2013届高三人教A版文科数学一轮复习课时作业(45)直线的倾斜角与斜率、直线的方程
- 格式:doc
- 大小:108.50 KB
- 文档页数:4
第1讲 直线的倾斜角与斜率、直线的方程1.直线的倾斜角(1)定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫做这条直线的倾斜角.当直线与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0°.(2)倾斜角的范围为[0,π). 2.直线的斜率(1)定义:一条直线的倾斜角α的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k 表示,即k =tan α,倾斜角是90°的直线没有斜率.(2)过两点的直线的斜率公式经过两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)(x 1≠x 2)的直线的斜率公式为k =y 2-y 1x 2-x 1=y 1-y 2x 1-x 2.3.直线的方程1.辨明四个易误点(1)求直线方程时要注意判断直线斜率是否存在;每条直线都有倾斜角,但不一定每条直线都存在斜率.(2)根据斜率求倾斜角,要注意倾斜角的范围.(3)直线的截距式中易忽视截距均不为0这一条件,当截距为0时可用点斜式. (4)由一般式Ax +By +C =0确定斜率k 时易忽视判断B 是否为0,当B =0时,k 不存在;当B ≠0时,k =-A B.2.求直线方程的一般方法(1)直接法:根据已知条件,选择适当的直线方程形式,直接写出直线方程,选择时,应注意各种形式的方程的适用范围,必要时要分类讨论.(2)待定系数法,具体步骤为: ①设所求直线方程的某种形式; ②由条件建立所求参数的方程(组); ③解这个方程(组)求出参数; ④把参数的值代入所设直线方程.1.教材习题改编 经过两点A (m ,3),B (1,2m )的直线的倾斜角为135°,则m 的值为( ) A .-2 B .2C .4D .-4B [解析] 由题意得2m -31-m =tan 135°=-1,即2m -3=m -1,所以m =2,故选B.2.教材习题改编 经过点P 0(2,-3),倾斜角为45°的直线方程为( ) A .x +y +1=0 B .x +y -1=0 C .x -y +5=0D .x -y -5=0D [解析] 由点斜式得直线方程为 y -(-3)=tan 45°(x -2)=x -2, 即x -y -5=0,故选D.3.教材习题改编 倾斜角为120°,在x 轴上的截距为-1的直线方程是( ) A .3x -y +1=0 B .3x -y -3=0 C .3x +y -3=0D .3x +y +3=0D [解析] 因为倾斜角为120°,所以斜率k =- 3. 又因为直线过点(-1,0),所以直线方程为y =-3(x +1),即3x +y +3=0.4.(2017·烟台模拟)如果AC <0,BC <0,那么直线Ax +By +C =0不通过( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限D .第四象限C [解析] 由题意知直线的斜率k =-A B <0,直线在y 轴上的截距b =-CB >0,故选C.5.直线l 过原点且平分▱ABCD 的面积,若平行四边形的两个顶点为B (1,4),D (5,0),则直线l 的方程为________.[解析] 直线l 平分平行四边形ABCD 的面积,则直线l 过BD 的中点(3,2),则直线l :y =23x . [答案] y =23x直线的倾斜角与斜率[学生用书P143][典例引领](1)直线2x cos α-y -3=0⎝⎛⎭⎫α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3的倾斜角的变化范围是( )A .⎣⎡⎦⎤π6,π3B .⎣⎡⎦⎤π4,π3C .⎣⎡⎦⎤π4,π2D .⎣⎡⎦⎤π4,2π3(2)已知线段PQ 两端点的坐标分别为P (-1,1)和Q (2,2),若直线l :x +my +m =0与线段PQ 有交点,则实数m 的取值范围是________.【解析】 (1)直线2x cos α-y -3=0的斜率k =2cos α.由于α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3,所以12≤cos α≤32,因此k =2cos α∈[1,3].设直线的倾斜角为θ,则有tan θ∈[1,3]. 由于θ∈[0,π),所以θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π3,即倾斜角的变化范围是⎣⎡⎦⎤π4,π3.(2) 如图所示,直线l :x +my +m =0过定点A (0,-1),当m ≠0时,k QA =32,k P A =-2,k l =-1m.所以-1m ≤-2或-1m ≥32.解得0<m ≤12或-23≤m <0;当m =0时,直线l 的方程为x =0,与线段PQ 有交点. 所以实数m 的取值范围为-23≤m ≤12.【答案】 (1)B (2)⎣⎡⎦⎤-23,12(1)求倾斜角的取值范围的一般步骤 ①求出斜率k =tan α的取值范围.②利用三角函数的单调性,借助图象,确定倾斜角α的取值范围. 求倾斜角时要注意斜率是否存在. (2)斜率的求法①定义法:若已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数值,一般根据k =tan α求斜率. ②公式法:若已知直线上两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),一般根据斜率公式k =y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2)求斜率.[通关练习]1.直线x +3y +1=0的倾斜角是( ) A .π6B .π3C .2π3D .5π6D [解析] 由直线的方程得直线的斜率为k =-33,设倾斜角为α,则tan α=-33,又α∈[0,π),所以α=5π6.2.若点A (4,3),B (5,a ),C (6,5)三点共线,则a 的值为________. [解析] 因为k AC =5-36-4=1,k AB =a -35-4=a -3.由于A ,B ,C 三点共线,所以a -3=1,即a =4. [答案] 4求直线的方程(高频考点)[学生用书P144]直线方程是解析几何的一个基础内容,在高考中经常与其他知识结合考查,多以选择题、填空题的形式呈现,多为中、低档题目.高考中对直线方程的考查主要有以下两个命题角度: (1)已知两个独立条件,求直线方程;(2)已知直线方程及其他条件,求参数值或范围.[典例引领]根据下列条件,分别写出直线的方程: (1)经过点A (-3,2),B (-3,5); (2)斜率为32,在x 轴上的截距为-7; (3)经过点A (-1,-3),倾斜角等于直线y =3x 的倾斜角的2倍.【解】 (1)显然A 、B 的横坐标相同,故直线AB 与y 轴平行,其方程为x =-3. (2)由题意,直线过点(-7,0).代入直线的点斜式方程得y =32(x +7), 即3x -2y +73=0.(3)由已知,设直线y =3x 的倾斜角为α,则所求直线的倾斜角为2α. 因为tan α=3,所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=-34.又直线经过点(-1,-3),因此所求直线方程为y +3=-34(x +1),即3x +4y +15=0.与直线方程有关问题的解题策略(1)在求直线方程时,应先选择适当的直线方程的形式,并注意各种形式的适用条件,用斜截式及点斜式时,直线的斜率必须存在,而两点式不能表示与坐标轴垂直的直线,截距式不能表示与坐标轴垂直或经过原点的直线.(2)求参数值或范围.注意点在直线上,则点的坐标适合直线的方程,再结合函数的单调性或基本不等式求解.[题点通关]角度一 已知两个独立条件,求直线方程1.已知直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心,且与直线x +y +1=0垂直,则l 的方程是( ) A .x +y -2=0 B .x -y +2=0C .x +y -3=0D .x -y +3=0D [解析] 已知圆x 2+(y -3)2=4的圆心为点(0,3),又因为直线l 与直线x +y +1=0垂直,所以直线l 的斜率k =1.由点斜式得直线l :y -3=x -0,化简得x -y +3=0.角度二 已知直线方程及其他条件,求参数值或范围2.已知直线x +a 2y -a =0(a >0,a 是常数),当此直线在x ,y 轴上的截距之和最小时,a 的值是( )A .1B .2C .2D .0A [解析] 直线方程可化为x a +y1a=1,因为a >0,所以截距之和t =a +1a ≥2,当且仅当a =1a,即a =1时取等号.直线方程的综合问题[学生用书P144][典例引领]过点P (4,1)作直线l 分别交x ,y 轴正半轴于A ,B 两点. (1)当△AOB 面积最小时,求直线l 的方程; (2)当|OA |+|OB |取最小值时,求直线l 的方程. 【解】 设直线l :x a +yb =1(a >0,b >0),因为直线l 经过点P (4,1), 所以4a +1b =1.(1)4a +1b=1≥24a ·1b =4ab, 所以ab ≥16,当且仅当a =8,b =2时等号成立,所以当a =8,b =2时,△AOB 的面积最小,此时直线l 的方程为x 8+y2=1,即x +4y -8=0.(2)因为4a +1b =1,a >0,b >0,所以|OA |+|OB |=a +b=(a +b )·⎝⎛⎭⎫4a +1b =5+a b +4ba≥9,当且仅当a =6,b =3时等号成立, 所以当|OA |+|OB |取最小值时, 直线l 的方程为x +2y -6=0.直线方程的应用问题常见的类型及解法(1)与函数相结合命题:解决这类问题,一般是利用直线方程中x 、y 的关系,将问题转化成关于x 的某函数,借助函数性质来解决.(2)与方程、不等式相结合命题:一般是利用方程、不等式等知识来解决.已知直线l :kx -y +1+2k =0(k ∈R ).若直线l 交x 轴负半轴于A ,交y轴正半轴于B ,△AOB 的面积为S (O 为坐标原点),求S 的最小值并求此时直线l 的方程.[解] 由l 的方程,得A ⎝⎛⎭⎫-1+2k k ,0,B (0,1+2k ).依题意得⎩⎪⎨⎪⎧-1+2k k <0,1+2k >0,解得k >0. 因为S =12·|OA |·|OB |=12·⎪⎪⎪⎪1+2k k ·|1+2k |=12·(1+2k )2k =12⎝⎛⎭⎫4k +1k +4 ≥12×(2×2+4)=4, “=”成立的条件是k >0且4k =1k ,即k =12,所以S min =4,此时直线l 的方程为x -2y +4=0., [学生用书P145])——分类讨论思想在求直线方程中的应用(2017·常州模拟)过点P (-2,3)且在两坐标轴上的截距相等的直线l 的方程为__________________.【解析】 (1)当截距不为0时,设所求直线方程为 x a +ya=1,即x +y -a =0. 因为点P (-2,3)在直线l 上, 所以-2+3-a =0,所以a =1, 所求直线l 的方程为x +y -1=0.(2)当截距为0时,设所求直线方程为y =kx , 则有3=-2k ,即k =-32,此时直线l 的方程为y =-32x ,即3x +2y =0.综上,直线l 的方程为x +y -1=0或3x +2y =0.【答案】 x +y -1=0或3x +2y =0(1)在求与截距有关的直线方程时,注意对直线的截距是否为零进行分类讨论,防止忽视截距为零的情形,导致产生漏解.(2)常见的与截距问题有关的易误点有:“截距互为相反数”;“一截距是另一截距的几倍”等,解决此类问题时,要先考虑零截距情形,注意分类讨论思想的运用.(3)求直线方程时,还要断定直线是否具有斜率,应注意分类讨论,即应对斜率是否存在加以讨论.1.若直线过点P ⎝⎛⎭⎫-3,-32且被圆x 2+y 2=25截得的弦长是8,则该直线的方程为( )A .3x +4y +15=0B .x =-3或y =-32C .x =-3D .x =-3或3x +4y +15=0D [解析] 若直线的斜率不存在,则该直线的方程为x =-3,代入圆的方程解得y =±4,故该直线被圆截得的弦长为8,满足条件;若直线的斜率存在,不妨设直线的方程为y +32=k (x +3),即kx -y +3k -32=0,因为该直线被圆截得的弦长为8,故半弦长为4.又圆的半径为5,则圆心(0,0)到直线的距离为52-42=⎪⎪⎪⎪3k -32k 2+1,解得k =-34,此时该直线的方程为3x +4y +15=0.2.过点M (-3,5)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为________. [解析] (1)当直线过原点时,直线方程为y =-53x ;(2)当直线不过原点时,设直线方程为x a +y-a =1,即x -y =a .代入点(-3,5),得a =-8. 即直线方程为x -y +8=0. [答案] y =-53x 或x -y +8=0, [学生用书P275(独立成册)])1.倾斜角为135°,在y 轴上的截距为-1的直线方程是( ) A .x -y +1=0 B .x -y -1=0C .x +y -1=0D .x +y +1=0D [解析] 直线的斜率为k =tan 135°=-1,所以直线方程为y =-x -1,即x +y +1=0.2.已知直线l :ax +y -2-a =0在x 轴和y 轴上的截距相等,则a 的值是( ) A .1 B .-1 C .-2或-1D .-2或1D [解析] 由题意可知a ≠0.当x =0时,y =a +2. 当y =0时,x =a +2a.所以a +2a=a +2,解得a =-2或a =1.3.直线ax +by +c =0同时要经过第一、第二、第四象限,则a ,b ,c 应满足( ) A .ab >0,bc <0 B .ab >0,bc >0 C .ab <0,bc >0D .ab <0,bc <0A [解析] 由于直线ax +by +c =0经过第一、二、四象限,所以直线存在斜率,将方程变形为y =-a b x -c b .易知-a b <0且-cb>0,故ab >0,bc <0.4.两直线x m -y n =a 与x n -ym=a (其中a 为不为零的常数)的图象可能是( )B [解析] 直线方程x m -y n =a 可化为y =n m x -na ,直线x n -y m =a 可化为y =mn x -ma ,由此可知两条直线的斜率同号.5.(2017·太原质检)若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段PQ 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A .13B .-13C .-32D .23B [解析] 依题意,设点P (a ,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2,解得a =-5,b =-3,从而可知直线l 的斜率为-3-17+5=-13.6.直线x -2y +b =0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b 的取值范围是( )A .[-2,2]B .(-∞,-2]∪[2,+∞)C .[-2,0)∪(0,2]D .(-∞,+∞)C [解析] 令x =0,得y =b2,令y =0,得x =-b ,所以所求三角形的面积为12⎪⎪⎪⎪b 2|-b |=14b 2,且b ≠0,14b 2≤1,所以b 2≤4,所以b 的取值范围是[-2,0)∪(0,2].7.过点A (-1,-3),斜率是直线y =3x 的斜率的-14的直线方程为________.[解析] 设所求直线的斜率为k ,依题意 k =-14×3=-34.又直线经过点A (-1,-3),因此所求直线方程为y +3=-34(x +1),即3x +4y +15=0. [答案] 3x +4y +15=08.直线l :(a -2)x +(a +1)y +6=0,则直线l 恒过定点________. [解析] 直线l 的方程变形为a (x +y )-2x +y +6=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =0,-2x +y +6=0,解得x =2,y =-2,所以直线l 恒过定点(2,-2). [答案] (2,-2)9.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值范围是________.[解析] b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值. 所以b 的取值范围是[-2,2]. [答案] [-2,2]10.已知直线l 1:ax -2y =2a -4,l 2:2x +a 2y =2a 2+4,当0<a <2时,直线l 1,l 2与两坐标轴围成一个四边形,当四边形的面积最小时,a =________.[解析] 由题意知直线l 1,l 2恒过定点P (2,2),直线l 1的纵截距为2-a ,直线l 2的横截距为a 2+2,所以四边形的面积S =12×2×(2-a )+12×2×(a 2+2)=a 2-a +4=⎝⎛⎭⎫a -122+154,当a =12时,面积最小.[答案] 1211.△ABC 的三个顶点分别为A (-3,0),B (2,1),C (-2,3),求: (1)BC 边所在直线的方程;(2)BC 边上中线AD 所在直线的方程; (3)BC 边的垂直平分线DE 的方程.[解] (1)因为直线BC 经过B (2,1)和C (-2,3)两点, 由两点式得BC 的方程为y -13-1=x -2-2-2,即x +2y -4=0.(2)设BC 边的中点D 的坐标为(x ,y ), 则x =2-22=0,y =1+32=2.BC 边的中线AD 过点A (-3,0),D (0,2)两点, 由截距式得AD 所在直线的方程为x -3+y2=1,即2x -3y +6=0.(3)由(1)知,直线BC 的斜率k 1=-12,则BC 的垂直平分线DE 的斜率k 2=2,由(2)知,点D 的坐标为(0,2).由点斜式得直线DE 的方程为y -2=2(x -0), 即2x -y +2=0.12.直线l 过点P (1,0),且与以A (2,1),B (0,3)为端点的线段有公共点,则直线l 斜率的取值范围为________.[解析] 如图,因为k AP =1-02-1=1, k BP =3-00-1=-3, 所以k ∈(-∞,-3]∪[1,+∞). [答案] (-∞,-3]∪[1,+∞)13.设直线l 的方程为x +my -2m +6=0,根据下列条件分别确定m 的值: (1)直线l 的斜率为1; (2)直线l 在x 轴上的截距为-3.[解] (1)因为直线l 的斜率存在,所以m ≠0, 于是直线l 的方程可化为y =-1m x +2m -6m .由题意得-1m =1,解得m =-1.(2)法一:令y =0,得x =2m -6. 由题意得2m -6=-3,解得m =32.法二:直线l 的方程可化为x =-my +2m -6.由题意得2m -6=-3,解得m =32.14. 如图,射线OA ,OB 分别与x 轴正半轴成45°和30°角,过点P (1,0)作直线AB 分别交OA ,OB 于A ,B 两点,当AB 的中点C 恰好落在直线y =12x 上时,求直线AB 的方程.[解] 由题意可得k OA =tan 45°=1, k OB =tan(180°-30°)=-33, 所以直线l OA :y =x ,l OB :y =-33x . 设A (m ,m ),B (-3n ,n ), 所以AB 的中点C ⎝⎛⎭⎪⎫m -3n 2,m +n 2,由点C 在直线y =12x 上,且A ,P ,B 三点共线得⎩⎪⎨⎪⎧m +n 2=12·m -3n 2,m -0m -1=n -0-3n -1,解得m =3,所以A (3,3). 又P (1,0),所以k AB =k AP =33-1=3+32,所以l AB :y =3+32(x -1),即直线AB 的方程为(3+3)x -2y -3-3=0.。
课时规范练45直线的倾斜角、斜率与直线的方程基础巩固组1把直线x-y+√5-1=0绕点(1,√5)逆时针旋转15°后,所得直线/的方程是()A.>,=-V3ΛBJ=V5XC.x-V3y+2=OD.x+V3y-2=O答案:B解析:已知直线的斜率为1,则其倾斜角为45°,绕点(1,遮)逆时针旋转15°后,得到的直线/的倾斜角α=45°+15°=60°,直线/的斜率为tanα=tan600=√5,,直线/的方程为y-y/3=g(x-1),即y=y∕3x.2.(2023上海静安期中)设直线的斜率Z∈(∙8,-1]U[1,+oo),则该直线的倾斜角。
满足()A.--≤α≤-B.-≤α<-gg-<α≤—4 4 4 2 2 4TT.Ir r v TT .3TTC.-≤a<-D.-<a≤—4 2 2 4答案:B解析:因为A=tan0,所以当Ar≤-1时;<α≤邺,当左21时;≤α<A即直线的倾斜角a满足2 442-≤α<-或-<a≤郊.故选B.4 2 2 43.若经过两点44,2尹1)网2,-3)的直线的倾斜角为季则/等于()A.-1B.-3C.0D.2答案:B解析:由女=支竺二tan邳=-1,得-4-2y=2,所以y=-3.故选B.4.直线/经过点41,2),在/轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率的取值范围是()A.(-1,pB.(-∞,pU(1,+∞)C.(-∞,-1)U +8)D.(-oo,-1)∪(#8)答案:D解析:设直线的斜率为匕则直线方程为y-2=&(x-1),令尸0,得直线/在X轴上的截距为则-3<1]<3,解得左。
或%</.故选D.k25.(2023广东深圳调研)方程y=ax j fb和y=bx+a表示的直线可能是( )答案:D解析:根据题意,依次分析选项:对于A,对于y=αr+"图像经过第一、二、三象限,则4>0力>0J=H+。
第八章 解析几何与圆锥曲线 第一节 直线的倾斜角与斜率强化训练当堂巩固1.斜率为2的直线的倾斜角α所在的范围是… ( ) A.0 45α<< B.45 90α<< C.90 135α<< D.135 180α<< 答案:B解析:∵k=2>1,即tan 1α>,∴45 90α<< .2.过点M(-2,m),N(m,4)的直线的斜率等于1,则m 的值为( ) A.1 B.4 C.1或3 D.1或4 答案:A解析:由412m m-=,--得m=1.3.已知两条直线y=ax-2和y=(a+2)x+1互相垂直,则a 等于( ) A.2 B.1 C.0 D.-1 答案:D解析:由题意知22(2)121(1)0a a a a a +⨯=-⇒++=+=,∴a=-1.也可以代入检验. 4.已知直线1l 过点A(2,3)和B(-2,6),直线2l 过点C(6,6)和D(10,3).则1l 与2l 的位置关系为 . 答案:1l ∥2l解析:∵126336332246104l l k k --==-,==-,---∴12l l k k =.结合图知1l 与2l 不重合,∴1l ∥2l .5.点P(-1,3)在直线l 上的射影为点Q(1,-1),则直线l 的方程是 . 答案:x-2y-3=0解析:由题意知111312l k --,=-=,+∴直线l 的方程是11(1)2y x +=-,即x-2y-3=0.6.已知点M(2,5),N(1,1),在y 轴上找一点P,使90MPN ∠= ,求点P 的坐标. 解:设点P(0,y),根据题意,有PM PN ⊥,5121PM PN y yk k --=,=, 则51121PM PN y yk k --⨯=⨯=-,即2670y y -+=,解得3y =±即点P 的坐标为(03,.课后作业巩固提升题组一 直线的倾斜角1.若直线x=1的倾斜角为α,则α等于( ) A.0B.45C.90D.不存在答案:C2.已知直线l 过点P(3,4),它的倾斜角是直线y=x+1的两倍,则直线l 的方程为( )A.y-4=2(x-3)B.y-4=x-3C.y-4=0D.x-3=0 答案:D题组二 直线的斜率及应用 3.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 答案:B4.已知两点A(-1,-5),B(3,-2),若直线l 的倾斜角是直线AB 倾斜角的一半,则l 的斜率是 .答案:13解析:设直线AB 的倾斜角为2α,则直线l 的倾斜角为α,由于0 2180α≤< , ∴0 90α≤< .由tan 2α=2(5)33(1)4---=,--得tan 13α=,即直线l 的斜率为13.题组三 两条直线的平行与垂直5.若直线1l ,l 2的倾斜角分别为1α,2α,且12l l ⊥,则有( ) A.1290αα-= B.2190αα-= C.|21αα-|=90D.12180αα+=答案:C6.光线从点A(2,1)出发射到y 轴上的点Q,再经y 轴反射后过点B(4,3),则反射光线所在直线的斜率是 .答案:13解析:由物理中光的几何性质,可作A(2,1)关于y 轴的对称点A′(-2,1),并设入射点Q(0,b),则A′,Q,B 三点共线,∴ A Q BQ k k '=.∴130(2)40b b --=,---解得53b =.∴13BQ k =.7.已知直线ax-by-2=0与曲线y=3x 在点P(1,1)处的切线互相垂直,则a b为( )A.23B.23-C.13D.13-答案:D解析:曲线3y x =在点P(1,1)处的切线斜率为3, 所以13a b=-.8.若过点A(2,-2),B(5,0)的直线与过点P(2m,1),Q(-1,-m)的直线平行,则m= . 答案:1解析:201225321AB PQ m k k m --+==,=,-+因为直线AB 与PQ 平行,所以12321m m +=,+解得m=1.题组四 直线的倾斜角和斜率的综合问题9.若关于x 的方程|x-1|-kx=0有且只有一个正实数根,则实数k 的取值范围是 . 答案:1k ≥或k=0解析:数形结合.在同一坐标系内画出函数y=kx,y=|x-1|的图象如图所示,显然1k ≥或k=0时满足题意.10.已知点A(2,3),B(-5,2),若直线l 过点P(-1,6),且与线段AB 相交,则该直线倾斜角的取值范围是 .答案:3[]44ππ,解析:如图所示,63112PA k -==-,--∴直线PA 的倾斜角为34π.6211(5)PB k -==,---∴直线PB 的倾斜角为4π.从而直线l 的倾斜角的范围是3[]44ππ,.11.已知过原点O 的一条直线与函数y=log 8x 的图象交于A 、B 两点,分别过点A 、B 作y 轴的平行线与函数y=log 2x 的图象交于C 、D 两点.(1)证明点C 、D 和原点O 在同一直线上. (2)当BC 平行于x 轴时,求点A 的坐标.解:(1)证明:设A 、B 的横坐标分别为1x 、2x ,由题设知1x 211x >,>,点1(A x ,log 812)(x B x ,,log 82)x . 因为A 、B 在过点O 的直线上,所以128812x x log log x x =,又点C 、D 的坐标分别为1(x ,log 21)x 、2(x ,log 22)x . 由于log 213x =log 81x ,log 223x =log 82x , 则1212882211223x 3x x x log log log log OC OD k k x x x x ==,==.由此得OC OD k k =,即O 、C 、D 在同一直线上. (2)由BC 平行于x 轴,有log 21x =log 82x , 又log 213x =log 81x ,所以321x x =, 将其代入128812x x log log x x =得31x log 8113x x =log 81x ,由于11x >知log 810x ≠,故31113x x x =,=于是Alog .高考学习网-中国最大高考学习网站 | 我们负责传递知识!。
课时跟踪练(五十二) A 组 基础巩固 1.倾斜角为135°,在y 轴上的截距为-1的直线方程是()A .x -y +1=0B .x -y -1=0C .x +y -1=0D .x +y +1=0解析:直线的斜率为k =tan 135°=-1,所以直线方程为y =-x -1,即x +y +1=0.答案:D2.直线l :x sin 30°+y cos 150°+1=0的斜率是()A.33B. 3 C .-3D .-33 解析:设直线l 的斜率为k ,则k =-sin 30°cos 150°=33. 答案:A3.(2019·海淀区模拟)过点(2,1)且倾斜角比直线y =-x -1的倾斜角小π4的直线方程是()A .x =2B .y =1C .x =1D .y =2解析:因为直线y =-x -1的斜率为-1,则倾斜角为3π4,依题意,所求直线的倾斜角为3π4-π4=π2, 所以斜率不存在,所以过点(2,1)的直线方程为x =2.答案:A4.(2019·某某调研)在同一平面直角坐标系中,直线l 1:ax +y +b =0和直线l 2:bx +y +a =0有可能是()解析:当a >0,b >0时,-a <0,-b <0.选项B 符合.答案:B5.如图中的直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则()A .k 1<k 2<k 3B .k 3<k 1<k 2C .k 3<k 2<k 1D .k 1<k 3<k 2解析:直线l 1的倾斜角α1是钝角,故k 1<0,直线l 2与l 3的倾斜角α2与α3均为锐角且α2>α3,所以0<k 3<k 2,因此k 1<k 3<k 2,故选D.答案:D6.(2019·某某一模)已知直线l 的斜率为3,在y 轴上的截距为另一条直线x -2y -4=0的斜率的倒数,则直线l 的方程为()A .y =3x +2B .y =3x -2C .y =3x +12D .y =-3x +2 解析:因为直线x -2y -4=0的斜率为12,所以直线l 在y 轴上的截距为2,所以直线l 的方程为y =3x +2.故选A.答案:A7.设直线ax +by +c =0的倾斜角为α,且sin α+cos α=0,则a ,b 满足()A .a +b =1B .a -b =1C .a +b =0D .a -b =0解析:由sin α+cos α=0,得sin αcos α=-1,即tan α=-1. 又因为tan α=-a b ,所以-a b=-1,则a =b ,即a -b =0.答案:D8.直线x -2y +b =0与两坐标轴围成的三角形的面积不大于1,那么b 的取值X 围是()A .[-2,2]B .(-∞,-2]∪[2,+∞)C .[-2,0)∪(0,2]D .(-∞,+∞)解析:令x =0,得y =b 2,令y =0,得x =-b ,所以所围三角形的面积为12×⎪⎪⎪⎪⎪⎪b 2×|-b |=14b 2,所以14b 2≤1,所以b 2≤4,又由题意知b ≠0,所以b ∈[-2,0)∪(0,2].答案:C9.不论实数m 为何值,直线mx -y +2m +1=0恒过定点________.解析:直线mx -y +2m +1=0可化为m (x +2)+(-y +1)=0,因为m ∈R ,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +2=0,-y +1=0,所以x =-2,y =1, 所以直线mx -y +2m +1=0恒过定点(-2,1).答案:(-2,1)10.已知三角形的三个顶点A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),则BC 边上中线所在的直线方程为________.解析:BC 边的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-12,所以BC 边上中线所在的直线方程为y -0-12-0=x +532+5,即x +13y +5=0.答案:x +13y +5=011.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值X 围是________.解析:b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值, 所以b 的取值X 围是[-2,2].答案:[-2,2]12.若直线l 经过点A (1,2),在x 轴上的截距的取值X 围是(-3,3),则其斜率的取值X 围是________.解析:设直线l 的斜率为k ,则k ≠0,直线方程为y -2=k (x -1),在x 轴上的截距为1-2k.令-3<1-2k <3,解得k <-1或k >12. 答案:(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ B 组 素养提升13.(2019·某某四地七校联考)已知函数f (x )=a sin x -b cos x (a ≠0,b ≠0),若f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x ,则直线ax -by +c =0的倾斜角为() A.π4B.π3C.2π3D.3π4 解析:由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x 知函数f (x )的图象关于x =π4对称,所以f (0)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,所以a =-b ,由直线ax -by +c =0知其斜率为k =a b =-1,所以直线的倾斜角为3π4,故选D.答案:D14.(2019·某某一模)已知动直线l 0:ax +by +c -2=0(a >0,c >0)恒过点P (1,m ),且Q (4,0)到动直线l 0的最大距离为3,则12a +2c的最小值为() A.92B.94C .1D .9 解析:动直线l 0:ax +by +c -2=0(a >0,c >0)恒过点P (1,m ),所以a +bm +c -2=0.又Q (4,0)到动直线l 0的最大距离为3, 所以(4-1)2+(0-m )2=3,解得m =0.所以a +c =2.又a >0,c >0,所以12a +2c =12(a +c )⎝ ⎛⎭⎪⎫12a +2c =12(52+c 2a +2a c)≥12⎝ ⎛⎭⎪⎫52+2c 2a ·2a c =94, 当且仅当c =2a =43时取等号,故选B. 答案:B15.已知A (3,0),B (0,4),直线AB 上一动点P (x ,y ),则xy 的最大值是________.解析:直线AB 的方程为x 3+y 4=1. 因为动点P (x ,y )在直线AB 上,则x =3-34y , 所以xy =3y -34y 2=-34(y 2-4y )=-34(y -2)2+3≤3, 即当P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2时,xy 取最大值3. 答案:316.(2019·某某一中模拟)在平面直角坐标系中,如果x 与y 都是整数,就称点(x ,y )为整点,下列命题中正确的是________(写出所有正确命题的编号).①存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点;②若k 与b 都是无理数,则直线y =kx +b 不经过任何整点;③直线l 经过无穷多个整点,当且仅当l 经过两个不同的整点;④直线y =kx +b 经过无穷多个整点的充要条件是k 与b 都是有理数;⑤存在恰经过一个整点的直线.解析:对于①,比如直线y =2x +3,当x 取整数时,y 始终是一个无理数,即直线y =2x +3既不与坐标轴平行又不经过任何整点,①正确;对于②,直线y =2x -2中k 与b 都是无理数,但直线经过整点(1,0),②错误;对于③,当直线经过两个整点时,它经过无数多个整点,③正确;对于④,当k =0,b =12时,直线y =12不经过任何整点,④错误;对于⑤,比如直线y =2x -2只经过一个整点(1,0),⑤正确.故答案为①③⑤.答案:①③⑤。
第八章 第一节 直线的倾斜角与斜率、直线的方程一、选择题1.已知过点A (-2,m )和B (m,4)的直线与直线2x +y -1=0平行,则m 的值为 ( ) A .0 B .-8 C .2D .10解析:由k =4-m m +2=-2,得m =-8.答案:B2.(2012·宜宾模拟)直线x sin α+y +2=0的倾斜角的取值范围是 ( )A .[0,π)B .[0,π4]∪[3π4,π)C .[0,π4]D .[0,π4]∪(π2,π)解析:设题中直线的倾斜角为θ,则有tan θ=-sin α,其中sin α∈[-1,1].又θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π 答案:B3.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 ( )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与y 轴的交点为A (0,-2), 所求直线过A 且斜率为-12,∴所求直线方程:y +2=-12(x -0),即x +2y +4=0.答案:D4.设点A (-2,3),B (3,2),若直线ax +y +2=0与线段AB 没有交点,则a 的取值范围是( )A .(-∞,-52]∪[43,+∞)B .(-43,52)C .[-52,43]D .(-∞,-43]∪[52,+∞)解析:直线ax +y +2=0恒过点M (0,-2),且斜率为-a , ∵k MA =3--2-2-0=-52,k MB =2--23-0=43,由图可知:-a >-52且-a <43,∴a ∈(-43,52).答案:B5.(2012·皖南八校联考)已知直线a 2x +y +2=0与直线bx -(a 2+1)y -1=0互相垂直,则|ab |的最小值为 ( )A .5B .4C .2D .1解析:由题意知,a 2b -(a 2+1)=0且a ≠0,∴a 2b =a 2+1,∴ab =a 2+1a =a +1a,∴|ab |=|a +1a |=|a |+1|a |≥2.(当且仅当a =±1时取“=”).答案:C6.直线Ax +By -1=0在y 轴上的截距是-1,而且它的倾斜角是直线3x -y =33的倾斜角的2倍,则 ( )A .A =3,B =1B .A =-3,B =-1C .A =3,B =-1D .A =-3,B =1解析:将直线Ax +By -1=0化成斜截式y =-A Bx +1B.∵1B=-1,∴B =-1,故排除A 、D.又直线3x -y =33的倾斜角α=π3,∴直线Ax +By -1=0的倾斜角为2α=2π3,∴斜率-A B =tan 2π3=-3,∴A =- 3. 答案:B 二、填空题7.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 =________.解析:由题可知纸的折痕应是点(0,2)与点(4,0)连线的中垂线,即直线y =2x -3,它也是点(7,3)与点(m ,n )连线的中垂线,于是⎩⎪⎨⎪⎧3+n 2=2×7+m2-3n -3m -7=-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =35n =315.故m +n =345.答案:3458.(2012·长沙模拟)已知A (3,0),B (0,4),直线AB 上一动点P (x ,y ),则xy 的最大值是________.解析:直线AB 的方程为x 3+y 4=1,P (x ,y ),则x =3-34y ,∴xy =3y -34y 2=34(-y 2+4y )=34[-(y -2)2+4]≤3. 答案:39.与直线3x +4y +12=0平行,且与坐标轴构成的三角形的面积是24的直线l 的方程是____________________.解析:先由“平行”这个条件设出直线方程为3x +4y +m =0,再用“面积”条件求m .因为直线l 交x 轴于A (-m 3,0),交y 轴于B (0,-m 4),由12·|-m 3|·|-m4|=24,可得m =±24.所以,所求直线的方程为:3x +4y ±24=0.答案:3x +4y +24=0或3x +4y -24=0 三、解答题10.在△ABC 中,已知A (5,-2)、B (7,3),且AC 边的中点M 在y 轴上,BC 边的中点N 在x 轴上,求:(1)顶点C 的坐标; (2)直线MN 的方程.解:(1)设点C 的坐标为(x ,y ),则有x +52=0,3+y2=0, ∴x =-5,y =-3.即点C 的坐标为(-5,-3).(2)由题意知,M (0,-52),N (1,0),∴直线MN 的方程为x -y52=1,即5x -2y -5=0.11.已知两点A (-1,2),B (m,3). (1)求直线AB 的方程; (2)已知实数m ∈[-33-1,3-1],求直线AB 的倾斜角α的取值范围. 解:(1)当m =-1时,直线AB 的方程为x =-1, 当m ≠-1时,直线AB 的方程为y -2=1m +1(x +1). (2)①当m =-1时,α=π2;②当m ≠-1时,m +1∈[-33,0)∪(0,3], ∴k =1m +1∈(-∞,-3]∪[33,+∞), ∴α∈[π6,π2)∪(π2,2π3].综合①②知,直线AB 的倾斜角α的取值范围为[π6,23π].12.为了绿化城市,拟在矩形区域ABCD 内建一个矩形草坪(如图所示),另外,△AEF 内部有一文物保护区不能占用,经测量AB =100 m ,BC =80 m ,AE =30 m ,AF =20 m ,应如何设计才能使草坪面积最大?解:建立如图所示直角坐标系,则E (30,0),F (0,20),于是,线段EF 的方程是x 30+y20=1(0≤x ≤30),在线段EF 上取点P (m ,n ),作PQ ⊥BC 于点Q ,PR ⊥CD 于点R ,设矩形PQCR 的面积为S ,则:S =|PQ |·|PR |=(100-m )(80-n ),因为m 30+n 20=1,所以n =20(1-m30),所以S =(100-m )(80-20+23m )=-23(m -5)2+18 0503(0≤m ≤30),于是,当m =5时,S 有最大值,这时|EP ||PF |=51.答:当草坪矩形的两边在BC ,CD 上,一个顶点在线段EF 上,且这个顶点分EF 成5∶1时,草坪面积最大。
课时跟踪检测(四十六) 直线的倾斜角与斜率、直线的方程(二)重点高中适用作业A 级——保分题目巧做快做1.在同一平面直角坐标系中,直线l 1:ax +y +b =0和直线l 2:bx +y +a =0有可能是( )解析:选B 由题意l 1:y =-ax -b ,l 2:y =-bx -a ,当a >0,b >0时,-a <0,-b <0.选项B 符合.2.直线x +(a 2+1)y +1=0的倾斜角的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,πC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π 解析:选B 由直线方程可得该直线的斜率为-1a 2+1,又-1≤-1a 2+1<0,所以倾斜角的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π.3.直线l 经过点A (1,2),在x 轴上的截距的取值范围是(-3,3),则其斜率的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎪⎫-1,15 B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,12∪(1,+∞)C.()-∞,-1∪⎝ ⎛⎭⎪⎫15,+∞D .(-∞,-1)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞解析:选D 设直线方程为y -2=k (x -1),直线在x 轴上的截距为1-2k,令-3<1-2k<3,解不等式得k >12或k <-1.4.在等腰三角形MON 中,MO =MN ,点O (0,0),M (-1,3),点N 在x 轴的负半轴上,则直线MN 的方程为( )A .3x -y -6=0B .3x +y +6=0C .3x -y +6=0D .3x +y -6=0解析:选C 因为MO =MN ,所以直线MN 的斜率与直线MO 的斜率互为相反数,所以k MN=-k MO =3,所以直线MN 的方程为y -3=3(x +1),即3x -y +6=0,选C.5.若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段PQ 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A.13 B .-13C .-32D.23解析:选B 依题意,设点P (a,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2,解得a =-5,b =-3,从而可知直线l 的斜率为-3-17+5=-13.6.已知直线l 过点(1,0),且倾斜角为直线l 0:x -2y -2=0的倾斜角的2倍,则直线l 的方程为________.解析:由题意可设直线l 0,l 的倾斜角分别为α,2α, 因为直线l 0:x -2y -2=0的斜率为12,则tan α=12,所以直线l 的斜率k =tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×121-⎝ ⎛⎭⎪⎫122=43, 所以由点斜式可得直线l 的方程为y -0=43(x -1),即4x -3y -4=0. 答案:4x -3y -4=07.过点(2,-3)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为________. 解析:若直线过原点,则直线方程为3x +2y =0;若直线不过原点,则斜率为1,方程为y +3=x -2,即为x -y -5=0,故所求直线方程为3x +2y =0或x -y -5=0.答案:3x +2y =0或x -y -5=08.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值范围是________.解析:b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值.∴b 的取值范围是[-2,2].答案:[-2,2]9.已知直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l 的方程:(1)过定点A (-3,4); (2)斜率为16.解:(1)设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴,y 轴上的截距分别是-4k-3,3k+4,由已知,得(3k +4)⎝ ⎛⎭⎪⎫4k+3=±6,解得k 1=-23或k 2=-83.故直线l 的方程为2x +3y -6=0或8x +3y +12=0. (2)设直线l 在y 轴上的截距为b ,则直线l 的方程为y =16x +b ,它在x 轴上的截距是-6b ,由已知,得|-6b ·b |=6,∴b =±1.∴直线l 的方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0.10.如图,射线OA ,OB 分别与x 轴正半轴成45°和30°角,过点P (1,0)的直线AB 分别交OA ,OB 于A ,B 两点,当AB 的中点C 恰好落在直线y =12x 上时,求直线AB 的方程.解:由题意可得k OA =tan 45°=1,k OB =tan(180°-30°)=-33, 所以直线l OA :y =x ,l OB :y =-33x . 设A (m ,m ),B (-3n ,n ), 所以AB 的中点C ⎝⎛⎭⎪⎫m -3n 2,m +n 2,由点C 在直线y =12x 上,且A ,P ,B 三点共线得⎩⎪⎨⎪⎧m +n 2=12·m -3n2,m -0m -1=n -0-3n -1,解得m =3,所以A (3,3). 又P (1,0),所以k AB =k AP =33-1=3+32,所以l AB :y =3+32(x -1),即直线AB 的方程为(3+3)x -2y -3-3=0.B 级——拔高题目稳做准做1.(2018·南昌一模)已知A (1,2),B (2,11),若直线y =⎝⎛⎭⎪⎫m -6m x +1(m ≠0)与线段AB相交,则实数m 的取值范围是( )A .[-2,0)∪[3,+∞)B .(-∞,-1]∪(0,6]C .[-2,-1]∪[3,6]D .[-2,0)∪(0,6]解析:选C 由题意得,A (1,2),B (2,11)两点分布在直线y =⎝⎛⎭⎪⎫m -6m x +1(m ≠0)的两侧(或其中一点在直线上),∴⎝⎛⎭⎪⎫m -6m-2+1⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫m -6m -11+1≤0,解得-2≤m ≤-1或3≤m ≤6,故选C.2.若a ,b ,p (a ≠0,b ≠0,p >0)分别表示同一直线的横截距、纵截距及原点到直线的距离,则下列关系式成立的是( )A.1a 2+1b 2=1p 2B.1a 2-1b 2=1p2C.1a2+1p2=1b2D.1a 2p2=1b2解析:选A 由题意设直线方程为x a +y b=1,则p 2=11a2+1b2,∴1a 2+1b 2=1p2,故选A.3.已知点A (-1,0),B (1,0),C (0,1),直线y =ax +b (a >0)将△ABC 分割为面积相等的两部分,则b 的取值范围是( )A .(0,1)B.⎝ ⎛⎭⎪⎫1-22,12C.⎝ ⎛⎦⎥⎤1-22,13 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫13,12 解析:选B 法一:(1)当直线y =ax +b 与AB ,BC 相交时,如图①所示.易求得:x M =-b a,y N =a +b a +1.由已知条件得:⎝ ⎛⎭⎪⎫1+b a ·a +b a +1=1,∴a =b 21-2b.∵点M 在线段OA 上,∴-1<-ba<0,∴0<b <a .∵点N 在线段BC 上,∴0<a +ba +1<1,∴b <1.由⎩⎪⎨⎪⎧b 21-2b >b ,b21-2b >0,b >0,解得13<b <12.(2)当直线y =ax +b 与AC ,BC 相交时,如图②所示.设|MC |=m ,|NC |=n ,则S △MCN =12mn =12,∴mn =1.显然,0<n <2,∴m =1n >22.又0<m ≤2且m ≠n .∴22<m ≤2且m ≠1. 设D 到AC ,BC 的距离为t ,则t m =|DN ||MN |,t n =|DM ||MN |, ∴t m +t n =|DN ||MN |+|DM ||MN |=1. ∴t =mn m +n ,∴1t =1m +1n =1m+m . 而f (m )=m +1m ⎝ ⎛⎭⎪⎫22<m ≤2且m ≠1的值域为⎝ ⎛⎦⎥⎤2,322,即2<1t ≤322,∴23≤t <12.∵b =1-CD =1-2t ,∴1-22<b ≤13. 综合(1)(2)可得b 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫1-22,12. 法二:由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,y =ax +b 消去x ,得y =a +ba +1,当a >0时,直线y =ax +b 与x 轴交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫-b a ,0,结合图形知12×a +b a +1×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+b a =12,化简得(a +b )2=a (a +1),则a =b 21-2b .∵a >0,∴b 21-2b >0,解得b <12.考虑极限位置,即a =0,此时易得b =1-22,故答案为B. 4.已知点P 在直线x +3y -2=0上,点Q 在直线x +3y +6=0上,线段PQ 的中点为M (x 0,y 0),且y 0<x 0+2,则y 0x 0的取值范围是________.解析:依题意可得|x 0+3y 0-2|10=|x 0+3y 0+6|10,化简得x 0+3y 0+2=0,又y 0<x 0+2,k OM =y 0x 0,在坐标轴上作出两直线,如图,当点M 位于线段AB (不包括端点)上时,k OM >0,当点M 位于射线BN 上除B 点外时,k OM <-13.所以y 0x 0的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-13∪(0,+∞).答案:⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-13∪(0,+∞)5.已知直线l 过点P (3,2),且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,如图所示,当△ABO 的面积取最小值时,求直线l 的方程.解:法一:设A (a,0),B (0,b )(a >0,b >0), 则直线l 的方程为x a +y b=1. 因为l 过点P (3,2),所以3a +2b=1.因为1=3a +2b ≥26ab,整理得ab ≥24,所以S △ABO =12ab ≥12,当且仅当3a =2b,即a =6,b =4时取等号.此时直线l 的方程是x 6+y4=1,即2x +3y -12=0.法二:依题意知,直线l 的斜率k 存在且k <0, 可设直线l 的方程为y -2=k (x -3)(k <0),则A ⎝⎛⎭⎪⎫3-2k,0,B (0,2-3k ),S △ABO =12(2-3k )⎝ ⎛⎭⎪⎫3-2k=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+-9k +4-k≥12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+2 -9k ·4-k=12×(12+12)=12, 当且仅当-9k =4-k ,即k =-23时,等号成立. 所以所求直线l 的方程为2x +3y -12=0. 6.已知直线l :kx -y +1+2k =0(k ∈R). (1)证明:直线l 过定点;(2)若直线l 不经过第四象限,求k 的取值范围;(3)若直线l 交x 轴负半轴于点A ,交y 轴正半轴于点B ,O 为坐标原点,设△AOB 的面积为S ,求S 的最小值及此时直线l 的方程.解:(1)证明:直线l 的方程可化为y =k (x +2)+1,故无论k 取何值,直线l 总过定点(-2,1).(2)直线l 的方程为y =kx +2k +1,则直线l 在y 轴上的截距为2k +1,要使直线l 不经过第四象限,则⎩⎪⎨⎪⎧k ≥0,1+2k ≥0,解得k ≥0,故k 的取值范围是[)0,+∞.(3)依题意,直线l 在x 轴上的截距为-1+2kk,在y 轴上的截距为1+2k ,∴A ⎝⎛⎭⎪⎫-1+2k k,0,B (0,1+2k ). 又-1+2k k<0且1+2k >0,∴k >0.故S =12|OA ||OB |=12×1+2k k ×(1+2k )=12⎝⎛⎭⎪⎫4k +1k +4≥12(4+4)=4,当且仅当4k =1k ,即k =12时,取等号.故S 的最小值为4,此时直线l 的方程为x -2y +4=0.。
⾼考数学⼀轮复习第⼋章平⾯解析⼏何8.1直线的倾斜⾓与斜率、直线的⽅程课时提升作业理直线的倾斜⾓与斜率、直线的⽅程(25分钟50分)⼀、选择题(每⼩题5分,共35分)1.直线x+y+1=0的倾斜⾓是( )A. B. C. D.【解析】选D.由直线的⽅程得直线的斜率为k=-,设倾斜⾓为α,则tanα=-,⼜α∈[0,π),所以α=.2.设直线ax+by+c=0的倾斜⾓为α,且sinα+cosα=0,则a,b满⾜( )A.a+b=1B.a-b=1C.a+b=0D.a-b=0【解析】选D.由题意得sinα=-cosα,显然cosα≠0,则tanα=-1,所以-=-1,a=b,a-b=0.3.下列命题中,正确的是( )A.直线的斜率为tanα,则直线的倾斜⾓是αB.直线的倾斜⾓为α,则直线的斜率为tanαC.直线的倾斜⾓越⼤,则直线的斜率就越⼤D.直线的倾斜⾓α∈∪时,直线的斜率分别在这两个区间上单调递增【解析】选D.因为直线的斜率k=tanα,且α∈∪时,α才是直线的倾斜⾓,所以A不对; 因为任⼀直线的倾斜⾓α∈[0,π),⽽当α=时,直线的斜率不存在,所以B不对;当α∈时,斜率⼤于0;当α∈时,斜率⼩于0,C不对.4.倾斜⾓为120°,在x轴上的截距为-1的直线的⽅程是( )A.x-y+1=0B.x-y-=0C.x+y-=0D.x+y+=0【解析】选 D.由于倾斜⾓为120°,故斜率k=-.⼜直线过点(-1,0),所以⽅程为y=-(x+1),即x+y+=0.5.已知直线l:ax+y-2-a=0在x轴和y轴上的截距相等,则实数a的值是( )A.1B.-1C.-2或-1D.-2或1【解析】选D.显然a≠0,由题意得a+2=,解得a=-2或1.6.(2016·西安模拟)点A(1,1)到直线xcosθ+ysinθ-2=0的距离的最⼤值是( )A.2B.2-C.2+D.4【解析】选C.由点到直线的距离公式,得d==2-sin,⼜θ∈R,所以d max=2+.7.已知a,b均为正数,且直线ax+by-6=0与直线2x+(b-3)y+5=0互相平⾏,则2a+3b的最⼩值为( )A.5B.25C.13D.15【解析】选B.因为直线ax+by-6=0与直线2x+(b-3)y+5=0互相平⾏,所以a(b-3)-2b=0,且5a+12≠0,所以3a+2b=ab,即+=1,⼜a,b均为正数,则2a+3b=(2a+3b)=4+9++≥13+2=25.当且仅当a=b=5时上式等号成⽴.⼆、填空题(每⼩题5分,共15分)8.已知直线的倾斜⾓是60°,在y轴上的截距是5,则该直线的⽅程为.【解析】因为直线的倾斜⾓是60°,所以直线的斜率为k=tan60°=.⼜因为直线在y轴上的截距是5,由斜截式得直线的⽅程为y=x+5.即x-y+5=0.答案:x-y+5=0【加固训练】过点A(-1,-3),斜率是直线y=3x的斜率的-的直线的⽅程为. 【解析】设所求直线的斜率为k,依题意k=-×3=-.⼜直线经过点A(-1,-3),因此所求直线⽅程为y+3=-(x+1),即3x+4y+15=0.答案:3x+4y+15=09.已知A(3,5),B(4,7),C(-1,x)三点共线,则x= .【解析】因为k AB==2,k AC==-.⼜A,B,C三点共线,所以k AB=k AC,即-=2,解得x=-3.答案:-310.(2016·平顶⼭模拟)与直线x+y-1=0垂直的直线的倾斜⾓为.【解析】因为直线x+y-1=0的斜率为k1=-,所以与直线x+y-1=0垂直的直线的斜率为k2=-=.所以它的倾斜⾓为.答案:(20分钟40分)1.(5分)(2016·保定模拟)直线y=tan的倾斜⾓等于( )A. B. C. D.0【解析】选D.因为tan=,所以y=tan即y=,表⽰⼀条与x轴平⾏的直线,因此直线y=tan的倾斜⾓等于0.2.(5分)已知点A(-1,0),B(cosα,sinα),且|AB|=,则直线AB的⽅程为( )A.y=x+或y=-x-B.y=x+或y=-x-C.y=x+1或y=-x-1D.y=x+或y=-x-【解析】选B.|AB|===,所以cosα=,sinα=±,所以k AB=±,即直线AB的⽅程为y=±(x+1),所以直线AB的⽅程为y=x+或y=-x-.【加固训练】已知直线l过点(0,2),且其倾斜⾓的余弦值为,则直线l的⽅程为( )A.3x-4y-8=0B.3x+4y-8=0C.3x+4y+8=0D.3x-4y+8=0【解析】选D.因为cosα=,α∈[0,π),所以sinα=,k=tanα=,所以直线l的⽅程为y-2=x,即3x-4y+8=0.3.(5分)过点(1,3)作直线l,若经过点(a,0)和(0,b),且a∈N*,b∈N*,则可作出的直线l的条数为( )A.1B.2C.3D.4【解析】选B.由题意得+=1?(a-1)(b-3)=3.⼜a∈N*,b∈N*,故有两个解或4.(12分)已知直线l过点P(0,1),且与直线l1:x-3y+10=0和l2:2x+y-8=0分别交于点A,B(如图).若线段AB被点P平分,求直线l的⽅程.【解析】因为点B在直线l2:2x+y-8=0上,故可设点B的坐标为(a,8-2a).因为点P(0,1)是线段AB的中点,得点A的坐标为(-a,2a-6).⼜因为点A在直线l1:x-3y+10=0上,故将A(-a,2a-6)代⼊直线l1的⽅程,得-a-3(2a-6)+10=0,解得a=4.所以点B的坐标是(4,0).因此,过P(0,1),B(4,0)的直线l的⽅程为+=1,即x+4y-4=0.【加固训练】已知直线l经过A(cosθ,sin2θ)和B(0,1)不同的两点,求直线l倾斜⾓的取值范围.【解析】当cosθ=0时,sin2θ=1-cos2θ=1,此时A,B重合.所以cosθ≠0.所以k==-cosθ∈[-1,0)∪(0,1].因此倾斜⾓的取值范围是∪.5.(13分)已知直线l:kx-y+1+2k=0(k∈R).(1)证明:直线l过定点.(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围.(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的⾯积为S,求S的最⼩值及此时直线l的⽅程.【解析】(1)⽅法⼀:直线l的⽅程可化为y=k(x+2)+1,故⽆论k取何值,直线l总过定点(-2,1). ⽅法⼆:设直线l过定点(x0,y0),则kx0-y0+1+2k=0对任意k∈R恒成⽴,即(x0+2)k-y0+1=0恒成⽴,所以x0+2=0,-y0+1=0,解得x0=-2,y0=1,故直线l总过定点(-2,1).(2)直线l的⽅程为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,要使直线l不经过第四象限,则解得k的取值范围是[0,+∞).(3)依题意,直线l在x轴上的截距为-,在y轴上的截距为1+2k,所以A,B(0,1+2k).⼜-<0且1+2k>0,所以k>0.故S=|OA||OB|=×(1+2k)=≥(4+4)=4,当且仅当4k=,即k=时,取等号.故S的最⼩值为4,此时直线l的⽅程为x-2y+4=0.。
直线的倾斜角与斜率、直线的方程基础练一、选择题1.直线l :x sin30°+y cos150°+1=0的斜率是( )A.33B. 3 C .-3D .-332.[2021·秦皇岛模拟]倾斜角为120°,在x 轴上的截距为-1的直线方程是( ) A.3x -y +1=0B.3x -y -3=0 C.3x +y -3=0D.3x +y +3=03.若经过两点A (4,2y +1),B (2,-3)的直线的倾斜角为3π4,则y 等于( )A .-1B .-3C .0D .2 4.[2021·河南安阳模拟]若平面内三点A (1,-a ),B (2,a 2),C (3,a 3)共线,则a =( )A .1±2或0B.2-52或0C.2±52D.2+52或05.[2021·湖南衡阳八中月考]已知直线l 的倾斜角为θ且过点(3,1),其中sin ⎝⎛⎭⎫θ-π2=12,则直线l 的方程为( )A.3x -y -2=0B.3x +y -4=0 C .x -3y =0D.3x +3y -6=0 6.[2021·安徽四校联考]直线l 经过点(1,3)且与两坐标轴的正半轴围成的三角形面积为6,则直线l 的方程是( )A .3x +y -6=0B .3x -y =0C .x +3y -10=0D .x -3y +8=07.一次函数y =-m n x +1n的图象同时经过第一、三、四象限的必要不充分条件是( )A .m >1,且n <1B .mn <0C .m >0,且n <0D .m <0,且n <08.直线Ax +By -1=0在y 轴上的截距是-1,而且它的倾斜角是直线3x -y =33的倾斜角的2倍,则( )A .A =3,B =1B .A =-3,B =-1C .A =3,B =-1D .A =-3,B =19.直线2x cos α-y -3=0⎝⎛⎭⎫α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3的倾斜角的变化范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤π6,π3B.⎣⎡⎦⎤π4,π3 C.⎣⎡⎦⎤π4,π2D.⎣⎡⎦⎤π4,2π310.经过点(0,-1)且与直线2x +3y -4=0平行的直线方程为( ) A .2x +3y +3=0B .2x +3y -3=0 C .2x +3y +2=0D .3x -2y -2=0二、填空题11.若三点A (2,3),B (3,2),C ⎝⎛⎭⎫12,m 共线,则实数m =________. 12.直线l 过点P (1,0),且与以A (2,1),B (0,3)为端点的线段有公共点,则直线l 斜率的取值范围为________.13.[2021·贵州遵义四中月考]过点(2,3)且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线方程为________.14.一条直线经过点A (-2,2),并且与两坐标轴围成的三角形的面积为1,则此直线的方程为________. 能力练15.[2021·湖北孝感调研]已知点A (2,-3),B (-3,-2),直线l 的方程为-kx +y +k -1=0,且与线段AB 相交,则直线l 的斜率k 的取值范围为( )A .k ≥34或k ≤-4 B.k ≥34或k ≤-14C .-4≤k ≤34D.34≤k ≤416.[2021·山西大同重点中学模拟]数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,这条直线被后人称为三角形的欧拉线,已知△ABC 的顶点A (4,0),B (0,2),且AC =BC ,则△ABC 的欧拉线方程为( )A .x -2y +3=0B .2x +y -3=0C .x -2y -3=0D .2x -y -3=0 17.[2021·百所名校单元示范卷]直线l 经过A (2,1),B (1,m 2),m ∈R 两点,那么直线l 的倾斜角α的取值范围为________.参考答案:1.解析:设直线l 的斜率为k ,则k =-sin30°cos150°=33.故选A.答案:A2.解析:由于倾斜角为120°,故斜率k =- 3.又直线过点(-1,0),所以直线方程为y =-3(x +1),即3x +y +3=0.故选D.答案:D3.解析:由k =-3-2y -12-4=tan 3π4=-1.得-4-2y =2,∴y =-3.故选B. 答案:B4.解析:∵平面内三点A (1,-a ),B (2,a 2),C (3,a 3)共线, ∴k AB =k AC , 即a 2+a 2-1=a 3+a 3-1,即a (a 2-2a -1)=0, 解得a =0或a =1±2.故选A. 答案:A5.解析:∵sin ⎝⎛⎭⎫θ-π2=12,∴cos θ=-12,θ=2π3,则tan θ=-3,直线的方程为y -1=-3(x -3),即3x +y -4=0,故选B.答案:B6.解析:解法一 设直线l 的斜率为k (k <0),则直线l 的方程为y -3=k (x -1).x =0时,y =3-k ;y =0时,x =1-3k .所以直线与坐标轴所围成的三角形的面积S =12×(3-k )⎝⎛⎭⎫1-3k =6,整理得k 2+6k +9=0,解得k =-3,所以直线l 的方程为y -3=-3(x -1),即3x +y -6=0,故选A.解法二 依题意,设直线方程为x a +y b =1(a >0,b >0),则可得1a +3b =1且ab =12,解得a=2,b =6,则直线l 的方程为x 2+y6=1,即3x +y -6=0,故选A.答案:A7.解析:因为y =-m n x +1n 的图象同时经过第一、三、四象限,故-m n >0,1n<0,即m >0,n <0,但此为充要条件,因此,其必要不充分条件为mn <0.故选B.答案:B8.解析:将直线Ax +By -1=0化成斜截式y =-A B x +1B.∵1B=-1,∴B =-1,故排除A ,D. 又直线3x -y =33的倾斜角α=π3,∴直线Ax +By -1=0的倾斜角为2α=2π3,∴斜率-A B =tan 2π3=-3,∴A =-3,故选B. 答案:B9.解析:直线2x cos α-y -3=0的斜率k =2cos α.由于α∈⎣⎡⎦⎤π6,π3,所以12≤cos α≤32, 因此k =2cos α∈[1,3].设直线的倾斜角为θ,则0≤θ<π,tan θ∈[1,3].所以θ∈⎣⎡⎦⎤π4,π3, 即倾斜角的变化范围是⎣⎡⎦⎤π4,π3.故选B. 答案:B10.解析:∵直线2x +3y -4=0的斜率为-23,与直线2x +3y -4=0平行的直线的斜率也为-23,∴经过点(0,-1)且斜率为-23的直线,其斜截式方程为y =-23x -1,整理得2x +3y +3=0,故选A.答案:A11.解析:由题意得k AB =2-33-2=-1,k AC =m -312-2.∵A ,B ,C 三点共线,∴k AB =k AC , ∴m -312-2=-1,解得m =92. 答案:9212.解析:如图,因为k AP =1-02-1=1, k BP =3-00-1=-3, 所以k ∈(-∞,-3]∪[1,+∞). 答案:(-∞,-3]∪[1,+∞)13.解析:当直线过原点时,直线斜率为3-02-0=32,故直线方程为y =32x ,即3x -2y =0.当直线不过原点时,设直线方程为x a +y-a=1,把(2,3)代入可得a =-1,故直线的方程为x -y+1=0.综上,所求直线方程为3x -2y =0或x -y +1=0.答案:3x -2y =0或x -y +1=014.解析:设所求直线的方程为x a +yb =1,∵A (-2,2)在直线上,∴-2a +2b=1 ①又因为直线与坐标轴围成的面积为1, ∴12|a |·|b |=1 ② 由①②得(1)⎩⎪⎨⎪⎧ a -b =1ab =2或(2)⎩⎪⎨⎪⎧a -b =-1ab =-2由(1)得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2b =1或⎩⎪⎨⎪⎧a =-1b =-2,方程组(2)无解,故所求的直线方程为x 2+y 1=1或x -1+y-2=1,即x +2y -2=0或2x +y +2=0. 答案:x +2y -2=0或2x +y +2=0 15.解析:直线l 的方程-kx +y +k -1=0可化为k (1-x )+y -1=0,∴直线l 过定点P (1,1),且与线段AB 相交,如图所示.直线P A 的斜率k P A =-3-12-1=-4,直线PB 的斜率k PB =-2-1-3-1=34,则k ≤-4或k ≥34.故选A.答案:A16.解析:∵线段AB 的中点为M (2,1),k AB =-12,∴线段AB 的垂直平分线方程为y -1=2(x -2),即2x -y -3=0,∵AC =BC ,∴△ABC 的外心,重心,垂心都位于线段AB 的垂直平分线上,∴△ABC 的欧拉线方程为2x -y -3=0,故选D.答案:D17.解析:直线l 的斜率存在且k l =m 2-11-2=1-m 2≤1,又直线l 的倾斜角为α,则有tan α≤1,即tan α<0或0≤tan α≤1,根据正切函数在⎣⎡⎭⎫0,π2与⎝⎛⎭⎫π2,π上的图象,可得π2<α<π或0≤α≤π4,即倾斜角α的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎭⎫π2,π. 答案:⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎭⎫π2,π。
高考数学一轮复习:45 直线的倾斜角与斜率、直线的方程姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共12题;共24分)1. (2分) (2019高一下·镇江期末) 已知点,则直线的倾斜角是()A . 30°B . 45°C . 60°D . 120°2. (2分)直线l经过点和,则它的倾斜角是()A .B .C .D .3. (2分)已知倾斜角为的直线l与直线x-2y+2=0平行,则的值为().A .B .C .D .4. (2分)设点,直线l过点P(1,1)且与线段AB相交,则l的斜率k的取值范围是()A . 或B .C .D . 或5. (2分)已知直线上两点A,B的坐标分别为(3,5),(a,2),且直线与直线3x+4y-5=0平行,则|AB|的值为()A .B .C .D . 56. (2分)已知经过A(2,1),B(1,m)两点的直线的倾斜角为锐角,则实数m的取值范围是()A . m<1B . m>﹣1C . ﹣1<m<1D . m>1,或m<﹣17. (2分)设P为曲线上的点,且曲线C在点P处的切线的倾斜角的取值范围为,则点P的横坐标的取值范围为()A .B .C .D .8. (2分)直线经过两点,那么直线的倾斜角的取值范围()A .B .C .D .9. (2分)直线的倾斜角是()A . 30°B . 120°C . 60°D . 150°10. (2分) (2019高二上·内蒙古月考) 若某直线的斜率,则该直线的倾斜角的取值范围是()A .B .C .D .11. (2分)(2017·广西模拟) 直线y=x﹣1的斜率等于()A . ﹣1B . 1C .D .12. (2分) (2018高二上·哈尔滨月考) 已知点,若直线过点与线段有公共点,则直线的斜率的取值范围是()A .B .C .D .二、填空题 (共6题;共6分)13. (1分) (2017高一下·吉林期末) 直线的倾斜角的范围是________.14. (1分)过点(1,3)作直线l,若l经过点(a,0)和(0,b),且a,b∈N*,则可作出的l的个数为________ 条.15. (1分)直线l1 , l2的斜率k1 , k2是关于k的方程2k2-3k-b=0的两根,若l1⊥l2 ,则b=________;若l1∥l2 ,则b=________.16. (1分) (2019高一下·西城期末) 直线的倾斜角的大小是________.17. (1分) (2018高一上·阜城月考) 经过点作直线,若直线与连接,的线段相交,则直线的斜率的取值范围是________.18. (1分)直线2x﹣3y﹣12=0与坐标轴围成的三角形的面积为________三、解答题 (共3题;共25分)19. (10分)若实数x,y满足3x﹣2y﹣5=0(1≤x≤3),求的最大值和最小值.20. (5分)经过下列两点的直线的斜率是否存在?如果存在,求其斜率,并确定直线的倾斜角α.(1) A(2,3),B(4,5);(2) C(-2,3),D(2,-1);(3) P(-3,1),Q(-3,10).21. (10分)若经过点A(1-t,1+t)和点B(3,2t)的直线的倾斜角α不是锐角,求实数t的取值范围.参考答案一、单选题 (共12题;共24分)1-1、2-1、3-1、答案:略4-1、答案:略5-1、6-1、7-1、8-1、答案:略9-1、答案:略10-1、11-1、答案:略12-1、二、填空题 (共6题;共6分)13-1、答案:略14-1、15-1、16-1、17-1、18-1、三、解答题 (共3题;共25分) 19-1、答案:略20-1、20-2、20-3、21-1、。
课时作业(四十五) [第45讲 直线的倾斜角与斜率、直线的方程]
[时间:35分钟 分值:80分]
基础热身
1.直线x tan π
3
+y +2=0的倾斜角α是( )
A.π3
B.π6
C.2π3 D .-π3
2.下列说法中,正确的是( )
①y +1=k (x -2)表示经过点(2,-1)的所有直线; ②y +1=k (x -2)表示经过点(2,-1)的无数条直线; ③直线y +1=k (x -2)恒过定点;
④直线y +1=k (x -2)不可能垂直于x 轴.( ) A .①②③ B .②③④ C .①③④ D .①②④
3.设直线l 与x 轴的交点是P ,且倾斜角为α,若将此直线绕点P 按逆时针方向旋转45°,得到直线的倾斜角为α+45°,则( )
A .0°≤α<180°
B .0°≤α<135°
C .0°<α≤135°
D .0°<α<135°
4.已知△ABC 的三个顶点A (3,-1)、B (5,-5)、C (6,1),则AB 边上的中线所在的直线方程为________.
能力提升
5.过点P (1,2)且在两坐标轴上截距相等的直线的条数是( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .4条
6.直线l 经过A (2,1),B (1,-m 2)(m ∈R )两点,则直线l 的倾斜角α的范围是( )
A .0≤α≤π4 B.π
2
<α<π
C.π4≤α<π2
D.π2<α≤3π4
7.已知直线l 的倾斜角α满足条件sin α+cos α=1
5
,则l 的斜率为( )
A.43
B.34
C .-43
D .-34
8.已知函数f (x )=a x (a >0且a ≠1),当x >0时,f (x )<1,方程y =ax +1
表示的直线是( )
9.[2011·黄浦二模] 直线l 1:3x -y +1=0,l 2:x +5=0,则直线l 1与l 2的相交所成的锐角为________.
10.[2011·福州模拟] 直线2x +my =1的倾斜角为α,若m ∈(-∞,-23)∪[2,+∞),则α的取值范围是________.
11.[2011·安徽卷] 在平面直角坐标系中,如果x 与y 都是整数,就称点(x ,y )为整点,下列命题中正确的是________(写出所有正确命题的编号).
①存在这样的直线,既不与坐标轴平行又不经过任何整点; ②如果k 与b 都是无理数,则直线y =kx +b 不经过任何整点; ③直线l 经过无穷多个整点,当且仅当l 经过两个不同的整点;
④直线y =kx +b 经过无穷多个整点的充分必要条件是:k 与b 都是有理数; ⑤存在恰经过一个整点的直线.
12.(13分)已知直线l 与两坐标轴所围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的
直线l 的方程:(1)斜率为1
2
;(2)过定点P (-3,4).
难点突破
13.(12分)(1)直线l 经过点A (1,2),B (m,3),若倾斜角α∈⎣⎡⎦⎤
π4,2π3,求实数m 的取值范围;
(2)过点P (-1,-2)的直线分别交x 轴、y 轴的负半轴于A ,B 两点,当|P A |·|PB |最小时,求直线l 的方程.
课时作业(四十五)
【基础热身】
1.C [解析] 由已知可得tan α=-tan π3=-3,因为α∈[0,π),所以α=2π
3
.故选C.
2.B [解析] y +1=k (x -2)表示的直线的斜率一定存在,且恒过点(2,-1),所以,它不能表示垂直于x 轴的直线,故①错误,其余三个都对.故选B.
3.D [解析] 因为直线倾斜角的取值范围是[0°,180°),且直线l 与x 轴相交,其倾斜角不能为0°,所以45°<α+45°<180°,得0°<α<135°,故选D.
4.2x -y -11=0 [解析] 易知AB 边的中点坐标为D (4,-3),因为AB 边上的中线所
在的直线经过点C 、D ,由两点式得,y -1-3-1=x -6
4-6
,化简得2x -y -11=0.
【能力提升】
5.B [解析] 注意到直线过原点时截距相等,都等于0和不过原点时倾斜角为135°两种情况,所以这样的直线有2条.故选B.
6.C [解析] 直线l 的斜率k =tan α=1+m 22-1
=m 2+1≥1,所以π4≤α<π
2.
7.C [解析] α必为钝角,且sin α的绝对值大,故选C.
8.C [解析] 由已知可得a ∈(0,1),从而斜率k ∈(0,1),且在x 轴上的截距的绝对值大于在y 轴上的截距,故选C.
9.30° [解析] 直线l 1的斜率为3,所以倾斜角为60°,而直线l 2的倾斜角为90°,所以两直线的夹角为30°.
10.⎝⎛⎭⎫0,π6∪⎣⎡⎭⎫3π4,π [解析] 依题意tan α=-2
m
,因为m ∈(-∞,-23)∪[2,+∞),所以0<tan α<3
3
或-1≤tan α<0,所以α∈⎝⎛⎭⎫0,π6∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 11.①③⑤ [解析] ①正确,比如直线y =2x +3,不与坐标轴平行,且当x 取整数时,y 始终是一个无理数,即不经过任何整点;②错,直线y =3x -3中k 与b 都是无理数,但直线经过整点(1,0);③正确,当直线经过两个整点时,它经过无数多个整点;④错
误,当k =0,b =13时,直线y =1
3
不通过任何整点;⑤正确,比如直线y =3x -3只经过一
个整点(1,0).
12.[解答] (1)设直线的方程为y =1
2
x +b ,直线l 与x 轴、y 轴交于点M 、N ,则M (-2b,0),
N (0,b ),
所以S △MON =1
2
|-2b ||b |=b 2=3,所以b =±3,
所以直线l 的方程为:y =1
2
x ±3,
即x -2y +23=0或x -2y -23=0.
(2)设直线l 方程为y -4=k (x +3),直线l 与x 轴、y 轴交于点M 、N ,则M ⎝⎛⎭
⎫
-4+3k k ,0,
N (0,3k +4),
所以S △MON =1
2⎪⎪⎪
⎪-4+3k k |3k +4|=3,
即(3k +4)2=6|k |.
解方程(3k +4)2=6k (无实数解)与(3k +4)2=-6k ,
得k =-23或k =-8
3
,
所以,所求直线l 的方程为y -4=-23(x +3)或y -4=-8
3
(x +3),
即2x +3y -6=0或8x +3y +12=0. 【难点突破】
13.[解答] (1)由直线l 经过点A (1,2),B (m,3)得斜率k =1
m -1
,而倾斜角α∈⎣⎡⎦⎤π4,2π3, 所以k ≥1或k ≤-3,即1m -1≥1或1
m -1≤-3,
所以0<m -1≤1或-3
3≤m -1<0,
即1<m ≤2或1-3
3
≤m <1.
所以实数m 的取值范围是1<m ≤2或1-3
3
≤m <1.
(2)设直线l 的方程为y +2=k (x +1),令x =0,得y =k -2,令y =0,得x =2
k
-1,所以
A ⎝⎛⎭⎫2k -1,0,
B (0,k -2),所以|P A |·|PB |=4k 2+4·k 2+1=4k 2+4k 2+8≥4,当且仅当k 2=1
k 2,即k =±1时等号成立,但k <0,故直线l 的方程为:x +y +3=0.。