(人教A版)選擇性必修一高二數(shù)學(xué)上冊 同步學(xué)案+同步練習(xí) 2.3 直線的交點(diǎn)坐標(biāo)與距離公式(教師版)_第1頁
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第頁2.3直線的交點(diǎn)坐標(biāo)與距離公式【知識點(diǎn)梳理】知識點(diǎn)一:直線的交點(diǎn)求兩直線與的交點(diǎn)坐標(biāo),只需求兩直線方程聯(lián)立所得方程組的解即可.若有,則方程組有無窮多個(gè)解,此時(shí)兩直線重合;若有,則方程組無解,此時(shí)兩直線平行;若有,則方程組有唯一解,此時(shí)兩直線相交,此解即兩直線交點(diǎn)的坐標(biāo).知識點(diǎn)詮釋:求兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)際上就是解方程組,看方程組解的個(gè)數(shù).知識點(diǎn)二:過兩條直線交點(diǎn)的直線系方程一般地,具有某種共同屬性的一類直線的集合稱為直線系,它的方程叫做直線系方程,直線系方程中除含有以外,還有根據(jù)具體條件取不同值的變量,稱為參變量,簡稱參數(shù).由于參數(shù)取法不同,從而得到不同的直線系.過兩直線的交點(diǎn)的直線系方程:經(jīng)過兩直線,交點(diǎn)的直線方程為,其中是待定系數(shù).在這個(gè)方程中,無論取什么實(shí)數(shù),都得不到,因此它不能表示直線.知識點(diǎn)三:兩點(diǎn)間的距離公式兩點(diǎn)間的距離公式為.知識點(diǎn)詮釋:此公式可以用來求解平面上任意兩點(diǎn)之間的距離,它是所有求距離問題的基礎(chǔ),點(diǎn)到直線的距離和兩平行直線之間的距離均可轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)之間的距離來解決.另外在下一章圓的標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系的判斷等內(nèi)容中都有廣泛應(yīng)用,需熟練掌握.知識點(diǎn)四:點(diǎn)到直線的距離公式點(diǎn)到直線的距離為.知識點(diǎn)詮釋:(1)點(diǎn)到直線的距離為直線上所有的點(diǎn)到已知點(diǎn)的距離中最小距離;(2)使用點(diǎn)到直線的距離公式的前提條件是:把直線方程先化為一般式方程;(3)此公式常用于求三角形的高、兩平行線間的距離及下一章中直線與圓的位置關(guān)系的判斷等.知識點(diǎn)五:兩平行線間的距離本類問題常見的有兩種解法:①轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線的距離問題,在任一條直線上任取一點(diǎn),此點(diǎn)到另一條直線的距離即為兩直線之間的距離;②距離公式:直線與直線的距離為.知識點(diǎn)詮釋:(1)兩條平行線間的距離,可以看作在其中一條直線上任取一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)到另一條直線的距離,此點(diǎn)一般可以取直線上的特殊點(diǎn),也可以看作是兩條直線上各取一點(diǎn),這兩點(diǎn)間的最短距離;(2)利用兩條平行直線間的距離公式時(shí),一定先將兩直線方程化為一般形式,且兩條直線中,的系數(shù)分別是相同的以后,才能使用此公式.【題型歸納目錄】題型一:判斷兩直線的位置關(guān)系題型二:過兩條直線交點(diǎn)的直線系方程題型三:交點(diǎn)問題題型四:對稱問題題型五:兩點(diǎn)間的距離題型六:點(diǎn)到直線的距離題型七:兩平行直線間的距離題型八:距離問題的綜合靈活運(yùn)用題型九:線段和與差的最值問題【典型例題】題型一:判斷兩直線的位置關(guān)系例1.(多選)與直線2x-y-3=0相交的直線方程是(

)A.y=2x+3 B.y=-2x+3C.4x-2y-6=0 D.4x+2y-3=0【答案】BD【解析】對于A,聯(lián)立,方程組無解,兩直線平行;對于B,聯(lián)立方程組,解得:,有唯一解,與原直線相交;對于C,聯(lián)立方程組有無數(shù)解,與原直線重合;對于D,聯(lián)立方程組有唯一解,與原直線相交.故選:BD.例2.(多選)已知集合,集合,且,則(

)A.2 B. C. D.【答案】AD【解析】因?yàn)榧?,集合,且,所以直線與直線平行或交于點(diǎn),當(dāng)兩線平行時(shí),;當(dāng)兩線交于點(diǎn)時(shí),,解得.綜上得a等于或2.故選:AD.【方法技巧與總結(jié)】分類討論時(shí)容易疏忽某種情況,特別是三條直線相交于同一點(diǎn)這種情況更要注意.題型二:過兩條直線交點(diǎn)的直線系方程例3.已知兩直線和的交點(diǎn)為,則過兩點(diǎn)的直線方程為(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】依題意兩直線和的交點(diǎn)為,所以在直線上,所以過兩點(diǎn)所在直線方程為,故選:B例4.直線經(jīng)過直線的交點(diǎn),且與坐標(biāo)軸圍成的三角形是等腰直角三角形,求直線的方程.【解析】設(shè)直線方程為,化簡得,直線與坐標(biāo)軸圍成的三角形是等腰直角三角形,直線的斜率為,或,解得或.代入并化簡得直線的方程為或.所以所求的直線方程為或.例5.求過直線x+y+1=0與2x+3y﹣4=0的交點(diǎn)且斜率為﹣2的直線方程.【解析】設(shè)過直線x+y+1=0與2x+3y﹣4=0的交點(diǎn)的直線方程為x+y+1+λ(2x+3y﹣4)=0,即(1+2λ)x+(1+3λ)y+1﹣4λ=0,它的斜率為2,解得λ,∴所求的直線方程為2x+y+8=0.例6.求經(jīng)過直線與的交點(diǎn),且過點(diǎn)的直線方程.【解析】解法一:聯(lián)立直線方程,解方程組得,由兩點(diǎn)式得所求直線的方程為,即.解法二:易知直線不符合所求方程,設(shè)所求直線方程為,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入,得,解得,故所求直線方程為,整理得.【方法技巧與總結(jié)】直線系是直線和方程的理論發(fā)展,是數(shù)學(xué)符號語言中一種有用的工具,是一種很有用的解題技巧,應(yīng)注意掌握和應(yīng)用.題型三:交點(diǎn)問題例7.若直線與直線的交點(diǎn)在第一象限內(nèi),則實(shí)數(shù)k的取值范圍是(

)A. B.C. D.或【答案】C【解析】方法一:由直線,有交點(diǎn),得.由,得,即交點(diǎn)坐標(biāo)為.又交點(diǎn)在第一象限內(nèi),所以,解得.方法二:由題意知,直線過定點(diǎn),斜率為k,直線與x軸、y軸分別交于點(diǎn),.若直線與的交點(diǎn)在第一象限內(nèi),則必過線段AB上的點(diǎn)(不包括點(diǎn)A,B).因?yàn)?,,所以.故A,B,D錯(cuò)誤.故選:C.例8.已知直線,,則過和的交點(diǎn)且與直線垂直的直線方程為(

)A. B.C. D.【答案】D【解析】由于所求出直線與直線垂直,所以設(shè)所求直線為,由,得,即和的交點(diǎn)為,因?yàn)橹本€過點(diǎn),所以,得,所以所求直線方程為,故選:D例9.曲線與的交點(diǎn)的情況是(

)A.最多有兩個(gè)交點(diǎn) B.兩個(gè)交點(diǎn)C.一個(gè)交點(diǎn) D.無交點(diǎn)【答案】A【解析】聯(lián)立兩條直線方程得:得到,兩邊平方得:,當(dāng)即時(shí),,得到方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)解,所以曲線與直線有兩個(gè)交點(diǎn).當(dāng)時(shí),得到,與曲線只有一個(gè)交點(diǎn).所以曲線與的最多有兩個(gè)交點(diǎn).故選:A例10.三條直線構(gòu)成一個(gè)三角形,則的取值范圍是______.【答案】且【解析】由得,由得,由得,若在上,則.故若能構(gòu)成一個(gè)三角形,則.故答案為:且.例11.直線與直線的交點(diǎn)在第四象限,則實(shí)數(shù)的取值范圍為____.【答案】【解析】由題意可得,解得,且,故答案為:例12.在中,已知點(diǎn),邊上的中線所在直線的方程是,邊上的高線所在直線的方程是,求直線,的方程.【解析】由,解得,即,又,,所以直線的方程是,即;因?yàn)檫吷系母呔€所在直線的方程是,所以直線的斜率為,所以直線的方程是,即.【方法技巧與總結(jié)】直接聯(lián)立兩直線方程,解方程即可.題型四:對稱問題例1.點(diǎn)關(guān)于直線x+y+1=0對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為______.【答案】【解析】設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線x+y+1=0對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,解得,所以點(diǎn)(3,4)關(guān)于直線x+y+1=0對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為.故答案為:例14.直線關(guān)于點(diǎn)的對稱直線的方程為________.【答案】【解析】方法一:設(shè)對稱直線上一點(diǎn),則點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn)為,所以點(diǎn)在直線上,代入得.方法二:易知直線關(guān)于點(diǎn)的對稱直線與直線平行,故設(shè)為.由點(diǎn)到這兩條直線的距離相等,得,解得(舍去)或-11,即所求直線方程為.方法三:易知點(diǎn),在直線上,且它們關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn)分別為,,則所求直線的方程為,即.故答案為:.例15.已知,從點(diǎn)射出的光線經(jīng)x軸反射到直線上,又經(jīng)過直線反射回到時(shí)點(diǎn),則光線所經(jīng)過的路程為_____.【答案】【解析】直線的方程為:,點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn),則,,解得,.,光線所經(jīng)過的路程.故答案為:.例16.直線關(guān)于點(diǎn)對稱的直線方程是______.【答案】【解析】設(shè)對稱直線為,則有,解這個(gè)方程得(舍)或.所以對稱直線的方程中故答案為:例17.已知直線,點(diǎn).(1)求點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn);(2)求直線,關(guān)于點(diǎn)的對稱直線的方程.【解析】(1)設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線l的對稱點(diǎn)為,則這兩點(diǎn)的中點(diǎn)為,所以,解得m,n,所以點(diǎn)關(guān)于直線l的對稱點(diǎn)為;(2)由題意知,直線的斜率為,設(shè)其方程為,在直線上取一點(diǎn),它關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn)為,而該點(diǎn)在直線上,所以,解得,所以直線的方程為.例18.已知直線,,.(1)求直線關(guān)于直線的對稱直線的方程;(2)求直線關(guān)于直線的對稱直線的方程.【解析】(1)因?yàn)?,所以.設(shè)直線的方程為(,且).在直線上取點(diǎn),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,則,解得,即點(diǎn)的坐標(biāo)為.把點(diǎn)的坐標(biāo)代入直線的方程,得,解得,所以直線的方程為.(2)由,得,所以與的交點(diǎn)坐標(biāo)為.另取上不同于A的一點(diǎn),設(shè)關(guān)于的對稱點(diǎn)為,則,得,即點(diǎn)的坐標(biāo)為.所以過與的直線的方程為,即.例19.已知直線,點(diǎn).求:(1)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo);(2)直線關(guān)于直線對稱的直線的方程;(3)直線關(guān)于點(diǎn)對稱的直線的方程.【解析】(1)因?yàn)辄c(diǎn),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為,,直線,解得,所以,(2)設(shè)直線與直線的交點(diǎn)為,聯(lián)立直線與直線,,解得,所以;在直線上取一點(diǎn),如,則關(guān)于直線的對稱點(diǎn)必在直線上,設(shè)對稱點(diǎn),則,解得,所以,經(jīng)過點(diǎn),所以所以直線的方程為整理得.(3)設(shè)直線關(guān)于點(diǎn)對稱的直線的點(diǎn)的坐標(biāo)為,關(guān)于點(diǎn)對稱點(diǎn)為,在直線上,代入直線方程得:,所以直線的方程為:.【方法技巧與總結(jié)】(1)點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱的本質(zhì)是中點(diǎn)坐標(biāo)公式:設(shè)點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn)為,則根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式,有可得對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為(2)點(diǎn)關(guān)于直線對稱點(diǎn)關(guān)于直線對稱的點(diǎn)為,連接,交于點(diǎn),則垂直平分,所以,且為中點(diǎn),又因?yàn)樵谥本€上,故可得,解出即可.(3)直線關(guān)于點(diǎn)對稱法一:在已知直線上取兩點(diǎn),利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出它們關(guān)于已知點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)坐標(biāo),再由兩點(diǎn)式求出直線方程;法二:求出一個(gè)對稱點(diǎn),再利用兩對稱直線平行,由點(diǎn)斜式得到所求直線方程.(4)直線關(guān)于直線對稱求直線,關(guān)于直線(兩直線不平行)的對稱直線第一步:聯(lián)立算出交點(diǎn)第二步:在上任找一點(diǎn)(非交點(diǎn)),利用點(diǎn)關(guān)于直線對稱的秒殺公式算出對稱點(diǎn)第三步:利用兩點(diǎn)式寫出方程題型五:兩點(diǎn)間的距離例20.已知的頂點(diǎn)為,則邊上的中線長為____.【答案】【解析】設(shè)的中點(diǎn)為,因?yàn)榈捻旤c(diǎn),,則,又,所以.故答案為:.例21.已知點(diǎn),,若在軸上存在一點(diǎn)滿足,則點(diǎn)的坐標(biāo)為___________.【答案】【解析】設(shè),則,解得,點(diǎn)的坐標(biāo)為,故答案為:.例22.如圖,已知的三個(gè)頂點(diǎn)分別為,,.(1)試判斷的形狀;(2)設(shè)點(diǎn)D為BC的中點(diǎn),求BC邊上中線的長.【解析】(1)根據(jù)兩點(diǎn)間的距離公式,得,,,,即,所以是直角三角形.(2)依題意,線段BC的中點(diǎn),,所以BC邊上中線的長為.【方法技巧與總結(jié)】兩點(diǎn)間的距離公式為.題型六:點(diǎn)到直線的距離例23.已知的頂點(diǎn),AB邊上的中線所在直線的方程為,AC邊上的高BH所在直線的方程為.(1)求點(diǎn)B,C的坐標(biāo);(2)求的面積.【解析】(1)設(shè)點(diǎn),因?yàn)樵谥本€上,所以,

①又,的中點(diǎn)為,且點(diǎn)在的中線上,所以,

②聯(lián)立①②,得,即點(diǎn).由題意,得,所以,所以所在直線的方程為,即,

③因?yàn)辄c(diǎn)在AB邊上的中線上,所以點(diǎn)的坐標(biāo)滿足直線方程,

④聯(lián)立③④,得,即.(2)由(1)得,到直線的距離為,所以,故的面積為7.例24.若點(diǎn)P(3,1)到直線l:3x+4y+a=0(a>0)的距離為3,則a=(

)A.2 B.3 C. D.4【答案】A【解析】點(diǎn)P(3,1)到直線l:3x+4y+a=0(a>0)的距離為3,可得3,解得a=2,故選:A.例25.已知的三個(gè)頂點(diǎn)是,則的面積為________.【答案】【解析】,設(shè)所在直線方程為,把點(diǎn),的坐標(biāo)代入可求得,求得,,直線的方程為,即,點(diǎn)到直線的距離.故答案為:例26.點(diǎn)到直線的距離的取值范圍為____.【答案】【解析】記為點(diǎn)到直線的距離,則,其中;當(dāng)變化時(shí),的最大值為5,最小值為,則的最大值為的最小值為,即距離的取值范圍為.故答案為:.【方法技巧與總結(jié)】點(diǎn)到直線的距離為.題型七:兩平行直線間的距離例27.兩平行直線與之間的距離為(

)A. B. C. D.【答案】D【解析】將直線化為,則這兩條平行直線間的距離為.故選:D.例28.設(shè),已知直線l1:,過點(diǎn)作直線l2,且l1∥l2,則直線l1與l2之間距離的最大值是__.【答案】【解析】由于直線l1:,整理得,由,解得,即直線l1恒過點(diǎn);則過點(diǎn)作直線l2,且l1∥l2,所以直線l1與l2之間距離的最大值為點(diǎn)與點(diǎn)間的距離.故答案為:.例29.若平面內(nèi)兩條平行線::間的距離為,則實(shí)數(shù)_____.【答案】-1【解析】平面內(nèi)兩條平行線::,或.當(dāng)時(shí),兩條平行直線即::,它們之間的距離為,不滿足條件.當(dāng)時(shí),兩條平行直線即::,它們之間的距離為,滿足條件,故實(shí)數(shù).故答案為:例30.已知直線()與直線互相平行,且它們之間的距離是,則______.【答案】0【解析】因?yàn)橹本€()與直線互相平行,所以且.又兩直線間的距離是,所以,因?yàn)?,解得:.所以.故答案為?例31.設(shè),已知直線,過點(diǎn)作直線,且,則直線與之間距離的最大值是______.【答案】【解析】由于直線,整理得:,故,解得,即直線恒過點(diǎn);則過點(diǎn)作直線,且,則最大距離.故答案為:.例32.兩平行直線,分別過,.(1),之間的距離為5,求兩直線方程;(2)若,之間的距離為d,求d的取值范圍.【解析】(1)當(dāng),斜率不存在時(shí),易知,,之間的距離為1,不合題意;當(dāng),斜率存在時(shí),設(shè)斜率為,則,化為一般式得,,由,之間的距離為5,可得,解得或,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.故兩直線方程為或.(2)如圖:當(dāng),旋轉(zhuǎn)到和垂直時(shí),,之間的距離d最大為,當(dāng),旋轉(zhuǎn)到和重合時(shí),距離為0,又兩平行直線,不重合,故.【方法技巧與總結(jié)】直線與直線的距離為.題型八:距離問題的綜合靈活運(yùn)用例33.已知點(diǎn)在直線上,則的最小值為______【答案】2【解析】由點(diǎn)在直線上得上,且表示點(diǎn)與原點(diǎn)的距離∴的最小值為原點(diǎn)到直線的距離,即∴的最小值為2.故答案為2例34.已知,,為某一直角三角形的三邊長,為斜邊,若點(diǎn)在直線:上,則的最小值為______.【答案】【解析】,,為某一直角三角形的三邊長,為斜邊則點(diǎn)在直線:上,表示原點(diǎn)到的距離平方,當(dāng)取最小值時(shí),即為原點(diǎn)到直線:的距離平方最小,則由點(diǎn)到直線距離公式可得所以的最小值為9.故答案為:.例35.已知實(shí)數(shù)a,b滿足,則的最小值為___________.【答案】5【解析】由題可知,表示的是直線上一點(diǎn)到定點(diǎn),的距離之和.如圖,設(shè)點(diǎn)N關(guān)于直線對稱的點(diǎn)為,則,解得,當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),最小,即最小所以的最小值為.故答案為:5.例36.在平面直角坐標(biāo)系中有兩點(diǎn)、,現(xiàn)定義由點(diǎn)A到點(diǎn)B的折線距離,若已知點(diǎn),點(diǎn)M為直線上的動點(diǎn),則取最小值時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo)是______.【答案】【解析】因點(diǎn)M在直線上,設(shè),于是得,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,因此,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取最小值,所以點(diǎn)M的坐標(biāo)是.故答案為:例37.?dāng)?shù)學(xué)家華羅庚說:“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微”,事實(shí)上,很多代數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為幾何問題加以解決.例如:與相關(guān)的代數(shù)問題,可以轉(zhuǎn)化為點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離的幾何問題.結(jié)合上述觀點(diǎn):對于函數(shù),的最小值為______.【答案】【解析】函數(shù),表示點(diǎn)與點(diǎn)與距離之和的最小值,則點(diǎn)在軸上,點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn),所以,所以的最小值為:.故答案為:.例38.設(shè)的最小值為_______.【答案】【解析】從幾何意義看,+表示點(diǎn)到點(diǎn)和距離的和,其最小值為和兩點(diǎn)間的距離.故答案為:例39.已知點(diǎn)為直線上的動點(diǎn),,則m的最小值為(

)A.5 B.6 C. D.【答案】C【解析】表示點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)的距離之和.因?yàn)辄c(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,所以m的最小值為點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離,即.此時(shí)點(diǎn)為與的交點(diǎn).故選:C【方法技巧與總結(jié)】利用距離的幾何意義進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)換.題型九:線段和與差的最值問題例40.唐代詩人李頎的詩《古從軍行》開頭兩句說:“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,詩中隱含著一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問題——“將軍飲馬”問題,即將軍在觀望烽火之后從山腳下某處出發(fā),先到河邊飲馬后再回到軍營,怎樣走才能使總路程最短?在平面直角坐標(biāo)系中,設(shè)軍營所在的位置為,若將軍從山腳下的點(diǎn)處出發(fā),河岸線所在直線的方程為,則“將軍飲馬”的最短總路程為(

)A. B.5 C. D.【答案】D【解析】由關(guān)于的對稱點(diǎn)為,所以,可得,即對稱點(diǎn)為,又所以“將軍飲馬”的最短總路程為.故選:D例41.已知,點(diǎn)在直線上,則的最小值為(

)A. B.9 C.10 D.【答案】C【解析】依題意,點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn),連接交直線于點(diǎn),連接,如圖,在直線上任取點(diǎn)C,連接,顯然,直線垂直平分線段,則有,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)與重合時(shí)取“=”,因此,,所以的最小值為10.故選:C例42.直線分別交軸和于點(diǎn),為直線上一點(diǎn),則的最大值是(

)A.1 B.2 C.3 D.4【答案】A【解析】依題意可知,關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,,即求的最大值,,當(dāng)三點(diǎn)共線,即與原點(diǎn)重合時(shí),取得最大值為,也即的最大值是.故選:A例43.在直角坐標(biāo)系中,若、、,則的最小值是______.【答案】【解析】由題意可知,點(diǎn)在軸上,點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為,由對稱性可得,所以,,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)為線段與軸的交點(diǎn)時(shí),等號成立,故的最小值為.故答案為:.例44.已知點(diǎn),,直線,點(diǎn)P為直線l上一點(diǎn),則的最大值為________.【答案】【解析】如圖,作B關(guān)于l的對稱點(diǎn),設(shè),則,解得,所以.因?yàn)榕cB關(guān)于l對稱,所以,所以,當(dāng)且僅當(dāng)P為與l的交點(diǎn)時(shí)取等號.所以的最大值為,故答案為:【方法技巧與總結(jié)】利用三角形的性質(zhì)進(jìn)行判斷.【同步練習(xí)】一、單選題1.已知,兩點(diǎn)到直線的距離相等,則實(shí)數(shù)a的值為(

)A.-3 B.3 C.-1 D.-3或3【答案】D【解析】方法一

由題意得,即,所以或,解得或.方法二

因?yàn)锳,B兩點(diǎn)到直線l的距離相等,則直線或AB的中點(diǎn)在直線l上,則或,得或3.故選:D2.若點(diǎn)在直線上,則點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的最小距離為(

)A. B. C.1 D.【答案】C【解析】由題意得:點(diǎn)在直線上,則點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的最小距離為原點(diǎn)到直線的距離,即,故選:C3.若點(diǎn)在直線:上,則的最小值為(

)A. B. C. D.【答案】B【解析】由已知的幾何意義為點(diǎn)到點(diǎn)距離的平方,故其最小值為點(diǎn)到直線:的距離的平方,即,故選:B.4.直線和間的距離為(

)A.4 B.5C. D.【答案】C【解析】由題意,直線,由平行線的距離公式:故選:C5.直線關(guān)于對稱直線,直線的方程是(

)A. B.C. D.【答案】C【解析】如圖,直線與直線交于點(diǎn),直線過原點(diǎn),因?yàn)橹本€與直線l關(guān)于直線對稱,所以原點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,且直線l過點(diǎn)A、B,則直線l的斜率為,所以直線l的方程為,即.故選:C6.已知點(diǎn),直線:,則點(diǎn)P到直線l的距離的取值范圍是(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】由已知點(diǎn)P到直線l的距離為,時(shí),,時(shí),,,所以,綜上,.故選:C.7.唐代詩人李頎的詩《古從軍行》開頭兩句為“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,其中隱含了一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)問題——“將軍飲馬”,即將軍在白天觀望烽火臺之后黃昏時(shí)從山腳下某處出發(fā),先到河邊飲馬再回到軍營,怎樣走才能使總路程最短?在平面直角坐標(biāo)系中,已知軍營所在的位置為,若將軍從山腳下的點(diǎn)處出發(fā),河岸線所在直線方程為,則“將軍飲馬”的最短總路程為(

)A. B.5 C. D.【答案】A【解析】如圖所示,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,在直線上取點(diǎn)P,連接PC,則.由題意可得,解得,即點(diǎn),所以,當(dāng)且僅當(dāng)A,P,C三點(diǎn)共線時(shí)等號成立,所以“將軍飲馬”的最短總路程為.故選:A.8.已知平面上三點(diǎn)坐標(biāo)為、、,小明在點(diǎn)處休息,一只小狗沿所在直線來回跑動,則小狗距離小明最近時(shí)所在位置的坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.【答案】C【解析】因?yàn)?,所以,直線的方程為,即,設(shè)小狗的位置為點(diǎn),當(dāng)時(shí),小狗距離小明最近,此時(shí)直線的方程為,聯(lián)立,解得,因此,小狗距離小明最近時(shí)所在位置的坐標(biāo)為.故選:C.二、多選題9.一束光線自點(diǎn)射入,經(jīng)軸反射后過點(diǎn),則下列點(diǎn)在反射光線所在直線上的是(

)A. B. C. D.【答案】CD【解析】點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為,則反射光線所在直線經(jīng)過點(diǎn)和點(diǎn),所以反射光線所在的直線方程為,即.對于A,當(dāng)時(shí),,所以A錯(cuò)誤.對于B,當(dāng)時(shí),,所以B錯(cuò)誤,對于C,當(dāng)時(shí),,得,所以C正確,對于D,當(dāng)時(shí),,得,所以D正確,故選:CD10.設(shè)直線,,則下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.直線或可以表示平面直角坐標(biāo)系內(nèi)任意一條直線B.與至多有無窮多個(gè)交點(diǎn)C.的充要條件是D.記與的交點(diǎn)為,則可表示過點(diǎn)的所有直線【答案】ACD【解析】對于A:當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線方程為(為直線與軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo))此時(shí)直線或的方程無法表示,故A錯(cuò)誤;對于B:當(dāng)且時(shí),兩直線重合,此時(shí)兩直線有無窮多個(gè)交點(diǎn),故B正確;對于C:當(dāng)且時(shí),故C錯(cuò)誤;對于D:記與的交點(diǎn)為,則的坐標(biāo)滿足且滿足,則不表示過點(diǎn)的直線,故D錯(cuò)誤;故選:ACD11.在平面直角坐標(biāo)系中,定義為兩點(diǎn)之間的“折線距離”,則下列說法中正確的是(

)A.若點(diǎn)在線段上,則有B.若是三角形的三個(gè)頂點(diǎn),則有C.到兩點(diǎn)的“折線距離”相等的點(diǎn)的軌跡是直線D.若為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)在直線上,則的最小值為【答案】AC【解析】對A,若點(diǎn)在線段上,設(shè),則在之間,在之間,則,故A正確;對B,在中,,故B錯(cuò)誤;對C,設(shè)到兩點(diǎn)的“折線距離”相等的點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,解得,故C正確;對D,設(shè),則,即的最小值為,故D錯(cuò)誤.AC.三、填空題12.若直線m經(jīng)過直線與直線的交點(diǎn),且點(diǎn)到直線m的距離為1,則直線m的方程為________.【答案】或【解析】方法一:由,得兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為.當(dāng)直線m的斜率存在時(shí),設(shè)直線m的方程為,則,解得,此時(shí)直線m的方程為;當(dāng)直線m的斜率不存在時(shí),,點(diǎn)到直線m的距離等于1,滿足條件.綜上,直線m的方程為或.方法二:設(shè)直線m的方程為,即,則,解得或,所以直線m的方程為或.故答案為:或13.如圖已知,若光線從點(diǎn)射出,直線反射后到直線上,在經(jīng)直線反射回原點(diǎn),則光線所在的直線方程為________.【答案】【解析】由題意知直線的方程為,設(shè)光線分別射在上的處,作出點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn),作出點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn),則∠∠∠,∠∠∠,共線,易得點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn),∠,,的橫坐標(biāo)為,由對稱性可知,可得的縱坐標(biāo)為,,直線方程,即,聯(lián)立,得,,則,直線:,即光線所在的直線方程為.14.已知直線和相交,且交點(diǎn)在第二象限,則實(shí)數(shù)的取值范圍為____.【答案】【解析】當(dāng),直線和平行,不滿足題意,故,此時(shí)聯(lián)立方程,解得,因?yàn)榻稽c(diǎn)在第二象限,所以,解得,故實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:四、解答題15.已知.(1)若直線l過點(diǎn)P,且原點(diǎn)到直線l的距離為2,求直線l的方程.(2)是否存在直線l,使得直線l過點(diǎn)P,且原點(diǎn)到直線l的距離為6?若存在,求出直線l的方程;若不存在,請說明理由.【解析】(1)①當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線的方程為,符合題意;②當(dāng)直線的方程為,即.根據(jù)題意,得,解得:,所以直線的方程為.故直線的方程為或.(2)(2)方法一:不存在.理由如下:若直線過點(diǎn),則當(dāng)原點(diǎn)到直線的距離最大時(shí),直線與垂直,此時(shí)最大距離為,而,故不存在這樣的直線.方法二:若直線的斜率不存在,則直線的方程為,易知原點(diǎn)到直線的距離為2,不符合題意.若直線的斜率存在,則設(shè)直線的方程為,即,則原點(diǎn)到直線的距離為,令,整理得,則,方程無解,所以沒有符合題意的直線.綜上,不存在符合題意的直線.16.已知直線.(1)若直線在軸上的截距為,求實(shí)數(shù)的值;

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