
最新考綱 1.能根據(jù)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(diǎn)坐標(biāo);3.掌握兩點(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.
知 識(shí) 梳 理
1.兩條直線平行與垂直的判定
(1)兩條直線平行
對(duì)于兩條不重合的直線l1,l2,其斜率分別為k1,k2,則有l(wèi)1∥l2?k1=k2.特別地,當(dāng)直線l1,l2的斜率都不存在時(shí),l1與l2平行.
(2)兩條直線垂直
如果兩條直線l1,l2斜率都存在,設(shè)為k1,k2,則l1⊥l2?k1·k2=-1,當(dāng)一條直線斜率為零,另一條直線斜率不存在時(shí),兩條直線垂直.
2.兩直線相交
直線l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0的公共點(diǎn)的坐標(biāo)與方程組的解一一對(duì)應(yīng).
相交?方程組有唯一解,交點(diǎn)坐標(biāo)就是方程組的解;
平行?方程組無(wú)解;
重合?方程組有無(wú)數(shù)個(gè)解.
3.距離公式
(1)兩點(diǎn)間的距離公式
平面上任意兩點(diǎn)P1(x1,y1),P2(x2,y2)間的距離公式為|P1P2|=.
特別地,原點(diǎn)O(0,0)與任一點(diǎn)P(x,y)的距離|OP|=.
(2)點(diǎn)到直線的距離公式
平面上任意一點(diǎn)P0(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離d=.
(3)兩條平行線間的距離公式
一般地,兩條平行直線l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0間的距離d=.
[常用結(jié)論與微點(diǎn)提醒]
1.直線系方程
(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).
2.在判斷兩條直線的位置關(guān)系時(shí),首先應(yīng)分析直線的斜率是否存在.若兩條直線都有斜率,可根據(jù)判定定理判斷,若直線無(wú)斜率,要單獨(dú)考慮.
3.在運(yùn)用兩平行直線間的距離公式d=時(shí),一定要注意將兩方程中x,y的系數(shù)分別化為相同的形式.
診 斷 自 測(cè)
1.思考辨析(在括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”)
(1)當(dāng)直線l1和l2的斜率都存在時(shí),一定有k1=k2?l1∥l2.( )
(2)如果兩條直線l1與l2垂直,則它們的斜率之積一定等于-1.( )
(3)若兩直線的方程組成的方程組有唯一解,則兩直線相交.( )
(4)直線外一點(diǎn)與直線上一點(diǎn)的距離的最小值就是點(diǎn)到直線的距離.( )
解析 (1)兩直線l1,l2有可能重合.
(2)如果l1⊥l2,若l1的斜率k1=0,則l2的斜率不存在.
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
2.圓(x+1)2+y2=2的圓心到直線y=x+3的距離為( )
A.1 B.2
C. D.2
解析 圓(x+1)2+y2=2的圓心坐標(biāo)為(-1,0),由y=x+3得x-y+3=0,則圓心到直線的距離d==.
答案 C
3.(2018·濟(jì)南期中)經(jīng)過(guò)拋物線y2=2x的焦點(diǎn)且平行于直線3x-2y+5=0的直線l的方程是( )
A.6x-4y-3=0 B.3x-2y-3=0
C.2x+3y-2=0 D.2x+3y-1=0
解析 因?yàn)閽佄锞€y2=2x的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,直線3x-2y+5=0的斜率為,所以所求直線l的方程為y=,化為一般式,得6x-4y-3=0.
答案 A
4.直線2x+2y+1=0,x+y+2=0之間的距離是 .
解析 先將2x+2y+1=0化為x+y+=0,
則兩平行線間的距離為d==.
答案
5.(教材練習(xí)改編)已知P(-2,m),Q(m,4),且直線PQ垂直于直線x+y+1=0,則m= .
解析 由題意知 =1,所以m-4=-2-m,所以m=1.
答案 1
考點(diǎn)一 兩直線的平行與垂直
【例1】 (一題多解)已知直線l1:ax+2y+6=0和直線l2:x+(a-1)y+a2-1=0.
(1)當(dāng)l1∥l2時(shí),求a的值;
(2)當(dāng)l1⊥l2時(shí),求a的值.
解 (1)法一 當(dāng)a=1時(shí),l1:x+2y+6=0,
l2:x=0,l1不平行于l2;
當(dāng)a=0時(shí),l1:y=-3,l2:x-y-1=0,l1不平行于l2;
當(dāng)a≠1且a≠0時(shí),
兩直線方程可化為l1:y=-x-3,l2:y=x-(a+1),由l1∥l2可得解得a=-1.
綜上可知,a=-1.
法二 由l1∥l2知
即??a=-1.
(2)法一 當(dāng)a=1時(shí),l1:x+2y+6=0,l2:x=0,l1與l2不垂直,故a=1不符合;
當(dāng)a≠1時(shí),l1:y=-x-3,l2:y=x-(a+1),
由l1⊥l2,得·=-1?a=.
法二 ∵l1⊥l2,∴A1A2+B1B2=0,
即a+2(a-1)=0,得a=.
規(guī)律方法 1.當(dāng)含參數(shù)的直線方程為一般式時(shí),若要表示出直線的斜率,不僅要考慮到斜率存在的一般情況,也要考慮到斜率不存在的特殊情況,同時(shí)還要注意x,y的系數(shù)不能同時(shí)為零這一隱含條件.
2.在判斷兩直線的平行、垂直時(shí),也可直接利用直線方程的系數(shù)間的關(guān)系得出結(jié)論.
【訓(xùn)練1】 (1)已知直線l過(guò)圓x2+(y-3)2=4的圓心,且與直線x+y+1=0垂直,則直線l的方程是( )
A.x+y-2=0 B.x-y+2=0
C.x+y-3=0 D.x-y+3=0
(2)設(shè)不同直線l1:2x-my-1=0,l2:(m-1)x-y+1=0.則“m=2”是“l(fā)1∥l2”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
解析 (1)圓x2+(y-3)2=4的圓心為點(diǎn)(0,3),又因?yàn)橹本€l與直線x+y+1=0垂直,所以直線l的斜率k=1.由點(diǎn)斜式得直線l:y-3=x-0,化簡(jiǎn)得x-y+3=0.
(2)當(dāng)m=2時(shí),代入兩直線方程中,易知兩直線平行,即充分性成立.
當(dāng)l1∥l2時(shí),顯然m≠0,從而有=m-1,
解得m=2或m=-1,
但當(dāng)m=-1時(shí),兩直線重合,不符合要求,
故必要性成立,故選C.
答案 (1)D (2)C
考點(diǎn)二 兩直線的交點(diǎn)與距離問(wèn)題
【例2】 (1)(一題多解)已知直線y=kx+2k+1與直線y=-x+2的交點(diǎn)位于第一象限,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是 .
(2)(一題多解)直線l過(guò)點(diǎn)P(-1,2)且到點(diǎn)A(2,3)和點(diǎn)B(-4,5)的距離相等,則直線l的方程為 .
解析 (1)法一 聯(lián)立方程
解得
(若2k+1=0,即k=-,則兩直線平行)
∴交點(diǎn)坐標(biāo)為.又∵交點(diǎn)位于第一象限,
∴解得-<k<.
法二 如圖,已知直線y=-x+2與x軸、y軸分別交于點(diǎn)A(4,0),B(0,2).
而直線方程y=kx+2k+1可變形為y-1=k(x+2),表示這是一條過(guò)定點(diǎn)P(-2,1),斜率為k的動(dòng)直線.
∵兩直線的交點(diǎn)在第一象限,
∴兩直線的交點(diǎn)必在線段AB上(不包括端點(diǎn)),
∴動(dòng)直線的斜率k需滿(mǎn)足kPA<k<kPB.
∵kPA=-,kPB=.
∴-<k<.
(2)法一 當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y-2=k(x+1),即kx-y+k+2=0.
由題意知=,
即|3k-1|=|-3k-3|,∴k=-.
∴直線l的方程為y-2=-(x+1),
即x+3y-5=0.
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=-1,也符合題意.
法二 當(dāng)AB∥l時(shí),有k=kAB=-,直線l的方程為y-2=-(x+1),即x+3y-5=0.
當(dāng)l過(guò)AB中點(diǎn)時(shí),AB的中點(diǎn)為(-1,4).
∴直線l的方程為x=-1.
故所求直線l的方程為x+3y-5=0或x=-1.
答案 (1) (2)x+3y-5=0或x=-1
規(guī)律方法 1.求過(guò)兩直線交點(diǎn)的直線方程的方法
求過(guò)兩直線交點(diǎn)的直線方程,先解方程組求出兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),再結(jié)合其他條件寫(xiě)出直線方程.
2.利用距離公式應(yīng)注意:(1)點(diǎn)P(x0,y0)到直線x=a的距離d=|x0-a|,到直線y=b的距離d=|y0-b|;(2)兩平行線間的距離公式要把兩直線方程中x,y的系數(shù)分別化為相等.
【訓(xùn)練2】 (2018·合肥調(diào)研)設(shè)l1為曲線f(x)=ex+x(e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))的切線,直線l2的方程為2x-y+3=0,且l1∥l2,則直線l1與l2的距離為 .
解析 由f(x)=ex+x,得f′(x)=ex+1,設(shè)l1與曲線f(x)=ex+x相切的切點(diǎn)為(x1,y1),直線l2的方程為2x-y+3=0,且l1∥l2,∴ex1+1=2,解得x1=0,y1=1,則直線l1與l2的距離即為切點(diǎn)到l2的距離,即=.
答案
考點(diǎn)三 對(duì)稱(chēng)問(wèn)題
【例3】 已知直線l:2x-3y+1=0,點(diǎn)A(-1,-2).求:
(1)點(diǎn)A關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A′的坐標(biāo);
(2)直線m:3x-2y-6=0關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)直線m′的方程;
(3)(一題多解)直線l關(guān)于點(diǎn)A(-1,-2)對(duì)稱(chēng)的直線l′的方程.
解 (1)設(shè)A′(x,y),再由已知
解得∴A′.
(2)在直線m上取一點(diǎn),如M(2,0),則M(2,0)關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)必在m′上.
設(shè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為M′(a,b),
則解得M′.
設(shè)m與l的交點(diǎn)為N,則由得N(4,3).
又∵m′經(jīng)過(guò)點(diǎn)N(4,3),
∴由兩點(diǎn)式得直線方程為9x-46y+102=0.
(3)法一 在l:2x-3y+1=0上任取兩點(diǎn),
如M(1,1),N(4,3),
則M,N關(guān)于點(diǎn)A的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)M′,N′均在直線l′上.
易知M′(-3,-5),N′(-6,-7),由兩點(diǎn)式可得l′的方程為2x-3y-9=0.
法二 設(shè)P(x,y)為l′上任意一點(diǎn),
則P(x,y)關(guān)于點(diǎn)A(-1,-2)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為
P′(-2-x,-4-y),
∵P′在直線l上,∴2(-2-x)-3(-4-y)+1=0,
即2x-3y-9=0.
規(guī)律方法 1.解決點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱(chēng)問(wèn)題要把握兩點(diǎn),點(diǎn)M與點(diǎn)N關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),則線段MN的中點(diǎn)在直線l上,直線l與直線MN垂直.
2.如果直線或點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)成中心對(duì)稱(chēng)問(wèn)題,則只需運(yùn)用中點(diǎn)公式就可解決問(wèn)題.
3.若直線l1,l2關(guān)于直線l對(duì)稱(chēng),則有如下性質(zhì):(1)若直線l1與l2相交,則交點(diǎn)在直線l上;(2)若點(diǎn)B在直線l1上,則其關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′在直線l2上.
【訓(xùn)練3】 (一題多解)光線沿直線l1:x-2y+5=0射入,遇直線l:3x-2y+7=0后反射,求反射光線所在的直線方程.
解 法一 由
得
∴反射點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-1,2).
又取直線x-2y+5=0上一點(diǎn)P(-5,0),設(shè)P關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P′(x0,y0),
由PP′⊥l可知,kPP′=-=.
而PP′的中點(diǎn)Q的坐標(biāo)為,又Q點(diǎn)在l上,
∴3·-2·+7=0.
由得
根據(jù)直線的兩點(diǎn)式方程可得所求反射光線所在直線的方程為29x-2y+33=0.
法二 設(shè)直線x-2y+5=0上任意一點(diǎn)P(x0,y0)關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為P′(x,y),則=-,
又PP′的中點(diǎn)Q在l上,∴3×-2×+7=0,由
可得P點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)分別為
x0=,y0=,
代入方程x-2y+5=0中,化簡(jiǎn)得29x-2y+33=0,
∴所求反射光線所在的直線方程為29x-2y+33=0.
基礎(chǔ)鞏固題組
(建議用時(shí):25分鐘)
一、選擇題
1.直線2x+y+m=0和x+2y+n=0的位置關(guān)系是( )
A.平行 B.垂直
C.相交但不垂直 D.不能確定
解析 直線2x+y+m=0的斜率k1=-2,直線x+2y+n=0的斜率為k2=-,則k1≠k2,且k1k2≠-1.
答案 C
2.(2018·刑臺(tái)模擬)“a=-1”是“直線ax+3y+3=0和直線x+(a-2)y+1=0平行”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
解析 依題意得,直線ax+3y+3=0和直線x+(a-2)y+1=0平行的充要條件是解得a=-1.
答案 C
3.(一題多解)過(guò)兩直線l1:x-3y+4=0和l2:2x+y+5=0的交點(diǎn)和原點(diǎn)的直線方程為( )
A.19x-9y=0 B.9x+19y=0
C.19x-3y=0 D.3x+19y=0
解析 法一 由得
則所求直線方程為:y=x=-x,即3x+19y=0.
法二 設(shè)直線方程為x-3y+4+λ(2x+y+5)=0,
即(1+2λ)x-(3-λ)y+4+5λ=0,又直線過(guò)點(diǎn)(0,0),
所以(1+2λ)·0-(3-λ)·0+4+5λ=0,
解得λ=-,故所求直線方程為3x+19y=0.
答案 D
4.直線x-2y+1=0關(guān)于直線x=1對(duì)稱(chēng)的直線方程是( )
A.x+2y-1=0 B.2x+y-1=0
C.x+2y+3=0 D.x+2y-3=0
解析 設(shè)所求直線上任一點(diǎn)(x,y),則它關(guān)于直線x=1的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)(2-x,y)在直線x-2y+1=0上,即2-x-2y+1=0,化簡(jiǎn)得x+2y-3=0.
答案 D
5.(2018·威海模擬)若直線l1:x+3y+m=0(m>0)與直線l2:2x+6y-3=0的距離為,則m=( )
A.7 B. C.14 D.17
解析 直線l1:x+3y+m=0(m>0),即2x+6y+2m=0,因?yàn)樗c直線l2:2x+6y-3=0的距離為,所以=,求得m=.
答案 B
6.平面直角坐標(biāo)系中直線y=2x+1關(guān)于點(diǎn)(1,1)對(duì)稱(chēng)的直線方程是( )
A.y=2x-1 B.y=-2x+1
C.y=-2x+3 D.y=2x-3
解析 在直線y=2x+1上任取兩個(gè)點(diǎn)A(0,1),B(1,3),則點(diǎn)A關(guān)于點(diǎn)(1,1)對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為M(2,1),點(diǎn)B關(guān)于點(diǎn)(1,1)對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為N(1,-1).由兩點(diǎn)式求出對(duì)稱(chēng)直線MN的方程為=,即y=2x-3.
答案 D
7.(2018·成都診斷)已知直線l1過(guò)點(diǎn)(-2,0)且傾斜角為30°,直線l2過(guò)點(diǎn)(2,0)且與直線l1垂直,則直線l1與直線l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為( )
A.(3,) B.(2,)
C.(1,) D.
解析 直線l1的斜率為k1=tan 30°=,因?yàn)橹本€l2與直線l1垂直,所以k2=-=-,所以直線l1的方程為y=(x+2),直線l2的方程為y=-(x-2).兩式聯(lián)立,解得即直線l1與直線l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1,).
答案 C
8.將一張坐標(biāo)紙折疊一次,使得點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)重合,點(diǎn)(7,3)與點(diǎn)(m,n)重合,則m+n等于( )
A. B. C. D.
解析 由題意可知,紙的折痕應(yīng)是點(diǎn)(0,2)與點(diǎn)(4,0)連線的中垂線,即直線y=2x-3,它也是點(diǎn)(7,3)與點(diǎn)(m,n)連線的中垂線,
于是解得
故m+n=.
答案 A
二、填空題
9.點(diǎn)(2,1)關(guān)于直線x-y+1=0的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為 .
解析 設(shè)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(x0,y0),則
解得故所求對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為(0,3).
答案 (0,3)
10.若三條直線y=2x,x+y=3,mx+2y+5=0相交于同一點(diǎn),則m的值為 .
解析 由得
∴點(diǎn)(1,2)滿(mǎn)足方程mx+2y+5=0,
即m×1+2×2+5=0,∴m=-9.
答案 -9
11.(2018·沈陽(yáng)檢測(cè))已知直線l過(guò)點(diǎn)P(3,4)且與點(diǎn)A(-2,2),B(4,-2)等距離,則直線l的方程為 .
解析 顯然直線l的斜率不存在時(shí),不滿(mǎn)足題意;
設(shè)所求直線方程為y-4=k(x-3),
即kx-y+4-3k=0,
由已知,得=,
∴k=2或k=-.
∴所求直線l的方程為2x-y-2=0或2x+3y-18=0.
答案 2x+3y-18=0或2x-y-2=0
12.已知入射光線經(jīng)過(guò)點(diǎn)M(-3,4),被直線l:x-y+3=0反射,反射光線經(jīng)過(guò)點(diǎn)N(2,6),則反射光線所在直線的方程為 .
解析 設(shè)點(diǎn)M(-3,4)關(guān)于直線l:x-y+3=0的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為M′(a,b),則反射光線所在直線過(guò)點(diǎn)M′,
所以解得
又反射光線經(jīng)過(guò)點(diǎn)N(2,6),
所以所求直線的方程為=,
即6x-y-6=0.
答案 6x-y-6=0
能力提升題組
(建議用時(shí):10分鐘)
13.(2018·安陽(yáng)一模)兩條平行線l1,l2分別過(guò)點(diǎn)P(-1,2),Q(2,-3),它們分別繞P,Q旋轉(zhuǎn),但始終保持平行,則l1,l2之間距離的取值范圍是( )
A.(5,+∞) B.(0,5]
C.(,+∞) D.(0,]
解析 當(dāng)PQ與平行線l1,l2垂直時(shí),|PQ|為平行線l1,l2間的距離的最大值,為=,∴l(xiāng)1,l2之間距離的取值范圍是(0,].
答案 D
14.如圖所示,已知兩點(diǎn)A(4,0),B(0,4),從點(diǎn)P(2,0)射出的光線經(jīng)直線AB反射后再射到直線OB上,最后經(jīng)直線OB反射后又回到P點(diǎn),則光線所經(jīng)過(guò)的路程是( )
A.2 B.6
C.3 D.2
解析 易得AB所在的直線方程為x+y=4,由于點(diǎn)P關(guān)于直線AB對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為A1(4,2),點(diǎn)P關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為A2(-2,0),則光線所經(jīng)過(guò)的路程即A1(4,2)與A2(-2,0)兩點(diǎn)間的距離.
于是|A1A2|==2.
答案 A
15.設(shè)m∈R,過(guò)定點(diǎn)A的動(dòng)直線x+my=0和過(guò)定點(diǎn)B的動(dòng)直線mx-y-m+3=0交于點(diǎn)P(x,y),則|PA|·|PB|的最大值是 .
解析 易知A(0,0),B(1,3)且兩直線互相垂直,
即△APB為直角三角形,
∴|PA|·|PB|≤===5.
當(dāng)且僅當(dāng)|PA|=|PB|時(shí),等號(hào)成立.
答案 5
16.若△ABC的頂點(diǎn)A(5,1),AB邊上的中線CM所在直線方程為2x-y-5=0,AC邊上的高BH所在直線方程為x-2y-5=0,則直線BC的方程為 .
解析 由AC邊上的高BH所在直線方程為x-2y-5=0可以知道kAC=-2,又A(5,1),
AC邊所在直線方程為2x+y-11=0,
聯(lián)立直線AC與直線CM方程得
解得所以頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為C(4,3).
設(shè)B(x0,y0),AB的中點(diǎn)M為,
由M在直線2x-y-5=0上,得2x0-y0-1=0,
B在直線x-2y-5=0上,得x0-2y0-5=0,
聯(lián)立解得
所以頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(-1,-3).
于是直線BC的方程為6x-5y-9=0.
答案 6x-5y-9=0
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