2022届高考数学沪教版一轮复习-讲义专题15坐标平面上的直线复习与检测
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学习目标
1.掌握求直线的方法,熟练转化确定直线方向的不同条件(例如:直线方向向量、法向量、斜率、倾斜角等)。
2.熟练判断点与直线、直线与直线的不同位置,能正确求点到直线的距离、两直线的交点坐标及两直线的夹角大小。
知识梳理
重点1
(1) 图形与方程
图 形 | 方 程 |
直线l | (不同时为零) ① |
重点2
(2)直线的几何特征与二元一次方程的代数特征
几何特征 | 代 数 特 征 |
点A在直线上 | 点A的坐标(x,y)是方程①的解。 |
直线l的方向 | 法向量 |
直线l平行的向量 | 方向向量(u,v) |
倾斜角 | 斜率k= |
重点3
(3)直线的已知条件与所选直线方程的形式
直线的已知条件 | 所选择直线方程的形式 |
已知直线经过点且与向量=(u,v)平行 | 点方向式方程 |
已知直线经过点且与向量=(a,b)垂直 | 点法向式方程 |
已知直线经过点和点 | 一般式方程 |
已知直线的斜率为k,且经过点 | 点斜式方程 |
重点4
(4)两直线的位置关系:
位置关系 | 系 数 关 系 |
相交 |
|
平行 | 且 |
重合 | 且 |
垂直 |
|
(5)点到直线的距离公式
(6)两直线的夹角公式
(7)直线的倾斜角的范围是<,当直线的斜率不存在时,直线的倾斜角为
例题分析
例1.经过点,且方向向量为的直线方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
直线的方向向量为,直线的斜率,
直线的方程为,即.
故选:A.
例2.三名工人加工同一种零件,他们在一天中的工作情况如图所示,其中点的横、纵坐标分别为第i名工人上午的工作时间和加工的零件数,点的横、纵坐标分别为第i名工人下午的工作时间和加工的零件数,.记为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则,,中最大的是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【详解】
解:若为第名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,
则为中点与原点连线的斜率,
故,,中最大的是
故选:B
跟踪练习
1.直线l的倾斜角为,则直线l关于直线y=x对称的直线l'的倾斜角不可能为( )
A. B. C. D.
2.直线的一个方向向量可以是( )
A.(2,3) B.(,3) C.(3,2) D.(,2)
3.直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.直线的倾斜角为( ).
A. B. C. D.
5.直线的一个法向量是( )
A. B.
C. D.
6.已知、,、、、,直线,,则“”是“直线与垂直”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
7.设常数,已知直线,.
(1)若,求a的值;
(2)若,求与的距离;
8.在平面直角坐标系中,已知矩形的长为2,宽为1,边、分别在x轴、y轴的正半轴上,点A与坐标原点重合(如图),将矩形折叠,使点A落在直线上,记为E点,则O,E关于折痕对称.设折痕所在直线的斜率为k.
(1)若,试求折痕所在直线的方程;
(2)当时(此时折痕与线段相交),求折痕的长度的最大值.
9.当m为何值时,直线与直线.
(1)相交;
(2)垂直;
(3)平行;
(4)重合.
10.已知的顶点,的平分线所在直线方程为,的平分线所在直线方程为.
(1)求边所在的直线方程;
(2)求 .
参考答案
1.C
【详解】
当时,直线的倾斜角为,当时,直线的倾斜角为,当时,直线的倾斜角为,因此ABD均可能,只有C不可能.实际上当直线倾斜角为时,直线与直线关于和轴垂直的直线对称.
故选:C.
2.A
【详解】
直线可化为:,
所以直线的斜率为,
所以直线的一个方向向量可以是(2,3)
故选:A
3.D
【详解】
直线的斜截式方程为y=,
所以斜率,即,所以,
解得<α≤,即倾斜角的取值范围是.
故选:D.
4.D
【详解】
因为直线的斜率,
所以,
所以.
所以直线的倾斜角为.
故选:D
5.C
【详解】
由题意直线方程为,其中一个法向量为.
故选:C.
6.C
【详解】
直线的一个法向量为,的一个法向量为,
.
故选:C.
7.(1);(2).
【详解】
(1)由题意,解得;
(2)由两条平行显然,因此,解得或,
时,两直线方程均为,不合题意,
时,方程为,即,方程为,即,
所求距离为.
8.(1);(2).
【详解】
(1)当时,折痕所在直线的方程为,
依题意设,则、关于直线对称,
所以,解得,
所以折痕所在直线的方程为.
(2)设折痕所在直线的方程为,,
当时,折痕所在直线的方程为,此时折痕的长度为,
当时,
根据、关于直线对称可得,
解得,则折痕所在直线的方程为,
令,得,则折痕与线段的交点为,
令,得 ,此时折痕的另一个端点在轴上,
令,得,则折痕的另一个端点为,
所以折痕的长度为,
因为,所以,
所以,所以,
又,
所以折痕的长度的最大值为.
【点睛】
关键点点睛:(1)中,根据、关于直线对称列式求解是解题关键;(2)中,正确求出折痕的两个端点的坐标是解题关键.
9.(1)且;(2);(3);(4).
【详解】
(1)两线相交,则,即,得且;
(2)两线垂直,则,即,得;
(3)两线平行,则,即,得且,
当时,两直线方程均为为同一直线,不合题意;
当时,直线方程分别为、.
∴.
(4)由(3)知:两线重合,有.
10.(1);(2).
【详解】
(1)作点关于的平分线的对称点,
作点关于的平分线的对称点,
由题意得,,,四点共线,
所以直线的方程为,即;
(2)由得,由得,
又,
所以,
,
,
由余弦定理得,
所以.
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