专题9-1 直线与方程题型归类-高考数学一轮复习热点题型归纳与变式演练(全国通用)
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专题9-1 直线与方程题型归类
目录
【题型一】直线倾斜角与斜率最值范围 3
【题型二】绕点旋转动直线 5
【题型三】含三角函数的圆切线型动直线 7
【题型四】含参双动直线 10
【题型五】关于直线对称 11
【题型六】直线光学性质 13
【题型七】三角形三大线:中线,高,角平分线 16
【题型八】平行线 17
【题型九】直线应用1:叠纸 19
【题型十】直线 应用2:直线与曲线交点 21
【题型十一】直线应用3:直线与函数(切线型) 23
【题型十二】直线应用4:距离公式 26
【题型十三】直线应用5:直线与方程 28
【题型十四】直线与最值 29
真题再现 31
模拟检测 35
综述
1.斜率公式
(1)若直线l的倾斜角α≠90°,则斜率k=tan α.
(2)P1(x1,y1),P2(x2,y2)在直线l上,且x1≠x2,则l的斜率k=.
2.直线方程的五种形式
名称
方程
适用范围
点斜式
y-y0=k(x-x0)
不含直线x=x0
斜截式
y=kx+b
不含垂直于x轴的直线
两点式
=
不含直线x=x1 (x1≠x2)和直线y=y1 (y1≠y2)
截距式
+=1
不含垂直于坐标轴和过原点的直线
一般式
Ax+By+C=0(A2+B2≠0)
平面直角坐标系内的直线都适用
3.几种距离公式
(1)两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)之间的距离:|P1P2|=.
(2)点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离:d=.
(3)两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0(其中C1≠C2)间的距离:d=
4.两条直线的位置关系
(1)斜截式判断法:
①两条直线平行:对于两条不重合的直线l1、l2:
(ⅰ)若其斜率分别为k1、k2,则有l1∥l2⇔k1=k2. (ⅱ)当直线l1、l2不重合且斜率都不存在时,l1∥l2.
②两条直线垂直:(ⅰ)如果两条直线l1、l2的斜率存在,设为k1、k2,则有l1⊥l2⇔k1·k2=-1.
(ⅱ)当其中一条直线的斜率不存在,而另一条的斜率为0时,l1⊥l2.
(2)一般式判断法:设两直线A1x+B1y+C1=0与A2x+B2y+C2=0,则有:
①l1∥l2⇔A1 B2=A2B1且A1 C2≠A2 C1; ②l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0.
5.直线系方程:
(1)平行线系:与直线Ax+By+C=0平行的直线方程可设为:Ax+By+m=0(m≠C);
(2)垂直线系:与直线Ax+By+C=0垂直的直线方程可设为:Bx-Ay+n=0;
(3)交点线系:过A1x+B1y+C1=0与A2x+B2y+C2=0的交点的直线可设:A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0.
6.直线的对称问题:
(1)点关于线对称:方程组法,设对称后点的坐标为(x,y),根据中点坐标及垂直斜率列方程组;
(2)线关于线对称:①求交点; ②已知直线上取一个特殊点,并求其关于直线的对称点; ③两点定线即可.
(3)圆关于线对称:圆心对称,半径不变.
(4)则对称直线必过圆心且与两点所在的弦中垂.
7.对称:
1.关于轴对称问题:
(1)点关于直线的对称点,则有;
(2)直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.
2点关于直线对称:
求解点关于直线的对称点的基本方法如下:
①与连线与直线垂直,即;
②中点在直线上,即;
③与到直线的距离相等,即;
上述三个等量关系中任选两个构成方程组,即可求得对称点坐标.
3.直线关于点对称:
(1方法一:可以取两个点,利用中点坐标公式求出对应点的坐标,再由两点求出直线方程)
(2)方法二:对称直线和原直线是互为平行线,且到点的距离相等,所以可以待定系数法,利用点到直线距离 公式求解(注意会有增根,增根对应的恰好是原直线方程)
4.对称技巧:
如果对称轴所在的直线斜率是,即直线是型,可以利用反解对称轴法直接求出对称变换式子
(1)如果关于直线的对称点为,则的坐标为;
(2)如果关于直线的对称点为,则的坐标为.
【题型一】直线倾斜角与斜率最值范围
【典例分析】
设直线,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对与分两种情况讨论,当,直线方程化为,斜率,根据斜率的取值范围,求出倾斜角的取值范围;
【详解】直线l的方程为,当时直线方程为,倾斜角,
当时,直线方程化为,斜率,因为,
所以,即,又因为,所以
综上可得故选:C
【变式演练】
1.已知直线的方程为,则直线的倾斜角范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用直线斜率与倾斜角的关系即可求解.
【详解】由直线的方程为,所以,
即直线的斜率,由.所以 ,又直线的倾斜角的取值范围为,
由正切函数的性质可得:直线的倾斜角为.故选:B
2.已知点P为曲线上一动点,,,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先讨论和两种情况,解出;进而讨论且时,利用直线的到角公式结合基本不等式即可求得.
【详解】根据曲线的对称性,不妨设,
若,则,,,所以;
若,则,,,所以;
若且,此时且,
,所以,
因为,所以,则,当且仅当时取“=”,而,所以.综上:的最大值为.故选:B.
【点睛】本题核心的地方在“”这一步,首先分式“”的处理,上下同除以y(一次);其次在用基本不等式时,“”这一步的拆分,三个式子一定要相同(),否则不能取得“=”.
3.已知四边形各顶点的坐标分别为,,,,点为边的中点,点在线段上,且是以角为顶角的等腰三角形,记直线,的倾斜角分别为,,则
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据已知条件易得四边形为正方形,再是以角为顶角的等腰三角形即可得必为边的中点,利用直线的斜率与倾斜角的关系,可得和,可得答案.
【详解】由题中条件可知,,,,,∴四边形为正方形.又∵为边的中点,是以角为顶角的等腰三角形,∴必为边的中点,则,,∴,由题易知,,;直线与轴垂直,则,∴.故选C.
【题型二】绕点旋转动直线
【典例分析】
已知定点和直线,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据直线的方程先确定出直线所过的定点,然后判断出点到直线的距离的最大值为,结合点的坐标求解出结果.
【详解】将变形得,
所以是经过两直线和的交点的直线系.
设两直线的交点为,由得交点,
所以直线恒过定点,
于是点到直线的距离,
即点到直线的距离的最大值为.
故选:B.
【变式演练】
1.已知直线 则当m、n变化时,直线都通过定点
【答案】
【详解】
令 ,从而该直线必过定点.
2.下列对动直线的四种表述不正确的是( )
A.与曲线C:可能相离,相切,相交
B.恒过定点
C.时,直线斜率是0
D.时,直线的倾斜角是135°
【答案】A
【分析】根据过定点的直线系求出恒过点可判断B,由点与圆的位置关系可判断A,由直线方程可判断CD.
【详解】直线可化为,
令,,解得,,
所以直线恒过定点,
而该定点在圆C:内部,
所以必与该圆相交.
当时,直线方程为,故斜率为0,
当时,直线方程为,故斜率为,倾斜角为135°.
故选:A
3.已知,,三个数成等差数列,直线恒过定点,且在直线上,其中,则的最小值为( )
A. B. C.2 D.4
【答案】B
【分析】先由等差数列求得,再由求出定点坐标,代入直线得,由结合基本不等式即可求解.
【详解】易知,则,整理得,由解得,
则,则,即,又,则,
则,
当且仅当即时取等,故的最小值为.故选:B.
【题型三】含三角函数的圆切线型动直线
【典例分析】
设直线系,,对于下列四个命题:
(1)中所有直线均经过一个定点;
(2)存在定点不在中的任意一条直线上;
(3)对于任意整数,,存在正边形,其所有边均在中的直线上;
(4)中的直线所能围成的正三角形面积都相等;其中真命题的是( )
A.(2)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) (4) D.(1)(2)
【答案】A
【解析】首先发现直线系表示圆的切线集合,再根据切线的性质判断(1)(3)(4),以及观察得到点不在任何一条直线上,判断选项.
【详解】因为点到直线系中每条直线的距离,直线系表示圆的切线集合.
(1)由于直线系表示圆的所有切线,其中存在两条切线平行,所有中所有直线均经过一个定点不可能,故(1)不正确;
(2)存在定点不在中的任意一条直线上,观察知点符合条件,故(2)正确;
(3)由于圆的所有外切正多边形的边都是圆的切线,所以对于任意整数,存在正变形,其所有边均在的直线上,故(3)正确;
(4)如下图,中的直线所能围成的正三角形有两类,一类如,一类是,显然这两类三角形的面积不相等,故(4)不正确.
故选:A
【变式演练】
1.直线系,直线系A中能组成正三角形的面积等于______.
【答案】或
【分析】应用辅助角公式可得且,根据正弦函数的性质有,易知其几何意义:直线系A是圆上所有点的切线集合,分析可知直线构成正三角形有无数个,但面积值只有两个;将圆心移至原点、取简化模型,设为,应用切线的性质及点线距离公式求参数b,进而求出正三角形的两个面积值.
【详解】直线系A:可变形为,
∴,而,
,即,其几何意义为圆外的点的集合,直线系是圆的切线的包络,即圆上所有点的切线集合,如图所示.
把圆心平移到原点,由过圆上一点的切线方程为.
而圆的参数形式为,,
令,则以为切点的切线方程为,即.
由圆心到切线的距离等于半径,有,即,
故当时,直线系是圆上所有点的切线方程系,也是圆的包络线.
显而易见,所有直线系中的直线构成正三角形有无数个,但是面积的值只有两个.
如取,如图所示,设直线的方程为.
圆心到直线的距离等于半径,则,
,则,
当,,,则.
当,,,则.
将圆向右平移3个单位即为,不改变正三角形的面积,直线系A中组成正三角形的面积:或.
故答案为:或
2.设直线系(),则下列命题中是真命题的个数是( )
①存在一个圆与所有直线相交;
②存在一个圆与所有直线不相交;
③存在一个圆与所有直线相切;
④中所有直线均经过一个定点;
⑤不存在定点不在中的任一条直线上;
⑥对于任意整数,存在正边形,其所有边均在中的直线上;
⑦中的直线所能围成的正三角形面积都相等.
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据已知可知,直线系都为以为圆心,以1为半径的圆的切线,即可根据相关知识,逐个判断各命题的真假.
【详解】根据直线系()得到,
所有直线都为圆心为,半径为1的圆的切线.
对于①,可取圆心为,半径为2的圆,该圆与所有直线相交,所以①正确;
对于②,可取圆心为,半径为的圆,该圆与所有直线不相交,所以②正确;
对于③,可取圆心为,半径为1的圆,该圆与所有直线相切,所以③正确;
对于④,所有的直线与一个圆相切,没有过定点,所以④错误;
对于⑤,存在不在中的任一条直线上,所以⑤错误;
对于⑥,可取圆的外接正三角形,其所有边均在中的直线上,所以⑥正确;
对于⑦,可以在圆的三等分点做圆的三条切线,把其中一条切线平移到过另外两个点中点时,也为正三角形,但是它与圆的外接正三角形的面积不相等,所以⑦错误;
故①②③⑥正确,④⑤⑦错,所以真命题的个数为4个.
故选:B.
3.已知集合{直线其中是正常数},下列结论中正确的是( )
A.当时,中直线的斜率为
B.中所有直线均经过同一个定点
C.当时,中的两条平行线间的距离的最小值为
D.中的所有直线可覆盖整个直角坐标平面
【答案】C
【分析】A中,当时,sinθ=cosθ,S中直线的斜率为;B中,S中所有直线均经过一个定点,不正确;C中,当m>n时,S中的两条平行直线间的距离为,可得最小值为2n;D中,由(0,0)不满足方程,可判断命题错误.
【详解】当θ时,sinθ=cosθ,S中直线的方程为,即,故其斜率为,故A不正确;
根据y=1,可知S中所有直线不可能经过一个定点,B不正确;
当时,S中的两条平行直线间的距离为,而,则,故,即最小值为2n,C正确;
易见,点(0,0)不满足方程,∴S中的所有直线不可覆盖整个平面,D不正确;
故选:C.
【题型四】含参双动直线
【典例分析】
设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,则的最大值是( )
A.4 B.10 C.5 D.
【答案】C
【分析】由题意可知两条动直线经过定点、,且始终垂直,有,利用勾股定理求出,再利用基本不等式求得答案.
【详解】由题意可知,动直线经过定点,
动直线即,经过定点,
因为,所以动直线和动直线始终垂直,
又是两条直线的交点,
则有,,
故(当且仅当时取“” ,
故选:C.
【变式演练】
1.设,过定点的动直线和过定点的动直线交于点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】求得直线恒过的定点,判断两直线位置关系,找到与的关系,利用均值不等式求最值.
【详解】直线可整理为,故恒过定点,即为A的坐标;
直线整理为,故恒过定点,即为B坐标;
又两条直线垂直,故可得,
即
整理得
解得,当且仅当时取得最大值.
故选:A.
2.过定点M的直线与过定点N的直线交于点P,则的最大值为( )
A.2 B. C.4 D.8
【答案】C
【分析】根据直线斜截式方程和点斜式方程的特点求出、两点坐标,再判断两直线的位置关系,利用基本不等式进行求解即可.
【详解】解:由,所以,
由,所以,
因为,所以这两条直线垂直,即,
所以三角形是直角三角形,
因此,
所以有,当且仅当时取等号,
所以,当且仅当时取等号,
所以的最大值为4,
故选:C.
3.设,过定点的动直线和过定点的动直线相交于点不重合),则面积的最大值是( )
A. B.5 C. D.
【答案】D
【分析】由题意结合直线位置关系的判断可得两直线互相垂直,由直线过定点可得定点与定点,进而可得,再利用基本不等式及三角形面积公式即得.
【详解】由题意直线过定点,
直线可变为,所以该直线过定点,
所以,
又,
所以直线与直线互相垂直,
所以,
所以即,
当且仅当时取等号,
所以,,即面积的最大值是.
故选:D.
【题型五】关于直线对称
【典例分析】
若曲线关于直线的对称曲线是,则的值为( )
A.2 B. C.1 D.不确定
【答案】C
【分析】本题首先可以在曲线上任取一点,然后设出点关于直线的对称点,再然后根据线段中点以及两条直线相互垂直的性质求出点坐标,最后将点坐标带入中即可得出结果.
【详解】在曲线上任取一点,
设点关于直线的对称点为,
则中点在直线上,即,
因为直线与直线垂直,所以,
联立,解得,,,
因为点Q在曲线上,所以,对一切恒成立,
故,,,故选:C.
【变式演练】
1.设函数的图象与的图象关于直线对称,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在函数y=f(x)的图象上取点(x,y),则关于直线y=﹣x对称点为(﹣y,﹣x),代入y=2x+a,结合题目条件可得答案.
【详解】因为函数y=f(x)的图象与y=2x+a的图象关于直线y=﹣x对称,
令f(﹣2m)=p,f(﹣2n)=q,则p+q=2;故(﹣p,2m),(﹣q,2n)在y=2x+a的图象上,
所以2m=2﹣p+a,2n=2﹣q+a,即,两式相加得m+n=﹣(p+q)+2a,
所以2a=m+n+p+q=2020+2=2022,解得a=1011,故选:A.
2.设函数的图象与的图象关于直线对称,若,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在函数y=f(x)的图象上取点(x,y),则关于直线y=﹣x对称点为(﹣y,﹣x),代入y=2x+a,结合题目条件可得答案.
【详解】因为函数y=f(x)的图象与y=2x+a的图象关于直线y=﹣x对称,
令f(﹣2m)=p,f(﹣2n)=q,则p+q=2;故(﹣p,2m),(﹣q,2n)在y=2x+a的图象上,
所以2m=2﹣p+a,2n=2﹣q+a,即,两式相加得m+n=﹣(p+q)+2a,
所以2a=m+n+p+q=2020+2=2022,解得a=1011,故选:A.
3.已知直线:与直线关于直线:对称,直线与直线:垂直,则的值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】利用直线与直线:垂直,求得的斜率,然后求得与的交点坐标,在直线上取点,求出该点关于的对称点,利用斜率公式求得的值.
【详解】解:直线与直线:垂直,则,即,
∵直线:与直线关于直线:对称,
∵由得得交点坐标,
在直线上取点,设该点关于对称的点为,则,得,故,解得,故选:B.
【题型六】直线光学性质
【典例分析】
在直角坐标系中,已知和直线,试在直线上找一点,在轴上找一点,使三角形的周长最小,最小值为__.
【答案】
【分析】如图,作出关于直线的对称点,作出关于轴的对称点,则连结,交直线于,交轴于,则的周长的最小值等于.
【详解】解:如图,作出关于直线的对称点,
作出关于轴的对称点,
连结,交直线于,交轴于,
,,
三角形的周长为线段的长,
由两点间线段最短得此时三角形的周长最小,
三角形的周长最小时,最小值为:.
故答案为:.
【变式演练】
1.已知等腰直角三角形三个顶点,和,P为的中点,一质点从点P出发,经,反射后又回到点P(如图),则的周长为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】C
【分析】先求出直线的方程,分别求出点关于直线,的对称点,由对称性可得答案.
【详解】由题意可知,,
记P关于对称的点为,设P关于对称的点为,
所以 ,解得,所以
由对称性知,,
所以,
易知当,Q,R,四点共线时,的值最小.
所以.
故选:C
2.已知点,O为坐标原点,P,Q分别在线段上运动,则的周长的最小值是( )
A. B. C.5 D.
【答案】A
【分析】求折线段长度的最小值一般通过作对称点的方法解决,本题分别作关于的对称点,此时和分别交于,得到,此时的长即为所求最小值.
【详解】首先易得到方程为,关于即轴的对称点记做,显然,设关于的对称点为,于是,且中点在上,即,解得,即,此时和分别交于,此时的周长的最小,最小值为.若两点不这样取,例如如图所示取这样的,则的周长为折线段之和,即有.故选:A
3.如图,平面上两点,在直线上取两点使,且使的值取最小,则的坐标为____________.
【答案】
【分析】求出关于直线的对称点,过作平行于的直线为,将的值转化为的最小值,利用数形结合以及根据两点间的距离公式,求解出的坐标.
【详解】关于直线的对称点为,则有.过作平行于的直线为,由得,即此时直线为.过作,则,则.由于是常数,要使的值取最小,则的值取最小,即三点共线时最小.设,由得,即,解得(舍去.),即.设,则,解得,即,设,.由得,得,解得或(舍去),故.
故答案为:.
【题型七】三角形三大线:中线,高,角平分线
【典例分析】
已知在中,其中,,的平分线所在的直线方程为,则的面积为( )
A. B. C.8 D.
【答案】C
【解析】首先求得直线与直线的交点的坐标,利用到直线的距离相等列方程,解方程求得点的坐标.利用到直线的距离以及的长,求得三角形的面积.
【详解】直线的方程为,即.由解得.
设,直线的方程分别为 ,即
,.根据角平分线的性质可知,到直线的距离相等,所以
,,由于,所以上式可化为,两边平方并化简得,解得(),所以.
所以到直线的距离为,而,所以.
故选:C
【变式演练】
1.若△ABC的顶点A(5,1),AB边上的中线CM所在直线方程为2x-y-5=0,AC边上的高BH所在直线方程为x-2y-5=0,则直线BC的方程为________.
【答案】6x-5y-9=0
【解析】先计算AC边所在直线方程为2x+y-11=0,设B(x0,y0),AB的中点M为,根据解得答案.
【详解】由AC边上的高BH所在直线方程为x-2y-5=0可以知道kAC=-2,
又A(5,1),AC边所在直线方程为2x+y-11=0,
联立直线AC与直线CM方程得 解得
顶点C的坐标为C(4,3).设B(x0,y0),AB的中点M为 ,
由M在直线2x-y-5=0上,得2x0-y0-1=0,
B在直线x-2y-5=0上,得x0-2y0-5=0,
联立 解得 所以顶点B的坐标为(-1,-3).
于是直线BC的方程为6x-5y-9=0.
故答案为:6x-5y-9=0
2.已知为等腰直角三角形,C为直角顶点,AC中点为,斜边上中线CE所在直线方程为,且点C的纵坐标大于点E的纵坐标,则AB所在直线的方程为_______________________.
【答案】
【分析】设,由中点公式求出点A坐标,根据等腰直角三角形可知,,建立与,与间关系,即可求出,进而根据点斜式求出直线的方程.
【详解】因为中线CE所在直线方程为,所以可设,
由AC中点为,可得,所以,为等腰直角三角形,CE为中线,
,,①,又是的中点,,
,,化简得: ②,由①②解得,
所以点,又因为,所以直线方程为,
即所求方程为.故答案为:
3.若等边三角形的一条中线所在直线的斜率为1,则该等边三角形的三边所在直线的斜率之和为___________.
【答案】3
【分析】根据题意得到该等边三角形的三边所在直线的倾斜角,进而求出三边所在直线的斜率,求出和即可.
【详解】因为一条中线所在直线的斜率为1,所以此中线所在直线的倾斜角为,
可得该等边三角形的三边所在直线的倾斜角分别为,
因为,,,
即该等边三角形的三边所在直线的斜率分别为,
所以该等边三角形的三边所在直线的斜率之和为3.故答案为:3
【题型八】平行线
【典例分析】
若直线m被两平行线与所截得的线段的长为,则m的倾斜角可以是①15°,②30°,③45°,④60°,⑤75°.其中正确答案的序号是_____(写出所有正确答案的序号).
【答案】①⑤
【分析】先求两平行线间的距离为,结合题意直线m被两平行线所截得的线段的长为得到直线m与两平行线的夹角为30°,再根据已知直线的倾斜角进行求解.
【详解】因为,所以直线,间的距离.设直线m与直线,分别相交于点B,A,
则,过点A作直线l垂直于直线,垂足为C,则,
则在中,,所以,又直线的倾斜角为45°,
所以直线m的倾斜角为或.故答案为:①⑤.
【变式演练】
1.若三条直线不能围成三角形,则实数的取值最多有( )
A.个 B.个
C.个 D.个
【答案】C
【分析】分析可知至少有两条直线平行或三条直线相交于同一点,则三条直线不能构成三角形.
【详解】三条直线不能构成三角形 至少有两条直线平行或三条直线相交于同一点.
若∥,则;若∥,则;若∥,则的值不存在;
若三条直线相交于同一点,直线和联立:,直线和交点为;
直线和联立:,直线和交点为;
三条直线相交于同一点两点重合或.故实数的取值最多有个.故选:C
2.已知直线;,若,都是正数,且,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】结合两直线垂直得到,结合均值不等式即可求出结果.
【详解】因为,所以,即,所以,当且仅当时等号成立.由解得所以当,时,取得最小值.故选:D.
3.设两条直线的方程分别为,,已知a,b是方程的两个实根,且,则这两条直线之间的距离的最大值和最小值分别是( )
A.1, B., C., D.1,
【答案】C
【分析】利用韦达定理求出,由可求得,再由平行线间的距离公式得到,即可求出两条平行直线之间的距离的最大值和最小值.
【详解】因为a,b是方程的两个实根,所以,,所以.
又,所以,所以.由于直线与直线平行,
所以它们之间的距离,所以,即所求距离的最大值和最小值分别为,.故选:C.
【题型九】直线应用1:叠纸
【典例分析】
折纸艺术是我国民间的传统文化,将一矩形纸片放在平面直角坐标系中,,将矩形折叠,使点落在线段上,设折痕所在直线的斜率为,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】分析题意,画出图形,分析重合的两个点之间的关系,O点落在线段上,O点与上的点关于折痕对称,两点的连线与折痕垂直,求出对应点之间的斜率,即可求解
【详解】如图,
要想使折叠后O点落在线段上,可取上任意一点,作线段的垂直平分线,以为折痕可使与重合,
因为,所以,且.又当折叠后与重合时,,
所以 的取值范围是,故选:D
【变式演练】
1.将一张画有直角坐标系的图纸对折,使点与重合,若此时点恰与点D重合,则点D的坐标是________.
【答案】
【解析】根据垂直平分计算折线方程为,设,则,解得答案.
【详解】设折线方程为,,故,中点为,故.故.
设,则,解得,.故答案为:.
2.将一张画了直角坐标系(两坐标轴单位长度相同)的纸折叠一次,使点与点重合,点与点重合,则( )
A.1 B.2023 C.4043 D.4046
【答案】C
【分析】设,,进而根据题意得过点与点的直线与直线平行,再根据斜率公式计算求解即可.
【详解】解:设,,则所在直线的斜率为,
由题知过点与点的直线与直线平行,
所以,整理得 故选:C
3.已知一张纸上面有半径为4的圆O,在圆O内有一个定点A,且,折叠纸片,使圆上某一点刚好与A点重合,这样的每一种折法,都留下一条直线折痕,当取遍圆上所有点时,所有折痕与的交点形成的曲线记为C,则曲线C上的点到圆O上的点的最大距离为__________.
【答案】6
【分析】先用定义法求出折痕与的交点M的轨迹方程为:,再求出曲线C上点到圆心O的距离最大值,进而求出曲线C上的点到圆O上的点的最大距离.
【详解】以OA的中点G为坐标原点,OA所在直线为x轴,垂直OA为y轴建立平面直角坐标系,可知,,设折痕与和分别交于M,N两点,则MN⊥,连接MA,所以,所以,故所有折痕与的交点M的轨迹为以O,A为焦点,4为长轴的椭圆,故椭圆方程为:,设曲线C上点坐标为,则,当时,取得最大值,最大值为2,故曲线C上的点到圆O上的点的最大距离为2+4=6.
故答案为:6
【题型十】直线 应用2:直线与曲线交点
【典例分析】
在平面直角坐标系中,函数的图象上有三个不同的点位于直线上,且这三点的横坐标之和为0,则这条直线必过定点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】画出函数图像,由图可知,直线,当时,由,解得其中一根,
当时,联立直线和函数方程,由韦达定理及三根之和为0,即可求解.
【详解】解:当,当所以,画出图像:
设直线方程为:,当时,直线l与函数的图像的交点个数不可能是3个,故,依题意可知,关于x的方程有三个不等实根,当时,由,可解得,不妨令,当时,由可得,,
则关于x的方程(*)有两个不等负实根,则由韦达定理可得,,
依题意可知,则,
直线方程为:,故直线恒过定点,故选:A.
【变式演练】
1.直线与曲线有且仅有一个公共点,则b的取值范围是( )
A. B.或
C. D.
【答案】B【分析】首先根据题意得到曲线表示半圆,再结合图象即可得到直线与曲线有且仅有一个公共点时b的取值范围.
【详解】将方程变形为.当直线与曲线相切时,满足,
即,解得.由图可知,当或时,直线与曲线有且仅有一个公共点.故选:B.
2.曲线与直线有两个不同的交点时实数的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】作出表示的曲线,而表示经过定点的一条动直线,利用斜率数形结合可得结果.
【详解】由题意得,即,其表示以为圆心,为半径的圆的上半部分,而表示经过定点的一条动直线,如下图所示,当直线与半圆相切于点时,由得,又点,则,由图可知,即.故选:A.
3.对于任意放置的椭圆,经过椭圆上的任意一点有且仅有一直线与该椭圆有一个交点,则称该直线为椭圆的切线.椭圆绕坐标原点逆时针旋转45°后得到的椭圆中最高点与原点的距离为_______.
上海市复兴高级中学2022届高三下学期4月自我定位检测数学试题
【答案】
【分析】旋转后椭圆中最高点与原点的距离即为旋转前切点到原点的距离,由旋转后椭圆的最高点的切线与轴平行,则旋转前直线的倾斜角为,可设旋转前直线的方程为,与椭圆方程联立,由,求出,从而可求得切点,从而可得出答案.
【详解】解:旋转后椭圆的最高点的切线与轴平行,则旋转前直线的倾斜角为,则可设旋转前直线的方程为,联立,消整理得,由,解得,
因为旋转后切点为最高点,所以,此时,即切点得坐标为,则该点到原点得距离为,即旋转后椭圆中最高点与原点的距离为.故答案为:.
【题型十一】直线应用3:直线与函数(切线型)
【典例分析】
已知函数,如果函数恰有三个不同的零点,那么实数的取值范围是________
【答案】
【分析】先求出函数的解析式,作出函数的图象,由题得有三个不同的实根,数形结合分析得到实数k的取值范围.
【详解】当1<x≤2时,f(x)=-x+2,
当时,1<2x≤2,所以f(x)=,
当时,<2x≤1,所以f(x)=,
当时,<2x≤,所以f(x)=,
当时,<2x≤,所以f(x)=,
所以函数的图象为:其图象为线段PA,EB,GC,HD,,(不包括上端点A,B,C,D,)直线y=k(x-1)表示过定点P(1,0)的直线系,由题得C(),D(),
当直线在PD(可以取到)和直线PC(不能取到)之间时,直线和函数f(x)的图象有三个不同的交点,
由题得.所以k的取值范围为.故答案为
【变式演练】
1.已知函数,若关于的方程有两个解,则实数的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】关于的方程有两个解,等价于和有两个交点,如图所示:作出函数的图象,,,,,由图可得时,直线与曲线有两个交点,由图可得过原点的直线与有两个交点的临界位置为两者相切时,联立两者方程得:,由解得,切点坐标为和且,要使直线与抛物线有两个交点,直线的斜率应满足,综上可得,故选A.
2.已知,若的图象与轴有3个不同的交点,则实数的取值范围为______.
【答案】
【分析】由分段函数解析式,结合导数研究的性质,再将问题转化为与有3个不同交点,应用数形结合的思想有与在上至少有2个交点,最后由导数求它们相切或过时参数a的值,即可知的取值范围.
【详解】由题设,上,故值域为且单调递增;
上,故值域为且单调递减;
∴在上值域为且单调递减;在上值域为且单调递增;
要使与轴有3个不同的交点,即与有3个不同交点,它们的图象如下:
∴由图知:要使函数图象有3个交点,则与在上至少有2个交点,由,,则,此时,若与相切时,切点为,∴,可得,当过时,有,得,
∴.故答案为:
3.已知是定义在R上的奇函数,当时,,有下列结论:
①函数在上单调递增;
②函数的图象与直线有且仅有2个不同的交点
③若关于x的方程的实数根之和为8;
④函数的值域为.
其中所有正确答案的编号是______________.
【答案】①④
【分析】根据函数解析式和奇函数的性质画出函数图象,数形结合即可求出.
【详解】当,,
当时,,则,
当时,,,则,
…
结合是定义在R上的奇函数,可画出的函数图象如下:
由图可知,在上单调递增,故①正确;
函数的图象与直线有3个不同的交点,故②错误;
由,可解得,根据奇函数的对称性,和对应的根分别对称,所以方程的实数根之和为0,故③错误;
由图可知,的值域为,故④正确.
故答案为:①④.
【题型十二】直线应用4:距离公式
【典例分析】
已知,则的最小值为( )
A. B.3
C. D.6
【答案】C
【解析】将问题转化为“点到点的距离加上点到点的距离加上点到点的距离之和的最小值”,采用分类讨论的方法并画出辅助图示求解出最小值.
【详解】因为表示点到点的距离,表示点到点的距离,
表示点到点的距离,设,
则表示的长度和,
显然当点与点在轴的非负半轴上,对应原式的结果更小,
当均不在坐标原点,如下图所示:
考虑到求解最小值,所以,设关于原点的对称点为,
所以;
当其中一个在坐标原点,如下图所示:
此时分别有,,
所以;当都在坐标原点时,,
综上可知:的最小值为,故选:C.
【变式演练】
1.若不等式对任意,恒成立,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】将问题转化为直线与曲线上的点的距离最小值,利用导数的几何意义求上斜率为1的切线上切点坐标,再应用点线距离公式求最小距离,即可得m的范围.
【详解】设,则T的几何意义是直线上的点与曲线上的点的距离,
将直线平移到与面线相切时,切点Q到直线的距离最小.
而,令,则,可得,
此时,Q到直线的距离,故,所以.故选:B
2.已知,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】问题转化为点到点的距离的平方,等价于在直线上找一点,使得它到图象的距离的平方最小,利用函数图象的对称性即可得解.
【详解】可看成点到点的距离的平方,
点在直线的图象上,点在反比例函数的图象上,
问题转化为在图象上找一点,使得它到直线的距离的平方最小.
注意到反比例函数的图象关于直线对称,直线也关于对称,
观察图象知点P到直线的距离最短,,
最短距离为,所以的最小值为.故选:C
3.已知,,则的最小值为
A. B. C. D.
【答案】D【详解】因为表分别表示点到的距离,点在直线和以及和四条直线围成的正方形内部,根据三角形两边之和大于第三边可知,当点为该正方形的中心时,四个距离之和最小,把代入原式计算可得最小值为,故选D.
【题型十三】直线应用5:直线与方程
【典例分析】
已知P1(a1,b1)与P2(a2,b2)是直线y=kx+1(k为常数)上两个不同的点,则关于l1:a1x+b1y﹣1=0和l2:a2x+b2y﹣1=0的交点情况是( )
A.存在k,P1,P2使之无交点
B.存在k,P1,P2使之有无穷多交点
C.无论k,P1,P2如何,总是无交点
D.无论k,P1,P2如何,总是唯一交点
【答案】D
【分析】判断直线的斜率存在,通过点在直线上,推出a1,b1,P2,a2,b2的关系,然后求解方程组的解即可.
【详解】解:P1(a1,b1)与P2(a2,b2)是直线y=kx+1(k为常数)上两个不同的点,直线y=kx+1的斜率存在,
∴k,即a1≠a2,并且b1=ka1+1,b2=ka2+1,∴a2b1﹣a1b2=ka1a2﹣ka1a2+a2﹣a1=a2﹣a1,
,解得:(a1b2﹣a2b1)x=b2﹣b1,即(a1﹣a2)x=b2﹣b1.∴方程组有唯一解.故选:D.
【变式演练】
1.定义点P(x0,y0)到直线l:ax+by+c=0(a2+b2≠0)的有向距离为d=.已知点P1,P2到直线l的有向距离分别是d1,d2.以下命题正确的是( )
A.若d1-d2=0,则直线P1P2与直线l平行
B.若d1+d2=0,则直线P1P2与直线l平行
C.若d1+d2=0,则直线P1P2与直线l垂直
D.若d1·d2<0,则直线P1P2与直线l相交
【答案】D
【分析】根据有向距离的定义,分别对直线与直线l的位置关系进行判断.
【详解】由定义可知,若d1=d2=0,即点P1,P2到直线l的有向距离为0,则点P1,P2在直线l上,则可知A,B,C均不成立,
故选:D.
【点睛】本题主要考查与直线距离有关的命题的判断,利用条件推出点与直线的位置关系是解决本题的关键,综合性较强.
2.若方程表示定直线 l ,为不在 l 上的定点,则方程一定是( )
A.过点M且与直线l相交的直线 B.过点M且与直线l平行的直线
C.过点M且与直线l垂直的直线 D.以上均不对
【答案】B
【分析】根据两直线的方程即得.
【详解】因为为不在 l 上的定点,
∴,又,方程表示定直线 l ,
所以方程一定是过点M且与直线 l 平行的直线.故选:B.
3.已知直线l过点,倾斜角,下列方程可以表示直线l的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】分倾斜角和两种情况讨论,利用点斜式即可求解.
【详解】解:当倾斜角时,因为直线l过点,所以直线l的方程为,此时选项A,B,C没有意义,选项D符合题意;
当倾斜角时,直线l的斜率为,
所以由点斜式有直线l的方程为,即;
综上,直线l的方程为,故选:D.
【题型十四】直线与最值
【典例分析】
已知、,直线,,且,则的最小值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先由,可得,变形得,所以,化简后利用基本不等式求解即可
【详解】因为、,直线,,且,
所以,即,所以,所以,
所以,
当且仅当,即时,取等号,所以的最小值为,故选:D
【变式演练】
1.已知O为坐标原点,直线上存在一点P,使得,则k的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据题意得坐标原点到直线距离,利用点到直线的距离公式即可求解.
【详解】点到直线的距离为,由题意得坐标原点到直线距离,,所以,解得所以k的取值范围为.故选:C.
2.已知在平面直角坐标系中直线l恒过定点(2,1).与x正半轴y正半轴分别相交A、B两点,O为坐标原点,则△周长的最小值是_____________.
【答案】10
【分析】设出直线在两坐标轴上的截距,再设,把三角形的三边用表示,然后利用万能公式化简,换元后由基本不等式求最值.
【详解】设三角形三个顶点坐标分别为O(0,0),A(a,0),B(0,b),其中a>0,b>0,
设,则。,
△周长=
,令,则△周长=
当且仅当,即时,周长取最小值10.故答案为:10
3.已知点M,N分别在直线:与直线:,且,点,,则|的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设出点坐标,求得点坐标,求得的表达式,再求得其最小值.
【详解】设,则直线的方程为,由,
所以,设,
则表示直线上的点与连线的距离之和,
所以的最小值为.故选:C
1.直线关于点对称的直线方程是( )
A. B.
C. D.
2020年山东省春季高考数学真题
【答案】D
【分析】设对称的直线方程上的一点的坐标为,则其关于点对称的点的坐标为,代入已知直线即可求得结果.
【详解】设对称的直线方程上的一点的坐标为,
则其关于点对称的点的坐标为,
因为点在直线上,
所以即.
故选:D.
2.已知直线的图像如图所示,则角是( )
A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角
2020年山东省春季高考数学真题
【答案】D
【分析】本题可根据直线的斜率和截距得出、,即可得出结果.
【详解】结合图像易知,,,
则角是第四象限角,
故选:D.
3.已知点O(0,0),A(–2,0),B(2,0).设点P满足|PA|–|PB|=2,且P为函数y=图像上的点,则|OP|=( )
A. B. C. D.
2020年浙江省高考数学试卷
【答案】D
【分析】根据题意可知,点既在双曲线的一支上,又在函数的图象上,即可求出点的坐标,得到的值.
【详解】因为,所以点在以为焦点,实轴长为,焦距为的双曲线的右支上,由可得,,即双曲线的右支方程为,而点还在函数的图象上,所以,
由,解得,即.
故选:D.
【点睛】本题主要考查双曲线的定义的应用,以及二次曲线的位置关系的应用,意在考查学生的数学运算能力,属于基础题.
4.点(0,﹣1)到直线距离的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ)
【答案】B
【分析】首先根据直线方程判断出直线过定点,设,当直线与垂直时,点到直线距离最大,即可求得结果.
【详解】由可知直线过定点,设,
当直线与垂直时,点到直线距离最大,即为.故选:B.
【点睛】该题考查的是有关解析几何初步的问题,涉及到的知识点有直线过定点问题,利用几何性质是解题的关键,属于基础题.
5.在等腰直角三角形中, 点 是边 上异于 的一点,光线从点 出发,经 发射后又回到原点 (如图).若光线 经过 的重心,则 等于
A. B.
C. D.
全国普通高等学校招生统一考试理科数学(湖南卷)
【答案】D
【分析】试题分析: 建立如图所示的坐标系,可得,故直线的方程为 ,
的重心为 ,设,其中 ,
则点关于直线 的对称点,满足,解得,即 ,
易得关于 轴的对称点,由光的反射原理可知 四点共线,直线的斜率为,故直线的方程为 ,由于直线过的重心),
代入化简可得,解得,或 (舍去),故,故.
故选D.
6.在平面直角坐标系中,记为点到直线的距离,当、变化时,的最大值为
A. B.
C. D.
2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(北京卷)
【答案】C
【分析】为单位圆上一点,而直线过点,则根据几何意义得的最大值为.
【详解】为单位圆上一点,而直线过点,
所以的最大值为,选C.
【点睛】与圆有关的最值问题主要表现在求几何图形的长度、面积的最值,求点到直线的距离的最值,求相关参数的最值等方面.解决此类问题的主要思路是利用圆的几何性质将问题转化.
二、填空题
7.设点,若直线关于对称的直线与圆有公共点,则a的取值范围是________.
2022年新高考全国II卷数学真题
【答案】
【分析】首先求出点关于对称点的坐标,即可得到直线的方程,根据圆心到直线的距离小于等于半径得到不等式,解得即可;
【详解】解:关于对称的点的坐标为,在直线上,
所以所在直线即为直线,所以直线为,即;
圆,圆心,半径,依题意圆心到直线的距离,即,解得,即;故答案为:
8.已知函数,函数的图象在点和点的两条切线互相垂直,且分别交y轴于M,N两点,则取值范围是_______.
2021年全国新高考II卷数学试题
【答案】
【分析】结合导数的几何意义可得,结合直线方程及两点间距离公式可得,,化简即可得解.
【详解】由题意,,则,
所以点和点,,所以,
所以,所以,
同理,所以.
故答案为:
9.在平面直角坐标系中,P是曲线上的一个动点,则点P到直线x+y=0的距离的最小值是_____.
2019年江苏省高考数学试卷
【答案】4.
【分析】将原问题转化为切点与直线之间的距离,然后利用导函数确定切点坐标可得最小距离
【详解】当直线平移到与曲线相切位置时,切点Q即为点P到直线的距离最小.
由,得,,即切点,
则切点Q到直线的距离为,故答案为.
10.在平面直角坐标系中,设三角形ABC的顶点坐标分别为,点在线段OA上(异于端点),设均为非零实数,直线分别交于点E,F,一同学已正确算出的方程:,请你求OF的方程:__________________________.
普通高等学校招生全国统一考试数学试题(江苏卷)
【答案】
【详解】本小题考查直线方程的求法.画草图,由对称性可猜想.
事实上,由截距式可得直线,直线,两式相减得,显然直线AB与CP的交点F满足此方程,又原点O也满足此方程,故为所求的直线OF的方程.
11.在平面直角坐标系中,为双曲线右支上的一个动点.若点到直线的距离大于c恒成立,则实数c的最大值为_________
全国普通高等学校招生统一考试数学(江苏卷)
【答案】
【详解】设,因为直线平行于渐近线,所以点到直线的距离恒大于直线与渐近线之间距离,因此c的最大值为直线与渐近线之间距离,为
12.设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值是______.
全国普通高等学校招生统一考试理科数学(四川卷)
【答案】5
【详解】试题分析:易得.设,则消去得:,所以点P在以AB为直径的圆上,,所以,.
法二、因为两直线的斜率互为负倒数,所以,点P的轨迹是以AB为直径的圆.以下同法一.
13.在平面直角坐标系xOy中,设定点A(a,a),P是函数y= (x>0)图象上一动点.若点P,A之间的最短距离为2,则满足条件的实数a的所有值为________.
全国普通高等学校招生统一考试数学(江苏卷)
【答案】-1或
【详解】试题分析:设点,则
令
令
(1)当时,时取得最小值,,解得
(2)当时,在区间上单调递增,所以当时,取得最小值
,解得综上可知:或所以答案应填:-1或.
1.已知函数若存在唯一的整数x,使得成立,则所有满足条件的整数a的取值集合为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】作出的图象,由不等式的几何意义:曲线上一点与连线的直线斜率小于0,结合图象即可求得a范围.
【详解】令作出的图象如图所示:
等价于,表示点与点所在直线的斜率,
可得曲线上只有一个整数点与所在的直线斜率小于0,而点在直线上运动,由 可知当时,只有点满足,当时,只有点满足,当时,至少有,满足,不满足唯一整数点,故舍去,
当时,至少有满足,不满足唯一整数点,故舍去,
因为为整数,故可取故选:B
2.设函数在区间上存在零点,则的最小值为( )
A. B. C.7 D.
【答案】B
【分析】设为在上的零点,可得,转化为点在直线上,根据的几何意义,可得,令,利用导数求得函数的单调性和最值,即可得答案.
【详解】设为在上的零点,则,所以,即点在直线,又表示点到原点距离的平方,则,即,
令,可得,因为,,
所以恒成立,可得在上为单调递增函数,所以当时,,
所以,即的最小值为.故选:B.
3.已知直线:,:,直线垂直于,,且垂足分别为A,B,若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.8
【答案】C
【分析】根据条件设出直线l3的方程,求出点A,B坐标,用m表示出,再借助几何意义即可计算得解.
【详解】因直线垂直于,,则设直线l3的方程为:,
由得点,由得点,而,,
于是得,
而表示动点到定点与的距离的和,
显然,动点在直线上,点与在直线两侧,因此,,
当且仅当点M是直线与线段EF:的交点,即原点时取“=”,此时m=0,
从而得取最小值,
所以,当直线l3方程为:时,取最小值.
故选:C
4.设平面点集包含于,若按照某对应法则,使得中每一点都有唯一的实数与之对应,则称为在上的二元函数,且称为的定义域,对应的值为在点的函数值,记作,若二元函数,其中,,则二元函数的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】C
【分析】二元函数的几何意义是动点到定点距离的和,结合三点确定的线段和差关系即可得解.
【详解】依题意,因,,则点在由直线围成的矩形ABCD区域内(含边界),如图,
而表示动点到定点距离的和,在矩形ABCD及内部任取点P,
连接PO,PA,PQ,PC,AC,于是有,当且仅当点P在线段OQ上时取“=”,,当且仅当点P在线段AC上时取“=”,
于是得,当且仅当点P是线段OQ与AC的交点时取“=”,
显然直线AC:与y轴交点在线段OQ上,即当点时,,
所以二元函数的最小值为7.
故选:C
5.在平面直角坐标系中,已知点满足,记为点到直线的距离.当变化时,的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据直线过定点确定出对于给定的一点,取最大值时且,然后根据点为正方形上任意一点求解出,由此可知.
【详解】直线过定点,对于任意确定的点,当时,此时,
当不垂直时,过点作,此时,如图所示:
因为,所以,所以,由上可知:当确定时,即为,且此时;又因为在如图所示的正方形上运动,所以,
当取最大值时,点与重合,此时,所以,故选:C.
6.已知函数,若存在唯一的整数,使得成立,则满足条件的整数的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.无数
【答案】C
【分析】作出f(x)的函数图象,利用直线的斜率,根据不等式只有1整数解得出a的范围.
【详解】作出f(x)的函数图象如图所示:
表示点和点所在直线的斜率,即曲线上只有一个点且是整数和点所在直线的斜率大于零.如图所示,动点在直线上运动.因为,
当时,只有点这个点满足,当时,只有点这个点满足.
所以.所以满足条件的整数有4个.故选:C.
7.已知点,是曲线(为非零常数)上两个不同的点,则关于x,y的方程组的解的情况,下列说法错误的是( )
A.当时,对任意的,方程组总是有解
B.当时,对任意的,方程组总是有解
C.当时,存在,使方程组有唯一解
D.当时,存在,使方程组有唯一解
【答案】A
【解析】对的解的情况,即考虑两条直线的斜率之间的关系,即考虑方程的根的个数,也就是两函数与的图象之间交点的个数,分类讨论验证即可.
【详解】由题知.对的解的情况,
即考虑两条直线的斜率
之间的关系,即考虑方程的根的个数,也就是两函数与的图象之间交点的个数.
当时,存在使得图象,有两个交点,即,两条直线平行,即方程无解,故A选项错误;也存在,使得两图象没有交点,即无解,即两直线相交,方程组有唯一解,故选项C正确;
当时,图象有且仅有一个交点,故方程的解存在且唯一,不存在不同的点,使得无解,即两直线相交,方程组有唯一解B和D选项均正确,
故选:A.
8.设直线系(),则下列命题中是真命题的个数是( )
①存在一个圆与所有直线相交;
②存在一个圆与所有直线不相交;
③存在一个圆与所有直线相切;
④中所有直线均经过一个定点;
⑤不存在定点不在中的任一条直线上;
⑥对于任意整数,存在正边形,其所有边均在中的直线上;
⑦中的直线所能围成的正三角形面积都相等.
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据已知可知,直线系都为以为圆心,以1为半径的圆的切线,即可根据相关知识,逐个判断各命题的真假.
【详解】根据直线系()得到,
所有直线都为圆心为,半径为1的圆的切线.
对于①,可取圆心为,半径为2的圆,该圆与所有直线相交,所以①正确;
对于②,可取圆心为,半径为的圆,该圆与所有直线不相交,所以②正确;
对于③,可取圆心为,半径为1的圆,该圆与所有直线相切,所以③正确;
对于④,所有的直线与一个圆相切,没有过定点,所以④错误;
对于⑤,存在不在中的任一条直线上,所以⑤错误;
对于⑥,可取圆的外接正三角形,其所有边均在中的直线上,所以⑥正确;
对于⑦,可以在圆的三等分点做圆的三条切线,把其中一条切线平移到过另外两个点中点时,也为正三角形,但是它与圆的外接正三角形的面积不相等,所以⑦错误;
故①②③⑥正确,④⑤⑦错,所以真命题的个数为4个.
故选:B.
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