2025年高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)核心考點(diǎn)全題型突破(新教材新高考)第01講 直線與方程(解析版)_第1頁
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第01講直線與方程目錄TOC\o"1-1"\h\u題型一:直線的傾斜角與斜率 1題型二:求直線的方程 5題型三:直線過定點(diǎn)問題 8題型四:與直線方程有關(guān)的最值問題 12題型五:由兩直線的位置關(guān)系(平行或垂直)求參數(shù) 15題型六:與距離有關(guān)的問題 18題型七:點(diǎn)關(guān)于直線對稱 21題型八:直線關(guān)于直線對稱 25題型一:直線的傾斜角與斜率典型例題例題1.(2023秋·江西南昌·高二??茧A段練習(xí))若直線的傾斜角為,且,則直線斜率的取值范圍為(

)A. B. C.D.【答案】D【詳解】直線傾斜角為時,斜率為1,直線傾斜角為時,斜率為,當(dāng)傾斜角為時,斜率不存在,因?yàn)樵谏鲜窃龊瘮?shù),在上是增函數(shù),所以當(dāng)時,的取值范圍是.故選:D

例題2.(2023秋·四川廣安·高二??茧A段練習(xí))設(shè)點(diǎn)是曲線上的任意一點(diǎn),則的最小值是(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】曲線表示以為圓心,2為半徑的下半圓,如圖所示,表示點(diǎn)與連線的斜率,當(dāng)直線與圓相切時,設(shè)直線方程為,即,圓心到直線的距離,解得或,因?yàn)椋?,?dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)時,,由圖可知,所以的最小值是,故選:B例題3.(2023秋·遼寧葫蘆島·高二??茧A段練習(xí))若直線的斜率,則直線的傾斜角的取值范圍是.【答案】【詳解】解:設(shè)直線的傾斜角為,則,斜率.由題意,直線的斜率,則:當(dāng)時,;當(dāng)時,;綜上知,直線的傾斜角的取值范圍是.故答案為:.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·湖北宜昌·高二枝江市第一高級中學(xué)??茧A段練習(xí))已知直線,點(diǎn),若直線與線段相交,則的取值范圍為(

)A. B.C. D.【答案】C【詳解】將直線的方程變形得由得,∴直線恒過點(diǎn),∴,

由圖可知直線的斜率的取值范圍是或,∵∴或,解得或,又∵時,直線仍與線段相交,∴的取值范圍為,故選:.2.(2023秋·貴州·高二校聯(lián)考開學(xué)考試)一束光射向軸,與軸相交于點(diǎn),經(jīng)軸反射,與以連接、兩點(diǎn)的線段總有公共點(diǎn),這束光所在直線的斜率取值范圍為.【答案】【詳解】解:

由斜率公式,射線的斜率為,射線的斜率為,如上圖,由題意,一束光射向軸,經(jīng)軸反射,與線段始終相交,則射線即與關(guān)于對稱,射線即與關(guān)于對稱,∴,,∴這束光所在直線的斜率取值范圍為.故答案為:.3.(2023秋·黑龍江雙鴨山·高二雙鴨山一中??茧A段練習(xí))已知實(shí)數(shù)x,y滿足方程,則的取值范圍.【答案】【詳解】根據(jù)題意可得,表示圓上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率,設(shè)斜率為,故此圓的切線方程為,再根據(jù)圓心到切線的距離等于半徑,可得,求得,故取值范圍是.故答案為:題型二:求直線的方程典型例題例題1.(2023秋·廣東陽江·高二廣東兩陽中學(xué)校考階段練習(xí))已知直線:.(1)若直線與直線:平行,求的值并求這兩條直線間的距離;(2)若直線在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求直線的方程.【答案】(1),(2)或【詳解】(1)因?yàn)橹本€:且,所以,解得.當(dāng)時,直線的方程為,直線與直線間的距離為.(2)令,得,即直線在軸上的截距為.令,得,即直線在x軸上的截距為.因?yàn)橹本€在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,所以,解得或.則直線的方程是或.例題2.(2023秋·福建福州·高二閩侯縣第一中學(xué)??茧A段練習(xí))已知直線的橫截距為m,且在x軸,y軸上的截距之和為4.(1)若直線的斜率為2,求實(shí)數(shù)m的值;(2)若直線分別與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn),求面積的最大值及此時直線的方程.【答案】(1)(2)面積的最大值為2,直線方程為【詳解】(1)依題意直線在x,y軸上的截距都存在且不為0,設(shè)直線的方程為(且),令,可得,令,可得,即直線經(jīng)過點(diǎn),,所以直線的斜率為,解得;(2)設(shè)直線的方程為(且),由直線分別與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),可得,解得,又由,,可得,當(dāng)時,取得最大值2,此時直線方程為,即.例題3.(2023秋·河北·高二統(tǒng)考階段練習(xí))已知直線經(jīng)過,兩點(diǎn),直線在x軸上的截距為,且.(1)求直線和直線的方程;(2)已知直線經(jīng)過直線與直線的交點(diǎn),且在x軸上的截距是在y軸上的截距的3倍,求直線的方程.【答案】(1)直線的方程為,直線的方程為(2)或【詳解】(1)直線的斜率為,所以直線的方程為,即.設(shè)直線的斜率為,因?yàn)?,所以,所以,所以直線的方程為,即;(2)聯(lián)立,得所以直線與的交點(diǎn)坐標(biāo)為.當(dāng)直線過原點(diǎn)時,直線的方程為.當(dāng)直線不過原點(diǎn)時,設(shè)直線的方程為,又直線經(jīng)過與的交點(diǎn),所以,得,所以直線的方程為.綜上,直線的方程為或.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·江蘇連云港·高二連云港高中??茧A段練習(xí))已知直線過點(diǎn)(1)若與直線平行,求直線的方程;(2)若原點(diǎn)到直線的距離為2,求直線的方程.【答案】(1)(2)或【詳解】(1)由已知可設(shè)直線的方程為,將點(diǎn)代入方程可得,,解得,,所以,直線的方程為.(2)當(dāng)直線的斜率不存在時,方程為,此時原點(diǎn)到直線的距離為2,滿足題意;當(dāng)直線的斜率存在時,設(shè)為,則直線的方程為,即.由已知可得,,整理可得,解得,所以,直線的方程為.綜上所述,直線的方程為或.2.(2023秋·北京順義·高二牛欄山一中校考階段練習(xí))(1)直線過點(diǎn)且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求直線的方程;(2)直線過點(diǎn)且與軸正半軸分別交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),求三角形面積取最小值時直線的方程.【答案】(1)或;(2).【詳解】(1)若截距都為0時,則所求直線為;若截距不為0時,設(shè)直線為,則,所以;綜上,所求直線為或.(2)由題意,直線斜率一定存在且小于0,設(shè)直線為,故,所以三角形面積,當(dāng)且僅當(dāng)時三角形面積取最小值為4,所以,對應(yīng)直線為.3.(2023秋·江西上饒·高二江西省廣豐中學(xué)??茧A段練習(xí))已知直線l經(jīng)過兩條直線和的交點(diǎn).(1)若直線l與直線平行,求直線l的方程;(2)若直線l與夾角為,求直線l的方程.【答案】(1);(2),另一個是.【詳解】(1)由,可得,即直線和的交點(diǎn)為,因?yàn)橹本€l平行于直線,可設(shè)直線l的方程為,把點(diǎn)代入方程得,解得,所以直線l的方程為;(2)設(shè)l的點(diǎn)法式方程為(a和b不同時為零),根據(jù)夾角的余弦公式得,化簡為.所以或,此時.所以直線l的方程有兩個,一個是,另一個是.題型三:直線過定點(diǎn)問題典型例題例題1.(2023秋·江蘇徐州·高二??茧A段練習(xí))設(shè)直線的方程為(1)求證:不論為何值,直線必過一定點(diǎn);(2)若直線過點(diǎn)且與直線平行,求直線的方程;(3)若直線過點(diǎn)且與直線垂直,求直線的方程;【答案】(1)證明見解析(2)(3)【詳解】(1)將直線的方程變形為,由題意不論為何值,都有,所以有,解得,所以直線必過一定點(diǎn).(2)由(1)可知直線必過一定點(diǎn),將直線的方程變形為,所以直線的斜率,將直線方程變形為,所以直線的斜率為,由題意可得,解得,將代入直線的方程得直線的方程為.(3)由(1)可知直線必過一定點(diǎn),且由(2)可知直線的斜率,直線的斜率為,由題意可得,解得,將代入直線的方程得直線的方程為,即.例題2.(2023秋·上海長寧·高二上海市延安中學(xué)??计谀┮阎本€和直線.(1)求證:對任意實(shí)數(shù),直線和各經(jīng)過一個定點(diǎn)(依次設(shè)為和),并求,的坐標(biāo);(2)設(shè)直線和交于點(diǎn),求證:點(diǎn)的軌跡是一個圓,并求其標(biāo)準(zhǔn)方程.【答案】(1)證明過程見詳解;A

B(2)證明過程見詳解;【詳解】(1)可以轉(zhuǎn)化為:,所以經(jīng)過定點(diǎn)A;可以轉(zhuǎn)化為:,所以經(jīng)過定點(diǎn)B.(2)聯(lián)立,解得,所以,所以,,所以,所以,所以點(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,圓心為:,半徑為,所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是:.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·浙江嘉興·高二嘉興高級中學(xué)校考階段練習(xí))已知圓,直線,P為直線l上的動點(diǎn),過點(diǎn)P作圓C的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B.則直線AB過定點(diǎn)(

)A. B. C. D.【答案】A【詳解】根據(jù)題意,P為直線l:上的動點(diǎn),設(shè)P的坐標(biāo)為,過點(diǎn)P作圓C的兩條切線,切點(diǎn)分別為A,B,則PA⊥AC,PB⊥BC,則點(diǎn)A、B在以PC為直徑的圓上,又由C(0,0),,則以PC為直徑的圓的方程為:,變形可得:,則有,聯(lián)立可得:,變形可得:,即直線AB的方程為,變形可得:,則有,解可得,故直線AB過定點(diǎn).故選:A.2.(2023秋·四川眉山·高二校考階段練習(xí))設(shè)直線的方程為.(1)求證:不論為何值,直線必過一定點(diǎn);(2)若直線分別與軸正半軸,軸正半軸交于點(diǎn),,求面積的最小值.【答案】(1)證明見解析(2)12【詳解】(1)由得,則,解得,所以不論為何值,直線必過一定點(diǎn);(2)由得,當(dāng)時,,當(dāng)時,,又由,得,,當(dāng)且僅當(dāng),即時,取等號.所以三角形面積的最小值為12.題型四:與直線方程有關(guān)的最值問題典型例題例題1.(2023秋·安徽淮南·高二??茧A段練習(xí))若直線與曲線有兩個交點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍是(

)A. B.C. D.【答案】A【詳解】直線恒過定點(diǎn),曲線表示以點(diǎn)為圓心,半徑為1,且位于直線右側(cè)的半圓(包括點(diǎn),).當(dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)時,與曲線有兩個不同的交點(diǎn),此時,直線記為;當(dāng)與半圓相切時,由,得,切線記為.分析可知當(dāng)時,與曲線有兩個不同的交點(diǎn),

故選:A.例題2.(2023秋·安徽亳州·高二??茧A段練習(xí))已知直線,其方程分別為:,:,其中,,則的最小值為(

)A.2 B. C. D.8【答案】D【詳解】∵直線:和:平行,∴且它們的斜率相等,在軸上的截距不相等,∴,且,∴,∴,當(dāng)且僅當(dāng),即時,等號成立,∴的最小值是8.故選:D.例題3.(2023秋·遼寧大連·高二大連市金州高級中學(xué)??茧A段練習(xí))設(shè)直線l的方程為(1)求證:不論a為何值,直線必過定點(diǎn)M;(2)若l在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求直線l的方程.(3)若直線l交x軸正半軸于點(diǎn)A,交y軸負(fù)半軸于點(diǎn)B,的面積為S,求S的最小值.【答案】(1)當(dāng)不論a為何值,直線恒過定點(diǎn);(2)直線l的方程為或.(3)6【詳解】(1)直線l的方程為,整理可得:,當(dāng)時不論a為何值,,即,,可證當(dāng)不論a為何值,直線恒過定點(diǎn);(2)當(dāng)直線過原點(diǎn)時滿足條件,此時,解得,此時直線方程為.當(dāng)直線不過原點(diǎn)時,l在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,則直線斜率為,故,解得,可得直線l的方程為:.綜上所述,直線l的方程為或.(3)由題意知,令,解得,解得;令,解得,解得或.綜上有.∴,當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號.∴(為坐標(biāo)原點(diǎn))面積的最小值是6,此時直線方程,即.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·江蘇蘇州·高二常熟中學(xué)校考階段練習(xí))設(shè),動直線過定點(diǎn),動直線過定點(diǎn),若為與的交點(diǎn),則的最大值為(

)A.10 B.20 C. D.【答案】A【詳解】直線的方程可整理為,令,解得,所以,直線的方程可整理為,令,解得,所以,因?yàn)?,所以,所以點(diǎn)為以為直徑的圓上的點(diǎn),,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.故選:A.2.(2023秋·四川廣安·高二校考階段練習(xí))設(shè)點(diǎn)是曲線上的任意一點(diǎn),則的最小值是(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】曲線表示以為圓心,2為半徑的下半圓,如圖所示,表示點(diǎn)與連線的斜率,當(dāng)直線與圓相切時,設(shè)直線方程為,即,圓心到直線的距離,解得或,因?yàn)椋?,?dāng)直線經(jīng)過點(diǎn)時,,由圖可知,所以的最小值是,故選:B3.(2023·全國·高三專題練習(xí))若點(diǎn)在曲線:上運(yùn)動,則的最大值為.【答案】/【詳解】曲線方程化為,是以為圓心,3為半徑的圓,表示點(diǎn)與點(diǎn)連線的斜率,不妨設(shè)即直線:,又在圓上運(yùn)動,故直線與圓有公共點(diǎn),則,化簡得解得,故的最大值為.故答案為:.題型五:由兩直線的位置關(guān)系(平行或垂直)求參數(shù)典型例題例題1.(2023秋·江西上饒·高二江西省廣豐中學(xué)??茧A段練習(xí))兩條直線:,:互相垂直,則a的值是(

)A.0 B.-1 C.-1或3 D.0或-1【答案】C【詳解】解:因?yàn)橹本€與互相垂直,所以,即:,解得:或.故選:C.例題2.(2023秋·山東青島·高二??茧A段練習(xí))已知直線,,分別求的取值范圍,使得:(1);(2).【答案】(1)(2)【詳解】(1)解:因?yàn)橹本€,滿足,所以,即,解得.所以,當(dāng)時,.(2)解:因?yàn)橹本€,滿足,所以,解得.所以,當(dāng)時,.例題3.(2023秋·貴州·高二校聯(lián)考開學(xué)考試)已知直線經(jīng)過,直線經(jīng)過點(diǎn).(1)若,求的值;(2)若,求的值.【答案】(1)或(2)或【詳解】(1)由題可知直線的斜率存在且,若則直線的斜率也存在,由,得,即解得或,經(jīng)檢驗(yàn),當(dāng)或時,;(2)若,當(dāng)時,此時斜率存在,不符合題意,當(dāng)時,直線的斜率存在且不為0,則直線的斜率也存在,且,即,即,解得或,所以當(dāng)或時,.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·河南焦作·高二??茧A段練習(xí))已知直線:,:,若,則a的值為.【答案】【詳解】因?yàn)椋?,解得:或,又因?yàn)椴荒苤睾?,則,即,故故答案為:-2.2.(2023秋·安徽合肥·高二校聯(lián)考階段練習(xí))過直線與的交點(diǎn),且垂直于直線的直線方程是.【答案】【詳解】聯(lián)立,解得,即交點(diǎn)坐標(biāo)為.因?yàn)樗笾本€與直線垂直,所以所求直線的斜率為,所以所求的直線方程是:,即.故答案為:.3.(2023秋·江蘇無錫·高二輔仁高中??茧A段練習(xí))已知直線,直線,根據(jù)下列條件分別求實(shí)數(shù)的值:(1)與相交;(2)與平行.【答案】(1)(1)且(2)(2)【詳解】(1)解:已知,直線,若與相交,則,即,解得且.(2)已知,直線,若與平行,則,即,解得.題型六:與距離有關(guān)的問題典型例題例題1.(2023秋·廣東深圳·高二深圳外國語學(xué)校??茧A段練習(xí))已知直線與直線平行,則它們之間的距離是(

)A. B. C. D.【答案】C【詳解】解:∵直線與直線平行,∴,解得,∴直線,又∵直線可化為,∴兩平行線之間的距離.故選:C.例題2.(2023秋·湖北·高二湖北省羅田縣第一中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))若非零實(shí)數(shù)對滿足關(guān)系式,則.【答案】或【詳解】由,可得,可以看成點(diǎn)到直線的距離,可以看成點(diǎn)到直線的距離,因?yàn)?,所?因?yàn)椋?,所以?dāng)點(diǎn),在直線同側(cè)時,直線與直線平行,當(dāng)點(diǎn),在直線異側(cè)時,,關(guān)于直線對稱,因?yàn)橹本€的斜率,直線的斜率為,所以或,所以或.故答案為:或.例題3.(2023秋·遼寧·高二沈陽市法庫縣高級中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))已知直線,點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)在直線上移動,(1)求的最小值:(2)求的最大值,以及最大值時點(diǎn)的坐標(biāo)【答案】(1)(2)最大值為6,【詳解】(1)因?yàn)?,令則原式為,點(diǎn)到直線距離是的最小值,即所以原式最小值為.(2)設(shè)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為則解得所以的最大值為,并且取最小值時,即得,聯(lián)立,此時所以最大值為6,此時.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·廣東深圳·高二??茧A段練習(xí))點(diǎn)到直線的距離最大時,直線的方程為(

)A. B. C. D.【答案】A【詳解】直線可變形為,由解得,故直線過定點(diǎn),當(dāng)為點(diǎn)到直線的距離時,點(diǎn)到直線的距離最大,此時直線的斜率為,故此時直線的方程為,整理可得.故選:A2.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知兩條平行直線:,:間的距離為,則.【答案】【詳解】根據(jù)題意,兩條平行直線,,必有,解可得,則即,變形可得,又由兩條平行直線間的距離為,則有,解可得或,故.故答案為:.3.(2023·全國·高二隨堂練習(xí))已知兩條平行直線分別過點(diǎn)和,并且各自繞點(diǎn),旋轉(zhuǎn),探索這兩條平行線之間的距離的變化范圍,是否有最大距離?若有,求出距離最大時兩直線的方程.【答案】,有最大值,直線方程為和【詳解】兩條平行直線分別過點(diǎn)、,并且各自繞點(diǎn),旋轉(zhuǎn),且,故這兩條平行線之間的距離的變化范圍為,這兩條平行直線之間的距離有最大值,最大值為,此時的兩直線和直線垂直.直線的斜率,故這兩條平行直線的斜率為,則兩平行直線分別為、,即和.題型七:點(diǎn)關(guān)于直線對稱典型例題例題1.(2023秋·廣東深圳·高二??茧A段練習(xí))已知實(shí)數(shù)滿足,則的最小值為(

)A. B. C. D.【答案】B【詳解】由,即轉(zhuǎn)化問題為:直線上一動點(diǎn)到點(diǎn)的距離之和最小,

如圖所示,設(shè)直線與軸分別交于點(diǎn),則,由直線方程可得其傾斜角為,易知是等腰直角三角形,設(shè)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,連接,則三點(diǎn)共線,易知也是等腰直角三角形,所以,故,當(dāng)且僅當(dāng)重合時取得最小值.故選:B例題2.(2023秋·寧夏銀川·高二銀川二中校考階段練習(xí))已知圓,圓,M,N分別是圓,的動點(diǎn),P為x軸上的動點(diǎn),則的最小值為(

)A. B. C. D.【答案】A【詳解】圓關(guān)于軸的對稱圓的圓心坐標(biāo),半徑為1,圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為3,點(diǎn)關(guān)于x軸對稱點(diǎn)在圓上,則,即,由圖知,當(dāng)三點(diǎn)共線時取得最小值,因此的最小值為圓與圓的圓心距減去兩個圓的半徑和,即.故選:A例題3.(2023秋·河北·高二統(tǒng)考階段練習(xí))已知的頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為,邊上的中線所在的直線方程為,的平分線所在的直線方程為.(1)求點(diǎn)A的坐標(biāo);(2)求直線的方程【答案】(1)(2)【詳解】(1)設(shè)點(diǎn),則中點(diǎn)的坐標(biāo)為,由題意知點(diǎn)A在直線上,點(diǎn)在直線上,所以解得即點(diǎn)A的坐標(biāo)為.(2)設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,則由角的對稱性知點(diǎn)在直線上,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則點(diǎn)的中點(diǎn)坐標(biāo)為,則解得即點(diǎn)的坐標(biāo)為.直線的斜率為,所以直線即的方程為,即.精練核心考點(diǎn)1.(2023秋·貴州·高二校聯(lián)考階段練習(xí))已知為直線上的一點(diǎn),則的最小值為(

)A. B. C.4 D.【答案】A【詳解】如圖,為點(diǎn)到原點(diǎn)和到點(diǎn)的距離之和,

即.設(shè)關(guān)于直線對稱的點(diǎn)為,則得,即.易得,當(dāng)A,,三點(diǎn)共線時,取到最小值,且最小值為.故選:A.2.(多選)(2023秋·山東·高二濟(jì)南市歷城第二中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí))已知點(diǎn)A與關(guān)于直線對稱,過點(diǎn)A的直線在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為0,則直線的方程為(

)A. B.C. D.【答案】BD【詳解】設(shè)點(diǎn)A,因點(diǎn)A與關(guān)于直線對稱,則,則.由題可知斜率不為0且存在.若過原點(diǎn),則的方程為;若不過原點(diǎn),設(shè),則,即.故選:BD3.(2023秋·高二課時練習(xí))一束光線從原點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過直線反射后通過點(diǎn),求反射光線的方程及光線從O點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所走過的路程.【答案】反射光線的方程為,路程為8.【詳解】如圖,設(shè)原點(diǎn)關(guān)于l的對稱點(diǎn)A的坐標(biāo)為,

由直線與l垂直和線段的中點(diǎn)在l上,得,解得:,∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為.∵反射光線的反向延長線過點(diǎn),又由反射光線過,A,P兩點(diǎn)縱坐標(biāo)相等,故反射光線所在直線的方程為.聯(lián)立,解得:,由于反射光線為射線,故反射光線的方程為.由光的性質(zhì)可知,光線從O到P的路程即為的長度,由,知,,即光線從O經(jīng)直線l反射后到達(dá)P點(diǎn)所走過的路程為8.題型八:直線關(guān)于直線對稱典型例題例題1.(2023秋·高二單元測試)已知從點(diǎn)發(fā)出的一束光線,經(jīng)x軸反射后,反射光線恰好平分圓:

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