第02講 直線方程解答題講義(思維導(dǎo)圖+知識要點(diǎn)+解題技巧+題型歸納+鞏固提升)教師版_第1頁
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文檔簡介

目錄思維導(dǎo)圖 2高考分析 2學(xué)習(xí)目標(biāo) 3知識要點(diǎn) 3解題策略 9題型歸納 10題型01:求直線方程 10題型02:三角形中線所在直線問題 16題型03:三角形高所對應(yīng)直線方程 20題型04:解三角形角平分線對應(yīng)直線 23題型05:距離問題 31題型06:求三角形邊對應(yīng)的直線方程 33題型07:截距與長度 35題型08:面積最值 38題型09:折疊問題 43題型10:三條直線問題 46題型11:直線與曲線方程 48題型12:直線方程的應(yīng)用題 49鞏固提升 51直線方程相關(guān)內(nèi)容在高考中較少以獨(dú)立綜合大題的形式出現(xiàn),更多是作為解析幾何的基礎(chǔ)內(nèi)容,融入到其他綜合大題中進(jìn)行考查??疾樾问脚c分值:直線方程相關(guān)考點(diǎn)單獨(dú)出解答題的頻率較低,一般會與圓、圓錐曲線等結(jié)合,作為綜合大題中的某一問,如在求圓錐曲線的弦長、直線與圓錐曲線交點(diǎn)坐標(biāo)等問題中,先設(shè)出直線方程再聯(lián)立求解。若在綜合題中涉及,分值大概占4-8分。?常見考點(diǎn)1.直線方程的建立與求解:根據(jù)已知條件(如兩點(diǎn)坐標(biāo)、一點(diǎn)和斜率、直線所過定點(diǎn)及其他約束條件)選擇合適的直線方程形式準(zhǔn)確求出直線方程,這是解決后續(xù)問題的基礎(chǔ)。2.直線與其他圖形的位置關(guān)系:與圓結(jié)合時,常考直線與圓的相交、相切問題,涉及弦長計(jì)算、切線方程求解等,需利用點(diǎn)到直線距離公式等;與圓錐曲線結(jié)合時,主要考查直線與圓錐曲線的交點(diǎn)情況,通過聯(lián)立方程,利用韋達(dá)定理解決弦長、中點(diǎn)、定點(diǎn)、定值、最值等問題。3.距離與對稱問題:包括點(diǎn)到直線的距離、兩平行直線間的距離等的計(jì)算,以及點(diǎn)關(guān)于直線對稱、直線關(guān)于直線對稱等問題,常作為解題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)。?命題特點(diǎn)與趨勢1.注重基礎(chǔ)與綜合:對直線方程的基本概念、公式等基礎(chǔ)內(nèi)容要求熟練掌握,同時強(qiáng)調(diào)其與其他知識板塊的融合,突出知識的綜合性和交匯性,考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決問題的能力。2.難度與計(jì)算量趨于穩(wěn)定:整體難度適中,一般不會出現(xiàn)特別復(fù)雜的直線方程推導(dǎo)或計(jì)算。隨著高考命題對數(shù)學(xué)思維和核心素養(yǎng)考查的加強(qiáng),更注重通性通法的應(yīng)用,減少繁瑣計(jì)算,強(qiáng)調(diào)思維的靈活性和邏輯性。3.數(shù)學(xué)思想滲透明顯:重點(diǎn)滲透數(shù)形結(jié)合思想,要求學(xué)生能將直線方程的代數(shù)形式與幾何圖形相互轉(zhuǎn)化,通過圖形直觀分析問題,再利用代數(shù)運(yùn)算求解,同時也會涉及函數(shù)與方程、分類討論等思想。備考時,應(yīng)熟練掌握直線方程的各類基礎(chǔ)知識和基本方法,加強(qiáng)直線與圓、圓錐曲線等綜合題的訓(xùn)練,提升分析問題和解決問題的能力,尤其要注重對數(shù)學(xué)思想方法的理解與運(yùn)用。1.概念理解:掌握直線的傾斜角、斜率的定義及計(jì)算方法,理解直線方程與直線上點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系。2.方程形式:熟練掌握點(diǎn)斜式、斜截式、兩點(diǎn)式、截距式、一般式等直線方程的推導(dǎo)過程、適用條件及相互轉(zhuǎn)化。3.應(yīng)用能力:能根據(jù)已知條件(如兩點(diǎn)、一點(diǎn)和斜率、截距等)準(zhǔn)確求出直線方程;能利用直線方程解決兩直線的位置關(guān)系(平行、垂直)判斷、交點(diǎn)坐標(biāo)求解等問題。4.思想運(yùn)用:體會數(shù)形結(jié)合思想,能將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題求解,反之能用代數(shù)運(yùn)算解釋幾何意義。一.直線的方程五種形式的選擇1.直線的點(diǎn)斜式方程(1)直線的點(diǎn)斜式方程的定義:

設(shè)直線l經(jīng)過一點(diǎn),斜率為k,則方程叫作直線l的點(diǎn)斜式方程.

(2)點(diǎn)斜式方程的使用方法:

①已知直線的斜率并且經(jīng)過一個點(diǎn)時,可以直接使用該公式求直線方程.②當(dāng)已知直線的傾斜角時,若直線的傾斜角,則直線的斜率不存在,其方程不能用點(diǎn)斜式表示,但因?yàn)閘上每一個點(diǎn)的橫坐標(biāo)都等于x1,所以直線方程為x=x1;若直線的傾斜角,則直線的斜率,直線的方程為.2.直線的斜截式方程(1)直線的斜截式方程的定義:

設(shè)直線l的斜率為k,在y軸上的截距為b,則直線方程為y=kx+b,這個方程叫作直線l的斜截式方程.(2)斜截式方程的使用方法:

已知直線的斜率以及直線在y軸上的截距時,可以直接使用該公式求直線方程.3.直線的兩點(diǎn)式方程(1)直線的兩點(diǎn)式方程的定義:設(shè)直線l經(jīng)過兩點(diǎn)(),則方程叫作直線l的兩點(diǎn)式方程.

(2)兩點(diǎn)式方程的使用方法:

①已知直線上的兩個點(diǎn),且時,可以直接使用該公式求直線方程.

②當(dāng)時,直線方程為(或).

③當(dāng)時,直線方程為(或).4.直線的截距式方程(1)直線的截距式方程的定義:設(shè)直線l在x軸上的截距為a,在y軸上的截距為b,且a≠0,b≠0,則方程叫作直線l的截距式方程.

(2)直線的截距式方程的適用范圍:

選用截距式方程的條件是a≠0,b≠0,即直線l在兩條坐標(biāo)軸上的截距非零,所以截距式方程不能表示過原點(diǎn)的直線,也不能表示與坐標(biāo)軸平行(或重合)的直線.

(3)截距式方程的使用方法:

①已知直線在x軸上的截距、y軸上的截距,且都不為0時,可以直接使用該公式求直線方程.

②已知直線在x軸上的截距、y軸上的截距,且都為0時,可設(shè)直線方程為y=kx,利用直線經(jīng)過的點(diǎn)的坐標(biāo)求解k,得到直線方程.、5.直線的一般式方程(1)直線的一般式方程的定義:在平面直角坐標(biāo)系中,任何一個關(guān)于x,y的二元一次方程都表示一條直線.我們把關(guān)于x,y的二元一次方程Ax+By+C=0(其中A,B不同時為0)叫作直線的一般式方程.對于方程Ax+By+C=0(A,B不全為0):當(dāng)B≠0時,方程Ax+By+C=0可以寫成y=x,它表示斜率為,在y軸上的截距為的直線.特別地,當(dāng)A=0時,它表示垂直于y軸的直線.當(dāng)B=0時,A≠0,方程Ax+By+C=0可以寫成x=,它表示垂直于x軸的直線.(2)一般式方程的使用方法:直線的一般式方程是直線方程中最為一般的表達(dá)式,它適用于任何一條直線.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已知兩個定點(diǎn);②已知兩個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二.中點(diǎn)坐標(biāo)及重心坐標(biāo)公式中點(diǎn)坐標(biāo)公式,,為的中點(diǎn),則:三角形重心坐標(biāo)公式三.兩條直線的位置關(guān)系1.兩直線的平行關(guān)系(1)對于兩條不重合的直線,其斜率為,有.(2)對于兩條直線,有.兩條直線平行或重合的充要條件直線l1:A1x+B1y+C1=0與直線l2:A2x+B2y+C2=0平行或重合的充要條件是A1B2-A2B1=0.2.兩條直線的垂直關(guān)系(1)對于兩條直線,其斜率為,有.(2)對于兩條直線,有.直線l1:A1x+B1y+C1=0與直線l2:A2x+B2y+C2=0垂直的充要條件是A1A2+B1B2=0.3.兩條直線的交點(diǎn)(1).兩條直線相交:對于兩條直線,若,則方程組有唯一解,兩條直線就相交,方程組的解就是交點(diǎn)的坐標(biāo).(2).兩條直線,聯(lián)立方程組,若方程組有無數(shù)組解,則重合.或者.若有,則方程組有無窮多個解,此時兩直線重合;若有,則方程組無解,此時兩直線平行;若有,則方程組有唯一解,此時兩直線相交,此解即兩直線交點(diǎn)的坐標(biāo).四.距離公式1.兩點(diǎn)間的距離公式設(shè)兩點(diǎn),則.2.點(diǎn)到直線的距離公式設(shè)點(diǎn),直線,則點(diǎn)到直線的距離.3.兩平行線間的距離公式設(shè)兩條平行直線,則這兩條平行線之間的距離.五.對稱問題1.中點(diǎn)坐標(biāo)公式:2.中心對稱:點(diǎn)A(x0,y0)關(guān)于點(diǎn)P(m,n)的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為(2m-x0,2n-y0);曲線(直線)f(x,y)=0關(guān)于點(diǎn)P(m,n)對稱的曲線(直線)方程為f(2m-x,2n-y)=0;特別地,點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)為3.軸對稱:(1)點(diǎn)P(x,y)關(guān)于直線Ax+By+C=0的對稱點(diǎn)P0(x0,y4.特殊的軸對稱:(i)點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于x軸、y軸,x=m,y=n,y=x,y=-x,y=x+m,y=-x+n的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)依次為(x0,-y0)、(-x0,y0)、(2m-x0,y0)、(x0,2n-y0)、(y0,x0)、(-y05.曲線(直線)f(x,y)=0關(guān)于x軸,y軸,x=m、y=n、y=x、y=-x、y=x+m、y=-x+n對稱的曲線(直線)方程依次為:f(x,-y)=0、f(-x,y)=0、f(2m-x,y)=0、f(x,2n-y)=0、f(y,x)=0、f(-y,-x)=0、f(y-m,x+m)=0、f(-y+n,-x+n)=0.(一)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(二)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.(三)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.(四)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(五)常見的一些特殊的對稱點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為,關(guān)于軸的對稱點(diǎn)為.點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為.點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為.點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn)為.點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為.六.直線系方程的應(yīng)用(1)與直線Ax+By+C=0平行的直線系方程是Ax+By+m=0(m∈R且m≠C).(2)與直線Ax+By+C=0垂直的直線系方程是Bx-Ay+n=0(n∈R).(3)過直線l1:A1x+B1y+C1=0與l2:A2x+B2y+C2=0的交點(diǎn)的直線系方程為A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但不包括l2.直線方程綜合性大題解題策略1.定方向:明確問題核心快速拆解題目,確定核心任務(wù),如求直線方程、判斷位置關(guān)系、計(jì)算距離或與圓/圓錐曲線結(jié)合的綜合問題。識別關(guān)鍵條件,如定點(diǎn)、斜率、截距、位置關(guān)系(平行/垂直)等,關(guān)聯(lián)對應(yīng)的直線方程形式或公式。2.選形式:巧設(shè)直線方程根據(jù)已知條件選擇最優(yōu)方程形式,避免漏解或復(fù)雜計(jì)算。已知一點(diǎn)和斜率/傾斜角:用點(diǎn)斜式。已知斜率和y軸截距:用斜截式。已知兩點(diǎn)坐標(biāo):用兩點(diǎn)式或先求斜率再用點(diǎn)斜式。已知x、y軸截距:用截距式(注意截距為0時不適用)。含參數(shù)或需統(tǒng)一形式時:用一般式(Ax+By+C=0)。處理斜率不確定的情況(如直線過定點(diǎn)),優(yōu)先設(shè)點(diǎn)斜式,并補(bǔ)充討論斜率不存在的情形(即垂直于x軸的直線),避免丟解。3.聯(lián)方程:解決交匯問題當(dāng)直線與圓、橢圓、拋物線等結(jié)合時,按“聯(lián)立方程→消元化簡→利用韋達(dá)定理/判別式”的流程解題。1.設(shè)出直線方程(含參數(shù)時需標(biāo)注參數(shù)范圍)。2.聯(lián)立直線方程與曲線方程,消去x或y,得到一元二次方程(ax2+bx+c=0)。3.計(jì)算判別式Δ=b2-4ac,判斷交點(diǎn)個數(shù)(Δ>0相交,Δ=0相切,Δ<0無交點(diǎn))。4.若有交點(diǎn),用韋達(dá)定理得x?+x?=-b/a、x?x?=c/a,為后續(xù)求弦長、中點(diǎn)、定點(diǎn)等鋪墊。4.用公式:突破關(guān)鍵計(jì)算5.重思想:優(yōu)化解題邏輯數(shù)形結(jié)合:通過畫圖直觀分析直線與曲線的位置關(guān)系、定點(diǎn)位置等,輔助確定解題思路。分類討論:當(dāng)直線斜率是否存在、參數(shù)取值范圍不確定時,需分情況討論,確保答案全面。函數(shù)與方程思想:將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程問題,通過解方程或分析函數(shù)性質(zhì)(如最值)求解。6.驗(yàn)結(jié)果:規(guī)避常見錯誤檢查直線方程形式的適用條件,如斜截式是否遺漏斜率不存在的直線。驗(yàn)證聯(lián)立方程消元是否正確,韋達(dá)定理應(yīng)用時確保一元二次方程二次項(xiàng)系數(shù)不為0。計(jì)算距離、弦長時,注意公式中符號和根號內(nèi)表達(dá)式的正確性,避免計(jì)算失誤。題型01:求直線方程【典型例題1】.如圖,射線與軸正半軸的夾角分別為和,過點(diǎn)的直線分別交,于點(diǎn).(1)當(dāng)線段的中點(diǎn)為時,求的方程;(2)當(dāng)線段的中點(diǎn)在直線上時,求的方程.【答案】(1)(2)【解析】(1)根據(jù)題意可得的方程,再設(shè),根據(jù)中點(diǎn)的坐標(biāo)公式求解坐標(biāo),進(jìn)而求得的斜率,再根據(jù)點(diǎn)斜式可得的方程;(2)同(1)將的中點(diǎn)坐標(biāo)代入得到,進(jìn)而求得的斜率,再根據(jù)點(diǎn)斜式求得的方程即可.(1)由于射線與軸正半軸的夾角分別為和,射線:.:.設(shè),的中點(diǎn)為點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式求得,.點(diǎn)坐標(biāo),點(diǎn)坐標(biāo).故的斜率為,又,:.(2)的中點(diǎn)在直線上,,即,,:.【典型例題2】直線l經(jīng)過點(diǎn),(1)直線l與兩個坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積是4的直線方程.(2)直線l與兩個坐標(biāo)軸的正半軸圍成的三角形面積最小時的直線方程.【答案】(1);(2).【解析】設(shè)直線方程為,由直線l經(jīng)過點(diǎn)可得,(1)由題可得,解得,,,則直線方程為;(2),,∴,當(dāng)且僅當(dāng),時面積取最小值,則直線方程為.【變式訓(xùn)練1-1】.在平面直角坐標(biāo)系中,已知菱形的頂點(diǎn)和所在直線的方程為.(1)求對角線所在直線方程;(2)已知直線過點(diǎn),與直線的夾角余弦值為,求直線的方程.(以上所求方程都以直線的一般式方程作答)【答案】(1)(2)或【解析】(1)由的中點(diǎn)在直線上,結(jié)合垂直關(guān)系得出對角線所在直線方程;(2)由點(diǎn)在直線上,得出直線的傾斜角為或,再由點(diǎn)斜式寫出方程.(1)由題意可知,的中點(diǎn)在直線上,對角線所在直線方程為,即(2)點(diǎn)在直線上,設(shè)直線的傾斜角為,直線與直線的夾角為則直線的傾斜角為或,當(dāng)直線的傾斜角為時,,即故直線的方程為:當(dāng)直線的傾斜角為時,,則直線的方程為,即【變式訓(xùn)練1-2】.已知直線的方程為,直線的方程為.(1)設(shè)直線與的交點(diǎn)為,求過點(diǎn)且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等的直線的方程;(2)設(shè)直線的方程為,若直線與,不能構(gòu)成三角形,求實(shí)數(shù)的取值的集合.【答案】(1)或(2)【解析】(1)通過聯(lián)立和的方程求得點(diǎn)的坐標(biāo),對直線是否過原點(diǎn)進(jìn)行分類討論,由此求得直線的方程.(2)對于、的位置關(guān)系進(jìn)行分類討論,由此求得的值.(1)由,解得,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.當(dāng)直線在兩坐標(biāo)軸上的截距不為零時,可設(shè)直線的方程為,因?yàn)橹本€過點(diǎn),所以,解得,所以直線的方程為.當(dāng)直線在兩坐標(biāo)軸上的截距均為零時,可設(shè)直線的方程為,因?yàn)橹本€過點(diǎn),所以,解得,所以直線的方程為,即.綜上,直線的方程為或.(2)當(dāng)直線與直線平行時不能構(gòu)成三角形,此時,解得;當(dāng)直線與直線平行時不能構(gòu)成三角形,此時,解得;當(dāng)直線過直線與的交點(diǎn)時不能構(gòu)成三角形,此時,解得.綜上,或或2,故實(shí)數(shù)的取值的集合為.【變式訓(xùn)練1-3】已知函數(shù)與直線均過定點(diǎn),且直線在軸上的截距依次為和.(1)若直線在軸上的截距相等,求直線的方程;(2)若直線分別與軸正半軸、軸正半軸交于兩點(diǎn),求直線與兩坐標(biāo)軸正半軸圍成三角形?面積最小時直線的方程.【答案】(1)或;(2)8【解析】(1),定點(diǎn),直線在軸上的截距相等,若時,則直線過原點(diǎn),設(shè)為,代入得,故直線方程為,即,若時,設(shè)直線為,代入解得,故直線方程為,即,綜上,直線的方程為或;(2)由題可得直線斜率存在,設(shè)為,可得,則直線l的方程為,令,得,令,可得,則?面積,,,,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,三角形面積的最小值為.【變式訓(xùn)練1-4】過點(diǎn)作直線,直線與,軸的正半軸分別交于,兩點(diǎn),為原點(diǎn).(1)若?ABO的面積為9,求直線的方程;(2)若?ABO的面積為,求的最小值,并求出此時直線的方程.【答案】(1)或;(2)8,.【解析】(1)設(shè),,其中,,則由直線的截距式方程得直線的方程為.將代人直線的方程,得.依題意得,,即,所以,從而,所以,整理得:,解得,,因此直線的方程為或,整理得,或.(2)根據(jù)題意,結(jié)合(1)得:,當(dāng)且僅當(dāng),即,時取等號,因此直線的方程為,即.【變式訓(xùn)練1-5】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),,當(dāng)?AOB面積最小時,求?AOB的周長及此時的直線方程;(3)當(dāng)直線在兩坐標(biāo)軸上的截距均為正整數(shù)且a也為正整數(shù)時,求直線的方程.【答案】(1)證明見解析;(2)周長為;直線方程為;(3).【解析】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.,,?AOB的周長為;直線方程為.(3)直線在兩坐標(biāo)軸上的截距均為正整數(shù),即,均為正整數(shù),而a也為正整數(shù),所以直線的方程為.【變式訓(xùn)練1-6】已知直線(1)證明:直線過定點(diǎn);(2)若直線交軸負(fù)半軸于點(diǎn),交軸正半軸于點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)?AOB的面積為,求的最小值及此時直線的方程.【答案】(1)見解析(2)最小值為4,直線的方程為【解析】(1)證明:由已知得,無論取何值,∴時,,時,,直線過定點(diǎn).(2)令得點(diǎn)坐標(biāo)為令得點(diǎn)坐標(biāo)為∴當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號.即?AOB的面積的最小值為4,此時直線的方程為.即.題型02:三角形中線所在直線問題【典型例題1】.已知直線,,,記.(1)當(dāng)時,求原點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)坐標(biāo);(2)在?ABC中,求邊上中線長的最小值.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)對稱的性質(zhì),結(jié)合互相垂直的兩條直線的斜率的性質(zhì),通過解方程組、中點(diǎn)坐標(biāo)公式進(jìn)行求解即可;(2)根據(jù)兩條直線的斜率關(guān)系可以判斷出?ABC是直角三角形,最后利用直角三角形的性質(zhì),結(jié)合兩點(diǎn)間距離公式進(jìn)行求解即可.(1)當(dāng)時,直線的方程為,所以直線的斜率為2,設(shè)過原點(diǎn)與直線垂直的直線斜率為,所以,因此直線的方程為:,設(shè)直線與直線的交點(diǎn)為,所以點(diǎn)的坐標(biāo)是方程組的解,解得:,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,設(shè)原點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為,所以有:,即原點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)坐標(biāo)為;(2)因?yàn)椋灾本€與直線互相垂直,故?ABC是直角三角形,因此邊上中線長為,解方程組:,即,解方程組:,即,因此,當(dāng)時,有最小值,所以邊上中線長的最小值.【典型例題2】已知?ABC的頂點(diǎn),邊上的中線所在的直線方程為,邊上的高所在的直線方程為.求:(1)直線的一般式方程;(2)求?ABC的邊的長.【答案】(1)(2)【解析】(1)根據(jù)垂直確定,再計(jì)算直線方程得到答案.(2)設(shè),根據(jù)的中點(diǎn)在直線上,結(jié)合在上,得到答案.(1)邊上的高所在的直線方程為,斜率,故,直線方程為,即;(2)設(shè),則的中點(diǎn)坐標(biāo)為,則,解得,即,.【變式訓(xùn)練2-1】在?ABC中,頂點(diǎn)A在直線上,頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為邊的中線所在的直線方程為邊的垂直平分線的斜率為.(1)求直線的方程;(2)若直線l過點(diǎn)B,且點(diǎn)A、點(diǎn)C到直線l的距離相等,求直線l的方程.【答案】(1);(2)或.【解析】(1)求出直線方程,與直線方程聯(lián)立求出點(diǎn)的坐標(biāo),再設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),由的中點(diǎn)在直線上,求出點(diǎn)的坐標(biāo),然后求出直線方程.(2)按直線過的中點(diǎn)及與平行求出方程即得.(1)由邊的垂直平分線的斜率為,得直線方程為,即,而邊中線所在的直線方程為,由,解得,則,設(shè)點(diǎn),則點(diǎn),于是,解得,即點(diǎn),直線的斜率,所以直線的方程為,即.(2)由(1)知,,, 由直線l過點(diǎn)B,且點(diǎn)A、點(diǎn)C到直線l的距離相等,得直線過邊的中點(diǎn),或,當(dāng)直線過時,直線的斜率為,方程為,即,當(dāng)直線時,直線的斜率為,方程為,即,所以直線l的方程為或.【變式訓(xùn)練2-2】.在平面直角坐標(biāo)系中,已知?ABC的三個頂點(diǎn),,.(1)求邊所在直線的一般方程;(2)邊上中線的方程為,且?ABC的面積為4,求點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1);(2)或.【解析】(1)利用點(diǎn)斜式方程寫出直線的方程得解;(2)求出,由點(diǎn)在中線上,得①,由的面積為4得到②,解①②即得解.(1)∵直角坐標(biāo)系中,已知的三個頂點(diǎn),,∴的斜率為,采用點(diǎn)斜式設(shè)直線方程為,∴邊所在直線的一般方程為.(2)由題知,中點(diǎn),代入中線方程,得.∵點(diǎn)在中線上,把點(diǎn)坐標(biāo)代入①,點(diǎn)到直線的距離為,,∵?ABC的面積等于,化簡得②,聯(lián)立①②,求得或,所以,點(diǎn)的坐標(biāo)為或.【變式訓(xùn)練2-3】.已知?ABC的頂點(diǎn),,邊上的中線的方程為,邊所在直線的方程為(1)求邊所在直線的方程,化為一般式;(2)求頂點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)。(2)【解析】(1)先由已知兩點(diǎn)求出斜率,再利用點(diǎn)斜式寫出直線方程,最后化為一般方程即可;(2)點(diǎn)為中線和直線的交點(diǎn),聯(lián)立直線和直線的方程即可求解.(1)解:由,所以所以直線的方程為:化為一般式為:(2)解:由題知,點(diǎn)為中線和直線的交點(diǎn)所以聯(lián)立直線和直線的方程:解得:,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為:【變式訓(xùn)練2-4】已知?ABC的頂點(diǎn),頂點(diǎn)在軸上,邊上的高所在的直線方程為.(1)求直線的方程;(2)若邊上的中線所在的直線方程為,求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)求出直線的斜率,利用點(diǎn)斜式可得出直線的方程;(2)設(shè)點(diǎn),利用的中點(diǎn)在直線上,求出值,再由點(diǎn)在直線上求出值.(1)依題意,由邊上的高所在的直線的斜率為,得直線的斜率為,又,所以直線的方程為,即.(2)由點(diǎn)在軸上,設(shè),則線段的中點(diǎn),由點(diǎn)在直線上,得,得,即,又點(diǎn)在直線上,因此,解得,所以的值為.題型03:三角形高所對應(yīng)直線方程【典型例題1】.在?ABC中,,邊上的高所在的直線方程為,邊上中線所在的直線方程為.(1)求點(diǎn)坐標(biāo):(2)求直線的方程.【答案】(1)C(-4,-2)(2)5x-7y+6=0【解析】(1)先求出AC所在的直線的方程,再求兩直線的交點(diǎn)即可;(2)設(shè)出B點(diǎn)坐標(biāo),表示出M點(diǎn)坐標(biāo),利用和CM所在的直線方程解出B點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而求得直線的方程.(1)邊AC上的高BE所在的直線方程為,故邊AC所在的直線的斜率為1,

所以邊AC所在的直線的方程為,即,因?yàn)镃M所在的直線方程為4x-5y+6=0,由解得,所以C(-4,-2)(2)設(shè)B(x0,y0),M為AB中點(diǎn),則M的坐標(biāo)為,由,解得,

所以B(3,3),又因?yàn)镃(-4,-2),所以直線BC的方程為,化簡得5x-7y+6=0.【典型例題2】.已知?ABC的頂點(diǎn),邊上的高BH所在直線為,邊上的中線AD所在直線方程為.(1)求頂點(diǎn)A的坐標(biāo);(2)求直線的方程.(結(jié)果用一般式方程表示).【答案】(1)(2)【解析】(1)由,求所在直線方程,與AD所在直線方程聯(lián)立方程組求頂點(diǎn)A的坐標(biāo);(2)設(shè),則,分別代入BH所在直線和AD所在直線方程,求出,可求直線的方程.(1),所在直線方程為,即,由,得:,所以(2)設(shè),則,分別代入BH所在直線和AD所在直線方程,即,解得:,即,所以,即直線的方程.【變式訓(xùn)練3-1】.已知?ABC的頂點(diǎn),AB邊上的中線CM所在直線方程為,AC的邊上的高BH所在直線方程為.(1)求頂點(diǎn)C的坐標(biāo);(2)求直線BC的方程.【答案】(1)(2)【解析】(1)設(shè),利用點(diǎn)C在AB邊上的中線CM上和直線AC與高線BH垂直求解;(2)設(shè),利用點(diǎn)B在BH上和AB的中點(diǎn)M在直線CM上求解;(1)解:設(shè),∵AB邊上的中線CM所在直線方程為,AC邊上的高BH所在直線方程為.∴,解得.∴.(2)設(shè),則,解得.∴.∴.∴直線BC的方程為,即為.【變式訓(xùn)練3-2】.已知?ABC的頂點(diǎn),邊上的中線所在的直線方程為,邊上的高所在直線的方程為.分別求,邊所在直線的方程.【答案】邊所在直線方程為,邊所在直線方程為.【解析】由邊上的高所在直線的方程可求得直線的斜率,又直線AC過點(diǎn),從而根據(jù)點(diǎn)斜式即可求解邊所在直線方程;由是中線所在直線方程,設(shè)中點(diǎn),則,根據(jù)點(diǎn)B在直線上,可得B點(diǎn)坐標(biāo),從而即可求解邊所在直線的方程.解:因?yàn)檫吷系母咚谥本€的方程為,所以邊上的高所在直線的斜率為,所以,又直線AC過點(diǎn),所以邊所在直線方程為,即;因?yàn)槭侵芯€所在直線方程,所以設(shè)中點(diǎn),則,所以,因?yàn)辄c(diǎn)B在直線上,所以,解得,所以,因?yàn)樗诘闹本€的斜率為,所以邊所在直線方程為,即.【變式訓(xùn)練3-3】已知?ABC的頂點(diǎn),邊上的高線所在的直線方程為,邊上的中線所在的直線方程為.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求直線的方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)由垂直關(guān)系求出直線的方程,再求出兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)即得.(2)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出點(diǎn)坐標(biāo),再利用兩點(diǎn)式求出直線方程.(1)由邊上的高線所在的直線方程為,得直線的斜率為1,直線方程為,即,由,解得,所以點(diǎn)的坐標(biāo)是.(2)由點(diǎn)在直線上,設(shè)點(diǎn),于是邊的中點(diǎn)在直線上,因此,解得,即得點(diǎn),直線的斜率,所以直線的方程為,即.題型04:解三角形角平分線對應(yīng)直線【典型例題1】已知?ABC的頂點(diǎn)邊上的高所在的直線方程為.(1)求直線的方程;(2)在兩個條件中任選一個,補(bǔ)充在下面問題中并作答.①角的平分線所在直線方程為;②邊上的中線所在的直線方程為.若__________.求直線的方程.注:如果選擇多個條件分別解答,則按第一個解答計(jì)分.【答案】(1);(2).【分析】(1)根據(jù)直線垂直,求得斜率,利用點(diǎn)斜式方程,可得答案.(2)聯(lián)立直線方程,求得點(diǎn)的坐標(biāo),選擇條件①,②分別利用角平分線的對稱或中線的對稱,求解即得答案.(1)由邊上的高所在的直線方程為,得直線的斜率,而的頂點(diǎn),所以直線的方程為:,即.(2)選①,角的平分線所在直線方程為,令該直線與邊交于點(diǎn),由,解得,即點(diǎn)A坐標(biāo)為,設(shè)點(diǎn)B關(guān)于的對稱點(diǎn)為,則,解得,即坐標(biāo)為,顯然點(diǎn)在直線上,則直線的斜率,所以直線的方程為,即.選②,邊上的中線所在的直線方程為,由,解得,即點(diǎn)A坐標(biāo)為,設(shè)點(diǎn),則的中點(diǎn)在直線上,即,整理得,又點(diǎn)在直線上,即,由,解得,即點(diǎn),直線的斜率,所以直線的方程為,即.【典型例題2】已知?ABC的頂點(diǎn)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)的坐標(biāo);(2)求直線的方程【答案】(1)(2)【解析】(1)設(shè),由中點(diǎn)在上,點(diǎn)在直線上,聯(lián)立方程求出的坐標(biāo);(2)求出關(guān)于的對稱點(diǎn)的坐標(biāo),即可求出直線的方程.(1)設(shè),頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,由中點(diǎn)在上,可得:,即,又由于點(diǎn)在直線上,得,聯(lián)立解得,即;(2)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,設(shè)A點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn)為,則有,解得,即,顯然點(diǎn)在BC邊所在的直線上,且,得直線的方程為:,所以直線的方程為:.【典型例題3】.已知?ABC的一個頂點(diǎn),且,∠B.的角平分線所在直線的方程依次是,,求的三邊所在直線的方程.【答案】所在直線的方程是,所在直線的方程,所在直線的方程是.【分析】先求得關(guān)于直線,的對稱點(diǎn),,由此求得直線的方程,再求得點(diǎn)B、C的坐標(biāo),從而求得直線AB、AC的方程.【詳解】解:記∠B的角平分線交于點(diǎn),的角平分線交于點(diǎn).由角平分線的性質(zhì),知點(diǎn)關(guān)于直線,的對稱點(diǎn),均在直線上.∵直線的方程為,,則,解得,∴.∵直線的方程為,∴同理求得,∴直線的方程是,即,這也是所在直線的方程.由,得,由,得,∴所在直線的方程是,所在直線的方程是.【變式訓(xùn)練4-1】.在中,已知,.(1)若直線過點(diǎn),且點(diǎn)A,到的距離相等,求直線的方程;(2)若直線為角的內(nèi)角平分線,求直線的方程.【答案】(1)或(2)【解析】(1)因?yàn)辄c(diǎn),到的距離相等,所以直線過線段的中點(diǎn)或,分直線過線段的中點(diǎn)和兩種情況討論即可;(2)因?yàn)橹本€為角的內(nèi)角平分線,所以點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)在直線上,求出點(diǎn)的坐標(biāo),即可求出直線方程.(1)解:因?yàn)辄c(diǎn),到的距離相等,所以直線過線段的中點(diǎn)或,當(dāng)直線過線段的中點(diǎn)時,線段的中點(diǎn)為,的斜率,則的方程為,即,當(dāng)時,的斜率,則的方程為,即,綜上:直線的方程為或;(2)因?yàn)橹本€為角的內(nèi)角平分線,所以點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)在直線上,設(shè),則有,得,即,所以直線的斜率為,則直線的方程為,即.2.【變式訓(xùn)練4-2】在平面直角坐標(biāo)系中,的頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,邊上的高線所在的直線方程為,的角平分線所在直線方程為.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求直線的方程.【答案】(1)(2)【解析】(1)利用直線的斜截式方程及兩直線垂直關(guān)系,結(jié)合直線的點(diǎn)斜式方程及兩直線相交求交點(diǎn)坐標(biāo)的方法即可求解.(2)利用角平分線的性質(zhì)及點(diǎn)關(guān)于線對稱,再根據(jù)(1)的結(jié)論及直線的兩點(diǎn)式方程即可求解.(1)由,得,所以直線的斜率為,因?yàn)?所以,即,所以直線的直線方程為:,即,由,解得.所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.(2)由題意根據(jù)內(nèi)角平分線的性質(zhì),可得關(guān)于直線的對稱點(diǎn)在直線上.設(shè),則由和垂直,且的中點(diǎn)在上,可得,解得,所以,所以直線的方程為,即.【變式訓(xùn)練4-3】已知的邊上的高所在的直線方程為,角的平分線所在的直線方程為為邊的中點(diǎn).(1)求邊所在的直線方程;(2)求點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)(2)【解析】(1)利用兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)公式以及兩直線的垂直與斜率的關(guān)系求解;(2)利用點(diǎn)關(guān)于直線對稱的坐標(biāo)公式以及兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)公式求解.【詳解】(1)由解得,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,又為邊的中點(diǎn),所以,又邊上的高所在的直線方程為,其斜率為,所以直線的斜率為,所以邊所在的直線方程為,即.(2)設(shè)關(guān)于直線方程對稱的點(diǎn)為,則,解得,則,又角的平分線所在的直線方程為,所以點(diǎn)在直線上,所以直線的方程為,即,聯(lián)立,解得,故點(diǎn)的坐標(biāo)為.【變式訓(xùn)練4-4】.已知:的頂點(diǎn)和的角平分線所在直線方程為,求邊所在直線方程.【答案】【解析】根據(jù)斜率公式和中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為的坐標(biāo),根據(jù)對稱性和直線的兩點(diǎn)式方程求出邊所在直線方程.設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對稱點(diǎn)為,直線的斜率為,于是有解方程組,得,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.點(diǎn)也在邊所在的直線上,所以邊所在直線方程為:,化簡可求得方程為.【變式訓(xùn)練4-5】在中,BC邊上的高所在直線的方程為,的平分線所在直線方程為,若點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,2).(1)求點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo);(2)求AC邊上的高所在的直線l的斜截式方程.【答案】(1),(2)【解析】(1)先求出A的坐標(biāo),再求出AC所在直線方程和BC所在直線方程,最后聯(lián)立方程求出C的坐標(biāo);(2)先求出直線l的斜率,再求出直線l的斜截式方程.(1)由已知A是BC邊上的高所在直線與的角平分線所在直線的交點(diǎn),由,得,故,又因?yàn)?所以直線AB和直線AC的傾斜角互補(bǔ),所以又所以AC所在直線方程為,BC所在直線方程為,由,得,所以點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo)為,;(2)由(1)知AC所在直線方程為,所以直線l的斜率為,因?yàn)?,所以直線l所在的方程為,即,所以直線l的斜截式方程為.【變式訓(xùn)練4-6】已知的頂點(diǎn),邊上的高線所在的方程為,角的角平分線交邊于點(diǎn),所在的直線方程為.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求直線的方程.【答案】(1)(2)【解析】(1)設(shè)點(diǎn),由,所在的直線方程建立方程求解即可;(2)根據(jù)角平分線的性質(zhì)求關(guān)于直線的對稱點(diǎn),即可求直線方程.(1)設(shè),則由題意可知①,又,所以②,聯(lián)立①②方程解得,即;(2)

設(shè)關(guān)于直線的對稱點(diǎn),則有的中點(diǎn)在直線上,即,解之得,顯然直線為的角平分線,即直線與重合,則,所以直線的方程為.題型05:距離問題【典型例題1】已知三條直線,,,且與間的距離是.(1)求的值.(2)能否找到一點(diǎn),使同時滿足下列三個條件?若能,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不能,說明理由.①點(diǎn)在第一象限;②點(diǎn)到的距離是點(diǎn)到的距離的;③點(diǎn)到的距離與點(diǎn)到的距離之比是.【解析】解:(1)將直線的方程化為,兩條平行線與間的距離,由,解得.(2)假設(shè)存在點(diǎn),設(shè)點(diǎn),.若點(diǎn)滿足條件②,則點(diǎn)在與,平行的直線上,且,解得或,所以或.若點(diǎn)滿足條件③,由點(diǎn)到直線的距離公式,有,即,所以或.由于點(diǎn)在第一象限,所以排除.聯(lián)立方程和,解得(舍去);聯(lián)立方程和,解得,所以存在點(diǎn),同時滿足三個條件.【典型例題2】.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.【答案】(1)或(2)【解析】(1)斜率不存在時,不合題意,斜率存在時,設(shè)斜率為,表示出直線,,利用平行線間的距離公式解出即可;(2)結(jié)合圖像可知當(dāng),旋轉(zhuǎn)到和垂直時,,之間的距離d最大,求出,即可求得d的取值范圍.(1)當(dāng),斜率不存在時,易知,,之間的距離為1,不合題意;當(dāng),斜率存在時,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,;當(dāng)時,.故兩直線方程為或.(2)如圖:當(dāng),旋轉(zhuǎn)到和垂直時,,之間的距離d最大為,當(dāng),旋轉(zhuǎn)到和重合時,距離為0,又兩平行直線,不重合,故.【變式訓(xùn)練5-1】.已知直線過點(diǎn),且被平行直線:與:所截取的線段長為,求直線的方程.【答案】或【解析】根據(jù)兩條平行線之間的距離及解得的線段的長度,可推測出直線與、的夾角,利用正切函數(shù)的兩角和公式即可求解直線的斜率,進(jìn)而得出直線方程.兩條平行線之間的距離,截得的線段長為,推得直線與、的夾角為45°.設(shè)直線的斜率為,故解得:或則直線的方程為:或.整理得:或.【變式訓(xùn)練5-2】.已知直線與的方程分別為,,直線平行于,直線與的距離為,與的距離為,且,求直線的方程.【答案】或【分析】由平行關(guān)系可設(shè)且,由平行直線間距離公式可構(gòu)造方程求得,由此可得直線方程.【詳解】,可設(shè)且,由兩平行直線間的距離公式得:;又,,則.,,則,或,解得:或,直線的方程為或.題型06:求三角形邊對應(yīng)的直線方程【典型例題】.在等腰中,,頂點(diǎn)的坐標(biāo)為,直角邊所在的直線方程為,求邊和所在的直線方程.【答案】直線為或,直線為.【解析】利用點(diǎn)斜式寫出直線,根據(jù)等腰直角三角形性質(zhì),應(yīng)用到角公式求的斜率為,最后由點(diǎn)斜式寫出直線.由題設(shè),則,故直線為,整理得;由為等腰三角形,若的斜率為,則,解得或,所以直線為或,即或.綜上,直線為,直線為或.【變式訓(xùn)練6-1】.已知過點(diǎn)且斜率為的直線l與x,y軸分別交于P,Q兩點(diǎn),分別過點(diǎn)P,Q作直線的垂線,垂足分別為R,S,求四邊形PQSR的面積的最小值.【答案】【解析】設(shè)l的方程,求出P、Q的坐標(biāo),得到PR和QS的方程,利用平行線間的距離公式求出|RS|,由四邊形PRSQ為梯形,代入梯形的面積公式,再使用基本不等式可求四邊形PRSQ的面積的最小值.直線l的方程為,即令,得,令,得所以,.從而PR和QS的方程分別為和,又,所以.由點(diǎn)到直線的距離公式,得,.所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,所以四邊形PQSR的面積的最小值為.【變式訓(xùn)練6-2】.已知在第一象限的中,,,,,求:(1)AB邊所在直線的方程;(2)AC邊與BC邊所在直線的方程.【答案】(1)(2)直線的方程為:,直線的方程為:【解析】(1)根據(jù)兩點(diǎn)的坐標(biāo)求得直線的方程.(2)結(jié)合直線、的傾斜角和斜率,求得直線和直線的方程.(1)因?yàn)?,,所以軸,所以AB邊所在直線的方程為.(2)因?yàn)椋?,所以直線AC的方程為,即因?yàn)?,所以,所以直線BC的方程為,即.題型07:截距與長度【典型例題1】.在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn),,直線.(1)在直線上找一點(diǎn)使得最小,并求這個最小值和點(diǎn)的坐標(biāo);(2)在直線上找一點(diǎn)使得最大,并求這個最大值和點(diǎn)的坐標(biāo).【答案】(1)最小值為,(2)最大值為,【解析】(1)首先求出點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn)為的坐標(biāo),從而得到直線的方程,再求出兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),即可所求點(diǎn)的坐標(biāo),則的最小值為;(2)首先求出直線的方程,求出直線與直線的交點(diǎn)坐標(biāo),即為,而的最大值為,即可得解.(1)解:設(shè)點(diǎn)關(guān)于的對稱點(diǎn)為,則,解得,即,所以直線的方程為,即.當(dāng)為直線與直線的交點(diǎn)時,最小.由,解得,所以,從而的最小值為.(2)解:由題意知直線的方程為,即.當(dāng)為直線與直線的交點(diǎn)時,最大.由,解得,所以,從而的最大值為.【典型例題2】.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.【答案】(1)或(2)不存在,理由見解析【解析】(1)考慮直線的斜率不存在和存在兩種情況,結(jié)合點(diǎn)到直線距離公式求出直線方程;(2)方法一:求出直線l過點(diǎn)P,且原點(diǎn)到直線l的最大距離,進(jìn)行判斷;方法二:先求出當(dāng)直線的斜率不存在時,原點(diǎn)到直線l的距離,再求出當(dāng)直線l的斜率存在時,得到相應(yīng)的方程,由根的判別式進(jìn)行判斷.(1)①當(dāng)直線的斜率不存在時,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)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,直線與垂直,此時最大距離為,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.【變式訓(xùn)練7-1】.一條直線經(jīng)過點(diǎn).分別求出滿足下列條件的直線方程.(1)與直線垂直;(2)交軸、軸的正半軸于,兩點(diǎn),且取得最小值.【答案】(1)(2)【解析】(1)先利用垂直關(guān)系求出直線的斜率,從而可求直線的方程;(2)設(shè)直線方程為,求出的坐標(biāo)后可求,利用基本不等式可求其最小值,從而可求直線方程.(1)由于直線的斜率,所以所求直線的斜率.故過點(diǎn),斜率的直線方程為,即.(2)設(shè)過點(diǎn)的直線方程為,令,得;令,得.從而有,,所以.當(dāng),即(舍去)時,取得最小值.所求的直線方程為.【變式訓(xùn)練7-2】.已知直線l過兩直線l1:x-2y=0,l2:2x+y-5=0的交點(diǎn)(1)若直線l與3x+4y+5=0垂直,求直線l的方程;(2)當(dāng)PA?PB取最小值時,求出最小值及直線【答案】(1)4x-3y【解析】(1)聯(lián)立兩直線方程,求交點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)直線垂直可設(shè)直線方程,可代入點(diǎn),解得答案;(2)由題意,設(shè)直線為截距式方程,表示出點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)題意研究所設(shè)字母的取值范圍,結(jié)合兩點(diǎn)距離公式以及基本不等式,可得答案.【詳解】(1)聯(lián)立直線方程可得:x-2y=02x由直線l與直線3x+4y將P(2,1)代入,解得m=-5,則得l方程為(2)由(1)可知P(2,1),可設(shè)直線l的方程為2a+1b=1,則Aa∴|PA|?|PB|=(a-2)2+1?4+(b∴|PA|?|PB|【變式訓(xùn)練7-3】直線l過點(diǎn)M(2,1),且分別交x軸、y軸的正半軸于點(diǎn)A、B.點(diǎn)O是坐標(biāo)原點(diǎn).(1)當(dāng)△ABO的面積最小時,求直線l的方程;(2)當(dāng)|MA||MB|最小時,求直線l的方程.【答案】(1)x+2y-4=0(2)x+y-3=0【解析】(1)如圖,設(shè)|OA|=a,|OB|=b,△ABO的面積為S,則S=12ab,并且直線l的截距式方程是xa+因?yàn)锳點(diǎn)和B點(diǎn)在x軸、y軸的正半軸上,所以上式右端的分母b-1>0.由此得S=a2×b=bb-1×b=b2當(dāng)且僅當(dāng)b-1=1b-1即直線l的方程為x+2y-4=0.(2)如上圖,設(shè)∠BAO=θ,則|MA|=1sinθ,|MB|=2cosθ,所以|MA當(dāng)θ=45°時,|MA|【變式訓(xùn)練7-4】在平面直角坐標(biāo)系中,(1)已知△ABC的三個頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為A(-4,0),B(0,-3),C(-2,1),求:BC邊上高線所在的直線的方程.(2)若直線l的方程為ax+2y-a-2=0(a∈R),且直線l在(3)過點(diǎn)P3,1作直線l分別與x軸正半軸、y軸正半軸交于點(diǎn)A,B.求當(dāng)AP?PB【答案】(1)x-2y+4=0;(2)x-y【解析】(1)求出BC邊上高線所在直線的斜率,再根據(jù)點(diǎn)斜式即可得解;(2)分別求出坐標(biāo)軸上的截距,再結(jié)合已知即可得解;(3)設(shè)l:xa+yb=1不妨取A(a,0),(1)解:∵kBC=-2,∴BC邊上高線所在直線的斜率為12∴高線所在直線方程為y=12(2)解:由題意直線l在兩軸上截距都存在,則a≠0,令x=0得y=a+2因?yàn)橹本€在x軸上截距是y軸上截距的12,若x,y軸上截距都為0,即直線過原點(diǎn)時,a=-2,此時直線為x-y=0;若x綜上,直線l方程為x-y=0(3)解:設(shè)l:xa+yb=1不妨取A(a∴AP?PB=(3-a,1)?(-3,b-1)=3直線l的方程為x4+y題型08:面積最值【典型例題1】在平面直角坐標(biāo)系中,直線過定點(diǎn),且與軸的正半軸交于點(diǎn),與軸的正半軸交于點(diǎn).(1)當(dāng)取得最小值時,求直線的方程;(2)求面積的最小值.【答案】(1)(2)12【解析】(1)設(shè)直線的傾斜角為(為銳角),由P點(diǎn)做x軸,y軸垂線,垂足分別為E,F(xiàn),則PE=2,PF=3,,則,所以當(dāng)時,取得最小值,此時直線的方程為;(2)矩形OFPE面積為3×2=6,,,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,所以面積的最小值為12.【典型例題2】.已知直線.(1)若直線不經(jīng)過第四象限,求的取值范圍;(2)若直線交軸負(fù)半軸于,交軸正半軸于,的面積為(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),求的最小值和此時直線的方程.【答案】(1);(2),直線的方程為.【解析】(1)將直線方程化為斜截式,再利用數(shù)形結(jié)合求出k的取值范圍.(2)先求直線在軸和軸上的截距,表示的面積,利用基本不等式求其最小值.(1)方程可化為,要使直線不經(jīng)過第四象限,則,解得,所以k的取值范圍為.(2)由題意可得,由取得,取得,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時,即時取等號,此時,直線的方程為.【變式訓(xùn)練8-1】.在直角坐標(biāo)系中,已知射線,過點(diǎn)作直線分別交射線OA、x軸正半軸于點(diǎn)A、B.(1)當(dāng)AB的中點(diǎn)為P時,求直線AB的兩點(diǎn)式方程;(2)求△OAB面積的最小值.【答案】(1)(2)【解析】(1)先利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式分別求得,,再代入直線的兩點(diǎn)式方程即可解決;(2)先求得過點(diǎn)的直線斜率不存在時△OAB的面積,再求得過點(diǎn)的直線斜率存在時△OAB的面積的最小值,二者進(jìn)行比較即可求得△OAB面積的最小值.(1)由題意,設(shè),,且.當(dāng)AB的中點(diǎn)為P時,有解得,,所以,.所以直線AB的方程為.(2)當(dāng)過點(diǎn)的直線斜率不存在時,,,此時.當(dāng)過點(diǎn)的直線斜率存在時,設(shè)直線AB的方程為.直線AB與相交,可得,直線AB與x軸正半軸相交于B,可得.由,可得或那么.令,則,或則,由,或,可得或,當(dāng),即,時,即,則,此時,符合題意.綜上,.【變式訓(xùn)練8-2】已知直線過點(diǎn).(1)若在兩坐標(biāo)軸上的截距相等,求的方程;(2)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),若與軸正半軸交于點(diǎn)與軸正半軸交于點(diǎn),求面積的最小值.【答案】(1)或(2)4【解析】(1)因?yàn)樵趦勺鴺?biāo)軸上的截距相等,所以按截距是否為,分類求解;(2)設(shè)直線斜率為,求解與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),將面積表示為函數(shù),利用基本不等式求最值即可.(1)①當(dāng)直線過坐標(biāo)原點(diǎn),直線過點(diǎn).所以方程為,即;②當(dāng)直線不過坐標(biāo)原點(diǎn),,設(shè)方程為,由直線過點(diǎn),將代入方程得,解得,所以直線的方程為,即;綜上:的方程為或.(2)由題意知斜率存在且小于0,設(shè)方程為,令,解得;令,解得;因?yàn)椋?,,所以面積,當(dāng)且僅當(dāng)即時取等號,所以面積的最小值為4.【變式訓(xùn)練8-3】過點(diǎn)的直線(1)求在兩個坐標(biāo)軸上截距相等的方程;(2)求與x,y正半軸相交,交點(diǎn)分別是A、B,當(dāng)△AOB面積最小時的直線方程.【答案】(1)或;(2).【解析】(1)分類討論,直線過原點(diǎn),直接求出斜率后得直線方程,直線不過原點(diǎn)時設(shè)方程為求解;(2)設(shè)出截距式方程為,代入點(diǎn)的坐標(biāo),用基本不等式求得的最小值,從而得直線方程.(1)當(dāng)直線過原點(diǎn)時,斜率為,直線方程為;當(dāng)直線不過原點(diǎn)時設(shè)方程為,則,解得,直線方程為,即.綜上所求直線方程為和.(2)設(shè)直線方程為,∵直線過點(diǎn),∴,,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,∴,,∴△AOB面積最小值為24,此時直線方程為,即【變式訓(xùn)練8-4】.已知直線l的方程為.(1)若直線l與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形為等腰直角三角形,求直線l的方程;(2)若,直線l與x,y軸分別交于M,N兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△OMN面積取得最小值時直線l的方程.【答案】(1)x+y-2=0(2)x+y-2=0【解析】(1)先求出直線與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo),再由題意可得,解方程求出的值,再檢驗(yàn)即可求得直線方程,(2)求出直線在上的截距,然后表示出△OMN的面積,化簡變形后利用基本不等式可求出其最小值,從而可求出直線方程.(1)令x=0,則y=2+a;令y=0,則.由題意得,解得a=0或a=-2.當(dāng)a=-2時,直線l的方程為x-y=0,此時直線與兩坐標(biāo)軸不能圍成三角形,不滿足題意;當(dāng)a=0時,直線l的方程為x+y-2=0,此時直線與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形為等腰直角三角形,滿足題意.綜上,直線l的方程為x+y-2=0.(2)由直線方程可得,,因?yàn)椋?,,所以,?dāng)且僅當(dāng),即a=0時,取得最小值.此時直線l的方程為x+y-2=0.題型09:折疊問題【典型例題】.如圖所示,在平面直角坐標(biāo)中,已知矩形的長為2,寬為1,邊?分別在軸?軸的正半軸上,點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,將矩形折疊,使點(diǎn)落在線段上,若折痕所在直線的斜率為,則折痕所在的直線方程為__________.【答案】【解析】因?yàn)檎郫B的過程中,點(diǎn)落在線段上,特別的如果折疊后重合,這時折痕所在的直線斜率為0,然后根據(jù)點(diǎn)和對折后的對應(yīng)點(diǎn)關(guān)于直線折痕對稱,即可求出折痕所在的直線的方程.當(dāng)時,此時點(diǎn)和點(diǎn)重合,折痕所在的直線的方程,當(dāng)時,將矩形折疊后點(diǎn)落在線段上的點(diǎn)為,,所以與關(guān)于折痕所在的直線對稱,由,即,解得:,故折痕所在的直線的方程.,從而折痕所在的直線與的交點(diǎn)坐標(biāo)為,折痕所在的直線方程為,即,綜上所述:折痕所在的直線的方程為:.故答案為:.【變式訓(xùn)練9-1】.如圖,OAB是一張三角形紙片,∠AOB=90°,OA=1,OB=2,設(shè)直線l與邊OA,AB分別交于點(diǎn)M,N,將△AOB沿直線l折疊后,點(diǎn)A落在邊OB上的點(diǎn)處.(1)設(shè),試用m表示點(diǎn)N到OB的距離;(2)求點(diǎn)N到OB距離的最大值.【答案】(1)(2)【解析】(1)建立平面直角坐標(biāo)系,利用直線的方程和直線的方程求得點(diǎn)的橫坐標(biāo),由此求得到的距離的表達(dá)式.(2)利用換元法,結(jié)合基本不等式求得點(diǎn)N到OB距離的最大值.(1)以點(diǎn)O為原點(diǎn),邊OA,OB所在的直線分別為x軸、y軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則,,,所以,因?yàn)榉酆簏c(diǎn)A與點(diǎn)重合,所以,所以當(dāng)m=0時,直線MN的斜率不存在;當(dāng)時,.因?yàn)榈闹悬c(diǎn)為,且中點(diǎn)在直線l上,所以直線l的方程為或,即或.①因?yàn)锳(1,0),B(0,2),所以直線AB的方程為,即y=-2x+2,②由①②解得或,即點(diǎn)N到OB的距離為.(2)令t=2m+1,則,令,因?yàn)?,?dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,所以,所以當(dāng)時,點(diǎn)N到OB的距離最大,最大值為.【變式訓(xùn)練9-2】.在平面直角坐標(biāo)系中,已知矩形ABCD的長為2,寬為1,AB,AD邊分別在x軸,y軸的正半軸上,點(diǎn)A與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,如圖所示.將矩形折疊,使點(diǎn)A落在線段DC上.(1)若折痕所在直線的斜率為k,試求折痕所在直線的方程;(2)在(1)的條件下,若時,求折痕長的取值范圍.【答案】(1);(2).【解析】(1)當(dāng)時,此時A點(diǎn)與D點(diǎn)重合,求出折痕所在的直線方程.當(dāng)時,將矩形折疊后A點(diǎn)落在線段DC上的點(diǎn)記為,可知:A與G關(guān)于折痕所在的直線對稱,有,解得故G點(diǎn)坐標(biāo)為,從而折痕所在的直線與OG的交點(diǎn)坐標(biāo)即線段OG的中點(diǎn)M的坐標(biāo)表示,即可得出結(jié)果;(2)當(dāng)時,折痕長為當(dāng)時,折痕所在的直線交BC于點(diǎn),交y軸于點(diǎn),利用兩點(diǎn)之間的距離公式、二次函數(shù)的單調(diào)性即可得出結(jié)果.(1)當(dāng)時,此時點(diǎn)A與點(diǎn)D重合,折痕所在的直線方程為;當(dāng)時,將矩形折疊后點(diǎn)A落在線段DC上的點(diǎn)記為,所以點(diǎn)A與點(diǎn)G關(guān)于折痕所在的直線對稱,有,即,交點(diǎn),故點(diǎn)G的坐標(biāo)為,從而折痕所在的直線與OG的交點(diǎn)坐標(biāo)線段OG的中點(diǎn)為,所以折痕所在的直線方程為,即,綜上所述,折痕所在的直線方程為;(2)當(dāng)時,折痕的長為2;當(dāng)時,折痕所在的直線交BC于點(diǎn),交y軸于點(diǎn),,又因?yàn)?,所以,所以綜上所述,折痕長的取值范圍為.題型10:三條直線問題【典型例題】.已知三條直線和,且與的距離是.(1)求的值;(2)能否找到一點(diǎn),使同時滿足下列三個條件:①點(diǎn)是第一象限的點(diǎn);②點(diǎn)到的距離是點(diǎn)到的距離的;③點(diǎn)到的距離與點(diǎn)到的距離之比是,若能,求點(diǎn)的坐標(biāo);若不能,請說明理由.【答案】(1)(2)能,【解析】(1)根據(jù)平行間的距離公式建立方程,求解可得答案;(2)設(shè)存在點(diǎn)滿足,由平行間的距離公式可求得或.得出滿足條件②的點(diǎn)滿足或.再由點(diǎn)到直線的距離公式可得或,聯(lián)立方程,求解可得結(jié)論.(1)解:因?yàn)榭苫癁?,所以與的距離為.因?yàn)椋裕?)解:設(shè)存在點(diǎn)滿足,則點(diǎn)在與,平行直線上.且,即或.所以滿足條件②的點(diǎn)滿足或.若點(diǎn)滿足條件,由點(diǎn)到直線的距離公式,有,即,所以或,因?yàn)辄c(diǎn)在第一象限,所以不成立.聯(lián)立方程和,解得(舍去),聯(lián)立方程和,解得,所以即為同時滿足條件的點(diǎn).【變式訓(xùn)練10-1】.平面上三條直線,,,如果這三條直線將平面劃分為六個部分,求實(shí)數(shù)的所有可能的取值.【答案】、或【解析】三條直線將平面劃分為六個部分,則這三條直線有兩條平行,另一條與這兩條平行線相交或三條直線交于一點(diǎn),然后對直線與其他直線平行或三線交于一點(diǎn)進(jìn)行分類討論,即可求得實(shí)數(shù)的可能取值.解:三條直線將平面劃分為六個部分,則這三條直線有兩條平行,另一條與這兩條平行線相交或三條直線交于一點(diǎn).當(dāng)直線與直線平行時,,得.當(dāng)直線與直線平行時,,得;當(dāng)三條直線相交于同一點(diǎn)時,由,解得,即直線與交于點(diǎn),直線過點(diǎn)時,.綜上,、或.題型11:直線與曲線方程【典型例題】.已知動點(diǎn)P與兩個頂點(diǎn),的距離的比值為2,點(diǎn)P的軌跡為曲線C.(1)求曲線C的軌跡方程;(2)過點(diǎn)且斜率為k的直線l,交曲線C于、N兩點(diǎn),若,求斜率k【答案】(1);(2).【解析】(1)設(shè)出動點(diǎn)P的坐標(biāo),借助兩點(diǎn)間距離公式列式,化簡計(jì)算作答.(2)根據(jù)給定條件寫出l的方程,聯(lián)立l與C的方程,借助韋達(dá)定理計(jì)算判斷作答.(1)設(shè)點(diǎn),依題意,,則,化簡整理得:,所以曲線C的軌跡方程是:.(2)依題意,設(shè)直線l的方程為:,由消去y并整理得:,由得,設(shè),,則有,,即,整理得,解得或(舍去),所以斜率.【變式訓(xùn)練11-1】.已知曲線.(1)說明曲線C是什么圖形,并畫出該圖形;(2)直線經(jīng)過點(diǎn),與曲線C交于M,N兩點(diǎn),且點(diǎn)A是線段MN的中點(diǎn),求直線的方程;(3)直線與曲線C交于M,N兩點(diǎn),且,求直線的方程.【答案】(1)曲線C表示的是兩條直線或,圖形見解析;(2)直線的方程為;(3)直線的方程為或或或.【解析】(1)化簡即得解,再作圖;(2)設(shè)直線交直線于點(diǎn),求出點(diǎn)坐標(biāo)即得解;(3)聯(lián)立直線的方程,求出點(diǎn)坐標(biāo),解方程即得解.(1)解:由得或,所以曲線C表示的是兩條直線或,如圖所示,(2)解:設(shè)直線交直線于點(diǎn),則直線交直線于點(diǎn),所以.所以,所以直線的斜率為.所以直線的方程為.所以直線的方程為.(3)解:聯(lián)立直線方程得;聯(lián)立直線方程得.因?yàn)?,所以,化簡得?所以或或或.所以直線的方程為或或或.題型12:直線方程的應(yīng)用題【典型例題】.如圖,為保護(hù)河上古橋,規(guī)劃建一座新橋,同時設(shè)立一個圓形保護(hù)區(qū).規(guī)劃要求:新橋與河岸垂直;保護(hù)區(qū)的邊界為圓心在線段上,并與相切的圓,且古橋兩端和到該圓上任意一點(diǎn)的距離均不少于80m.經(jīng)測量,點(diǎn)位于點(diǎn)正北方向60m處,點(diǎn)C位于點(diǎn)正東方向170m處(為河岸),.(1)求新橋的長;(2)長的范圍是多少?【答案】(1)m(2)【解析】(1)根據(jù)題意,以為原點(diǎn),以向東,向北為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系,進(jìn)而點(diǎn)坐標(biāo)為,,再結(jié)合題意得直線,方程,并聯(lián)立得交點(diǎn)的坐標(biāo),最后結(jié)合距離公式求解即可;(2)根據(jù)題意設(shè),進(jìn)而根據(jù)題意列出不等式組,再結(jié)合代換求得的范圍,即長的范圍.(1)解:如圖,以為軸建立直角坐標(biāo)系,則,,由題意,直線方程為:.又,故直線方程為,由,解得,即,所以;(2)解:設(shè),即,由(1)直線的一般方程為,圓的半徑為,由題意要求,由于,因此,∴∴,即長的范圍是.【變式訓(xùn)練12-1】.如圖,在一段直的河岸同側(cè)有A、B兩個村莊,相距5km,它們距河岸的距離分別為3km、6km.現(xiàn)在要在河邊修一抽水站并鋪設(shè)輸水管道,同時向兩個村莊供水.如果預(yù)計(jì)修建抽水站需8.25萬元(含設(shè)備購置費(fèi)和人工費(fèi)),鋪設(shè)輸水管每米需用24.5元(含人工費(fèi)和材料費(fèi)).現(xiàn)由鎮(zhèn)政府撥款30萬元,問A、B兩村還需共同自籌資金多少才能完成此項(xiàng)工程?(精確到100元)(參考數(shù)據(jù):,,,)【答案】需要兩村共同自籌資金23900元【解析】建立直角坐標(biāo)系,利用關(guān)于軸的對稱點(diǎn)求出鋪設(shè)的輸水管道最短距離,再結(jié)合已知條件可求出結(jié)果.建立直角坐標(biāo)系如圖所示,則.由,可知,那么點(diǎn)A關(guān)于x軸的對稱點(diǎn).連接交x軸于點(diǎn)C.由平面幾何知識可知,當(dāng)抽水站建在C處時,鋪設(shè)的輸水管道最短.∵,∴(km),∴鋪設(shè)管道所需資金為(元),總費(fèi)用(元).∴(元).答:需要兩村共同自籌資金23900元.鞏固提升1.已知直線l經(jīng)過兩條直線和的交點(diǎn),且________,若直線m與直線l關(guān)于點(diǎn)對稱,求直線m的方程.試從①與直線垂直,②在y軸上的截距為,這兩個條件中任選一個補(bǔ)充在上面的問題中,并解答.【答案】答案見解析【解析】先求出兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),若選①,可設(shè)直線l的方程為,然后將交點(diǎn)坐標(biāo)代入可求出,可得直線的方程,在直線上任取兩個點(diǎn),求出這兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn),從而可求出直線m的方程,若選②,則直線過點(diǎn),從而可求出直線的方程,在直線上任取兩個點(diǎn),求出這兩點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對稱點(diǎn),從而可求出直線m的方程,由,得,所以交點(diǎn)坐標(biāo)為.若選①,可設(shè)直線l的方程為,將點(diǎn)代入可得,即.在直線l上取兩點(diǎn)和,點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,所以直線m的方程為.若選②,可得直線l的斜率,所以直線l的方程為.在直線l上取兩點(diǎn)和,點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為,所以直線m的方程為,即.2.已知直線與平行,且直線與直線之間的距離為,求m、n的值.【答案】;或.【解析】根據(jù)兩直線平行的條件及兩直線平行件的距離公式即可求解.因?yàn)橹本€與平行,所以,解得,,又因?yàn)橹本€與直線之間的距離為,所以,解得或.綜上,m的值為;n的值為或.3.在等腰直角三角形中,已知一條直角邊所在直線的方程為,斜邊的中點(diǎn)為,求其它兩邊所在直線的方程.【答案】答案見解析【解析】先設(shè)另一條直角邊所在直線方程為,利用點(diǎn)到兩直角邊的距離相等求出,再聯(lián)立兩直線的方程解出直角頂點(diǎn)的坐標(biāo),利用與直角頂點(diǎn)的連線與斜邊垂直求斜邊所在直線的斜率,代點(diǎn)斜式即可求得斜邊所在直線的方程如圖所示,設(shè)另一條直角邊所在直線方程為,即:因?yàn)榈降胶偷木嚯x相等所以解之得或即直線的方程為或由所以因?yàn)?,所以所以直線的方程為即:由所以因?yàn)?,所以所以直線的方程為即:4.已知三角形ABC的頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(-1,5)、B(-2,-1)、C(4,3),(1)求AB邊所在的直線方程;(2)求AB邊的高所在直線方程.【答案】(1)(2)【解析】(1)由兩點(diǎn)式可得直線AB的方程,化為一般式即可;(2)可得直線AB的斜率,由垂直關(guān)系可得AB邊高線的斜率,可得高線的點(diǎn)斜式方程,化為一般式即可.(1)因?yàn)锳(-1,5)、B(-2,-1),所以由兩點(diǎn)式方程可得,化為一般式可得:;(2)直線AB的斜率為.所以由垂直關(guān)系可得AB邊高線的斜率為,故AB邊的高所在直線方程為,化為一般式可得:.5.三角形的三個頂點(diǎn)是,,.(1)求邊上的高所在直線的方程.(2)求邊的垂直平分線的方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)利用兩點(diǎn)求出的斜率,進(jìn)而求出邊上的高所在直線的斜率為,再由直線經(jīng)過點(diǎn),利用點(diǎn)斜式即可求解.(2)由(1)可得垂直平分線的斜率,利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出的中點(diǎn)坐標(biāo),利用點(diǎn)斜式即可求解.(1)邊所在的直線的斜率因?yàn)檫吷系母吲c垂直,所以邊上的高所在直線的斜率為又邊上的高經(jīng)過點(diǎn)所以邊上的高所在的直線方程為即.(2)由(1)得,邊所在直線斜率所以邊垂直平分線斜率為的中點(diǎn)坐標(biāo)所以邊垂直平分線方程即6.在中,點(diǎn),邊上中線所在的直線方程為,的內(nèi)角平分線所在的直線方程為.(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求的邊所在直線的方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)設(shè)點(diǎn),根據(jù)題意點(diǎn)B在直線上,再求出AB的中點(diǎn),進(jìn)而將中點(diǎn)坐標(biāo)代入直線上,最后解出答案;(2)先求出點(diǎn)A關(guān)于直線的對稱點(diǎn),則點(diǎn)在直線BC上,進(jìn)而求出直線方程.(1)設(shè)點(diǎn),則,解得,∴點(diǎn).(2)設(shè)點(diǎn)關(guān)于對稱的點(diǎn),則的中點(diǎn)坐標(biāo)為,,于是,則,由(1),所以,所以直線BC的方程為:,即.7.設(shè)直線的方程為.(1)若直線不經(jīng)過第二象限,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)若直線與軸?軸分別交于點(diǎn),求(為坐標(biāo)原點(diǎn))面積的最小值及此時直線的方程.【答案】(1)(2)面積的最小值為,此時直線的方程為【解析】(1)將直線化為斜截式方程,由直線不經(jīng)過第二象限,列方程組解出實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)由已知得出,代入面積公式,利用基本不等式可求出最值以及取得最值時的直線方程.(1)直線的方程可化為,因?yàn)椴贿^第二象限,所以,解得,從而的取值范圍為(2)直線的方程可化為,所以,從而,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,因此面積的最小值為,此時直線的方程為8.將一張紙沿直線對折一次后,點(diǎn)與點(diǎn)重疊,點(diǎn)與點(diǎn)重疊.(1)求直線的方程;(2)求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)由對折可知中點(diǎn)在上且,利用點(diǎn)斜式即可得到直線方程;(2)由(1)設(shè)所在直線方程為,利用點(diǎn)坐標(biāo)解出的值,再計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)即可.(1)因?yàn)椋?,所以線段中點(diǎn)坐標(biāo)為;又因?yàn)?,所以由對折可得,所以直線的方程為即.(2)由(1)得設(shè)直線的方程為,因?yàn)樵谥本€上,代入解得,即直線的方程為,設(shè)直線與直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為,由解得,所以,解得,所以.10.已知,,.(1)若點(diǎn)滿足,,求點(diǎn)的坐標(biāo);(2)若點(diǎn)在軸上,且,求直線的傾斜角.【答案】(1)(2)90°【解析】第(1)問中,若存在,兩直線垂直,則有,兩直線平行,則有,設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),列方程即可求解.第(2)問中,根據(jù),可知,設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)列方程即可.(1)設(shè),由題意得,.因?yàn)?,所以,即.①又,所以,即.②由①②,得,,即.?)如圖所示:設(shè),因?yàn)?,所以.又,,所以,即,所以,又,所以軸,故直線的傾斜角為90°.11.已知平行四邊形的三個頂點(diǎn)的坐標(biāo)為、、.(1)求邊的中垂線所在的直線方程和平行四邊形的頂點(diǎn)D的坐標(biāo);(2)求的面積.【答案】(1),(2)8【解析】(1)利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式,以及,結(jié)合點(diǎn)斜式求直線方程;(2)利用兩點(diǎn)間距離公式和點(diǎn)到直線距離公式求解代入計(jì)算.(1)如圖,設(shè)邊中點(diǎn)為E,∵、,∴邊的中垂線所在的直線的斜率為,由直線的點(diǎn)斜式方程得邊的中垂線所在的直線為,即.設(shè)邊中點(diǎn)為M,則M點(diǎn)坐標(biāo)為,設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為,由已知得M為線段的中點(diǎn),有,解得,∴.(2)由、得,直線的方程為:,∴D到直線的距離,∴.12.如圖,在平行四邊形中,邊所在直線方程為,點(diǎn).(1)求直線的方程;(2)求邊上的高所在直線的方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)根據(jù)平行四邊形的性質(zhì),結(jié)合平行線的性質(zhì)進(jìn)行求解即可;(2)根據(jù)直線垂直的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.(1)∵四邊形為平行四邊形,∴.∴.∴直線的方程為,即.(2)∵,∴.∴直線的方程為,即.13.已知點(diǎn)A(2,3),B(4,1),△ABC是以AB為底邊的等腰三角形,點(diǎn)C在直線l:x-2y+2=0上.(1)求AB邊上的高CE所在直線的方程;(2)求△ABC的面積.【答案】(1)(2)2【解析】(1)由題意可知,為的中點(diǎn),,利用斜率計(jì)算公式、點(diǎn)斜式即可得出.(2)由得,利用兩點(diǎn)之間的距離公式、三角形面積計(jì)算公式即可得出.(1)解:由題意可知,為的中點(diǎn),因?yàn)椋?,所以,,所以,所在直線方程為,即.(2)解:由解得,所以,所以平行于軸,平行于軸,即,,.15.已知△ABC,,,,軸為邊中線.(1)求邊所在直線方程;(2)求內(nèi)角角平分線所在直線方程.【答案】(1);(2).【解析】(1)設(shè)交軸于點(diǎn),則根據(jù)條件可知為等邊三角形,則,進(jìn)而,由點(diǎn)斜式即可求解;(2)先內(nèi)角角平分線斜率的,再由點(diǎn)斜式即可求解(1)因?yàn)椋?,設(shè)交軸于點(diǎn),則根據(jù)條件可知為等邊三角形,則,為中點(diǎn),則.,故直線方程為,即,故直線方程為.(2)因?yàn)?,所以?所以內(nèi)角角平分線斜率為,故內(nèi)角角平分線所在直線方程為.16.已知直線.(1)若直線不能過第三象限,求的取值范圍;(2)若直線交軸負(fù)半軸于點(diǎn),交軸正半軸于點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)的面積為,求的最小值及此時直線的方程.【答案】(1)(2)的最小值為,此時直線的方程為【解析】(1)分、兩種情況討論,在時直接驗(yàn)證即可;在時,求出直線與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題意可得出關(guān)于的不等式組,由此可解得實(shí)數(shù)的取值范圍;(2)求出點(diǎn)、的坐標(biāo),求得,利用基本不等式結(jié)合三角形的面積公式可求得的最最小值,利用等號成立的條件可求得的值,即可得出直線的方程.(1)解:由,當(dāng)時,直線的方程為,此時直線不過第三象限,合乎題意;當(dāng)時,在直線的方程中,令,可得y=2k+1,令,可得,若直線不過第三象限,則,解得.綜上所述,.(2)解:由(1)可知,,又在軸負(fù)半軸,在軸正半軸,所以,,可得.,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,所以,的最小值為,此時直線的方程.17.在平面直角坐標(biāo)系中,已知矩形ABCD的長為2,寬為1,AB,AD邊分別在x軸、y軸的正半軸上,點(diǎn)A與坐標(biāo)原點(diǎn)重合如圖所示將矩形折疊,使點(diǎn)A落在線段DC上.(1)若折痕所在直線的斜率為k,試求折痕所在直線的方程(2)當(dāng)時,求折痕長的最大值.【答案】(1);(2)【分析】當(dāng)時,此時A點(diǎn)與D點(diǎn)重合,折痕所在的直線方程當(dāng)時,將矩形折疊后A點(diǎn)落在線段DC上的點(diǎn)記為,可知:A與G關(guān)于折痕所在的直線對稱,有,解得故G點(diǎn)坐標(biāo)為,從而折痕所在的直線與OG的交點(diǎn)坐標(biāo)即線段OG的中點(diǎn)為,即可得出.當(dāng)時,折痕長為當(dāng)時,折痕所在直線交BC于,交y軸于利用兩點(diǎn)之間的距離公式、二次函數(shù)的單調(diào)性即可得出.【詳解】解:(1)①當(dāng)時,此時點(diǎn)A與點(diǎn)D重合,折痕所在直線的方程為.②當(dāng)時,將矩形折疊后點(diǎn)A落在線段DC上的點(diǎn)記為,,所以點(diǎn)A與點(diǎn)G關(guān)于折痕所在的直線對稱,有,故點(diǎn)G的坐標(biāo)為,從而折痕所在的直線與OG的交點(diǎn)線段OG的中點(diǎn)為,故折痕所在直線的方程為,即.綜上所述,折痕所在直線的方程為.當(dāng)時,折痕的長為當(dāng)時,折痕所在的直線交直線BC于點(diǎn),交y軸于點(diǎn).,,則在上,,,的取值范圍為,故點(diǎn)M在線段上.,折痕長度的最大值為而,故折痕長度的最大值為18.已知直線:過定點(diǎn),若直線被直線和軸截得的線段恰好被定點(diǎn)平分,求的值.【答案】【解析】設(shè)直線與直線交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),依題意為中點(diǎn)求出點(diǎn)坐標(biāo),反解出點(diǎn)坐標(biāo),代入直線中即可求得的值則直線過定點(diǎn)設(shè)直線與直線交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),依題意為中點(diǎn)在中令,則,即所以,即,將其代入直線中可得解之得19.若點(diǎn)和到直線l的距離都是.(1)根據(jù)m的不同取值,討論滿足條件的直線l有多少條?(2)從以下三個條件中:①;②;③;選擇一個條件,求出直線l的方程.【答案】(1)見解析(2)見解析【解析】(1)總有兩條的平行線滿足到的距離為,求出,再分,,討論與相交的直線中滿足條件的即可;(2)分別設(shè)出與平行和相交的直線,利用不同的值及點(diǎn)到直線的距離解方程求出直線方程即可.(1)如圖:,為的垂直平分線.由知不論為多少,總有兩條的平行線滿足到的距離為;易知,當(dāng)時,由圖知還存

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