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    高二数学同步精品讲义(人教A版2019选修第一册)拓展四:直线的方程大题专项训练(34道)(原卷版+解析)

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    数学选择性必修 第一册2.2 直线的方程达标测试

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    这是一份数学选择性必修 第一册2.2 直线的方程达标测试,共39页。试卷主要包含了求直线的方程,两条直线平行、垂直关系的应用,直线的恒过定点问题,求两点间的距离,求点到直线的距离,求两平行直线间的距离,与面积有关的问题等内容,欢迎下载使用。

    类型一 求直线的方程(10道)
    1.(2023·青海·海南藏族自治州高级中学高二期末(文))已知三角形的三个顶点,求边所在直线的方程,以及该边上中线所在直线的方程.
    2.(2023·湖北·监利市教学研究室高二期末)在平面直角坐标系中,已知菱形的顶点和所在直线的方程为.
    (1)求对角线所在直线的一般方程;
    (2)求所在直线的一般方程.
    3.(2023·北京房山·高二期末)在平面直角坐标系中,三个顶点坐标分别为,,.
    (1)设线段的中点为,求中线所在直线的方程.
    (2)求边上的高所在直线的方程.
    4.(2023·江苏·南师大二附中高二期末)已知的顶点A(1,5),边AB上的中线CM所在的直线方程为,边AC上的高BH所在直线方程为,求
    (1)顶点C的坐标;
    (2)直线BC的方程;
    5.(2023·四川雅安·高二期末(理))已知:直线:与直线:交于点P.
    (1)求直线和交点P的坐标.
    (2)若过点P的直线l与两坐标轴截距互为相反数,求l的直线方程.
    6.(2023·广西·宾阳中学高二期末(文))已知的三个顶点是,,.
    (1)求边所在的直线方程;
    (2)求经过边的中点,且与边平行的直线的方程.
    7.(2023·河北沧州·高二期末)已知直线过点.
    (1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
    (2)若直线在两坐标轴的截距相等,求直线的方程.
    8.(2023·四川·成都七中高一期末)已知的顶点,AB边上的高所在的直线方程为.
    (1)求直线AB的方程;
    (2)在两个条件中任选一个,补充在下面问题中.
    ①角A的平分线所在直线方程为
    ②BC边上的中线所在的直线方程为
    ______,求直线AC的方程.
    9.(2023·重庆市青木关中学校高二期末)已知直线l过定点
    (1)若直线l与直线垂直,求直线l的方程;
    (2)若直线l在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程.
    10.(2023·江苏徐州·高二期末)在中,已知,,,,分别为边,的中点,于点.
    (1)求直线的方程;
    (2)求直线的方程.
    类型二 两条直线平行、垂直关系的应用(6道)
    11.(2023·内蒙古·赤峰二中高二期末(文))已知直线:和:.
    (1)若,求实数m的值;
    (2)若,求实数m的值.
    12.(2023·江苏泰州·高二期末)已知两条直线,.设为实数,分别根据下列条件求的值.
    (1);
    (2)直线在轴、轴上截距之和等于.
    13.(2023·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高二期末)已知直线和,设a为实数,分别根据下列条件求a的值:
    (1)
    (2)
    14.(2023·全国·高二期末)已知直线,.请从以下三个条件中选出两个求实数,的值.
    (1);
    (2);
    (3).
    15.(2023·浙江宁波·高二期末)已知三条直线:,:,:(是常数),.
    (1)若,,相交于一点,求的值;
    (2)若,,不能围成一个三角形,求的值:
    (3)若,,能围成一个直角三角形,求的值.
    16.(2023·湖北·武汉市第十五中学高二期末)已知直线,直线,直线.
    (1)若与的倾斜角互补,求m的值;
    (2)当m为何值时,三条直线能围成一个直角三角形.
    类型三 直线的恒过定点问题(2道)
    17.(2023·江苏·高二)已知直线:().求证:直线恒过定点,并求点的坐标.
    18.(2023·浙江·玉环市玉城中学高二期中)已知点,直线.不论取何值,直线过定点.
    (1)求点的坐标,及点 到直线距离的最大值;
    (2)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的值.
    类型四 求两点间的距离(2道)
    19.(2023·四川乐山·高一期末)已知直线l过点交圆于A、B两点.
    (1)当直线l的倾斜角为时,求的长;
    (2)当最小时,求直线l的方程.
    20.(2023·全国·高二期末)在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的长为2,宽为1,AB,AD边分别在x轴、y轴的正半轴上,点A与坐标原点重合如图所示将矩形折叠,使点A落在线段DC上.

    (1)若折痕所在直线的斜率为k,试求折痕所在直线的方程
    (2)当时,求折痕长的最大值.
    类型五 求点到直线的距离(3道)
    21.(2023·湖南省临湘市教研室高二期末)直线经过两直线和的交点.
    (1)若直线与直线平行,求直线的方程;
    (2)若点到直线的距离为,求直线的方程.
    22.(2023·内蒙古·阿拉善盟第一中学高二期末(文))在平面直角坐标系内,已知的三个顶点坐标分别为.
    (1)求边的垂直平分线所在的直线的方程;
    (2)若的面积为5,求点的坐标.
    23.(2023·重庆市万州第二高级中学高二期末)已知直线:.
    (1)已知,若点P到直线的距离为d,求d最大时直线的方程.
    (2)若直线交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,求面积的最小值.
    类型六 求两平行直线间的距离(4道)
    24.(2023·吉林·长春市实验中学高二期末)已知直线与直线交于点.
    (1)求过点且平行于直线的直线的方程,并求出两平行直线间的距离;
    (2)求过点并且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的方程.
    25.(2023·四川凉山·高二期末(理))已知直线过点,且被两条平行直线,截得的线段长为.
    (1)求的最小值;
    (2)当直线与轴平行时,求的值.
    26.(2023·安徽芜湖·高二期末)直线:和:.
    (1)若两直线垂直,求m的值;
    (2)若两直线平行,求平行线间的距离.
    27.(2023·广东揭阳·高二期末)已知直线和直线.
    (1)若时,求a的值;
    (2)当平行,求两直线,的距离.
    类型七 与面积有关的问题(7道)
    28.(2023·广东佛山·高二期末)已知的三个顶点的坐标分别为,,.
    (1)求边AC上的中线所在直线方程;
    (2)求的面积.
    29.(2023·安徽宣城·高二期末)已知直线l经过直线,的交点M.
    (1)若直线l与直线平行,求直线l的方程;
    (2)若直线l与x轴,y轴分别交于A,两点,且M为线段AB的中点,求的面积(其中O为坐标原点).
    30.(2023·全国·高二期末)在平面直角坐标系中,已知的三个顶点,,.
    (1)求边所在直线的方程;
    (2)边上中线的方程为,且的面积等于,求点的坐标.
    31.(2023·湖南·华容县教育科学研究室高二期末)已知直线和的交点为.
    (1)若直线经过点且与直线平行,求直线的方程;
    (2)若直线经过点且与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线的方程.
    32.(2023·浙江绍兴·高二期末)已知直线l过点,与两坐标轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
    (1)若的面积为,求直线l的方程;
    (2)求的面积的最小值.
    33.(2023·湖北省武汉市青山区教育局高二期末)已知直线方程为.
    (1)若直线的倾斜角为,求的值;
    (2)若直线分别与轴、轴的负半轴交于、两点,为坐标原点,求面积的最小值及此时直线的方程.
    34.(2023·江苏·高二期末)如图,平面直角坐标系内,O为坐标原点,点A在x轴正半轴上,点B在第一象限内,.
    (1)若过点,当的面积取最小值时,求直线的斜率;
    (2)若,求的面积的最大值;
    (3)设,若,求证:直线过一定点,并求出此定点坐标.
    拓展四:直线的方程大题专项训练(34道)
    类型一 求直线的方程(10道)
    1.(2023·青海·海南藏族自治州高级中学高二期末(文))已知三角形的三个顶点,求边所在直线的方程,以及该边上中线所在直线的方程.
    答案:;.
    【解题思路】根据两点式方程和中点坐标公式求解,并化为一般式方程即可.
    【解题过程】解:过的两点式方程为,整理得.
    即边所在直线的方程为,
    边上的中线是顶点A与边中点M所连线段,
    由中点坐标公式可得点M的坐标为,即.
    过,的直线的方程为,即.
    整理得.
    所以边上中线所在直线的方程为.
    2.(2023·湖北·监利市教学研究室高二期末)在平面直角坐标系中,已知菱形的顶点和所在直线的方程为.
    (1)求对角线所在直线的一般方程;
    (2)求所在直线的一般方程.
    答案:(1)(2)
    【解题思路】(1)首先求的中点,再利用垂直关系求直线的斜率,即可求解;
    (2)首先求点的坐标,再求直线的斜率,求得直线的斜率,利用点斜式直线方程,即可求解.
    【解题过程】(1)由和得:中点
    四边形为菱形,

    且为中点,
    对角线所在直线方程为:,
    即:.
    (2)由,
    解得:,



    直线的方程为:,
    即:.
    3.(2023·北京房山·高二期末)在平面直角坐标系中,三个顶点坐标分别为,,.
    (1)设线段的中点为,求中线所在直线的方程.
    (2)求边上的高所在直线的方程.
    答案:(1)
    (2)
    【解题思路】(1)先求出线段的中点为的坐标,再利用两点式求出中线所在直线的方程;
    (2)先求出的斜率,可得边上的高所在直线的斜率,再利用点斜式求出边上的高所在直线的方程.
    【解题过程】(1)解:三个顶点坐标分别为,,,
    线段的中点,则中线所在直线的方程为,
    即;
    (2)
    解:由于直线的斜率为,故边上的高所在直线的斜率为,
    故边上的高所在直线的方程为,即.
    4.(2023·江苏·南师大二附中高二期末)已知的顶点A(1,5),边AB上的中线CM所在的直线方程为,边AC上的高BH所在直线方程为,求
    (1)顶点C的坐标;
    (2)直线BC的方程;
    答案:(1);(2).
    【解题思路】(1)设出点C的坐标,进而根据点C在中线上及求得答案;
    (2)设出点B的坐标,进而求出点M的坐标,然后根据中线的方程及求出点B的坐标,进而求出直线BC的方程.
    【解题过程】(1)设 C点的坐标为,则由题知,即.
    (2)设B点的坐标为,则中点M坐标代入中线CM方程
    则由题知,即,又,则,
    所以直线BC方程为.
    5.(2023·四川雅安·高二期末(理))已知:直线:与直线:交于点P.
    (1)求直线和交点P的坐标.
    (2)若过点P的直线l与两坐标轴截距互为相反数,求l的直线方程.
    答案:(1)(2)或
    【解题过程】(1)解方程组 ,
    解得 ,
    ∴点的坐标为,
    (2)
    直线的斜率显然存在且不为0,设:
    令,得,令,得,
    所以
    ∴,∴或,
    得为:或
    6.(2023·广西·宾阳中学高二期末(文))已知的三个顶点是,,.
    (1)求边所在的直线方程;
    (2)求经过边的中点,且与边平行的直线的方程.
    答案:(1)(2)
    【解题思路】(1)利用直线方程的两点式求解;
    (2)先求得AB的中点,再根据直线与AC平行,利用点斜式求解.
    【解题过程】(1)因为,,
    所以边所在的直线方程为,
    即;
    (2)因为,,
    所以AB的中点为: ,
    又,
    所以 直线方程为:,
    即 .
    7.(2023·河北沧州·高二期末)已知直线过点.
    (1)若直线与直线垂直,求直线的方程;
    (2)若直线在两坐标轴的截距相等,求直线的方程.
    答案:(1)(2)或
    【解题思路】(1)由两条直线垂直可设直线的方程为,将点的坐标代入计算即可;
    (2)当直线过原点时,根据直线的点斜式方程即可得出结果;当直线不过原点时可设直线的方程为,将点的坐标代入计算即可.
    【解题过程】(1)
    解:因为直线与直线垂直
    所以,设直线的方程为,
    因为直线过点,
    所以,解得,
    所以直线的方程为.
    (2)
    解:当直线过原点时,斜率为,由点斜式求得直线的方程是,即.
    当直线不过原点时,设直线的方程为,把点代入方程得,
    所以直线的方程是.
    综上,所求直线的方程为或.
    8.(2023·四川·成都七中高一期末)已知的顶点,AB边上的高所在的直线方程为.
    (1)求直线AB的方程;
    (2)在两个条件中任选一个,补充在下面问题中.
    ①角A的平分线所在直线方程为
    ②BC边上的中线所在的直线方程为
    ______,求直线AC的方程.
    答案:(1);
    (2)若选①:直线AC的方程为;若选②:直线AC的方程为.
    【解题思路】(1)由两直线垂直时,其斜率间的关系求得直线AB的斜率为,再由直线的点斜式方程可求得答案;
    (2)若选①:由,求得点,再求得点B关于的对称点,由此可求得直线AC的方程;
    若选②:由,求得点,设点,由BC的中点在直线上,和点C在直线上,求得点,由此可求得直线AC的方程.
    【解题过程】(1)
    解:因为AB边上的高所在的直线方程为,所以直线AB的斜率为,
    又因为的顶点,所以直线AB的方程为:,
    所以直线AB的方程为: ;
    (2)
    解:若选①:角A的平分线所在直线方程为,
    由,解得,
    所以点,
    设点B关于的对称点,则,解得,所以,
    又点在直线AC上,所以,
    所以直线AC的方程为,
    所以直线AC的方程为;
    若选②:BC边上的中线所在的直线方程为,
    由,解得,所以点,
    设点,则BC的中点在直线上,所以,即,所以点C在直线上,
    又点C在直线上,由解得,即,
    所以,
    所以直线AC的方程为,
    所以直线AC的方程为.
    9.(2023·重庆市青木关中学校高二期末)已知直线l过定点
    (1)若直线l与直线垂直,求直线l的方程;
    (2)若直线l在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程.
    答案:(1)
    (2)或
    【解题思路】(1)求出直线的斜率可得l的斜率,再借助直线点斜式方程即可得解.
    (2)按直线l是否过原点分类讨论计算作答.
    【解题过程】(1)
    直线的斜率为,于是得直线l的斜率,则,即,
    所以直线l的方程是:.
    (2)
    因直线l在两坐标轴上的截距相等,则当直线l过原点时,直线l的方程为:,即,
    当直线l不过原点时,设其方程为:,则有,解得,此时,直线l的方程为:,
    所以直线l的方程为:或.
    10.(2023·江苏徐州·高二期末)在中,已知,,,,分别为边,的中点,于点.
    (1)求直线的方程;
    (2)求直线的方程.
    答案:(1);
    (2).
    【解题思路】(1)根据给定条件求出点D,E坐标,再求出直线DE方程作答.
    (2)求出直线AH的斜率,再借助直线的点斜式方程求解作答.
    【解题过程】(1)
    在中,,,,则边中点,边的中点,
    直线DE的斜率,于是得,即,
    所以直线的方程是:.
    (2)
    依题意,,则直线BC的斜率为,又,因此,直线的斜率为,
    所以直线的方程为:,即.
    类型二 两条直线平行、垂直关系的应用(6道)
    11.(2023·内蒙古·赤峰二中高二期末(文))已知直线:和:.
    (1)若,求实数m的值;
    (2)若,求实数m的值.
    答案:(1)2 (2)或
    【解题思路】(1)易知两直线的斜率存在,根据,由斜率相等求解.
    (2)分和,根据,由直线的斜率之积为-1求解.
    【解题过程】(1)
    由直线的斜率存在,且为,则直线的斜率也存在,且为,
    因为,
    所以,
    解得或2,
    ①当时,由此时直线,重合,
    ②当时,,此时直线,平行,
    综上:若,则实数m的值为2.
    (2)
    ①当时,直线的斜率为0,此时若必有,不可能.
    ②当时,若必有,解得,
    由上知若,则实数m的值为或.
    12.(2023·江苏泰州·高二期末)已知两条直线,.设为实数,分别根据下列条件求的值.
    (1);
    (2)直线在轴、轴上截距之和等于.
    答案:(1);(2).
    【解题思路】(1)由两直线平行可得出关于的等式,求出的值,再代入两直线方程,验证两直线是否平行,由此可得出结果;
    (2)分析可知,求出直线在轴、轴上的截距,结合已知条件可得出关于的等式,即可解得的值.
    【解题过程】(1)
    解:由,则,即,解得或.
    当时,,,此时;
    当时,,,此时重合,不合乎题意.
    综上所述,;
    (2)
    解:对于直线,由已知可得,则,
    令,得;令,得.
    因为直线在轴、轴上截距之和等于,即,解得.
    13.(2023·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高二期末)已知直线和,设a为实数,分别根据下列条件求a的值:
    (1)
    (2)
    答案:(1)a=4或a= -2
    (2)a=
    【解题思路】(1)根据,由a(a-2)-2×4=0求解;
    (2)根据,由4a= -2(a-2)求解.
    【解题过程】(1)
    解:因为,
    所以a(a-2)-2×4=0,
    解得a=4或a= -2.
    所以当时,a=4或a= -2;
    (2)
    因为,
    所以4a= -2(a-2),解得a=.
    检验:此时,,成立.
    所以当时,a=.
    14.(2023·全国·高二期末)已知直线,.请从以下三个条件中选出两个求实数,的值.
    (1);
    (2);
    (3).
    答案:(1)选(1)和(2),;
    (2)选(1)和(3),或;
    (3)选(2)和(3),a、b无解.
    【解题思路】根据两直线的位置关系可知,若两直线垂直则两直线的斜率之积为-1;若两直线平行则两直线的斜率相等且不重合.
    【解题过程】(1)
    若选条件(1)和(2),和,
    由,得,即,
    当时,,,与不垂直,
    当时,,,与不垂直;
    故且,得,
    又,,
    所以,解得,则;
    (2)
    若选条件(1)和(3),和,
    由,得,
    当时,,,与不平行;
    当时,,,与不平行;
    故且,则,解得或,
    故或,
    即或;
    (3)
    若选条件(2)和(3),和,
    根据两条直线的位置关系,
    可得和不可能同时成立,
    此时无解.
    15.(2023·浙江宁波·高二期末)已知三条直线:,:,:(是常数),.
    (1)若,,相交于一点,求的值;
    (2)若,,不能围成一个三角形,求的值:
    (3)若,,能围成一个直角三角形,求的值.
    答案:(1)
    (2)或或
    (3)或
    【解题思路】(1)由二条已知直线求交点,代入第三条直线即可;
    (2)不能围成一个三角形,过二条已知直线的交点,或者与它们平行;
    (3)由直线互相垂直得,斜率之积为-1.
    【解题过程】(1)
    显然,相交,由
    得交点,
    由点代入得
    所以当,,相交时,.
    (2)
    过定点 ,因为,,不能围成三角形,所以,或与平行,或与平行,
    所以,或,或.
    (3)
    显然与不垂直,所以,且或
    所以的值为或
    16.(2023·湖北·武汉市第十五中学高二期末)已知直线,直线,直线.
    (1)若与的倾斜角互补,求m的值;
    (2)当m为何值时,三条直线能围成一个直角三角形.
    答案:(1)
    (2)0,,.
    【解题思路】(1)根据题意得,进而求解得答案;
    (2)根据题意,分别讨论与垂直,与垂直,与垂直求解,并检验即可得答案.
    【解题过程】(1)
    解:因为与的倾斜角互补,
    所以,
    直线变形为,故
    所以,解得
    (2)
    解:由题意,若和垂直可得:,解得,
    因为当时,,,,构不成三角形,
    当时,经验证符合题意; 故;
    同理,若和垂直可得:,解得,舍去;
    若和垂直可得:,解得或,经验证符合题意;
    故m的值为:0,,.
    类型三 直线的恒过定点问题(2道)
    17.(2023·江苏·高二)已知直线:().求证:直线恒过定点,并求点的坐标.
    答案:证明见解析,
    【解题思路】整理原方程,利用直线系列出方程组,即可得到直线恒过定点的坐标.
    【解题过程】证明:原方程整理为,则由得
    所以点坐标为.
    18.(2023·浙江·玉环市玉城中学高二期中)已知点,直线.不论取何值,直线过定点.
    (1)求点的坐标,及点 到直线距离的最大值;
    (2)若直线在两坐标轴上的截距相等,求的值.
    答案:(1)P(-1,-3);5
    (2)a=2或a=-2
    【解题思路】(1)方程化为,联立方程组可求出定点,点 到直线距离的最大值即为;
    (2)分别求出两坐标轴上的截距,建立方程即可求出.
    【解题过程】(1)
    由整理可得,
    令,解得.
    所以直线l过定点P(-1,-3).
    点A(2,1)到直线l距离的最大值为.
    (2)
    令y=0,得;令x=0,得y=-a-2
    依题意,,解得a=2或a=-2
    类型四 求两点间的距离(2道)
    19.(2023·四川乐山·高一期末)已知直线l过点交圆于A、B两点.
    (1)当直线l的倾斜角为时,求的长;
    (2)当最小时,求直线l的方程.
    答案:(1)
    (2)
    【解题思路】(1)利用垂径定理去求的长;
    (2)利用过圆内一点的最短弦长求法去求直线l的方程.
    【解题过程】(1)
    圆的圆心,半径
    因为直线l的斜率为,
    则过点的直线l的方程为,即,
    则圆心到直线l的距离,
    所以.
    (2)
    由题知,当直线时,最小,此时,
    故直线l的方程为,即.
    20.(2023·全国·高二期末)在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的长为2,宽为1,AB,AD边分别在x轴、y轴的正半轴上,点A与坐标原点重合如图所示将矩形折叠,使点A落在线段DC上.

    (1)若折痕所在直线的斜率为k,试求折痕所在直线的方程
    (2)当时,求折痕长的最大值.
    答案:(1);(2)
    【解题思路】当时,此时A点与D点重合,折痕所在的直线方程当时,将矩形折叠后A点落在线段DC上的点记为,可知:A与G关于折痕所在的直线对称,有,解得故G点坐标为,从而折痕所在的直线与OG的交点坐标即线段OG的中点为,即可得出.
    当时,折痕长为当时,折痕所在直线交BC于,交y轴于利用两点之间的距离公式、二次函数的单调性即可得出.
    【解题过程】解:(1)①当时,此时点A与点D重合,折痕所在直线的方程为.
    ②当时,将矩形折叠后点A落在线段DC上的点记为,,
    所以点A与点G关于折痕所在的直线对称,有,
    故点G的坐标为,
    从而折痕所在的直线与OG的交点线段OG的中点为,
    故折痕所在直线的方程为,即.
    综上所述,折痕所在直线的方程为.
    当时,折痕的长为
    当时,折痕所在的直线交直线BC于点,交y轴于点.
    ,,则在上,
    ,,
    的取值范围为,
    故点M在线段上.

    折痕长度的最大值为
    而,故折痕长度的最大值为
    类型五 求点到直线的距离(3道)
    21.(2023·湖南省临湘市教研室高二期末)直线经过两直线和的交点.
    (1)若直线与直线平行,求直线的方程;
    (2)若点到直线的距离为,求直线的方程.
    答案:(1)
    (2)或
    【解题思路】(1)由题意两立方程组,求两直线的交点的坐标,利用两直线平行的性质,用待定系数法求出的方程.
    (2)分类讨论直线的斜率,利用点到直线的距离公式,用点斜式求直线的方程.
    【解题过程】(1)
    解:由,解得,
    所以两直线和的交点为.
    当直线与直线平行,设的方程为,
    把点代入求得,
    可得的方程为.
    (2)
    解:斜率不存在时,直线的方程为,满足点到直线的距离为5.
    当的斜率存在时,设直限的方程为,即,
    则点到直线的距离为,求得,
    故的方程为,即.
    综上,直线的方程为或.
    22.(2023·内蒙古·阿拉善盟第一中学高二期末(文))在平面直角坐标系内,已知的三个顶点坐标分别为.
    (1)求边的垂直平分线所在的直线的方程;
    (2)若的面积为5,求点的坐标.
    答案:(1);(2)或.
    【解题思路】(1)由题意直线的斜率公式,两直线垂直的性质,求出的斜率,再用点斜式求直线的方程.
    (2)根据的面积为5,求得点到直线的距离,再利用点到直线的距离公式,求得的值.
    【解题过程】解:(1),,
    的中点的坐标为,

    设边的垂直平分线所在的直线的斜率为


    可得的方程为,
    即.
    边的垂直平分线所在的直线的方程
    (2)边所在的直线方程为
    设边上的高为即点到直线的距离为

    解得
    解得或,
    点的坐标为或.
    23.(2023·重庆市万州第二高级中学高二期末)已知直线:.
    (1)已知,若点P到直线的距离为d,求d最大时直线的方程.
    (2)若直线交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,求面积的最小值.
    答案:(1)
    (2)4
    【解题思路】(1)将直线化成点斜式,由垂直关系可求出值,进而得解;
    (2)由直线方程分别求出,表示出,结合基本不等式可求面积的最小值.
    【解题过程】(1)
    由变形得,则设直线过,要使点到直线距离最大,则满足,,则,直线方程为,即;
    (2)
    由题知,,,令得,即,令得,即,则,当且仅当时等号成立,故的最小值为4.
    类型六 求两平行直线间的距离(4道)
    24.(2023·吉林·长春市实验中学高二期末)已知直线与直线交于点.
    (1)求过点且平行于直线的直线的方程,并求出两平行直线间的距离;
    (2)求过点并且在两坐标轴上的截距互为相反数的直线的方程.
    答案:(1);.
    (2)或.
    【解题思路】(1)首先求得交点坐标,然后利用待定系数法确定直线方程,再根据两平行直线之间距离公式即可计算距离;
    (2)根据截距式方程的求法解答.
    【解题过程】(1)
    由得.
    设直线的方程为,代入点坐标得,
    ∴直线的方程为.
    ∴两平行线间的距离.
    (2)
    当直线过坐标原点时,直线的方程为,即;
    当直线不过坐标原点时,设直线的方程为,代入点坐标得,
    ∴直线的方程的方程为,即.
    综上所述,直线的方程为或.
    25.(2023·四川凉山·高二期末(理))已知直线过点,且被两条平行直线,截得的线段长为.
    (1)求的最小值;
    (2)当直线与轴平行时,求的值.
    答案:(1)3;(2)5.
    【解题思路】(1)由题可得和的距离即为的最小值;
    (2)可得此时直线的方程为,求出交点坐标即可求出距离.
    【解题过程】(1)由题可得当且时,取得最小值,即和的距离,
    由两平行线间的距离公式,得,
    所以的最小值为3.
    (2)当直线与轴平行时,的方程为,
    设直线与直线,分别交于点,,
    则,,
    所以,即,
    所以.
    26.(2023·安徽芜湖·高二期末)直线:和:.
    (1)若两直线垂直,求m的值;
    (2)若两直线平行,求平行线间的距离.
    答案:(1);
    (2)
    【解题思路】(1)由直线一般方程的垂直公式,即得解;
    (2)由直线一般方程的平行公式,求得,再由平行线的距离公式,即得解.
    【解题过程】(1)
    ∵两直线垂直,∴,解得.
    (2)
    ∵两直线平行,∴,
    解得或1,经过验证时两条直线重合,舍去.∴.
    可得:直线:,:.
    ∴两直线间的距离.
    27.(2023·广东揭阳·高二期末)已知直线和直线.
    (1)若时,求a的值;
    (2)当平行,求两直线,的距离.
    答案:(1)
    (2)
    【解题思路】(1)由垂直可得两直线系数关系,即可得关于实数a的方程.
    (2)由平行可得两直线系数关系,即可得关于实数a的方程,进而可求出两直线的方程,结合直线的距离公式即可求出直线与之间的距离.
    【解题过程】(1)
    ∵,且,
    ∴,
    解得.
    (2)
    ∵,,且,
    ∴且,解得,
    ∴,即
    ∴直线间的距离为.
    类型七 与面积有关的问题(7道)
    28.(2023·广东佛山·高二期末)已知的三个顶点的坐标分别为,,.
    (1)求边AC上的中线所在直线方程;
    (2)求的面积.
    答案:(1)
    (2)
    【解题思路】(1)先求得的中点,由此求得边AC上的中线所在直线方程.
    (2)结合点到直线距离公式求得的面积.
    【解题过程】(1)
    的中点为,
    所以边AC上的中线所在直线方程为.
    (2)
    直线的方程为,
    到直线的距离为,

    所以.
    29.(2023·安徽宣城·高二期末)已知直线l经过直线,的交点M.
    (1)若直线l与直线平行,求直线l的方程;
    (2)若直线l与x轴,y轴分别交于A,两点,且M为线段AB的中点,求的面积(其中O为坐标原点).
    答案:(1)
    (2)4
    【解题思路】(1)求出两直线的交点M的坐标,设直线l的方程为代入点M的坐标可得答案;
    (2)设,,因为为线段AB的中点,可得,由的面积为可得答案.
    【解题过程】(1)
    由,得,
    所以点M的坐标为,
    因为,则设直线l的方程为,
    又l过点,代入得,故直线l方程为.
    (2)
    设,,因为为线段AB的中点,则
    ,所以,故,,
    则的面积为.
    30.(2023·全国·高二期末)在平面直角坐标系中,已知的三个顶点,,.
    (1)求边所在直线的方程;
    (2)边上中线的方程为,且的面积等于,求点的坐标.
    答案:(1)
    (2)或
    【解题思路】(1)利用两点式求得边所在直线方程;
    (2)利用点到直线的距离公式求得A到直线的距离,根据面积以及点A在直线上列方程组,解方程组求得A点的坐标.
    【解题过程】(1)
    解:由、得边所在直线方程为,即,
    故边所在直线的方程为.
    (2)
    解:因为A到边所在直线的距离为,
    又,
    所以,所以,
    所以,则或,
    由于A在直线上,故或,
    解得或,
    所以或.
    31.(2023·湖南·华容县教育科学研究室高二期末)已知直线和的交点为.
    (1)若直线经过点且与直线平行,求直线的方程;
    (2)若直线经过点且与两坐标轴围成的三角形的面积为,求直线的方程.
    答案:(1)
    (2)或
    【解题思路】(1)由已知可得交点坐标,再根据直线间的位置关系可得直线方程;
    (2)设直线方程,根据直线与两坐标轴围成的三角形的面积,列出方程组,解方程.
    【解题过程】(1)
    解:联立的方程,解得,即
    设直线的方程为:,将带入可得
    所以的方程为:;
    (2)
    解:法①:易知直线在两坐标轴上的截距均不为,设直线方程为:,
    则直线与两坐标轴交点为,由题意得,
    解得:或
    所以直线的方程为:或,
    即:或.
    法②:设直线的斜率为,则的方程为,
    当时,
    当时,
    所以,解得:或
    所以m的方程为或
    即:或.
    32.(2023·浙江绍兴·高二期末)已知直线l过点,与两坐标轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点.
    (1)若的面积为,求直线l的方程;
    (2)求的面积的最小值.
    答案:(1)或
    (2)4
    【解题思路】(1)设直线方程为,根据所过的点及面积可得关于的方程组,求出解后可得直线方程,我们也可以设直线,利用面积求出后可得直线方程.
    (2)结合(1)中直线方程的形式利用基本不等式可求面积的最小值.
    【解题过程】(1)
    法一:(1)设直线,则
    解得或,所以直线或.
    法二:设直线,,则,.
    则,∴或﹣8
    所以直线或.
    (2)
    法一:∵,∴,∴,此时,.
    ∴面积的最小值为4,此时直线.
    法二:∵,
    ∴,
    此时,∴面积的最小值为4,此时直线.
    33.(2023·湖北省武汉市青山区教育局高二期末)已知直线方程为.
    (1)若直线的倾斜角为,求的值;
    (2)若直线分别与轴、轴的负半轴交于、两点,为坐标原点,求面积的最小值及此时直线的方程.
    答案:(1);
    (2)面积的最小值为,此时直线的方程为.
    【解题思路】(1)由直线的斜率和倾斜角的关系可求得的值;
    (2)求出点、的坐标,根据已知条件求出的取值范围,求出的面积关于的表达式,利用基本不等式可求得面积的最小值,利用等号成立的条件可求得的值,即可得出直线的方程.
    【解题过程】(1)
    解:由题意可得.
    (2)
    解:在直线的方程中,令可得,即点,
    令可得,即点,
    由已知可得,解得,
    所以,

    当且仅当时,等号成立,此时直线的方程为,即.
    34.(2023·江苏·高二期末)如图,平面直角坐标系内,O为坐标原点,点A在x轴正半轴上,点B在第一象限内,.
    (1)若过点,当的面积取最小值时,求直线的斜率;
    (2)若,求的面积的最大值;
    (3)设,若,求证:直线过一定点,并求出此定点坐标.
    答案:(1);(2);(3)证明见解析,定点坐标为.
    【解题思路】(1)当直线斜率不存在时,求出点坐标得三角形面积,当斜率存在时,设直线为,由题意可得,然后求出,,由得的取值范围,计算出面积,令,换元后利用函数的性质求得取最小值时的值;
    (2)设,则,用正弦定理表示出,把表示为的函数,由三角函数知识求得最大值;
    (3)写出坐标,,,斜率不存在进写出方程,斜率存在时,写出方程,可得斜率不存在时方程也适合此式,代入,化方程为的方程,由它关于恒成立可得定点坐标.
    【解题过程】解:(1)因为O为坐标原点且,则所在直线方程为,
    当直线斜率不存在时,直线方程为,点B坐标为,
    的面积为,
    当直线斜率存在时,设直线为,由题意可得,
    令,解得,
    联立,可得,
    由得或,由得或,所以或.
    所以的面积
    令,则,

    因为,所以当时,面积最小,
    此时,即,则,所以的面积的最小值时所在的直线的斜率为.
    (2)下面用弧度表示角,设,则,
    由正弦定理得,
    所以,
    因此
    当即时,的面积的最大,最大值为.
    (3)因为,所以,
    所以当直线斜率不存在时,即时,直线方程为(①),
    当直线斜率存在时,即时,直线方程为,
    整理可得(②)(①满足②,所以对②都成立),
    同时除以得③,
    又因为,所以代入③整理得
    ,对于任意都成立,
    所以,解得,
    所以直线过定点,定点坐标为.

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