线外一点与直线上一点的距离的最小值就是点到直线的距离.( )(6)若点A ,B 关于直线l :y =kx +b (k ≠0)对称,则直线AB 的斜率等于-1k,且线段AB 的中点在直线l 上.( ) 题组二:教材改编2.已知点(a,2)(a >0)到直线l :x -y +3=0的距离为1,则a 等于( )A. 2 B .2- 2 C.2-1 D.2+13.已知P (-2,m ),Q (m,4),且直线PQ 垂直于直线x +y +1=0,则m =________.题组三:易错自纠4.直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则m 等于( )A .2B .-3C .2或-3D .-2或-35.直线2x +2y +1=0,x +y +2=0之间的距离是______.6.若直线(3a +2)x +(1-4a )y +8=0与(5a -2)x +(a +4)y -7=0垂直,则a =________.三、典型例题题型一:两条直线的位置关系典例已知两条直线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.思维升华:(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.跟踪训练 已知直线l 1:ax +2y +6=0和直线l 2:x +(a -1)y +a 2-1=0.(1)试判断l 1与l 2是否平行;(2)当l 1⊥l 2时,求a 的值.题型二:两直线的交点与距离问题1.已知直线y =kx +2k +1与直线y =-12x +2的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是_____.2.若直线l过点P(-1,2)且到点A(2,3)和点B(-4,5)的距离相等,则直线l的方程为___________.思维升华:(1)求过两直线交点的直线方程的方法先求出两直线的交点坐标,再结合其他条件写出直线方程.(2)利用距离公式应注意:①点P(x0,y0)到直线x=a的距离d=|x0-a|,到直线y=b的距离d=|y0-b|;②两平行线间的距离公式要把两直线方程中x,y的系数化为相等.题型三:对称问题命题点1:点关于点中心对称典例过点P(0,1)作直线l,使它被直线l1:2x+y-8=0和l2:x-3y+10=0截得的线段被点P平分,则直线l的方程为________________.命题点2:点关于直线对称典例如图,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P点,则光线所经过的路程是()A.3 3 B.6C.210 D.25命题点3:直线关于直线的对称问题典例已知直线l:2x-3y+1=0,求直线m:3x-2y-6=0关于直线l的对称直线m′的方程.跟踪训练:已知直线l:3x-y+3=0,求:(1)点P(4,5)关于l的对称点;(2)直线x-y-2=0关于直线l对称的直线方程;(3)直线l关于(1,2)的对称直线.注意:用直线系求直线方程一、平行直线系由于两直线平行,它们的斜率相等或它们的斜率都不存在,因此两直线平行时,它们的一次项系数与常数项有必然的联系.典例1求与直线3x+4y+1=0平行且过点(1,2)的直线l的方程.二、垂直直线系由于直线A1x+B1y+C1=0与A2x+B2y+C2=0垂直的充要条件为A1A2+B1B2=0.因此,当两直线垂直时,它们的一次项系数有必然的联系.可以考虑用直线系方程求解.典例2求经过A(2,1),且与直线2x+y-10=0垂直的直线l的方程.三、过直线交点的直线系典例3经过两条直线2x+3y+1=0和x-3y+4=0的交点,并且垂直于直线3x+4y-7=0的直线方程为______.四、反馈练习1.直线2x +y +m =0和x +2y +n =0的位置关系是( )A .平行B .垂直C .相交但不垂直D .不能确定2.“a =-1”是“直线ax +3y +3=0和直线x +(a -2)y +1=0平行”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3.从点(2,3)射出的光线沿与向量a =(8,4)平行的直线射到y 轴上,则反射光线所在的直线方程为( )A .x +2y -4=0B .2x +y -1=0C .x +6y -16=0D .6x +y -8=04.一只虫子从点O (0,0)出发,先爬行到直线l :x -y +1=0上的P 点,再从P 点出发爬行到点A (1,1),则虫子爬行的最短路程是( ) A. 2 B .2 C .3 D .45.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 .42 C.823D .22 6.若直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,则直线l 2经过定点 ( )A .(0,4)B .(0,2)C .(-2,4)D .(4,-2)7.若三条直线y =2x ,x +y =3,mx +2y +5=0相交于同一点,则m 的值为________.8.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m ,n )重合,则m +n =________.9.已知直线l 1:ax +y -6=0与l 2:x +(a -2)y +a -1=0相交于点P ,若l 1⊥l 2,则a =________,此时点P 的坐标为________.10.已知直线l 1:ax +y -1=0,直线l 2:x -y -3=0,若直线l 1的倾斜角为π4,则a =________;若l 1⊥l 2,则a =________;若l 1∥l 2,则两平行直线间的距离为________.11.已知方程(2+λ)x -(1+λ)y -2(3+2λ)=0与点P (-2,2).(1)证明:对任意的实数λ,该方程都表示直线,且这些直线都经过同一定点,并求出这一定点的坐标;(2)证明:该方程表示的直线与点P 的距离d 小于4 2.12.已知三条直线:l 1:2x -y +a =0(a >0);l 2:-4x +2y +1=0;l 3:x +y -1=0,且l 1与l 2间的距离是7510. (1)求a 的值;(2)能否找到一点P ,使P 同时满足下列三个条件:①点P 在第一象限;②点P 到l 1的距离是点P 到l 2的距离的12; ③点P 到l 1的距离与点P 到l 3的距离之比是2∶ 5.若能,求点P的坐标;若不能,请说明理由.13.已知直线y=2x是△ABC中∠C的平分线所在的直线,若点A,B的坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C 的坐标为()A.(-2,4) B.(-2,-4)C.(2,4) D.(2,-4)14.已知动直线l:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒过点P(1,m)且Q(4,0)到动直线l的最大距离为3,则12a+2c的最小值为________.15.如图,已知直线l1∥l2,点A是l1,l2之间的定点,点A到l1,l2之间的距离分别为3和2,点B是l2上的一动点,作AC⊥AB,且AC与l1交于点C,则△ABC的面积的最小值为________.16.在平面直角坐标系xOy中,将直线l沿x轴正方向平移3个单位长度,沿y轴正方向平移5个单位长度,得到直线l1.再将直线l1沿x轴正方向平移1个单位长度,沿y轴负方向平移2个单位长度,又与直线l重合.若直线l与直线l1关于点(2,3)对称,则直线l的方程是______________.。
两条直线平行与垂直的判定一、基础知识1.两条直线平行的判定(1)l1∥l2,说明两直线l1与l2的倾斜角相等,当倾斜角都不等于90°时,有k1=k2;当倾斜角都等90°时,斜率都不存在.(2)当k1=k2时,说明两直线l1与l2平行或重合.2.两直线垂直的判定(1)当两直线l1与l2斜率都存在时,有k1·k2=-1⇔l1⊥l2;当一条直线斜率为0,另一条直线斜率不存在时,也有l1⊥l2.(2)若l1⊥l2,则有k1•k2=-1或一条直线斜率不存在,同时另一条直线的斜率为零.3.如何判断两条直线的平行与垂直判断两条直线平行或垂直时,要注意分斜率存在与不存在两种情况作答.二、典例剖析题型一直线平行问题例1:下列说法中正确的有( )①若两条直线斜率相等,则两直线平行.②若l1∥l2,则k1=k2.③若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.④若两条直线的斜率都不存在,则两直线平行.规律技巧:判定两条直线的位置关系时,一定要考虑特殊情况,如两直线重合,斜率不存在等.一般情况都成立,只有一种特殊情况不成立,则该命题就是假命题. 变式训练1:已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与斜率为-2的直线平行,则m的值为( )A.-8B.0C.2D.10题型二直线垂直问题例2:已知直线l1的斜率k1= ,直线l2经过点A(3a,-2),B(0,a2+1),且l1⊥l2,求实数a的值. 3 4变式训练2:已知四点A(5,3),B(10,6),C(3,-4),D(-6,11).求证:AB ⊥CD. 题型三 平行与垂直的综合应用例3:已知长方形ABCD 的三个顶点的坐标分别为A(0,1),B(1,0),C(3,2),求第四个顶点D 的坐标.规律技巧:利用图形的几何性质解题是一种重要的方法. 易错探究例4:已知直线l 1经过点A(3,a),B(a-2,3),直线l 2经过点C(2,3),D(-1,a-2),若l 1⊥l 2,求a 的值.错因分析:只有两条直线的斜率都存在的情况下,才有l 1⊥l 2k 1•k 2=-1,本题中直线l 2的斜率存在,而l 1的斜率不一定存在,因此要分l 1的斜率存在与不存在两种情况解答. 正解:三、基础强化训练1.下列命题①如果两条不重合的直线斜率相等,则它们平行; ②如果两直线平行,则它们的斜率相等; ③如果两直线的斜率之积为-1,则它们垂直; ④如果两直线垂直,则它们斜率之积为-1.2.已知点A(1,2),B(m,1),直线AB 与直线y=0垂直,则m 的值为( ) A.2B.1C.0D.-1121122:l l ,k k 1.35k ,,53351,53a a k a a a a --==-⊥∴⋅---∴⋅=---=-Q 错解又3.以A(5,-1),B(1,1),C(2,3)为顶点的三角形是( )A.锐角三角形B.钝角三角形C.以A为直角顶点的直角三角形D.以B为直角顶点的直角三角形4.已知l1⊥l2,直线l1的倾斜角为45°,则直线l2的倾斜角为( )A.45°B.135°C.-45°D.120°5.经过点P(-2、-1)、Q(3,a)的直线与倾斜角为45°的直线垂直.则a=________.6.试确定m的值,使过点A(2m,2),B(-2,3m)的直线与过点P(1,2),Q(-6,0)的直线(1)平行;(2)垂直.7.已知A(1,5),B(-1,1),C(3,2),若四边形ABCD是平行四边形,求D点的坐标.8.如果下列三点:A(a,2)、B(5,1),C(-4,2a)在同一直线上,试确定常数a的值.9.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,4)共线,则a的值等于____.10. l1过点A(m,1),B(-3,4),l2过点C(0,2),D(1,1),且l1∥l2,则m=_______.题组练习一、选择题1、直线l 1:ax+y=3;l 2:x+by-c=0,则ab=1是l 1||l 2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2、两条直线mx+y-n=0和x+my+1=0互相平行的条件是 A m=1 B m=±1 C ⎩⎨⎧-≠=11n m D ⎩⎨⎧≠-=⎩⎨⎧-≠=1111n m n m 或 3、直线xsin α+ycos α+1=0与xcos α-ysin α+2=0直线的位置关系是A 平行B 相交但不垂直C 相交垂直D 视α的取值而定4、已知P(a,b)与Q(b-1,a+1)(a ≠b-1)是轴对称的两点,那么对称轴方程是A x+y=0B x-y=0C x+y-1=0D x-y+1=05、已知直线mx+4y-2=0与2x-5y+n=0互相垂直,垂足坐标为(1,p),则m-n+p=A 24B 20C 0D -46、由三条直线3x-4y+12=0,4x+3y-9=0,14x-2y-19=0所围成的三角形是A 锐角不为450的直角三角形B 顶角不为900的等腰三角形C 等腰直角三角形D 等边三角形7、已知△ABC 中,A (2,4),B (-6,-4),C (5,-8),则∠C 等于 A 2740arctanB -2740arctanC +π2740arctan D -π2740arctan8、直线3x+3y+8=0直线xsin α+ycos α+1=0)24(παπ<<的角是A 4πα-B απ-4C 43πα-D απ-45二、填空题1、与直线2x+3y+5=0平行,且在两坐标轴上截距之和为10/3的直线的方程为________;2、与直线2x-y+4=0的夹角为450,且与这直线的交点恰好在x 轴上的直线方程为_____;3、直线过点A (1,)33且与直线x-y 3=0成600的角,则直线的方程为__ 三、解答题1、直线过P (1,2)且被两条平行直线4x+3y+1=0和4x+3y+6=0截得的线段长为2,求这条直线的方程。
平面直角坐标系中直线的知识点直线是平面几何中的基本概念之一,它在平面直角坐标系中有着重要的应用。
了解直线的知识点,对于解决与直线相关的问题具有重要意义。
本文将从直线的定义、直线的表示、直线的性质以及直线的方程等方面进行介绍。
一、直线的定义直线是由无数个点组成的,它是最简单的几何图形之一。
直线可以看作是两个方向无限延伸的点的集合。
直线上的任意两点可以确定一条直线。
直线没有宽度和长度,可以无限延伸,也可以有限延伸。
二、直线的表示直线可以通过两个点来表示。
已知直线上的两个点A(x1, y1)和B(x2, y2),可以表示为AB。
另外,还可以使用直线上的一个点A(x1, y1)和直线的斜率k来表示。
直线的斜率是直线上任意两点的纵坐标之差与横坐标之差的比值,即k=(y2-y1)/(x2-x1)。
三、直线的性质1. 直线的斜率直线的斜率是直线的一个重要性质,它决定了直线的倾斜程度。
斜率为正表示直线向右上方倾斜,斜率为负表示直线向右下方倾斜,斜率为零表示直线水平,斜率不存在表示直线垂直。
2. 直线的截距直线与坐标轴的交点称为直线的截距。
直线与x轴的交点称为x轴截距,用b表示;直线与y轴的交点称为y轴截距,用a表示。
直线的方程可以通过斜率和截距来表示。
3. 直线的倾斜角直线与x轴的夹角称为直线的倾斜角。
直线的斜率与倾斜角的关系是斜率等于tan(倾斜角)。
4. 直线的平行与垂直关系两条直线平行的条件是它们的斜率相等。
两条直线垂直的条件是它们的斜率的乘积等于-1。
5. 直线的距离直线上一点到另一直线的距离是从该点到直线上的一点作垂线的长度。
四、直线的方程直线的方程是描述直线的数学表达式。
直线的方程有多种形式,包括点斜式、斜截式、截距式等。
1. 点斜式方程已知直线上的一点A(x1, y1)和直线的斜率k,点斜式方程可以表示为y-y1=k(x-x1)。
2. 斜截式方程已知直线的斜率k和y轴截距b,斜截式方程可以表示为y=kx+b。
两条直线平行与垂直的判定在几何学和数学中,直线是非常基本的概念。
在二维平面上,直线的性质有很多种,其中平行和垂直是非常重要的判定条件。
本文将介绍如何判断两条直线是否平行或垂直。
平行直线判定两条直线平行的判定条件是:两条直线的斜率相等。
斜率是直线上两个点的纵坐标之差与横坐标之差的比值。
假设有两条直线,直线1的斜率为 k1,直线2的斜率为 k2。
如果 k1 = k2,那么这两条直线是平行的。
反之,如果两条直线的斜率不相等,那么它们不平行。
判定两条直线平行的一种简单方法是,可以选择直线上的两个点来计算斜率并进行比较。
如果它们的斜率相等,则这两条直线是平行的。
记住,当直线垂直于 x 轴时,它的斜率是不存在的。
垂直直线判定两条直线垂直的判定条件是:两条直线的斜率的乘积为 -1。
换句话说,如果直线1的斜率为 k1,直线2的斜率为 k2,那么 k1 * k2 = -1 时,这两条直线是垂直的。
与判断直线平行类似,判断直线垂直也可以通过计算直线上的两个点来得出结论。
计算两条直线的斜率并计算它们的乘积,如果结果是 -1,则两条直线是垂直的。
需要注意的是,当一条直线的斜率为 0 时,它与 x 轴平行,垂直于 y 轴。
当一条直线的斜率不存在时,它与 y 轴平行,垂直于 x 轴。
实例分析以两条直线的方程来分析一下判断过程。
假设直线1的方程为 y = 2x + 3,直线2的方程为 y = 2x - 1。
首先,计算直线1和直线2的斜率。
直线1的斜率为2,直线2的斜率也为2。
由于两条直线的斜率相等,根据平行直线判定条件,可以得出这两条直线是平行的。
接下来,计算直线1和直线2的斜率乘积。
2 * 2 = 4,与 -1 不相等。
因此,根据垂直直线判定条件,可以得出这两条直线不是垂直的。
总结判断两条直线是否平行或垂直是几何学中的基本问题。
通过计算斜率或者斜率的乘积,可以得出两条直线的相对方位。
总结一下判定条件:•平行直线判定:两条直线的斜率相等。
3.1.2两直线平行与垂直的判定学科:数学年级:高一班级【学习目标】1.知道两条直线平行或垂直的判断条件.2.会利用斜率判断两条直线平行或垂直.3.利用斜率判断含字母参数的两直线平行或垂直时,对字母分类讨论.【学习重难点】重点:两条直线平行和垂直的条件难点:启发学生, 把研究两条直线的平行或垂直问题, 转化为研究两条直线的斜率的关系问题.【预习指导】1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若两条直线斜率相等,则两直线平行.( )(2)若l1∥l2,则k1=k2.( )(3)若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.( )(4)若两直线斜率都不存在,则两直线平行.( )2.直线l1,l2的斜率是方程x2-3x-1=0的两根,则l1与l2的位置关系是( )A.平行 B.重合 C.相交但不垂直 D.垂直3.下列各组点中,在同一直线上的是( )A.(-2,3),(-7,5),(3,-5)B.(3,0),(6,-4),(-1,-3)C.(0,5),(2,1),(-1,7)D.(0,1),(3,4),(-1,-1)4.经过点A(m,1),B(-1,m)的直线与过点P(1,2),Q(-5,0)的直线平行,则m=________.【合作探究】(一)先研究特殊情况下的两条直线平行与垂直上一节课, 我们已经学习了直线的倾斜角和斜率的概念, 而且知道,可以用倾斜角和斜率来表示直线相对于x轴的倾斜程度, 并推导出了斜率的坐标计算公式. 现在, 我们来研究能否通过两条直线的斜率来判断两条直线的平行或垂直.讨论: 两条直线中有一条直线没有斜率, (1)当另一条直线的斜率也不存在时,两直线的倾斜角都为90°,它们互相平行;(2)当另一条直线的斜率为0时,一条直线的倾斜角为90°,另一条直线的倾斜角为0°,两直线互相垂直.(二)两条直线的斜率都存在时, 两直线的平行与垂直设直线 L1和L2的斜率分别为k1和k2. 我们知道, 两条直线的平行或垂直是由两条直线的方向决定的, 而两条直线的方向又是由直线的倾斜角或斜率决定的. 所以我们下面要研究的问题是: 两条互相平行或垂直的直线, 它们的斜率有什么关系?首先研究两条直线互相平行(不重合)的情形.如果L1∥L2(图1-29),那么它们的倾斜角相等:α1=α2.(借助计算机, 让学生通过度量, 感知α1, α2的关系)∴tgα1=tgα2.即 k1=k2.反过来,如果两条直线的斜率相等: 即k1=k2,那么tgα1=tgα2.由于0°≤α1<180°, 0°≤α<180°,∴α1=α2.又∵两条直线不重合,∴L1∥L2.结论: 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,如果它的倾斜角α相等吗? 答案是肯定的.所以一个倾斜角α不能确定一条直线.确定平面直角坐标系内的一条直线位置的几何要素: 一个点.......P.和一个倾斜角α....们的斜率相等,那么它们平行,即注意: 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L1∥L2; 反之则不一定.下面我们研究两条直线垂直的情形.如果L1⊥L2,这时α1≠α2,否则两直线平行.设α2<α1(图1-30),甲图的特征是L1与L2的交点在x轴上方;乙图的特征是L1与L2的交点在x轴下方;丙图的特征是L1与L2的交点在x轴上,无论哪种情况下都有α1=90°+α2.因为L1、L2的斜率分别是k1、k2,即α1≠90°,所以α2≠0°,可以推出: α1=90°+α2. L1⊥L2.结论: 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,即注意: 结论成立的条件. 即如果k1·k2 = -1, 那么一定有L1⊥L2; 反之则不一定.例1、已知A(2,3), B(-4,0), P(-3,1), Q(-1,2), 试判断直线BA与PQ 的位置关系, 并证明你的结论.分析: 借助计算机作图, 通过观察猜想:BA∥PQ, 再通过计算加以验证.(图略)解: 直线BA的斜率k1=(3-0)/(2-(-4))=0.5,直线PQ的斜率k2=(2-1)/(-1-(-3))=0.5,因为 k1=k2=0.5, 所以直线BA∥PQ.例2 、已知四边形ABCD的四个顶点分别为A(0,0), B(2,-1), C(4,2), D(2,3), 试判断四边形ABCD的形状,并给出证明. (借助计算机作图, 通过观察猜想: 四边形ABCD是平行四边形,再通过计算加以验证)例3、已知A(-6,0), B(3,6), P(0,3), Q(-2,6), 试判断直线AB与PQ的位置关系.解: 直线AB的斜率k1= (6-0)/(3-(-6))=2/3,直线PQ的斜率k2= (6-3)(-2-0)=-3/2,因为 k1·k2 = -1 所以 AB⊥PQ.例4 、已知A(5,-1), B(1,1), C(2,3), 试判断三角形ABC的形状.分析: 借助计算机作图, 通过观察猜想: 三角形ABC是直角三角形, 其中AB⊥BC, 再通过计算加以验证.(图略)【巩固练习】教材P89练习1、2题【当堂检测】1.下列说法中正确的是( )A.平行的两条直线的斜率一定存在且相等B .平行的两条直线的倾斜角一定相等C .垂直的两直线的斜率之积为-1D .只有斜率相等的两条直线才一定平行2.已知直线l 1经过两点(-1,-2),(-1,4),直线l 2经过两点(2,1),(x ,6),且l 1∥l 2,则x 等于( )A .2B .-2C .4D .13.若直线l 经过点(a -2,-1)和(-a -2,1),且与斜率为-23的直线垂直,则实数a 的值是( )A .-23B .-32 C.23 D.324.已知点A(2,3),B(-2,6),C(6,6),D(10,3),则以A ,B ,C ,D 为顶点的四边形是( )A .梯形B .平行四边形C .菱形D .矩形5. l 1的倾斜角为60°,l 2经过点M(1,3),N(-2,-23),则两直线l 1与l 2的位置关系是________.6.已知直线l 1经过点A(0,-1)和点B(-4a,1),直线l 2经过点M(1,1)和点N(0,-2),若l 1与l 2没有公共点,则实数a 的值为________.【拓展延伸】已知A(-m -3,2),B(-2m -4,4),C(-m ,m),D(3,3m +2),若直线AB⊥CD,求m 的值.【课堂小结】(1)两条直线平行或垂直的真实等价条件;(2)应用条件, 判定两条直线平行或垂直.(3) 应用直线平行的条件, 判定三点共线.【课外作业】习题3.1第3、6题【教学反思】。
平行与垂直的证明一、线线平行的证明方法:①平行于同一直线的两直线平行。
②如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。
③如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。
④垂直于同一平面的两直线平行。
⑤向量法1、如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA=45°,点E、F、G分别为棱AB、PD、PC的中点.求证:AF∥EG二、线线垂直的证明方法:①在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直。
②在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线垂直,那么它和这条斜线的射影垂直。
③若一直线垂直于一平面,这条直线垂直于平面内所有直线。
④一条直线和两条平行直线中的一条垂直,也必垂直平行线中的另一条。
⑤向量法1、如图,1l 、2l 是互相垂直的异面直线,MN 是它们的公垂线段。
点A 、B 在1l 上,C 在2l 上,AM MB MN ==。
证明AB ⊥NB2、如图,四棱锥P -ABCD 的底面是正方形,PA ⊥底面ABCD ,PA =2,∠PDA=45°,点E 、F 、G 分别为棱AB 、PD 、PC 的中点.AF ∥EG 求证:(1)AF ⊥PC(2)EF ⊥FC (3)EG 的射影⊥CD三、 线面平行的证明 方法:①如果平面外的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。
②两个平面平行,其中一个平面内的直线必平行于另一个平面。
③向量法1、如图,在长方体1111D C B A ABCD -中,a AD AA ==1,a AB 2=,E 、F 分别为11C D 、11D A 的中点.求证://AF 平面BDE四、 线面垂直的证明 方法:①如果一直线和平面内的两相交直线垂直,这条直线就垂直于这个平面。
②如果两条平行线中的一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这个平面。