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文檔簡介
3/3專題01直線與方程(期末復(fù)習(xí)講義)核心考點(diǎn)復(fù)習(xí)目標(biāo)考情規(guī)律直線傾斜角和斜率回顧直線的傾斜角的范圍與斜率存在的意義,掌握數(shù)形結(jié)合思想解決傾斜角和斜率的動態(tài)變化問題基礎(chǔ)考點(diǎn),常出現(xiàn)在選擇題,填空題直線的五種方程及相互轉(zhuǎn)化回顧直線的點(diǎn)斜式、斜截式、兩點(diǎn)式、截距式、一般式方程的推導(dǎo),掌握五種直線的相互轉(zhuǎn)化并能熟練運(yùn)用點(diǎn)斜式與斜截式重難必考點(diǎn),常出現(xiàn)選擇題,填空題,解答題兩條直線平行與垂直回顧直線的平行、垂直與斜率、截距之間的關(guān)系,能應(yīng)用兩條直線平行或垂直規(guī)律解決相關(guān)問題重難必考點(diǎn),常出現(xiàn)選擇題,填空題,解答題直線交點(diǎn)回顧直線的交點(diǎn)與方程組的解內(nèi)在聯(lián)系,能熟練運(yùn)用兩條直線相交的性質(zhì)求待定參數(shù)?;A(chǔ)考點(diǎn),常出現(xiàn)在選擇題,填空題平面上的距離回顧平面內(nèi)點(diǎn)與直線的距離,兩點(diǎn)之間的距離,兩平行線間的距離公式推導(dǎo),并能解決與距離有關(guān)的平面幾何問題。重難必考點(diǎn),常出現(xiàn)選擇題,填空題,解答題知識點(diǎn)01直線傾斜角的定義定義在平面直角坐標(biāo)系中,對于一條與x軸相交的直線,把x軸繞著交點(diǎn)按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)到與直線重合時(shí),所轉(zhuǎn)過的最小正角α稱為這條直線的傾斜角規(guī)定與x軸平行或重合的直線的傾斜角為0范圍{α|0≤α<π}作用(1)用傾斜角表示平面直角坐標(biāo)系內(nèi)一條直線的傾斜程度;(2)確定平面直角坐標(biāo)系中一條直線位置的幾何要素是:直線上的一個(gè)定點(diǎn)以及它的傾斜角,二者缺一不可知識點(diǎn)02直線的斜率(1)直線的斜率把一條直線的傾斜角α的正切值叫做這條直線的斜率,斜率常用小寫字母k表示,即k=tanα.(2)過兩點(diǎn)的直線的斜率公式過兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)(x1≠x2)的直線的斜率公式為____k=eq\f(y2-y1,x2-x1)_______.知識點(diǎn)03斜率與傾斜角的聯(lián)系傾斜角(范圍)斜率(范圍)不存在知識點(diǎn)04直線方程的五種形式方程形式直線方程局限性選擇條件點(diǎn)斜式不能表示與x軸垂直的直線①已知斜率;②已知
一點(diǎn)斜截式y(tǒng)=kx+b不能表示與x軸垂直的直線①已知在y軸上的截距;②已知斜率兩點(diǎn)式不能表示與x軸、
y軸垂直的直線①已知兩個(gè)定點(diǎn);②已知兩個(gè)截距截距式不能表示與x軸垂直、與y軸垂直、過原點(diǎn)的直線①已知兩個(gè)截距;②已知直線與兩條坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積一般式Ax+By+C=0
(A,B不全為0)表示所有的直線求直線方程的最后結(jié)果均可以化為一般式方程知識點(diǎn)05兩條直線平行與垂直1.兩條直線平行:對于兩條不重合的直線l1,l2,其斜率分別為k1,k2,有l(wèi)1∥l2?k1=k2.對兩直線平行與斜率的關(guān)系要注意以下幾點(diǎn)(1)l1∥l2?k1=k2成立的前提條件是:①兩條直線的斜率都存在;②l1與l2不重合.(2)當(dāng)兩條直線不重合且斜率都不存在時(shí),l1與l2的傾斜角都是90°,則l1∥l2.(3)兩條不重合直線平行的判定的一般結(jié)論是:l1∥l2?k1=k2或l1,l2斜率都不存在.2.兩條直線垂直:如果兩條直線都有斜率,且它們互相垂直,那么它們的斜率之積等于-1;反之,如果它們的斜率之積等于-1,那么它們互相垂直,即l1⊥l2?k1·k2=-1.對兩直線垂直與斜率的關(guān)系要注意以下幾點(diǎn)(1)l1⊥l2?k1·k2=-1成立的前提條件是:①兩條直線的斜率都存在;②k1≠0且k2≠0.(2)兩條直線中,一條直線的斜率不存在,同時(shí)另一條直線的斜率等于零,則兩條直線垂直.(3)判定兩條直線垂直的一般結(jié)論為:l1⊥l2?k1·k2=-1或一條直線的斜率不存在,同時(shí)另一條直線的斜率等于零知識點(diǎn)06直線系方程1.平行直線系方程把平面內(nèi)具有相同方向的直線的全體稱為平行直線系.一般地,與直線平行的直線系方程都可表示為(其中為參數(shù)且≠C),然后依據(jù)題設(shè)中另一個(gè)條件來確定的值.2.垂直直線系方程一般地,與直線垂直的直線系方程都可表示為(其中為參數(shù)),然后依據(jù)題設(shè)中的另一個(gè)條件來確定的值.知識點(diǎn)07兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A1x+B1y+C1=0,,A2x+B2y+C2=0))的解一組無數(shù)組無解直線l1,l2的公共點(diǎn)個(gè)數(shù)一個(gè)無數(shù)個(gè)零個(gè)直線l1,l2的位置關(guān)系相交重合平行知識點(diǎn)08:兩點(diǎn)間的距離平面上任意兩點(diǎn),間的距離公式為特別地,原點(diǎn)與任一點(diǎn)的距離.知識點(diǎn)09點(diǎn)到直線的距離1.點(diǎn)到直線的距離定義:點(diǎn)到直線的垂線段的長度2.點(diǎn)到直線的距離公式:點(diǎn)P0(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2))知識點(diǎn)10兩條平行線間的距離1.點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱后得到點(diǎn),則由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得.2.直線關(guān)于點(diǎn)對稱求直線關(guān)于點(diǎn)對稱的直線(1)法一:在所求直線上任取一點(diǎn),則它關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)為,代入已知直線中,則所求直線的方程為;(2)法二:在已知直線上任取一點(diǎn)(一般取整數(shù)點(diǎn)),求它關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn),利用然后關(guān)于點(diǎn)對稱的兩直線與斜率相等,求出斜率,再用點(diǎn)斜式求出的方程.3.點(diǎn)關(guān)于直線對稱求點(diǎn)關(guān)于直線對稱的點(diǎn)(1)法一:直接列方程組,解出;(2)法二:先求出線段所在直線(點(diǎn)斜式),再求出線段的中點(diǎn)(兩條直線的交點(diǎn)),利用交點(diǎn)關(guān)于中點(diǎn)對稱求出點(diǎn).4.直線關(guān)于直線對稱求直線關(guān)于直線對稱的直線(1)法一:在已知直線上任取一點(diǎn),然后關(guān)于的對稱點(diǎn),再結(jié)合與交點(diǎn)聯(lián)立求解;(2)法二:利用兩條相交直線的到角公式求解①直線到的角(方向角),,當(dāng)時(shí),.②直線與的夾角,,當(dāng)時(shí),.題型一直線的傾斜角與斜率解|題|技|巧1、我們把一條直線的傾斜角()的正切值叫做這條直線的斜率.斜率通常用字母表示,即2、如果直線經(jīng)過兩點(diǎn),(),那么可得到如下斜率公式:(1)當(dāng)時(shí),直線與軸垂直,直線的傾斜角,斜率不存在;(2)斜率公式與兩點(diǎn)坐標(biāo)的順序無關(guān),橫縱坐標(biāo)的次序可以同時(shí)調(diào)換;(3)當(dāng)時(shí),斜率,直線的傾斜角,直線與軸重合或者平3、斜率與傾斜角的聯(lián)系傾斜角(范圍)斜率(范圍)不存在【典例1】(23-24高二上·江蘇泰州·期末)斜拉橋是橋梁建筑的一種形式,在橋梁平面上有多根拉索,所有拉索的合力方向與中央索塔一致如圖,一座斜拉橋共有對拉索,在索塔兩側(cè)對稱排列,已知拉索上端相鄰兩個(gè)錨的間距均為,拉索下端相鄰兩個(gè)錨的間距、均為,最短拉索滿足,,若建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則最長拉索所在直線的斜率為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)已知條件,結(jié)合直線的斜率公式,計(jì)算即可得答案.【詳解】依題意,,,則點(diǎn),,所以拉索所在直線的斜率.故選:D【變式1】(24-25高一上·江蘇·月考)已知直線的方程為,則直線的傾斜角范圍是(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)條件得到,又,從而得,再利用正切函數(shù)的性質(zhì),即可求解.【詳解】因?yàn)橹本€的方程為,所以,即直線的斜率,又,所以,又直線的傾斜角的取值范圍為,由正切函數(shù)的性質(zhì)可得,直線的傾斜角范圍為,故選:B.【變式2】(23-24高二上·江蘇鹽城·期末)過兩點(diǎn)、的直線的傾斜角為,則的值為(
)A.或 B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)斜率公式計(jì)算可得.【詳解】因?yàn)檫^兩點(diǎn)、的直線的傾斜角為,所以,即,解得.故選:D【變式3】(23-24高二上·江蘇無錫·期末)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知?jiǎng)狱c(diǎn)到兩直線與的距離之和為,則的最大值為.【答案】【分析】根據(jù)給定條件,求出點(diǎn)的軌跡,畫出圖形,再利用的幾何意義求出最大值.【詳解】依題意,,即,于是得或或或,動點(diǎn)的軌跡如圖中正方形,其中,表示正方形邊上的點(diǎn)與定點(diǎn)確定直線的斜率,觀察圖象知,當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)重合時(shí),直線的斜率最大,所以的最大值為.故答案為:題型二根據(jù)直線與線段的相交關(guān)系求斜率取值范圍解|題|技|巧斜率與傾斜角的聯(lián)系傾斜角(范圍)斜率(范圍)不存在【典例1】(24-25高二上·江蘇·期中)已知三點(diǎn),則過點(diǎn)的直線與線段AB有公共點(diǎn)時(shí),直線斜率的取值范圍為(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】畫出草圖,先求出直線和直線的斜率,直線與線段有公共點(diǎn)時(shí),找出直線的斜率的臨界狀態(tài)即可.【詳解】運(yùn)用兩點(diǎn)間的斜率公式,,,過點(diǎn)的直線與線段AB有公共點(diǎn)時(shí),如圖所示,直線斜率的取值范圍是.
故選:B.【變式1】已知直線l經(jīng)點(diǎn),若直線與線段相交,則直線斜率的取值范圍為(
)A. B.C. D.【答案】B【分析】先求出直線與直線的斜率,再結(jié)合直線與線段相交的條件,確定直線斜率的取值范圍.【詳解】已知,,根據(jù)過兩點(diǎn)直線斜率公式,可得:已知,,同理可得:當(dāng)直線繞點(diǎn)從位置旋轉(zhuǎn)到與軸重合時(shí),斜率的范圍是;當(dāng)直線繞點(diǎn)從與軸重合旋轉(zhuǎn)到位置時(shí),斜率的范圍是.所以直線斜率的取值范圍是.故選:B.
【變式2】已知兩點(diǎn),若直線與線段有公共點(diǎn),則直線傾斜角的取值范圍為()A. B.C. D.【答案】D【詳解】由直線,變形可得,由,解得,可得直線恒過定點(diǎn),則,結(jié)合圖象可得:若直線與線段有公共點(diǎn),則直線斜率的取值范圍為,由斜率定義,可得直線傾斜角的取值范圍為.故選:D.題型三求直線方程解|題|技|巧①點(diǎn)斜式方程形式:②斜截式方程形式:③兩點(diǎn)式方程形式:④截距式方程形式:⑤一般式:定義:關(guān)于,的二元一次方程都表示一條直線.我們把關(guān)于,的二元一次方程(其中,不同時(shí)為0)叫做直線的一般式方程,簡稱一般式.【典例1】(25-26高二上·江蘇·期末)已知菱形中,,,邊所在直線過點(diǎn),求:(1)邊所在直線的方程;(2)點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)(2)【分析】(1)利用互相平行的直線斜率相等,利用點(diǎn)斜式即可得直線方程;(2)利用,求得直線的方程,與直線方程聯(lián)立方程組求解即可.【詳解】(1)因?yàn)檫吽谥本€過點(diǎn),,所以因?yàn)闉榱庑?,所以,所以,又,所以,整理得.?)因?yàn)?,,所以.因?yàn)闉榱庑危?,所以因?yàn)椋?,所以中點(diǎn)坐標(biāo)為,所以聯(lián)立方程組,解得,所以.【變式1】已知直線過點(diǎn),且在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的截距互為相反數(shù),則直線的方程為(
)A. B.或C. D.或【答案】D【分析】法一:分直線過原點(diǎn)和不過原點(diǎn)討論,當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí),由直線的斜率得到方程,當(dāng)直線不過原點(diǎn)時(shí),由截距式方程得到直線方程;法二:分直線過原點(diǎn)和直線斜率為1兩種情況討論,由直線的點(diǎn)斜式方程得到直線方程.【詳解】法一:當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí),斜率為,則直線方程為;當(dāng)直線不過原點(diǎn)時(shí),設(shè)直線方程為,代入點(diǎn),得,解得,故直線方程為.綜上所述,直線方程為或.法二:因?yàn)橹本€在兩個(gè)坐標(biāo)軸上的截距互為相反數(shù),所以直線過原點(diǎn)或直線斜率為1.當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí),直線斜率為,則直線方程為;當(dāng)直線斜率為1時(shí),直線方程為,即.綜上所述,直線方程為或.故選:D.【變式2】(24-25高二上·江蘇常州·期末)若的三個(gè)頂點(diǎn)為,則邊上的高所在直線的方程為(
)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)垂直關(guān)系,以及點(diǎn)斜式直線方程,即可求解.【詳解】,所以邊上的高所在直線的斜率為,所以邊上的高所在直線的方程為,即.故選:A【變式3】(25-26高二上·江蘇鹽城·月考)在平面直角坐標(biāo)系中,已知的頂點(diǎn),邊上的中線所在的直線方程為.(1)若邊上的高所在的直線方程為,求直線的方程;(2)若的平分線所在的直線方程為,求邊所在的直線方程.【答案】(1)(2)【分析】(1)由求得,由點(diǎn)斜式求得直線的方程;(2)設(shè)點(diǎn),得線段的中點(diǎn)的坐標(biāo),將其代入直線的方程,將點(diǎn)代入直線的方程,分別可得的方程,求解得坐標(biāo),求出點(diǎn)關(guān)于直線對稱點(diǎn),由三點(diǎn)共線求出,進(jìn)而可得直線的方程.【詳解】(1)∵直線的方程為,其斜率為,∵,∴,又,∴由點(diǎn)斜式得直線的方程為,即.(2)設(shè)點(diǎn),則線段的中點(diǎn)為,將其代入所在直線方程中,得,將點(diǎn)代入所在的直線方程中,得,解得,即,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線對稱點(diǎn)為,則,得,即,因三點(diǎn)共線,則,所以直線所在的直線方程為,即.題型四直線過定點(diǎn)問題解|題|技|巧直線系過定點(diǎn)問題核心解題技巧是分離參數(shù)法,同時(shí)可結(jié)合特殊值法輔助驗(yàn)證。1.將直線方程中含參數(shù)的項(xiàng)與不含參數(shù)的項(xiàng)分離開,整理為參數(shù)×含參代數(shù)式+不含參代數(shù)式=0的形式,即λ?f(x,y)+g(x,y)=0(其中λ為參數(shù),f(x,y)、g(x,y)為關(guān)于x、y的代數(shù)式)。2.聯(lián)立方程:由于參數(shù)λ可取任意實(shí)數(shù),要使等式恒成立,需滿足含參項(xiàng)和不含參項(xiàng)同時(shí)為0,即聯(lián)立方程組后解方程組即可求解【典例1】已知直線:.則直線經(jīng)過定點(diǎn)【答案】【分析】轉(zhuǎn)換為恒等式成立問題,由恒等式成立的條件解方程組即可得解.【詳解】因?yàn)?,所以,所以,解得,所以直線恒過定點(diǎn);【變式1】(23-24高二上·江蘇南通·期末)直線經(jīng)過的定點(diǎn)坐標(biāo)為.【答案】【分析】把方程化為關(guān)于的等式,然后由恒等式知識求解.【詳解】已知直線方程化為,由得,所以直線過定點(diǎn).故答案為:.【變式2】(23-24高二上·江蘇南京·期末)方程所表示的直線(
)A.恒過點(diǎn) B.恒過點(diǎn)C.恒過點(diǎn)和點(diǎn) D.恒過點(diǎn)和點(diǎn)【答案】A【分析】將方程化為,令的系數(shù)等于0,即可得到答案.【詳解】,,令,解得,即方程所表示的直線恒過定點(diǎn).故選:.題型五根據(jù)兩條直線平行或垂直關(guān)系求參數(shù)解|題|技|巧1、若兩條直線的方程為,有(1)且;(2)與重合且;(3)與相交;(4);2、特別指出:上述給出的為斜截式方程,其斜率心定存在,在一般情況下有:(1)兩條直線或均不存在,直線或中一個(gè)為零,另一個(gè)不存在.3.若直線不為零),有:(1)且;(2);(3)與相交;(4)與重合且.【典例1】(24-25高二上·江蘇南京·期末)已知直線,若,則的值為()A. B.3 C.-1 D.3或-1【答案】A【分析】根據(jù)直線平行公式計(jì)算求參.【詳解】當(dāng)或時(shí)兩直線不平行,當(dāng)且時(shí),因?yàn)?,所以,故選:A.【變式1】已知直線與,則“”是“”的(
)條件.A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要【答案】A【分析】利用兩直線垂直的充要條件得到,從而得到或,再利用充分條件與必要條件的判斷方法,即可求解.【詳解】當(dāng)直線與垂直時(shí),,即,解得或,所以可以推出,但推不出,即“”是“”的充分不必要條件,故選:A.【變式2】(24-25高二上·江蘇鎮(zhèn)江·期末)已知,若,則a的值為(
)A. B. C.1 D.或1【答案】C【分析】根據(jù)兩直線平行的公式求解即可.【詳解】若,則,即,解得或.當(dāng)時(shí),滿足;當(dāng)時(shí),重合;故.故選:C【變式3】(多選)(24-25高二上·江蘇南通·期末)已知直線直線則(
)A.在y軸上的截距為 B.恒過點(diǎn)C.當(dāng)時(shí) D.當(dāng)時(shí),【答案】AC【分析】利用截距概念可判斷A;根據(jù)直線方程可判斷B;利用兩直線垂直時(shí),斜率之積為可判斷C;舉反例可判斷D.【詳解】對于A即故直線在y軸上的截距為故A正確;對于B即令可得即直線恒過點(diǎn)故B錯(cuò)誤;對于C,當(dāng)時(shí),即故故C正確;對于D,當(dāng)時(shí),令此時(shí)直線與直線重合,兩直線不平行,故D錯(cuò)誤.故選:AC.題型六兩直線的交點(diǎn)問題解|題|技|巧直線l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2為常數(shù)),則l1與l2的交點(diǎn)坐標(biāo)就是方程組eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A1x+B1y+C1=0,,A2x+B2y+C2=0))的解【典例1】直線與直線相交,則m的取值范圍為.【答案】【詳解】因?yàn)橹本€與直線,即相交,所以,解得.所以m的取值范圍為.故答案為:【變式1】(24-25高二上·江蘇宿遷·階段練習(xí))若直線:與:的交點(diǎn)在第一象限,則直線的傾斜角的取值范圍是.【答案】【詳解】由題意可知,聯(lián)立方程組可得交點(diǎn)的坐標(biāo)為;又因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限,所以,解得.即直線的斜率取值范圍為,設(shè)其傾斜角為,即,所以傾斜角的取值范圍是.故答案為:.【變式2】下面三條直線,,不能構(gòu)成三角形,則的集合是(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】三直線不能構(gòu)成三角形時(shí)共有4種情況,即三直線中其中有兩直線平行或者是三條直線經(jīng)過同一個(gè)點(diǎn),在這四種情況中,分別求出實(shí)數(shù)的值.【詳解】當(dāng)直線平行于時(shí),.當(dāng)直線平行于時(shí),,當(dāng)平行于時(shí),,無解.當(dāng)三條直線經(jīng)過同一個(gè)點(diǎn)時(shí),把直線與的交點(diǎn),代入,得,解得:或,綜上,滿足條件的的集合為為.故選:C.題型七平面中點(diǎn)線距離公式及其應(yīng)用解|題|技|巧1、平面上任意兩點(diǎn),間的距離公式為2、點(diǎn)P(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2))3、兩條平行直線l1:Ax+By+C1=0與l2:Ax+By+C2=0之間的距離d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2))【典例1】(24-25高二上·江蘇徐州·期末)兩條平行直線與間的距離為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】根據(jù)直線平行的充要條件求出,再由平行線間的距離公式求解.【詳解】因?yàn)橹本€與平行,所以且,解得,所以直線方程為與,故,故選:C【變式1】已知點(diǎn)P?2,?1和直線l:1+2λx+1?3λy+λ?2=0,則點(diǎn)P【答案】13【分析】先求得直線l的定點(diǎn)A1,1,分析可得PA⊥l時(shí),點(diǎn)P到直線l【解析】由l:1+2λ即2x?3y+1λ+x+y?2=0令2x?3y+1=0x+y?2=0,解得x=1則直線l恒過定點(diǎn)A1,1當(dāng)PA⊥l時(shí),點(diǎn)P到直線l的距離最大,此時(shí)最大距離為PA=故答案為:13.【變式2】當(dāng)實(shí)數(shù)k變化時(shí),直線到直線的距離的最大值是______.【答案】【分析】兩直線平行且垂直于時(shí),距離最大【詳解】由可得過定點(diǎn),由可得過定點(diǎn).又兩直線斜率相等,可知兩直線平行且垂直于時(shí),距離最大,最大值即為兩點(diǎn)間的距離.故答案為:【變式3】(23-24高二上·江蘇宿遷·期末)我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾經(jīng)說過:“數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休.”事實(shí)上有很多代數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為幾何問題加以解決,根據(jù)上述觀點(diǎn),當(dāng)取得最小值時(shí),實(shí)數(shù)的值為(
)A. B.3 C. D.4【答案】C【分析】根據(jù)兩點(diǎn)距離公式,結(jié)合直線方程即可求解.【詳解】,表示平面上點(diǎn)與點(diǎn),的距離和,連接,與軸交于,此時(shí)直線方程為,令,則的最小值為,此時(shí)故選:C.題型八平面內(nèi)點(diǎn)與直線間的對稱問題解|題|技|巧1、點(diǎn)關(guān)于直線對稱問題步驟:求點(diǎn)關(guān)于直線:的對稱點(diǎn)①設(shè)中點(diǎn)為利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,將代入直線::中;②整理得:2.(1)直線::()和::()相交,求關(guān)于直線的對稱直線①求出與的交點(diǎn)②在上任意取一點(diǎn)(非點(diǎn)),求出關(guān)于直線的對稱點(diǎn)③根據(jù),,兩點(diǎn)求出直線(2)直線::()和::()平行,求關(guān)于直線的對稱直線①②在直線上任取一點(diǎn),求點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn),利用點(diǎn)斜式求直線.【典例1】(24-25高二上·江蘇揚(yáng)州·期末)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為.【答案】【分析】設(shè)對稱點(diǎn)為,由題意可得,求解即可.【詳解】設(shè),則中點(diǎn)坐標(biāo)為,又和關(guān)于直線對稱,所以有,解得,即對稱點(diǎn)坐標(biāo)為.故答案為:.【變式1】點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為.【答案】【詳解】設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,解得,即點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為.【變式2】已知直線:關(guān)于直線的對稱直線為軸,則的方程為.【答案】或【詳解】直線交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn),設(shè)直線的方程為,則關(guān)于直線的對稱點(diǎn)在軸上,所以,則的中點(diǎn)在直線上,所以①,又②,聯(lián)立①②可得或,所以直線的方程為或.故答案為:或.【變式3】(23-24高二上·江蘇南京·期末)已知的一條內(nèi)角平分線所在直線的方程為,兩個(gè)頂點(diǎn)為.(1)求點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求第三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)關(guān)于直線對稱列方程組求點(diǎn)即可;(2)根據(jù)點(diǎn)關(guān)于直線對稱列方程組求點(diǎn)即可.【詳解】(1)設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)為,則有,解得,故點(diǎn)的坐標(biāo)為(2)設(shè),則有,解得,故點(diǎn)的坐標(biāo)為.【變式4】直線關(guān)于直線對稱的直線方程是(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】設(shè)所求直線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為,利用對稱的性質(zhì)得到點(diǎn)P關(guān)于直線對稱的點(diǎn)為代入直線即可求得結(jié)果.【詳解】設(shè)所求直線上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為,該點(diǎn)關(guān)于直線對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,故對稱點(diǎn)坐標(biāo)為,代入直線上,,故選:D【變式5】(25-26高二上·江蘇南通·期中)在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),直線,且點(diǎn)在直線上,.(1)求直線的方程;(2)若點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于直線對稱,求證:點(diǎn)在軸上.【答案】(1)(2)證明見解析【分析】(1)由,求得直線的斜率,利用點(diǎn)斜式求出方程;(2)聯(lián)立直線與直線的方程求出點(diǎn),利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求解.【詳解】(1)因?yàn)?,即,所以直線的斜率為.設(shè)直線的斜率為,因?yàn)?,所以,所?所以直線的方程,即.(2)因?yàn)?,所以,?設(shè),則,所以,即.因?yàn)椋渣c(diǎn)在軸上.題型九直線方程與面積的綜合應(yīng)用解|題|技|巧對于直線,令;令,則面積(1)解題時(shí)注意很容易忽略絕對值而造成錯(cuò)誤;(2)常設(shè)計(jì)基本不等式,轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)等方法求面積最值或范圍【典例1】已知一條動直線,直線l過動直線的定點(diǎn)P,且直線l與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).(1)是否存在直線l滿足下列條件:①△AOB的周長為12;②△AOB的面積為6.若存在,求出直線l的方程;若不存在,請說明理由.(2)當(dāng)取得最小值時(shí),求直線l的方程.【答案】(1)存在,3x+4y-12=0(2)3x+3y-10=0【分析】(1)將直線方程化為,再根據(jù)定點(diǎn)滿足條件列式,再設(shè)直線l的截距式方程,代入定點(diǎn)P,再分別表示△AOB的周長和面積,求解參數(shù)即可;(2)由(1)直線l的傾斜角,再根據(jù)三角函數(shù)表達(dá)出,令,再根據(jù)三角函數(shù)的范圍與函數(shù)的單調(diào)性求解即可.【詳解】(1),即,由,解得,故動直線過定點(diǎn).設(shè)直線l的方程為,將代入得.①由A(a,0),B(0,b),△AOB的周長為12,面積為6,得,令a+b=t,則,所以,即,化簡得24t=168,解得t=7,所以有,解得或.其中不滿足①,滿足①.所以存在直線l的方程為,即3x+4y-12=0滿足條件.(2)由(1)可知直線l過定點(diǎn),直線l與x軸、y軸的正半軸分別交于A,B兩點(diǎn),所以直線l的傾斜角,所以,,所以,②令,因?yàn)?,所以,所以,所以.則,因?yàn)樵谏蠟闇p函數(shù),所以在上為增函數(shù),故當(dāng),即時(shí),取得最小值.此時(shí)直線l的方程為,即3x+3y-10=0.【變式1】(24-25高二上·江蘇·專題練習(xí))已知直線l:.(1)若直線不經(jīng)過第二象限,求k的取值范圍;(2)若直線l交x軸正半軸于A,交y軸負(fù)半軸于B,的面積為S,求S的最小值并求此時(shí)直線l的方程.【答案】(1)(2)【詳解】(1)由方程可知:時(shí),直線在x軸與y軸上的截距分別為:,.直線不經(jīng)過第二象限,,解得當(dāng)時(shí),直線變?yōu)闈M足題意.綜上可得:k的取值范圍是;(2)由直線l的方程可得,.由題意可得,解得.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號.的最小值為4,此時(shí)直線l的方程為.【變式2】(25-26高二上·江蘇淮安·月考)已知直線.(1)當(dāng)時(shí),一條光線從點(diǎn)射出,經(jīng)直線反射后過原點(diǎn),求反射光線所在直線的方程;(2)求證:直線恒過定點(diǎn);(3)若直線交軸的正半軸于點(diǎn),交軸的正半軸于點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)的面積為,求的最小值.【答案】(1)(2)證明見解析(3)6【分析】(1)先求出點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn),再求出直線的方程即可;(2)將直線的方程化為,再解方程組即可;(3)求出坐標(biāo),結(jié)合不等式即可.【詳解】(1)時(shí),,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn),則,,得,即,則直線的斜率為,則直線的方程為,故反射光線所在直線的方程為;(2)直線的方程可化為,,得,則直線恒過定點(diǎn);(3),令,得,令,得,因直線交軸的正半軸于點(diǎn),交軸的正半軸于點(diǎn),則,,,,得或,則利用可得,,等號成立時(shí),則,故的最小值為.期末基礎(chǔ)通關(guān)練(測試時(shí)間:45分鐘)1.(24-25高二上·江蘇淮安·期末)已知直線l經(jīng)過兩點(diǎn),,則直線l的斜率是(
)A.2 B. C. D.-2【答案】C【分析】利用直線斜率公式直接進(jìn)行求解即可.【詳解】因?yàn)橹本€l經(jīng)過兩點(diǎn),,所以直線l的斜率是,故選:C2.(24-25高二上·江蘇南京·期末)已知直線與直線垂直,則(
)A. B. C.或 D.或【答案】C【分析】根據(jù)兩直線方程垂直,分類求解的值.【詳解】若則直線與垂直,滿足題意,若則,則.綜上所述,則或.故選:C3.(24-25高二上·江蘇南通·期末)以為頂點(diǎn)的三角形是(
)A.銳角三角形 B.直角三角形 C.鈍角三角形 D.等邊三角形【答案】B【分析】求出直線和的斜率,判斷出,進(jìn)而可得結(jié)果.【詳解】因?yàn)椋?故因此該三角形為直角三角形.故選:B.4.若過點(diǎn),的直線的傾斜角的取值范圍是,則實(shí)數(shù)的取值范圍是(
)A. B. C. D.【答案】B【分析】結(jié)合傾斜角與斜率的關(guān)系,分斜率不存在與斜率存在計(jì)算即可得.【詳解】當(dāng)時(shí),直線的斜率不存在,兩點(diǎn)橫坐標(biāo)相等,即;當(dāng)時(shí),直線的斜率存在,則或,解得或;綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.故選:B.5.(24-25高二上·江蘇無錫·期末)若直線和直線平行,則直線與直線間距離為(
)A. B. C. D.【答案】C【分析】先討論直線的斜率不存在時(shí),檢驗(yàn)兩直線是否平行,再討論直線的斜率存在時(shí),兩直線平行,斜率相等,即可求得的值,再利用兩條平行線之間的距離公式即可求解.【詳解】由題可知直線的斜率一定存在,且為,若,則直線的斜率不存在且方程為:,即,直線:,即,此時(shí)直線與直線不平行,舍去;若,則直線的斜率存在,且為,,,即,或,當(dāng)時(shí),,,兩直線重合,不符合題意,舍去;當(dāng)時(shí),,,兩直線平行.則直線與直線之間距離為:.故選:C.6.(24-25高二上·江蘇·期末)若點(diǎn)A?3,?4,B6,3到直線l:ax+y+1=0的距離相等,則實(shí)數(shù)aA.79 B.C.?79或?13 【答案】C【分析】利用點(diǎn)到直線的距離公式得到方程,解得即可.【詳解】點(diǎn)到直線的距離公式得?3a?4+1a2+1=6a+3+1故選:C.7.(多選)(24-25高一下·江蘇南京·期末)下列說法錯(cuò)誤的是(
)A.在兩坐標(biāo)軸上截距相等的直線都可以用方程表示B.方程表示的直線斜率一定存在C.經(jīng)過點(diǎn),傾斜角為的直線方程為D.經(jīng)過兩點(diǎn),的直線方程為【答案】AC【分析】根據(jù)特殊值法判斷A,C,應(yīng)用一般式求斜率判斷B,結(jié)合直線的兩點(diǎn)式判斷D.【詳解】A選項(xiàng)中直線在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,但不能用表示,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤;B選項(xiàng),方程表示的直線斜率為,所以B選項(xiàng)正確.C選項(xiàng)中若則直線斜率不存在,直線不能用點(diǎn)斜式表示,故C錯(cuò).D選項(xiàng),結(jié)合直線方程兩點(diǎn)式可知,D選項(xiàng)正確.故選:AC8.(多選)(24-25高二上·江蘇揚(yáng)州·期末)已知直線,,下列選項(xiàng)正確的有(
)A.若,則斜率不存在 B.若不經(jīng)過第三象限,則C.若,則或 D.若,則【答案】BC【分析】綜合運(yùn)用直線的點(diǎn)斜式,兩直線平行、垂直的充要條件進(jìn)行判斷即可.【詳解】對于A,當(dāng)時(shí),則,則,所以的斜率為0,故A錯(cuò)誤;對于B,由,可得,若不經(jīng)過第三象限,則,故B正確;對于C,若,則,解得或,故C正確;對于D,若,則直線,,兩直線與重合,故D錯(cuò)誤.故選:BC.9.(24-25高二上·江蘇蘇州·期末)若直線與垂直,則.【答案】1【分析】利用兩直線垂直的充要條件計(jì)算即可求得的值.【詳解】直線與垂直,所以,解得.故答案為:.10.(24-25高二上·江蘇南京·期末)已知點(diǎn)在直線上的運(yùn)動,則的最小值是______【答案】【分析】表示點(diǎn)與距離的平方,求出到直線的距離,即可得到答案.【解析】表示點(diǎn)與距離的平方,因?yàn)辄c(diǎn)到直線的距離,所以的最小值為.故答案為:11.(24-25高二上·江蘇鹽城·期末)(1)求過,且與直線平行的直線的方程.(2)已知的三個(gè)頂點(diǎn),,,求邊上的高所在的直線方程.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)直線的平行關(guān)系,可得所求直線斜率,運(yùn)用點(diǎn)斜式方程,即可求得;(2)根據(jù)直線的垂直關(guān)系,可得所求直線斜率,運(yùn)用點(diǎn)斜式方程,即可求得.【詳解】(1)已知直線的斜率是,因?yàn)樗笾本€與已知直線平行,所以所求直線的斜率也是,根據(jù)直線的點(diǎn)斜式方程,得所求直線的方程為,即;(2)由兩點(diǎn)式,可得,邊上高所在直線方程的斜率,的高所在直線的直線方程,即.12.(24-25高二上·江蘇泰州·期末)已知直線:(a為實(shí)數(shù)),與相交于點(diǎn)M.(1)若過點(diǎn)M,求a的值;(2)設(shè)直線過定點(diǎn)N,求.【答案】(1);(2).【分析】(1)聯(lián)立直線求得交點(diǎn),代入求參數(shù)值即可;(2)根據(jù)直線確定直線過定點(diǎn),再應(yīng)用兩點(diǎn)距離公式求.【詳解】(1)由,得,即,因?yàn)檫^點(diǎn),所以,即.(2)因?yàn)?,所以直線過定點(diǎn),所以.期末重難突破練(測試時(shí)間:40分鐘)1.(24-25高二上·江蘇鎮(zhèn)江·期末)過點(diǎn)的直線在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為零,則該直線方程為(
)A. B.C.或 D.或【答案】C【分析】分直線過原點(diǎn)和不過原點(diǎn)兩種情況討論,結(jié)合直線的截距式即可得解.【詳解】當(dāng)直線過原點(diǎn)時(shí)在兩坐標(biāo)軸上的截距都為,滿足題意,又因?yàn)橹本€過點(diǎn),所以直線的斜率為,所以直線方程為,即,當(dāng)直線不過原點(diǎn)時(shí),設(shè)直線方程為,因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,所以,解得,所以直線方程為,故所求直線方程為或.故C項(xiàng)正確.2.(24-25高二上·江蘇常州·期末)點(diǎn)到直線的距離的最大值為(
)A. B. C. D.【答案】D【分析】分析得直線過定點(diǎn),當(dāng)與直線垂直時(shí)距離有最大值,利用兩點(diǎn)間距離公式計(jì)算可得結(jié)果.【詳解】由得,由得,故直線過定點(diǎn).記點(diǎn)為點(diǎn),當(dāng)與直線垂直時(shí),點(diǎn)到直線的距離有最大值,最大值為.故選:D.3.(24-25高二上·江蘇揚(yáng)州·期末)已知,,,均為實(shí)數(shù),則的最小值為(
)A.1 B. C. D.2【答案】B【分析】表示兩點(diǎn)與之間的距離,表示兩點(diǎn)與之間的距離,進(jìn)而可得點(diǎn)的軌跡方程為兩平行直線,可求最小值.【詳解】表示兩點(diǎn)與之間的距離,表示兩點(diǎn)與之間的距離,又點(diǎn)是直線上的動點(diǎn),點(diǎn)是直線上的動點(diǎn),且直線與直線平行,所以的最小值即為直線與直線之間的距離,所以的最小值為.故選:B.4.(多選)(24-25高二上·江蘇南京·期末)設(shè)為實(shí)數(shù),直線的方程為,則下列說法正確的是(
)A.當(dāng)變化時(shí),恒過定點(diǎn)B.若,則在軸,軸上的截距之和為4C.若,則的斜率為1D.當(dāng)時(shí),點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為【答案】AC【分析】對于A,將直線方程轉(zhuǎn)化為,由解方程組即可;對于B,求出直線在軸,軸上的截距即可;對于C,化為斜截式即可得解;對于D,根據(jù)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱的求法,求得對稱點(diǎn)的坐標(biāo).【詳解】對于A項(xiàng),直線的方程為化為,由,解得,所以直線恒過定點(diǎn),A正確;對于B項(xiàng),時(shí),,令,,令,,此時(shí)在軸,軸上的截距之和為,B錯(cuò)誤;對于C項(xiàng),由B項(xiàng)可知,故的斜率為1,C正確;對于D項(xiàng),時(shí),,設(shè)關(guān)于直線對稱點(diǎn)坐標(biāo)為,則,解得,即點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為,D錯(cuò)誤.故選:AC5.(多選)(24-25高二上·江蘇宿遷·期末)下列說法中正確的有(
)A.直線過定點(diǎn)B.點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為C.兩條平行直線與之間的距離為D.當(dāng)實(shí)數(shù)時(shí),直線和互相垂直【答案】BCD【分析】對于A,由直線過定點(diǎn),按參數(shù)整理,令參數(shù)的系數(shù)為0求解即可;對于B,利用點(diǎn)關(guān)于直線的對稱的性質(zhì)求解;對于C,利用平行線之間的距離公式求解;對于D,利用直線垂直的系數(shù)關(guān)系判定即可.【詳解】對于A,,,故直線過定點(diǎn),故A錯(cuò)誤;對于B,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,則即點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,B正確;對于C,,,故C正確;對于D,時(shí),,故直線和互相垂直,故D正確;故選:BCD.6.(23-24高二上·江蘇南京·期末)已知點(diǎn)在直線上,點(diǎn),則當(dāng)?shù)闹荛L取得最小值時(shí),點(diǎn)的坐標(biāo)為.【答案】【分析】因?yàn)闉槎ㄖ?,所以?dāng)?shù)闹荛L取得最小值時(shí),即取得最小,轉(zhuǎn)化為“將軍飲馬”問題,即可求解.【詳解】解:因?yàn)闉槎ㄖ?,所以?dāng)?shù)闹荛L取得最小值時(shí),即取得最小,設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,連接交直線于點(diǎn),此時(shí)取得最小,如圖所示:則,解得,得,因?yàn)辄c(diǎn),故所求點(diǎn).故答案為:7.已知直線和點(diǎn).(1)在直線l上求一點(diǎn)P,使的值最??;(2)在直線l上求一點(diǎn)P,使的值最大;(3)若點(diǎn)B的坐標(biāo)變?yōu)?,再分別求(1),(2)問中的結(jié)果.【答案】(1)P點(diǎn)坐標(biāo)為(2)P點(diǎn)坐標(biāo)為(3)當(dāng)P點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí),的值最小;當(dāng)P點(diǎn)坐標(biāo)為時(shí),的值最大【分析】(1)求出點(diǎn)A關(guān)于直線l對稱點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,求出直線的方程,與直線l聯(lián)立,即可得答案.(2)因?yàn)辄c(diǎn)A、B在直線l同側(cè),分析可得當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),的值最大,求得直線AB方程,與直線l聯(lián)立,即可得答案.(3)若點(diǎn)B的坐標(biāo)變?yōu)?,此時(shí)A、B在直線l的兩側(cè),當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),的值最小,求出直線AB方程,與直線l聯(lián)
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