
2、精練習(xí)題。復(fù)習(xí)時(shí)不要搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,應(yīng)在老師的指導(dǎo)下,選一些源于課本的變式題,或體現(xiàn)基本概念、基本方法的基本題,通過解題來提高思維能力和解題技巧,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解。在解題時(shí),要獨(dú)立思考,一題多思,一題多解,反復(fù)玩味,悟出道理。
3、加強(qiáng)審題的規(guī)范性。每每大考過后,總有同學(xué)抱怨沒考好,糾其原因是考試時(shí)沒有注意審題。審題決定了成功與否,不解決這個(gè)問題勢(shì)必影響到高考的成敗。那么怎么審題呢? 應(yīng)找出題目中的已知條件 ;善于挖掘題目中的隱含條件 ;認(rèn)真分析條件與目標(biāo)的聯(lián)系,確定解題思路 。
4、重視錯(cuò)題。錯(cuò)誤是最好的老師”,但更重要的是尋找錯(cuò)因,及時(shí)進(jìn)行總結(jié),三五個(gè)字,一兩句話都行,言簡(jiǎn)意賅,切中要害,以利于吸取教訓(xùn),力求相同的錯(cuò)誤不犯第二次。
第02講 兩條直線的位置關(guān)系
目錄
知識(shí)點(diǎn)一:兩直線平行與垂直的判定
兩條直線平行與垂直的判定以表格形式出現(xiàn),如表所示.
知識(shí)點(diǎn)二:三種距離
1、兩點(diǎn)間的距離
平面上兩點(diǎn)的距離公式為.
特別地,原點(diǎn)O(0,0)與任一點(diǎn)P(x,y)的距離
2、點(diǎn)到直線的距離
點(diǎn)到直線的距離
特別地,若直線為l:x=m,則點(diǎn)到l的距離;若直線為l:y=n,則點(diǎn)到l的距離
3、兩條平行線間的距離
已知是兩條平行線,求間距離的方法:
(1)轉(zhuǎn)化為其中一條直線上的特殊點(diǎn)到另一條直線的距離.
(2)設(shè),則與之間的距離
注:兩平行直線方程中,x,y前面對(duì)應(yīng)系數(shù)要相等.
4、雙根式
雙根式型函數(shù)求解,首先想到兩點(diǎn)間的距離,或者利用單調(diào)性求解.
【解題方法總結(jié)】
1、點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱
點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)對(duì)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(duì)稱點(diǎn)為,則根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式,有
可得對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)為
2、點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱
點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)稱點(diǎn),再利用兩對(duì)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(duì)稱
求直線,關(guān)于直線(兩直線不平行)的對(duì)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(duì)稱的秒殺公式算出對(duì)稱點(diǎn)
第三步:利用兩點(diǎn)式寫出方程
5、常見的一些特殊的對(duì)稱
點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為,關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為.
點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為.
點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為.
點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為.
點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為.
6、過定點(diǎn)直線系
過已知點(diǎn)的直線系方程(為參數(shù)).
7、斜率為定值直線系
斜率為的直線系方程(是參數(shù)).
8、平行直線系
與已知直線平行的直線系方程(為參數(shù)).
9、垂直直線系
與已知直線垂直的直線系方程(為參數(shù)).
10、過兩直線交點(diǎn)的直線系
過直線與的交點(diǎn)的直線系方程:(為參數(shù)).
題型一:兩直線位置關(guān)系的判定
例1.(2023·高二課時(shí)練習(xí))直線與互相垂直,則這兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】易知直線的斜率為,
由兩直線垂直條件得直線的斜率,解得;
聯(lián)立,解得;
即交點(diǎn)為
故選:C.
例2.(2023·江蘇南通·高二江蘇省如皋中學(xué)??奸_學(xué)考試)已知過點(diǎn)和點(diǎn)的直線為l1,. 若,則的值為( )
A.B.
C.0D.8
【答案】A
【解析】因?yàn)?,所以,解得,又,所以?br>解得.所以.
故選:A.
例3.(2023·浙江溫州·高二樂清市知臨中學(xué)??奸_學(xué)考試)設(shè)直線,,則是的( )
A.充要條件B.必要不充分條件
C.充分不必要條件D.既不充分也不必要條件
【答案】C
【解析】當(dāng)時(shí),直線,,
此時(shí),則,所以,故充分性成立;
當(dāng)時(shí),,解得或,故必要性不成立;
所以“”是“”的充分不必要條件,
故選:C.
變式1.(2023·廣東東莞·高三??茧A段練習(xí))直線:與直線:平行, 則( )
A.或B.C.D.
【答案】A
【解析】因?yàn)橹本€:與直線:平行,
所以或,
當(dāng)時(shí),直線:,直線:,
此時(shí)直線與直線平行,滿足題意,
當(dāng)時(shí),直線:,直線:,
此時(shí)直線與直線平行,滿足題意,
故選:A.
變式2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知直線:,:,則條件“”是“”的( )
A.充分必要條件B.充分不必要條件
C.必要不充分條件D.既不必要也不充分條件
【答案】B
【解析】若,則,
解得或.
故是的充分不必要條件.
故選:B
變式3.(2023·黑龍江牡丹江·牡丹江一中??既#┮阎本€,若,則( )
A.B.0C.1D.2
【答案】B
【解析】因?yàn)橹本€,且,則,
所以.
故選:B
變式4.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知A(-1,2),B(1,3),C(0,-2),點(diǎn)D使AD⊥BC,AB∥CD,則點(diǎn)D的坐標(biāo)為( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】設(shè)D(x,y),∵AD⊥BC,∴·=-1,∴x+5y-9=0,
∵AB∥CD,∴=,∴x-2y-4=0,由得,,
故選:D.
變式5.(2023·甘肅隴南·高三統(tǒng)考期中)已知的頂點(diǎn),,其垂心為,則其頂點(diǎn)的坐標(biāo)為
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】為的垂心 ,
又,
直線斜率存在且,
設(shè),則,解得:
本題正確選項(xiàng):
變式6.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))直線,直線,下列說法正確的是( )
A.,使得B.,使得
C.,與都相交D.,使得原點(diǎn)到的距離為3
【答案】B
【解析】對(duì)A,要使,則,所以,解之得,此時(shí)與重合,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
對(duì)B,要使,,,解之得,所以B正確;
對(duì)C,過定點(diǎn),該定點(diǎn)在上,但是當(dāng)時(shí),與重合,所以C錯(cuò)誤;
對(duì)D,,化簡(jiǎn)得,此方程,無實(shí)數(shù)解,所以D錯(cuò)誤.
故選:B.
變式7.(2023·全國(guó)·高三對(duì)口高考)設(shè)分別為中所對(duì)邊的邊長(zhǎng),則直線與直線的位置關(guān)系是( )
A.相交但不垂直B.垂直C.平行D.重合
【答案】B
【解析】由題意可知直線與直線的斜率均存在且不為0,
直線的斜率,
直線的斜率,
由正弦定理可得,
所以兩直線垂直,
故選:B
【解題方法總結(jié)】
判斷兩直線的位置關(guān)系可以從斜率是否存在分類判斷,也可以按照以下方法判斷:一般地,設(shè)(不全為0),(不全為0),則:
當(dāng)時(shí),直線相交;
當(dāng)時(shí),直線平行或重合,代回檢驗(yàn);
當(dāng)時(shí),直線垂直,與向量的平行與垂直類比記憶.
題型二:兩直線的交點(diǎn)與距離問題
例4.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若直線與直線的交點(diǎn)位于第一象限,則直線l的傾斜角的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【解析】法一:聯(lián)立兩直線方程,得,解得,
所以兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為.
因?yàn)閮芍本€的交點(diǎn)在第一象限,所以,解得,
設(shè)直線l的傾斜角為θ,則,又,所以.
法二:由題意,直線l過定點(diǎn),
設(shè)直線與x軸、y軸的交點(diǎn)分別為.
如圖,當(dāng)直線l在陰影部分(不含邊界)運(yùn)動(dòng)時(shí),兩直線的交點(diǎn)在第一象限,易知,
∴的傾斜角為,的傾斜角為.
∴直線l的傾斜角的取值范圍是.
故選:D
例5.(2023·上海浦東新·華師大二附中??既#┮阎龡l直線,,將平面分為六個(gè)部分,則滿足條件的的值共有( )
A.個(gè)B.2個(gè)C.個(gè)D.無數(shù)個(gè)
【答案】C
【解析】當(dāng)三條直線交于一點(diǎn)時(shí),可將平面分為六個(gè)部分,
聯(lián)立與,解得,
則將代入中,,解得,
當(dāng)與平行時(shí),滿足要求,此時(shí),
當(dāng)與平行時(shí),滿足要求,此時(shí),
綜上,滿足條件的的值共有3個(gè).
故選:C
例6.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若三條直線不能圍成三角形,則實(shí)數(shù)的取值最多有( )
A.個(gè)B.個(gè)
C.個(gè)D.個(gè)
【答案】C
【解析】三條直線不能構(gòu)成三角形 至少有兩條直線平行或三條直線相交于同一點(diǎn).
若∥,則;若∥,則;
若∥,則的值不存在;
若三條直線相交于同一點(diǎn),
直線和聯(lián)立:,直線和交點(diǎn)為;
直線和聯(lián)立:,直線和交點(diǎn)為;
三條直線相交于同一點(diǎn)兩點(diǎn)重合或.
故實(shí)數(shù)的取值最多有個(gè).
故選:C
變式8.(2023·江蘇宿遷·高二泗陽縣實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)??茧A段練習(xí))若點(diǎn)在直線上,O是原點(diǎn),則OP的最小值為( )
A.B.2C.D.4
【答案】C
【解析】由題意可知,OP的最小值即為原點(diǎn)到直線的距離,
則.
故選:C
變式9.(2023·吉林長(zhǎng)春·高二東北師大附中??计谥校┮阎c(diǎn)在直線上,則的最小值為( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【解析】就是到原點(diǎn)距離,
到原點(diǎn)距離的最小值為
則的最小值為2,
故選:B.
變式10.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知點(diǎn)、、,且,則 .
【答案】
【解析】已知點(diǎn)、、,且,
則,解得.
故答案為:.
變式11.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))已知點(diǎn)與點(diǎn)間的距離為,則 .
【答案】9或
【解析】由,
得,
即,解得或.
故答案為:9或.
變式12.(2023·全國(guó)·高二課堂例題)已知點(diǎn),,,則的面積為 .
【答案】5
【解析】設(shè)邊上的高為,則就是點(diǎn)C到AB所在直線的距離.
易知.
由兩點(diǎn)式可得邊所在直線的方程為,即.
點(diǎn)到直線的距離,
所以的面積為.
故答案為:5
變式13.(2023·江蘇淮安·高二統(tǒng)考期中)已知平面上點(diǎn)和直線,點(diǎn)P到直線l的距離為d,則 .
【答案】/4.5
【解析】依題意,直線,而點(diǎn),
所以.
故答案為:
變式14.(2023·黑龍江哈爾濱·高三哈爾濱七十三中??计谥校c(diǎn)到直線的距離的最大值是 .
【答案】
【解析】因?yàn)橹本€恒過點(diǎn),
記,直線為直線,
則當(dāng)時(shí),此時(shí)點(diǎn)到直線的距離最大,
∴點(diǎn)到直線距離的最大值為:
.
故答案為:.
變式15.(2023·高二課時(shí)練習(xí))過直線與直線的交點(diǎn),且到點(diǎn)的距離為1的直線l的方程為 .
【答案】或
【解析】解析:由解得
所以l1,l2的交點(diǎn)為.
顯然,直線滿足條件;
當(dāng)直線斜率存在時(shí),設(shè)直線方程為,
即,
依題意有,解得.
所以所求直線方程為或.
故答案為:或.
變式16.(2023·江西新余·高二??奸_學(xué)考試)若點(diǎn)到直線的距離為3,則 .
【答案】
【解析】因?yàn)辄c(diǎn)到直線的距離為3,
可得,即,解得或,
又因?yàn)?,所?
故答案為:.
變式17.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))點(diǎn),到直線l的距離分別為1和4,寫出一個(gè)滿足條件的直線l的方程: .
【答案】或或(填其中一個(gè)即可)
【解析】設(shè),,連接MN,則.
以M為圓心,1為半徑作圓M,以N為圓心4為半徑作圓N,則兩圓外切,
所以兩圓有3條公切線,即符合條件的直線l有3條.
當(dāng)公切線的斜率不存在時(shí),顯然公切線的方程為.
當(dāng)公切線的斜率存在時(shí),設(shè)公切線的方程為,則有,
由①②得,所以或.
由①及得,由①及得,
所以公切線方程為或.
綜上,直線l的方程為或或.
故答案為:或或
變式18.(2023·浙江溫州·高二樂清市知臨中學(xué)??奸_學(xué)考試)若兩條直線與平行,則與間的距離是 .
【答案】/
【解析】?jī)蓷l直線與平行,
解得,
經(jīng)檢驗(yàn)時(shí),,兩直線不重合;
所以,
則與間的距離,
故答案為:.
變式19.(2023·江蘇宿遷·高二泗陽縣實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)??茧A段練習(xí))平行直線與之間的距離為 .
【答案】/0.3
【解析】由題意得即
則平行直線與之間的距離為,
故答案為:
變式20.(2023·新疆·高二校聯(lián)考期末)已知不過原點(diǎn)的直線與直線平行,且直線與的距離為,則直線的一般式方程為 .
【答案】
【解析】直線不過原點(diǎn)且與平行,可設(shè)直線,
與之間的距離,解得:或(舍),
直線的一般式方程為:.
故答案為:.
【解題方法總結(jié)】
兩點(diǎn)間的距離,點(diǎn)到直線的距離以及兩平行直線間的距離的計(jì)算,特別注意點(diǎn)到直線距離公式的結(jié)構(gòu).
題型三:有關(guān)距離的最值問題
例7.(2023·北京·高三強(qiáng)基計(jì)劃)的最小值所屬區(qū)間為( )
A.B.
C.D.前三個(gè)答案都不對(duì)
【答案】C
【解析】如圖,設(shè).
根據(jù)題意,設(shè)題中代數(shù)式為M,則,
等號(hào)當(dāng)P,Q分別為直線與x軸,y軸交點(diǎn)時(shí)取得.
因此所求最小值為13.
故選:C.
例8.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知實(shí)數(shù),滿足,,,則的最小值是 .
【答案】/
【解析】依題意,方程、分別表示以原點(diǎn)為圓心,2、3為半徑的圓,
令,即點(diǎn)分別在、上,如圖,
顯然,,即有,
,取線段中點(diǎn),連接,則,
因此點(diǎn)在以原點(diǎn)為圓心,為半徑的圓上,
而,
即表示點(diǎn)到直線的距離和的倍,
過分別作直線的垂線,垂足分別為,過作垂直于直線于點(diǎn),
于是,,
,原點(diǎn)到直線的距離,
顯然,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)共線,且點(diǎn)在線段上時(shí)取等號(hào),
所以.
故答案為:
例9.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))如圖,平面上兩點(diǎn),在直線上取兩點(diǎn)使,且使的值取最小,則的坐標(biāo)為 .
【答案】
【解析】關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則有.過作平行于的直線為,由得,即此時(shí)直線為.過作,則,則.由于是常數(shù),要使的值取最小,則的值取最小,即三點(diǎn)共線時(shí)最小.設(shè),由得,即,解得(舍去.),即.設(shè),則,解得,即,設(shè),.由得,得,解得或(舍去),故.
故答案為:.
變式21.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))已知點(diǎn)分別在直線與直線上,且,點(diǎn),,則的最小值為 .
【答案】
【解析】易知,作出圖象如下,過點(diǎn)作直線,則,
直線,過作直線,與直線交于點(diǎn),易知四邊形為平行四邊形,
故,且到直線的距離等于到的距離,
設(shè),則,解得或(舍,所以,
而,且(定值),
故只需求出的最小值即可,顯然,
故的最小值為.
故答案為:.
變式22.(2023·全國(guó)·高二課堂例題)已知直線過定點(diǎn)M,點(diǎn)在直線上,則的最小值是( )
A.5B.C.D.
【答案】B
【解析】由得,所以直線l過定點(diǎn),
依題意可知的最小值就是點(diǎn)M到直線的距離,
由點(diǎn)到直線的距離公式可得.
故選:B.
變式23.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾說過:“數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬事休.”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,如:可以轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到點(diǎn)的距離,則的最小值為( ).
A.3B.C.D.
【答案】D
【解析】,
可以看作點(diǎn)到點(diǎn)的距離之和,
作點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),顯然當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),取到最小值,
最小值為間的距離.
故選:D.
變式24.(2023·貴州·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))已知,滿足,則的最小值為( )
A.B.C.1D.
【答案】B
【解析】
如圖,過點(diǎn)作點(diǎn)關(guān)于線段的對(duì)稱點(diǎn),則.
設(shè),則有,解得,所以.
設(shè),則,所以,
又,所以點(diǎn)到軸的距離為,
所以,可視為線段上的點(diǎn)到軸的距離和到的距離之和.
過作軸,顯然有,當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),和有最小值.
過點(diǎn)作軸,則即為最小值,與線段的交點(diǎn),即為最小值時(shí)的位置.
因?yàn)?,所以的最小值?
故選:B.
變式25.(2023·江西·高三校聯(lián)考階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),點(diǎn)為直線上一動(dòng)點(diǎn),則的最小值是( )
A.B.4C.5D.6
【答案】B
【解析】設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,
則,解得,
所以,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)為線段與直線的交點(diǎn)時(shí)等號(hào)成立,
所以的最小值是4,
故選:B.
變式26.(2023·高二課時(shí)練習(xí))已知點(diǎn),點(diǎn)P在x軸上使最大,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解析】點(diǎn)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為,如圖所示,若點(diǎn)不在直線上則,
連接并延長(zhǎng)交x軸于點(diǎn)P,即為最大值.
直線的方程是,
即.
令,得.
則點(diǎn)P的坐標(biāo)是.
變式27.(2023·天津和平·高二天津市匯文中學(xué)??茧A段練習(xí))在直線上求一點(diǎn)P,使得:
(1)P到和的距離之差最大;
(2)P到和的距離之和最小.
【解析】(1)畫出直線和點(diǎn)和,如圖:在兩側(cè),
作B關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),連接,
則直線和直線l的交點(diǎn)即為P,
設(shè)D為l上異于P的一點(diǎn),則 ,
故,
故最大,即此時(shí)P到和的距離之差最大,
設(shè),則 ,解得 ,
故直線方程為,聯(lián)立 ,解得 ,
即;
(2)如圖:在同側(cè),
作C關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),連接,
則直線和直線l的交點(diǎn)即為P,
設(shè)E為l上異于P的一點(diǎn),則 ,
故,
故最小,即此時(shí)P到和的距離之和最小.,
設(shè),則 ,解得 ,
故直線方程為,聯(lián)立 ,解得 ,
即即;
變式28.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知函數(shù)的圖象恒過定點(diǎn)A,圓上的兩點(diǎn),滿足,則的最小值為( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】由題可知A為(0,1),且P、A、Q三點(diǎn)共線,
設(shè)弦PQ的中點(diǎn)為E(x,y),連接OE,則OE⊥PQ,即OE⊥AE,
∴,由此可得E的軌跡方程為,
即E的軌跡是以為圓心,為半徑的圓,
設(shè)直線l為,
則E到l的最小距離為.
過P、E、Q分別作直線l的垂線,垂足分別為M、R、N,
則四邊形MNQP是直角梯形,且R是MN的中點(diǎn), 則ER是直角梯形的中位線,
∴,
即,
即.
故選:C.
變式29.(2023·江西·高三校聯(lián)考開學(xué)考試)費(fèi)馬點(diǎn)是指三角形內(nèi)到三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離之和最小的點(diǎn).當(dāng)三角形三個(gè)內(nèi)角均小于120°時(shí),費(fèi)馬點(diǎn)與三個(gè)頂點(diǎn)連線正好三等分費(fèi)馬點(diǎn)所在的周角,即該點(diǎn)所對(duì)的三角形三邊的張角相等且均為120°.根據(jù)以上性質(zhì),.則的最小值為( )
A.4B.C.D.
【答案】B
【解析】由題意得:的幾何意義為點(diǎn)到點(diǎn)的距離之和的最小值,
因?yàn)?,?br>,
所以,故三角形ABC為等腰直角三角形,,
取的中點(diǎn),連接,與交于點(diǎn),連接,故,,
因?yàn)?,所以,故,則,
故點(diǎn)到三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離之和最小,即取得最小值,
因?yàn)?,所以,同理得:,?br>,
故的最小值為.
故選:B
變式30.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】設(shè)點(diǎn)為直線上的動(dòng)點(diǎn),
由可看作與的距離和與的距離之和,
設(shè)點(diǎn)則點(diǎn)為點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),
故,且,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí),取等號(hào),
所以的最小值為.
故選:C
變式31.(2023·陜西西安·高二西安市鐵一中學(xué)??计谀┰O(shè),過定點(diǎn)的動(dòng)直線和過定點(diǎn)的動(dòng)直線交于點(diǎn),則的最大值是( )
A.B.C.5D.10
【答案】C
【解析】
顯然過定點(diǎn),直線可化成,則經(jīng)過定點(diǎn),
根據(jù)兩條直線垂直的一般式方程的條件,,
于是直線和直線垂直,又為兩條直線的交點(diǎn),則,
又,由勾股定理和基本不等式,
,則,
當(dāng)時(shí),的最大值是.
故選:C
變式32.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))過定點(diǎn)A的動(dòng)直線和過定點(diǎn)B的動(dòng)直線交于點(diǎn)M,則的最大值是( )
A.B.3C.D.
【答案】C
【解析】由題意知過定點(diǎn),
動(dòng)直線即過定點(diǎn),
對(duì)于直線和動(dòng)直線滿足,
故兩直線垂直,
因此點(diǎn)M在以為直徑的圓上,,
則,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
故的最大值為,
故選:C
【解題方法總結(jié)】
數(shù)學(xué)結(jié)合,利用距離的幾何意義進(jìn)行轉(zhuǎn)化.
題型四:點(diǎn)點(diǎn)對(duì)稱
例10.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知,,點(diǎn)是線段的中點(diǎn),則 .
【答案】
【解析】由中點(diǎn)坐標(biāo)公式知:,,解得:,,.
故答案為:.
例11.(2023·江蘇南通·高二統(tǒng)考期中)已知點(diǎn)在軸上,點(diǎn)在軸上,線段的中點(diǎn)的坐標(biāo)為,則線段的長(zhǎng)度為 .
【答案】
【解析】在平面直角坐標(biāo)系中,,
則為直角三角形,且為斜邊,
故.
故答案為:
例12.(2023·高二課時(shí)練習(xí))設(shè)點(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)B在y軸上,的中點(diǎn)是,則等于
【答案】
【解析】根據(jù)點(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)B在y軸上,且的中點(diǎn)是,利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式得到A,B的坐標(biāo),再利用兩點(diǎn)間的距離公式求解.因?yàn)辄c(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)B在y軸上,且的中點(diǎn)是,
所以,
所以,
故答案為:
變式33.(2023·高一課時(shí)練習(xí))已知直線l與直線及直線分別交于點(diǎn)P,Q.若PQ的中點(diǎn)為點(diǎn),則直線l的斜率為 .
【答案】
【解析】設(shè),則.由點(diǎn)Q在直線上,得,.故.
所以直線l的斜率為,所以
故答案為
【解題方法總結(jié)】
求點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱的點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得
題型五:點(diǎn)線對(duì)稱
例13.(2023·湖南長(zhǎng)沙·高一周南中學(xué)??奸_學(xué)考試)如下圖,一次函數(shù)的圖象與軸,軸分別交于點(diǎn),,點(diǎn)是軸上一點(diǎn),點(diǎn),分別為直線和軸上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)周長(zhǎng)最小時(shí),點(diǎn),的坐標(biāo)分別為( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】C
【解析】作關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn),
作關(guān)于的對(duì)稱點(diǎn),
連接交軸于,交于,所以,
此時(shí)周長(zhǎng)最小,即,
由,直線方程為,所以,解得,
所以,可得直線方程為,即,
由,解得,所以,
令可,所以.
故選:C.
例14.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))若直線和直線關(guān)于直線對(duì)稱,則直線恒過定點(diǎn)( )
A.B. C.D.
【答案】C
【解析】因?yàn)橹本€過定點(diǎn),
點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱的點(diǎn)為,
故直線恒過定點(diǎn).
故選:C
例15.(2023·全國(guó)·高二假期作業(yè))拋物線的焦點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】拋物線即,其焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)是,
則,解得,則,
故選:A.
變式34.(2023·江西·高二校聯(lián)考開學(xué)考試)如圖,一束光線從出發(fā),經(jīng)過坐標(biāo)軸反射兩次經(jīng)過點(diǎn),則總路徑長(zhǎng)即總長(zhǎng)為( )
A.B.6C.D.
【答案】C
【解析】設(shè)點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),點(diǎn)關(guān)于軸的對(duì)稱點(diǎn)為點(diǎn),
由光線反射知識(shí)可得三點(diǎn)共線,三點(diǎn)共線,
故四點(diǎn)共線,
因?yàn)辄c(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
所以點(diǎn)的坐標(biāo)為,點(diǎn)的坐標(biāo)為,
由對(duì)稱的性質(zhì)可得,
所以,
又,
所以.
故選:C.
變式35.(2023·四川遂寧·高二統(tǒng)考期末)已知點(diǎn)A與點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱,則點(diǎn)A的坐標(biāo)為( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】設(shè),因點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于直線對(duì)稱,則AB中點(diǎn)在直線上且直線AB與直線垂直,
則,
即點(diǎn)A坐標(biāo)為.
故選:C
變式36.(2023·湖北·高二校聯(lián)考階段練習(xí))在等腰直角三角形中,,點(diǎn)是邊上異于的一點(diǎn),光線從點(diǎn)出發(fā),經(jīng)反射后又回到點(diǎn),如圖,若光線經(jīng)過的重心,則( )
A.B.C.1D.2
【答案】C
【解析】根據(jù)題意,建立如圖所示的坐標(biāo)系,可得,,
故直線的方程為,
又由,,,則 的重心為,
設(shè),其中,點(diǎn)關(guān)于直線 的對(duì)稱點(diǎn),則有,
解得,即,
易得關(guān)于 軸的對(duì)稱點(diǎn),
由光的反射原理可知,,,四點(diǎn)共成直線的斜率,
故直線的方程為,
由于直線過 的重心,代入化簡(jiǎn)可得,
解得:或 舍,即,故,
故選:C.
【解題方法總結(jié)】
求點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱的點(diǎn)
方法一:(一中一垂),即線段的中點(diǎn)M在對(duì)稱軸上,若直線的斜率存在,則直線的斜率與對(duì)稱軸的斜率之積為-1,兩個(gè)條件建立方程組解得點(diǎn)
方法二:先求經(jīng)過點(diǎn)且垂直于對(duì)稱軸的直線(法線),然后由得線段的中點(diǎn),從而得
題型六:線點(diǎn)對(duì)稱
例16.(2023·高二課時(shí)練習(xí))直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的直線的方程為 .
【答案】
【解析】設(shè)為上任意一點(diǎn),則關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,
因?yàn)樵谥本€l上,所以,即直線的方程為.
故答案為:
例17.(2023·全國(guó)·高二專題練習(xí))直線關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱直線方程是 .
【答案】
【解析】設(shè)對(duì)稱直線為,
則有,即
解這個(gè)方程得(舍)或.
所以對(duì)稱直線的方程中.
故答案為:.
例18.(2023·河北廊坊·高三??茧A段練習(xí))與直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的直線的方程為 .
【答案】
【解析】直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的直線的方程可設(shè)為,其中
又點(diǎn)到直線與到直線的距離相等
所以,即,所以或(舍).
故所求直線方程為:.
故答案為:.
變式37.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))直線恒過定點(diǎn),則直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的直線方程為 .
【答案】
【解析】由得:,當(dāng)時(shí),,;
設(shè)直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的直線方程為,
,解得:或(舍),
直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的直線方程為.
故答案為:.
變式38.(2023·遼寧營(yíng)口·高三統(tǒng)考期末)若直線:與直線關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,則當(dāng)經(jīng)過點(diǎn)時(shí),點(diǎn)到直線的距離為 .
【答案】
【解析】因?yàn)橹本€恒過定點(diǎn),
所以關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,
所以關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)為,
此時(shí)和都在直線上,
由直線方程的兩點(diǎn)式可得,即,
所以點(diǎn)到直線的距離為.
故答案為:.
變式39.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,將直線l沿x軸正方向平移3個(gè)單位長(zhǎng)度,沿y軸正方向平移5個(gè)單位長(zhǎng)度,得到直線l1.再將直線l1沿x軸正方向平移1個(gè)單位長(zhǎng)度,沿y軸負(fù)方向平移2個(gè)單位長(zhǎng)度,又與直線l重合.若直線l與直線l1關(guān)于點(diǎn)(2,3)對(duì)稱,則直線l的方程是 .
【答案】6x-8y+1=0
【解析】根據(jù)平移得到l1:y=k(x-3)+5+b和直線:y=kx+3-4k+b,解得k=,再根據(jù)對(duì)稱解得b=,計(jì)算得到答案.由題意知直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=kx+b,
則直線l1:y=k(x-3)+5+b,平移后的直線方程為y=k(x-3-1)+b+5-2
即y=kx+3-4k+b,∴b=3-4k+b,解得k= ,
∴直線l的方程為y=x+b,直線l1為y=x++b
取直線l上的一點(diǎn) ,則點(diǎn)P關(guān)于點(diǎn)(2,3)的對(duì)稱點(diǎn)為 ,
,解得b=.
∴直線l的方程是 ,即6x-8y+1=0.
故答案為:6x-8y+1=0
【解題方法總結(jié)】
求直線l關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱的直線
求解方法是:在已知直線l上取一點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)中心對(duì)稱得,再利用,由點(diǎn)斜式方程求得直線的方程(或者由,且點(diǎn)到直線l及的距離相等來求解).
題型七:線線對(duì)稱
例19.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知直線,直線,若直線關(guān)于直線l的對(duì)稱直線為,則直線的方程為 .
【答案】.
【解析】由題意知,設(shè)直線,在直線上取點(diǎn),
設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,
則, 解得,即,
將代入的方程得,
所以直線的方程為.
故答案為:
例20.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若動(dòng)點(diǎn)A,B分別在直線l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移動(dòng),則AB的中點(diǎn)M到原點(diǎn)的距離的最小值為( )
A.3B.2C.3D.4
【答案】A
【解析】先求出點(diǎn)M所在直線的方程為l:x+y+m=0,再求出m的值和原點(diǎn)到直線l的距離即得解.依題意知AB的中點(diǎn)M的集合為與直線l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0距離都相等的直線,
則M到原點(diǎn)的距離的最小值為原點(diǎn)到該直線的距離.
設(shè)點(diǎn)M所在直線的方程為l:x+y+m=0,
根據(jù)平行線間的距離公式得
所以|m+7|=|m+5|,所以m=-6,
即l:x+y-6=0.
根據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式得M到原點(diǎn)的距離的最小值為.
故選:A.
例21.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))直線關(guān)于直線對(duì)稱的直線方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】在直線上任取一點(diǎn),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,
則,解得,即,
因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,
所以,即,
所以所求直線方程為,
故選:A.
變式40.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))設(shè)直線與關(guān)于直線對(duì)稱,則直線的方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】聯(lián)立,得,
取直線上一點(diǎn),設(shè)點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為,則,解得:,
直線的斜率,所以直線的方程為,
整理為:.
故選:A
變式41.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))直線關(guān)于直線對(duì)稱的直線為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】設(shè)所求直線上的任意一點(diǎn)為
則關(guān)于直線對(duì)稱點(diǎn)為
點(diǎn)在直線上
滿足直線方程,即
直線關(guān)于直線對(duì)稱的直線為
故選:C
變式42.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))如果直線與直線關(guān)于直線對(duì)稱,那么( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】在上取一點(diǎn),
則由題意可得其關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)在上,
所以,得,
在上取一點(diǎn),
則其關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)在上,
所以,得,
綜上,
故選:A
變式43.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))求直線x+2y-1=0關(guān)于直線x+2y+1=0對(duì)稱的直線方程( )
A.x+2y-3=0B.x+2y+3=0
C.x+2y-2=0D.x+2y+2=0
【答案】B
【解析】設(shè)對(duì)稱直線方程為,
,解得或(舍去).
所以所求直線方程為.
故選:B
變式44.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))若兩條平行直線:與:之間的距離是,則直線關(guān)于直線對(duì)稱的直線方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】因?yàn)橹本€:與:,
所以,
又兩條平行直線:與:之間的距離是,
所以解得
即直線:,:,
設(shè)直線關(guān)于直線對(duì)稱的直線方程為,
則,解得,
故所求直線方程為,
故選:A
變式45.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))兩直線方程為,,則關(guān)于對(duì)稱的直線方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】設(shè)所求直線上任一點(diǎn),關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),,
則,解出
點(diǎn)在直線上, 將式代入,得,
化簡(jiǎn)得,即為關(guān)于對(duì)稱的直線方程.
故選:C
【解題方法總結(jié)】
求直線l關(guān)于直線對(duì)稱的直線
若直線,則,且對(duì)稱軸與直線l及之間的距離相等.
此時(shí)分別為,由,求得,從而得.
若直線l與不平行,則.在直線l上取異于Q的一點(diǎn),然后求得關(guān)于直線對(duì)稱的點(diǎn),再由兩點(diǎn)確定直線(其中).
題型八:直線系方程
例22.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知兩直線和的交點(diǎn)為,則過兩點(diǎn)的直線方程為 .
【答案】
【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.
故答案為:
例23.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))經(jīng)過直線3x-2y+1=0和直線x+3y+4=0的交點(diǎn),且平行于直線x-y+4=0的直線方程為 .
【答案】x-y=0.
【解析】設(shè)直線方程為3x-2y+1+λ(x+3y+4)=0,再求出的值即得解.過兩直線交點(diǎn)的直線方程可設(shè)為3x-2y+1+λ(x+3y+4)=0,
即(3+λ)x+(3λ-2)y+4λ+1=0,
因?yàn)樗c直線x-y+4=0平行,
所以3+λ+3λ-2=0,
即λ=-,
故所求直線為x-y=0.
故答案為:x-y=0.
例24.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))已知坐標(biāo)原點(diǎn)為O,過點(diǎn)作直線n不同時(shí)為零的垂線,垂足為M,則的取值范圍是 .
【答案】
【解析】根據(jù)題意,直線,即,
則有,解可得,則直線恒過點(diǎn).
設(shè),又由與直線垂直,且為垂足,
則點(diǎn)的軌跡是以為直徑的圓,其方程為,
所以;即的取值范圍是;
故答案為.
變式46.(2023·高二課時(shí)練習(xí))經(jīng)過點(diǎn)和兩直線;交點(diǎn)的直線方程為 .
【答案】
【解析】設(shè)所求直線方程為,
點(diǎn)在直線上,
,
解得,
所求直線方程為,即.
故答案為:.
變式47.(2023·全國(guó)·高二課堂例題)若直線l經(jīng)過兩直線和的交點(diǎn),且斜率為,則直線l的方程為 .
【答案】
【解析】設(shè)直線l的方程為(其中為常數(shù)),即 ①.
又直線l的斜率為,則,解得.
將代入①式并整理,得,此即所求直線l的方程.
故答案為:.
變式48.(2023·全國(guó)·高一專題練習(xí))設(shè)直線經(jīng)過和的交點(diǎn),且與兩坐標(biāo)軸圍成等腰直角三角形,則直線的方程為 .
【答案】或
【解析】方法一:由,得,
所以兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(14,10),
由題意可得直線的斜率為1或-1,
所以直線的方程為或,
即或.
方法二:設(shè)直線的方程為,整理得,
由題意,得,解得或,
所以直線的方程為或.
故答案為:或.
變式49.(2023·高二課時(shí)練習(xí))經(jīng)過直線3x+2y+6=0和2x+5y-7=0的交點(diǎn),且在兩坐標(biāo)軸上的截距相等的直線方程為 .
【答案】x+y+1=0或3x+4y=0
【解析】由題意可設(shè)所求直線方程為,即
令,得
令,得
∵所求直線方程在兩坐標(biāo)軸上的截距相等
∴,即或
∴所求直線方程為或
故答案為或
【解題方法總結(jié)】
利用直線系方程求解.
【解題方法總結(jié)】
1.(2020?新課標(biāo)Ⅲ)點(diǎn)到直線距離的最大值為
A.1B.C.D.2
【答案】
【解析】方法一:因?yàn)辄c(diǎn)到直線距離;
要求距離的最大值,故需;
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
可得,當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.
方法二:由可知,直線過定點(diǎn),
記,則點(diǎn)到直線距離.
故選:.
2.(2018?北京)在平面直角坐標(biāo)系中,記為點(diǎn)到直線的距離.當(dāng)、變化時(shí),的最大值為
A.1B.2C.3D.4
【答案】
【解析】由題意,
當(dāng)時(shí),
.
的最大值為3.
故選:.
3.(2014?四川)設(shè),過定點(diǎn)的動(dòng)直線和過定點(diǎn)的直線交于點(diǎn),則的取值范圍是
A.,B.,C.,D.,
【答案】
【解析】由題意可知,動(dòng)直線經(jīng)過定點(diǎn),
動(dòng)直線即,經(jīng)過點(diǎn)定點(diǎn),
動(dòng)直線和動(dòng)直線的斜率之積為,始終垂直,
又是兩條直線的交點(diǎn),,.
設(shè),則,,
由且,可得,
,
,,,,
,,
,,
故選:.
考點(diǎn)要求
考題統(tǒng)計(jì)
考情分析
(1)能根據(jù)斜率判定兩條直線平行或垂直.
(2)能用解方程組的方法求兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo).
(3)掌握平面上兩點(diǎn)間的距離公式、點(diǎn)到直線的距離公式,會(huì)求兩條平行直線間的距離.
2022年上海卷第7題,5分
2020年III卷第8題,5分
2020年上海卷第7題,5分
高考對(duì)兩條直線的位置關(guān)系的考查比較穩(wěn)定,考查內(nèi)容、頻率、題型難度均變化不大,備考時(shí)應(yīng)熟練掌握兩條直線的位置關(guān)系、距離公式、對(duì)稱問題等,特別要重視兩條直線的位置關(guān)系以及點(diǎn)到直線的距離公式這兩個(gè)考點(diǎn).
兩直線方程
平行
垂直
(斜率存在)
(斜率不存在)
或
或中有一個(gè)為0,另一個(gè)不存在.
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