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高二数学-直线与方程典型习题(教师版)

【知识点一:倾斜角与斜率】 (1)直线的倾斜角①关于倾斜角的概念要抓住三点:1、与x 轴相交;2、x 轴正向;3、直线向上方向。

②直线与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为00 ③倾斜角α的范围000180α≤< (2)直线的斜率①直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,而倾斜角为090的直线斜率不存在. 记作tan k α=0(90)α≠⑴当直线l 与x 轴平行或重合时, 00α=,0tan 00k ==⑵当直线l 与x 轴垂直时, 090α=,k 不存在.②经过两点1112212(,),(,)P x y P x y x x ≠()的直线的斜率公式是2121y y k x x -=-③每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率. (3)求斜率的一般方法:①已知直线上两点,根据斜率公式212121()y y k x x x x -=≠-求斜率;②已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数根据tan k α=来求斜率; (4)利用斜率证明三点共线的方法:已知112233(,),(,),(,)A x y B x y C x y ,若123AB BC x x x k k ===或,则有A 、B 、C 三点共线。

【知识点二:直线平行与垂直】(1)两条直线平行:对于两条不重合的直线12,l l ,其斜率分别为12,k k ,则有2121 // k k l l =⇔ 特别地,当直线12,l l 的斜率都不存在时,12l l 与的关系为平行(2)两条直线垂直:如果两条直线12,l l 斜率存在,设为12,k k ,则有1- 2121=⋅⇔⊥k k l l 注:两条直线12,l l 垂直的充要条件是斜率之积为-1,这句话不正确;由两直线的斜率之积为-1,可以得出两直线垂直;反过来,两直线垂直,斜率之积不一定为-1。

如果12,l l 中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,12l l 与互相垂直. (2)线段的中点坐标公式121122,(,),(,)P P x y x y 若点的坐标分别是,1212122(,)2x x x PP M x y y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩且线段的中点的坐标为 【知识点四 直线的交点坐标与距离】 (1)两条直线的交点设两条直线的方程是1111:0l A x B y C ++=, 2222:0l A x B y C ++= 两条直线的交点坐标就是方程组1112220A x B y C A x B y C ++=⎧⎨++=⎩的解。

①若方程组有唯一解,则这两条直线相交,此解就是交点的坐标; ②若方程组无解,则两条直线无公共点,此时两条直线平行. (2)几种距离两点间的距离:平面上的两点111222(,),(,)P x y P x y 间的距离公式12||PP =特别地,原点(0,0)O 与任一点(,)P x y的距离||OP =点到直线的距离:点00(,)o P x y 到直线0Ax By C ++=的距离d =两条平行线间的距离:两条平行线1200Ax By C Ax By C ++=++=与间的距离d =注:1求点到直线的距离时,直线方程要化为一般式;2求两条平行线间的距离时,必须将两直线方程化为系数相同的一般形式后,才能套用公式计算。

需要更多的高考数学复习资料【例】已知,,直线l 过原点O 且与线段AB 有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是( )A BC D答案:B分析:由于直线l 与线段AB 有公共点,故直线l 的斜率应介于OA ,OB 斜率之间. 解:由题意,,,由于直线l 与线段AB 有公共点,所以直线l 的斜率的取值范围是考点:本题主要考查直线的斜率公式,考查直线l 与线段AB 有公共点,应注意结合图象理解. 【例】在坐标平面内,与点A (1,2)距离为1,且与点B (3,1)距离为2的直线共有( ) A 1条 B 2条 C 3条 D 4条 答案:B分析:由题意,A 、B 到直线距离是1和2,则以A 、B 为圆心,以1、2为半径作圆,两圆的公切线的条数即可.解:分别以A 、B 为圆心,以1、2为半径作圆,两圆的公切线有两条,即为所求. 考点:本题考查点到直线的距离公式,考查转化思想 【例】方程1=+y x 所表示的图形的面积为_________。

答案:2解:方程1=+y x 2【例】设),0(为常数k k k b a ≠=+,则直线1=+by ax 恒过定点 . 答案:11(,)k k解:1=+by ax 变化为()1,()10,ax k a y a x y ky +-=-+-=对于任何a R ∈都成立,则010x y ky -=⎧⎨-=⎩【例】一直线过点(3,4)M -,并且在两坐标轴上截距之和为12,这条直线方程是__________. 答案:4160x y -+=,或390x y +-= 解:设444(3),0,3;0,34;33412y k x y x x y k k k k---=+==-==+-++= 2413110,31140,4,3k k k k k k --=--===-或【例】已知A (1,2),B (3,4),直线l 1:x=0,l 2:y=0和l 3:x+3y ﹣1=0、设P i 是l i (i=1,2,3)上与A 、B 两点距离平方和最小的点,则△P 1P 2P 3的面积是________精讲精练答案:分析:设出P 1,P 2,P 3,求出P 1到A ,B 两点的距离和最小时,P 1坐标,求出P 2,P 3的坐标,然后再解三角形的面积即可.解:设P 1(0,b ),P 2(a ,0),P 3(x 0,y 0) 由题设点P 1到A ,B 两点的距离和为显然当b=3即P 1(0,3)时,点P 1到A ,B 两点的距离和最小,同理P 2(2,0),P 3(1,0),所以考点:本题考查得到直线的距离公式,函数的最值,考查函数与方程的思想,是中档题.【例】已知直线(a ﹣2)y=(3a ﹣1)x ﹣1,为使这条直线不经过第二象限,则实数a 的范围是___ ___ 答案:[2,+∞)分析:由已知中直线(a ﹣2)y=(3a ﹣1)x ﹣1不经过第二象限,我们分别讨论a ﹣2=0(斜率不存在),a ﹣2≠0(斜率存在)两种情况,讨论满足条件的实数a 的取值,进而综合讨论结果,得到答案. 解:若a ﹣2=0,即a=2时,直线方程可化为x=,此时直线不经过第二象限,满足条件; 若a ﹣2≠0,直线方程可化为y=x ﹣,此时若直线不经过第二象限,则≥0,≥0,解得a >0综上满足条件的实数a 的范围是[2,+∞)考点:本题考查的知识点是确定直线位置的几何要素,其中根据直线的斜截式方程中,当k≥0且b≤0时,直线不过第二象限得到关于a 的不等式组,是解答本题的关键,但解答时,易忽略对a ﹣2=0(斜率不存在)时的讨论,而错解为(2,+∞)。

【例】过点(5,4)A --作一直线l ,使它与两坐标轴相交且与两轴所围成的三角形面积为5。

解:设直线为4(5),y k x +=+交x 轴于点4(5,0)k-,交y 轴于点(0,54)k -,14165545,4025102S k k k k=⨯-⨯-=--= 得22530160k k -+=,或22550160k k -+=解得2,5k =或 85k = 25100x y ∴--=,或85200x y -+=为所求。

【例】直线313y x =-+和x 轴,y 轴分别交于点,A B ,在线段AB 为边在第一象限内作等边△ABC ,如果在第一象限内有一点1(,)2P m 使得△ABP 和△ABC 的面积相等,求m 的值。

解:由已知可得直线//CP AB ,设CP 的方程为3,(1)3y x c c =-+>则133,32113c AB c -=⨯==+,333y x =-+过1(,)2P m 得13533,232m m =-+= 【例】已知点(1,1)A ,(2,2)B ,点P 在直线x y 21=上,求22PB PA +取得最小值时P 点的坐标。

解:设(2,)P t t ,则2222222(21)(1)(22)(2)101410PA PB t t t t t t +=-+-+-+-=-+当710t =时,22PB PA +取得最小值,即77(,)510P 【例】求函数22()2248f x x x x x =-++-+的最小值。

解:2222()(1)(01)(2)(02)f x x x =-+-+-+-可看作点(,0)x 到点(1,1)和点(2,2)的距离之和,作点(1,1)关于x 轴对称的点(1,1)-22min ()1310f x ∴=+=【例】在△ABC 中,已知BC 边上的高所在直线的方程为x ﹣2y+1=0,∠ A 的平分线所在直线的方程为y=0.若点B 的坐标为(1,2),求点C 的坐标.分析:根据三角形的性质解A 点,再解出AC 的方程,进而求出BC 方程,解出C 点坐标.逐步解答. 解:点A 为y=0与x ﹣2y+1=0两直线的交点,∴ 点A 的坐标为(﹣1,0). ∴ k AB ==1.又∵∠A 的平分线所在直线的方程是y=0,∴ k AC =﹣1. ∴ 直线AC 的方程是y=﹣x ﹣1. 而BC 与x ﹣2y+1=0垂直,∴ k BC =﹣2. ∴ 直线BC 的方程是y ﹣2=﹣2(x ﹣1). 由y=﹣x ﹣1,y=﹣2x+4, 解得C (5,﹣6)考点:直线的点斜式方程。

本题可以借助图形帮助理解题意,将条件逐一转化求解 【例】直线l 过点P (2,1),且分别与x ,y 轴的正半轴于A ,B 两点,O 为原点. (1)求△AOB 面积最小值时l 的方程; (2)|PA|•|PB|取最小值时l 的方程. 分析:(1)设AB 方程为,点P (2,1)代入后应用基本不等式求出ab 的最小值,即得三角形OAB 面积面积的最小值.(2)设直线l 的点斜式方程,求出A ,B 两点的坐标,代入|PA|•|PB|的解析式,使用基本不等式,求出最小值,注意检验等号成立条件. 解:(1)设A (a ,0)、B (0,b ),a >0,b >0,AB 方程为,点P (2,1)代入得≥2,∴ab≥8 (当且仅当a=4,b=2时,等号成立),故三角形OAB 面积S=ab≥4,此时直线方程为:,即x+2y ﹣4=0.(2)设直线l :y ﹣1=k (x ﹣2),分别令y=0,x=0,得A (2﹣,0),B (0,1﹣2k ). 则|PA|•|PB|==≥4,当且仅当k 2=1,即k=±1时,|PA|•|PB|取最小值, 又∵ k <0,∴ k=﹣1,这时l 的方程为x+y ﹣3=0.考点:本题考查直线在坐标轴上的截距的定义,直线的截距式方程,以及基本不等式的应用. 【例】求倾斜角是直线y =-3x +1的倾斜角的14,且分别满足下列条件的直线方程:(1)经过点(3,-1);(2)在y 轴上的截距是-5.解:∵直线的方程为y =-3x +1,∴k =-3,倾斜角α=120°,由题知所求直线的倾斜角为30°,即斜率为33. (1)∵直线经过点(3,-1),∴所求直线方程为y +1=33(x -3),即3x -3y -6=0. (2)∵直线在y 轴上的截距为-5,∴由斜截式知所求直线方程为y =33x -5,即3x -3y -15=0. 【例】已知直线l :kx -y +1+2k =0(1)证明:直线l 过定点;(2)若直线l 交x 负半轴于A ,交y 正半轴于B ,△AOB 的面积为S ,试求S 的最小值并求出此时直线l 的方程。

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