考點33 直線的位置關系-備戰2020年高考數學(文)考點一遍過_第1頁
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文檔簡介

1、考點33 直線的位置關系(1)能根據兩條直線的斜率判定這兩條直線平行或垂直.(2)能用解方程組的方法求兩條相交直線的交點坐標.(3)掌握兩點間的距離公式、點到直線的距離公式,會求兩條平行直線間的距離.一、兩條直線的位置關系斜截式一般式與相交 與垂直與平行且或與重合且注意:(1)當兩條直線平行時,不要忘記它們的斜率不存在時的情況;(2)當兩條直線垂直時,不要忘記一條直線的斜率不存在、另一條直線的斜率為零的情況二、兩條直線的交點對于直線l1:a1xb1yc10,l2:a2xb2yc20,與的交點坐標就是方程組的解(1)方程組有唯一解與相交,交點坐標就是方程組的解;(2)方程組無解;(3)方程組有無

2、數解與重合三、距離問題(1)平面上任意兩點p1(x1,y1),p2(x2,y2)間的距離|p1p2|(2)點p0(x0,y0)到直線l:axbyc0的距離d(3)兩條平行線axbyc10與axbyc20(c1c2)間的距離d四、對稱問題(1)中心對稱:點為點與的中點,中點坐標公式為(2)軸對稱:若點關于直線l的對稱點為,則考向一 兩直線平行與垂直的判斷及應用由兩直線平行或垂直求參數的值:在解這類問題時,一定要“前思后想”.“前思”就是在解題前考慮斜率不存在的可能性,是否需要分情況討論;“后想”就是在解題后,檢驗答案的正確性,看是否出現增解或漏解.典例1 已知直線經過,兩點,直線的傾斜角為,那么

3、與a垂直b平行c重合d相交但不垂直【答案】a【解析】直線經過,兩點,直線的斜率:,直線的傾斜角為,直線的斜率,.故選a.典例2 若直線與直線互相平行,則的值為a4bc5d【答案】c【解析】直線的斜率為,在縱軸上的截距為,因此若直線與直線互相平行,則一定有直線的斜率為,在縱軸上的截距不等于,于是有且,解得,故選c【名師點睛】本題主要考查兩直線平行的充要條件,意在考查對基礎知識掌握的熟練程度,屬于簡單題.直接根據兩直線平行的充要條件,列出關于的方程求解即可.1“”是“直線和直線垂直”的a充分不必要條件 b必要不充分條件c充要條件 d既不充分也不必要條件2已知直線,(1)若,求實數的值;(2)當時,

4、求過直線與的交點,且與原點的距離為1的直線的方程.考向二 兩直線的相交問題1兩直線交點的求法求兩直線的交點坐標,就是解由兩直線方程組成的方程組,以方程組的解為點的坐標,即交點的坐標.2求過兩直線交點的直線方程的方法求過兩直線交點的直線方程,先解方程組求出兩直線的交點坐標,再結合其他條件寫出直線方程.也可借助直線系方程,利用待定系數法求出直線方程,這樣能簡化解題過程.典例3 已知直線l經過直線2x-y-3=0和4x-3y-5=0的交點p,且垂直于直線2x+3y+5=0,求直線l的方程.【解析】方法一:由,解得x=2y=1,即點p的坐標為(2,1),因為直線l與直線2x+3y+5=0垂直,所以直線

5、l的斜率為,由點斜式得直線l的方程為3x-2y-4=0.方法二:由,解得x=2y=1,即點p的坐標為(2,1),因為直線l與直線2x+3y+5=0垂直,所以可設直線l的方程為3x-2y+c=0,把點p的坐標代入得3×2-2×1+c=0,解得c=-4.故直線l的方程為3x-2y-4=0.方法三:直線l的方程可設為2x-y-3+(4x-3y-5)=0(其中為常數),即(2+4)x-(1+3)y-5-3=0,因為直線l與直線2x+3y+5=0垂直,所以·(-)=-1,解得=1.故直線l的方程為3x-2y-4=0.3當為何值時,直線與直線的交點在第一象限?考向三 距離問題

6、1.求兩點間的距離,關鍵是確定兩點的坐標,然后代入公式即可,一般用來判斷三角形的形狀等.2.解決點到直線的距離有關的問題,應熟記點到直線的距離公式,若已知點到直線的距離求直線方程,一般考慮待定斜率法,此時必須討論斜率是否存在.3.求兩條平行線間的距離,要先將直線方程中x,y的對應項系數轉化成相等的形式,再利用距離公式求解.也可以轉化成點到直線的距離問題.典例4 (1)若點a(2,3),b(4,5)到直線l的距離相等,且直線l過點p(1,2),則直線l的方程為_;(2)若直線m被兩直線l1:xy10與l2:xy30所截得的線段的長為,則直線m的傾斜角( 為銳角)為_ 【答案】(1)x3y50或x

7、1;(2)15°或75°【解析】(1)方法一:當直線l的斜率不存在時,直線l:x1,點a,b到直線l的距離相等,符合題意當直線l的斜率存在時,設直線l的方程為y2k(x1),即kxyk20由題意知,即|3k1|3k3|,解得k直線l的方程為y2(x1),即x3y50綜上,直線l的方程為x3y50或x1方法二:當abl時,有klkab,直線l的方程為y2(x1),即x3y50當l過ab的中點時,由ab的中點為(1,4),得直線l的方程為x1綜上,直線l的方程為x3y50或x1(2)顯然直線l1l2,直線l1,l2之間的距離,設直線m與l1,l2分別相交于點b,a,則|ab|=

8、,過點a作直線l垂直于直線l1,垂足為c,則|ac|=d=,在中,sinabc=,所以abc=30°,又直線l1的傾斜角為45°,所以直線m的傾斜角為45°30°=15°或45°+30°=75°,故直線m的傾斜角 =15°或75°4若直線與平行,則兩直線間的距離為abcd5已知點,點在直線上運動當最小時,點的坐標是abcd考向四 對稱問題解決對稱問題要抓住以下兩點:(1)已知點與對稱點的連線與對稱軸垂直;(2)以已知點和對稱點為端點的線段的中點在對稱軸上典例5 已知直線l:3x-y+3=0,求:

9、(1)點p(4,5)關于直線l的對稱點的坐標;(2)直線x-y-2=0關于直線l對稱的直線方程.【解析】設p(x,y)關于直線l:3x-y+3=0的對稱點為p'(x',y').kpp'·kl=1,·3=-1,又pp'的中點在直線3x-y+3=0上,3·-+3=0.聯立,解得.(1)把x=4,y=5代入,得x'=-2,y'=7,p(4,5)關于直線l的對稱點p'的坐標為(-2,7).(2)用分別代換x-y-2=0中的x,y,得關于l對稱的直線方程為,即7x+y+22=0.6與直線關于軸對稱的直線方程為a

10、bcd7已知點為直線上任意一點,則的取值范圍是abcd考向五 直線過定點問題求解含有參數的直線過定點問題,有兩種方法:(1)任給直線中的參數賦兩個不同的值,得到兩條不同的直線,然后驗證這兩條直線的交點就是題目中含參數直線所過的定點,從而問題得解.(2)分項整理,含參數的并為一項,不含參數的并為一項,整理成等號右邊為零的形式,然后令含參數的項和不含參數的項分別為零,解方程組所得的解即為所求定點.典例6 求證:不論m取什么實數,直線(2m1)x(m3)y(m11)0都經過一個定點,并求出這個定點的坐標【答案】詳見解析.【解析】證法一:對于方程(2m1)x(m3)y(m11)0,令m0,得x3y11

11、0;令m1,得x4y100.解方程組得兩直線的交點為(2,3)將點(2,3)代入已知直線方程左邊,得(2m1)×2(m3)×(3)(m11)4m23m9m110.這表明不論m為什么實數,所給直線均經過定點(2,3)證法二:以m為未知數,整理為(2xy1)m(x3y11)0.由于m取值的任意性,所以,解得x2,y3.所以所給的直線不論m取什么實數,都經過定點(2,3)8已知點,點,直線l:(其中)(1)求直線l所經過的定點p的坐標;(2)若分別過a,b且斜率為的兩條平行直線截直線l所得線段的長為,求直線的方程1過兩直線3xy1=0與x2y7=0的交點且與第一條直線垂直的直線方

12、程是ax3y7=0 bx3y13=0c3xy7=0 d3xy5=02過點和點的直線與過點和點的直線的位置關系是a平行b重合c平行或重合d相交或重合3在平面直角坐標系內有兩個點,若在軸上存在點,使,則點的坐標是abcd或4直線與直線垂直,垂足為,則a bc d5若點到直線的距離為,則a bc d6若直線l1:y=k(x4)與直線l2關于點(2,1)對稱,則直線l2過定點 a(0,4)b(0,2)c(2,4)d(4,2)7點p(-3,4)關于直線x+y-2=0的對稱點q的坐標是abcd8若三條直線,相交于同一點,則點到原點的距離的最小值為abcd9設直線與直線的交點為,分別為上任意兩點,點為的中點

13、,若,則的值為a bc d10設兩條直線的方程分別為,已知a,b是方程的兩個實根,且,則這兩條直線之間的距離的最大值和最小值分別是a, b,c, d,11已知點p(m,n)到點a(0,4)和b(-8,0)的距離相等,則(14)m+(12)n的最小值為a-3b3c16d412已知三條直線,不能構成三角形,則實數的取值集合為a bc d13已知直線:恒過點,直線:上有一動點,點的坐標為.當取得最小值時,點的坐標為abcd14若直線2x+ay-7=0與直線(a-3)x+y+4=0互相垂直,則實數a=        

14、60; .15若直線與直線關于直線對稱,則直線恒過定點_16已知實數x,y滿足5x12y60,則x2 y2的最小值等于_.17一張坐標紙對折一次后,點與點重疊,若點與點重疊,則_18設是函數圖象上的動點,當點到直線的距離最小時,_.19一條光線從)發出,到軸上的點后,經軸反射通過點,則反射光線所在直線的斜率為_20已知l1,l2是分別經過a(2,1),b(0,2)兩點的兩條平行直線,當l1,l2之間的距離最大時,直線l1的方程是          .21已知直線l1:x-2y+4=0與l2:x+y-2=0

15、相交于點p(1)求交點p的坐標;(2)設直線l3:3x-4y+5=0,分別求過點p且與直線l3平行和垂直的直線方程.22已知直線l1:ax+3y+1=0,l2:x+(a-2)y+a=0.(1)若l1l2,求實數a的值;(2)當l1/l2時,求直線l1與l2之間的距離.23在中,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)求點的坐標;(2)求直線的方程.24光線通過點,在直線上反射,反射光線經過點.(1)求點關于直線對稱點的坐標;(2)求反射光線所在直線的一般式方程25已知直線,點.求:(1)直線關于直線的對稱直線的方程;(2)直線關于點對稱的直線的方程.26已知兩條直線l1:ax

16、-by+4=0和l2:(a-1)x+y-b=0.(1)若l1l2,且l1過點(-3,-1),求實數a,b的值.(2)是否存在實數a,b,使得l1l2,且坐標原點到這兩條直線的距離相等?并說明理由.27已知三條直線l1:2xy+a=0(a>0),直線l2:4x2y1=0和直線l3:x+y1=0,且l1和l2的距離是.(1)求a的值.(2)能否找到一點p,使得p點同時滿足下列三個條件:p是第一象限的點;p點到l1的距離是p點到l2的距離的;p點到l1的距離與p點到l3的距離之比是?若能,求出p點坐標;若不能,請說明理由.變式拓展1【答案】a【解析】當時,直線的斜率為,直線的斜率為,則兩直線垂

17、直;當時,兩直線也垂直,所以“”是“直線和直線垂直”的充分不必要條件,故選a.【名師點睛】本題主要考查充分條件與必要條件,兩條直線垂直與斜率的關系,屬于簡單題.對直線位置關系的考查是熱點命題方向之一,這類問題以簡單題為主,主要考查兩直線垂直與兩直線平行兩種特殊關系:在斜率存在的前提下,(1);(2),這類問題盡管簡單卻容易出錯,特別是容易遺忘斜率不存在的情況,這一點一定不能掉以輕心.2【解析】(1)因為,所以,故.(2)當時,即時,直線與的交點的坐標為,設過交點的直線為(當直線的斜率不存在時顯然不滿足距離為1的條件),根據點到直線的距離公式有:,解得.所以直線的方程為.3【解析】由得,即兩直線

18、的交點坐標為,解得:.4【答案】c【解析】由可得,解得,所以,則兩條平行直線與間的距離故選c5【答案】b【解析】因為點在直線上運動,所以設點的坐標為,由兩點間的距離公式可知:,顯然時,有最小值,最小值為,此時點的坐標是,故選b6【答案】a【解析】設對稱直線上的點為,則其關于軸的對稱點在直線上,所以,即,故選a7【答案】a【解析】當為坐標原點時,此時,為最小值.設關于對稱的點為,則:,解得,此時,又,得直線平行于,可知必構成三角形,即,綜上所述:.故選a.8【解析】(1)直線方程可化為:,由解得即直線l過定點.(2)由平行線的斜率為得其傾斜角為,又水平線段,所以兩平行線間的距離為,而直線被截線段

19、長為,所以被截線段與平行線所成的夾角為,即直線與兩平行線所成的夾角為,所以直線的傾斜角為或由(1),知直線l過定點,則所求直線為或【名師點睛】本題考查了直線方程過定點問題,平行線間的距離及夾角問題,主要是依據圖象判斷各條直線的位置關系,屬于中檔題.(1)根據直線過定點,化簡直線方程,得到關于的表達式,令系數與常數分別為0即可求得過定點的坐標.(2)根據平行線間的距離公式,求得平行線間的距離;由傾斜角與直線的夾角關系,求得直線的方程.考點沖關1【答案】b【解析】由,得,即交點為(1,4)第一條直線的斜率為3,且與所求直線垂直,所求直線的斜率為.由點斜式方程得所求直線方程是y4=(x1),即x3y

20、13=0.2【答案】c【解析】由題意知:,當時,與沒有公共點,當時,與有公共點,與重合,與平行或重合.故選c.3【答案】d【解析】設,則,則,則:,解得:或,點的坐標為或.故選d.4【答案】b【解析】直線與直線垂直,直線即為將點的坐標代入上式可得,解得將點的坐標代入方程得,解得故選b【名師點睛】本題考查兩直線的位置關系及其應用,考查學生的應用意識及運算能力,解題的關鍵是靈活運用所學知識解題,即明確點是兩直線的交點根據兩直線垂直可得,然后將點的坐標代入直線可得,同理可得,于是可得的值5【答案】b【解析】由題意得.故選b.6【答案】b【解析】因為直線l1:y=k(x4)過定點(4,0),所以原問題

21、轉化為求(4,0)關于(2,1)的對稱點.設直線l2過定點(x,y),則,解得x=0,y=2.故直線l2過定點(0,2).7【答案】b【解析】設點p(-3,4)關于直線l:x+y-2=0的對稱點q的坐標為(x,y),可得pq中點的坐標為(),利用對稱性可得:,且,解得:,y=5,點q的坐標為(-2,5).故選b8【答案】a【解析】聯立,解得,三條直線,相交于同一點,則點到原點的距離的最小值為原點到直線的距離故選a9【答案】a【解析】根據題意畫出圖形,如圖所示:直線與直線的交點為,為的中點,若,則即解得故選a10【答案】a【解析】是方程的兩個實根,兩條直線之間的距離,兩條直線之間的距離的最大值和

22、最小值分別為,.故選a.【名師點睛】本題考查了平行線之間的距離的求法,函數的最值的求法,考查了計算能力,注意之間的關系,利用其關系進行轉化,屬于中檔題.11【答案】c【解析】因為點p(m,n)到點a(0,4)和b(-8,0)的距離相等,所以m2+(n-4)2=(m+8)2+n2,即2m+n=-6,又(14)m>0,(12)n>0,所以(14)m+(12)n2(14)m·(12)n=2(12)2m+n=2(12)-6=16,當且僅當2m+n=-6(14)m=(12)n,即2m=n=-3時取等號.12【答案】d【解析】因為三條直線,不能構成三角形,所以直線與或平行,或者直線過

23、與的交點,直線與,分別平行時,或,直線過與的交點時,所以實數的取值集合為.故選d.13【答案】c【解析】直線:,即,令,求得,可得該直線恒過點.直線:上有一動點,點的坐標為,故、都在直線:的上方點關于直線:的對稱點為,則直線的方程為,即.聯立,求得,可得當取得最小值時,點的坐標為故選c14【答案】2【解析】由題得,2(a-3)+a×1=0,解得a=2.故答案為2.15【答案】【解析】直線經過定點,點關于直線對稱的點為,點在直線上,即直線恒過定點,故答案為.16【答案】【解析】因為實數x,y滿足5x12y60,所以x2 y2表示原點到直線5x12y60上點的距離所以x2 y2的最小值表

24、示原點到直線5x12y60的距離容易計算,即所求x2 y2的最小值為601317【答案】 【解析】設線段的中點為,則點,則對折后,對折直線l的方程為;設直線的方程為,點在直線上,則直線的方程為;設直線與直線的交點為則解方程組得.即,則,.18【答案】【解析】是函數圖象上的動點,則點到直線的距離為 當時,取得最小值故答案為【名師點睛】本題考查了點到直線的距離公式應用問題,是基礎題由點到直線的距離公式求得的關系式,從而求得距離最小時n的值19【答案】2【解析】如圖所示:作點關于軸的對稱點,則點在直線上,由對稱性可知,則光線所在直線的斜率,故答案為.【名師點睛】本題考查的是反射定律,以鏡面反射為背景

25、的問題,實質就是對稱問題,求解這類問題一般要轉化為求對稱點的問題,判斷點在直線上,是解題的關鍵.20【答案】2x-y-3=0【解析】由平面幾何知識,得當l1ab時,l1,l2之間的距離最大.a(2,1),b(0,2),kab=-12,kl1=2.則直線l1的方程是y-1=2(x-2),即2x-y-3=0.21【解析】(1)由 x-2y+4=0x+y-2=0 ,得x=0y=2  , p(0,2).(2)與l3平行直線方程y-2=34x,即3x-4y+8=0.與l3垂直的直線方程y-2=-43x,即4x+3y-6=0.22【解析】(1)由l1l2知a+3(a-2)=0

26、,解得a=32.(2)當時,有a(a-2)-3=03a-(a-2)0,解得a=3,l1:3x+3y+1=0,l2:x+y+3=0,即l2:3x+3y+9=0,所求距離為d=|9-1|32+32=423.【名師點睛】本題考查直線與直線之間的位置關系.解答本題時要注意:(1)利用直線垂直,結合斜率之間的關系,建立方程,求解實數的值;(2)利用直線平行,確定參數的值,利用平行直線之間的距離公式,求值計算.23【解析】(1)邊上的高為,故直線的斜率為, 所以直線的方程為,即, 因為直線的方程為,所以 解得,所以.(2)設,由為中點,得的坐標為,則,解得, 所以,又因為,所以直線的方程為,即直線的方程為.24【解析】(1)設點關于直線l的對稱點為,則,解得,即點

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