新高考数学一轮复习课件第7章平面解析几何第2讲 两直线的位置关系(含解析)
展开1.两条直线的位置关系
(1)两直线平行的充要条件
直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0平行的充要条件是A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0(或A1C2-A2C1≠0).(2)两直线垂直的充要条件直线l1:A1x+B1y+C1=0与直线l2:A2x+B2y+C2=0垂直的充要条件是A1A2+B1B2=0.
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)当直线l1和l2的斜率都存在时,一定有k1=k2⇒l1∥l2.( )(2)如果两条直线l1与l2垂直,则它们的斜率之积一定等于-1.( )
(3)若两直线的方程组成的方程组有唯一解,则两直线
(4)直线外一点与直线上一点的距离的最小值就是点
2.(教材改编题)若 A(-4,2),B(6,-4),C(12,6),D(2,12),则下面四个结论:①AB∥CD;②AB⊥AD;③AC∥
BD;④AC⊥BD 中正确的个数为(
3.(教材改编题)已知点(a,2)(a>0)到直线 l:x-y+3=0
的距离为 1,则 a 等于(
[例 1](1)(2021 年江西模拟)设不同直线l1 :x-my+1=0,l2:(m-1)x-2y-2=0,则“m=2”是“l1∥l2”的
)A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
(2)已知三条直线 2x-3y+1=0,4x+3y+5=0,mx-
y-1=0 不能构成三角形,则实数 m 的取值集合为(
(1)当含参数的直线方程为一般式时,若要表示出直线的斜率,不仅要考虑到斜率存在的一般情况,也要考虑到斜率不存在的特殊情况,同时还要注意 x,y 的系数不能同时为零这一隐含条件.
(2)在判断两直线的平行、垂直时,也可直接利用直线
方程的系数间的关系得出结论.
(2021年遵化期中)已知直线L1:ax+2y+6=0和直线L2:x+(a-1)y+a2-1=0,a∈R.(1)当L1⊥L2时,求a的值;(2)当L1与L2平行时,求a的值.
两直线的交点与距离问题
[例 2](1)若三条直线 y=2x,x+y=3,mx+ny+5=0
相交于同一点,则点(m,n)到原点的距离的最小值为(
(2)(2021 年上海青浦高级中学月考)在平面直角坐标系中,记 d 为点 P(cs θ,sin θ)到直线 x-my-2=0 的距离.
当θ,m 变化时,d 的最大值为(
解析:因为 cs2θ+sin2θ=1,所以 P 为单位圆上一点.而直线 x-my-2=0 过点 A(2,0),记坐标原点为 O,所以d 的最大值为|OA|+1=2+1=3.答案:C
(1)求过两直线交点的直线方程的方法:求过两直线交点的直线方程,先解方程组求出两直线的交点坐标,再结合其他条件写出直线方程.(2)利用距离公式的注意点
①点P(x0,y0)到直线x=a的距离d=|x0-a|,到直线
y=b的距离d=|y0-b|.
②应用两平行线间的距离公式要把两直线方程中x,y
1.已知曲线y=ax(a>0且a≠1)恒过点A(m,n),则点A
到直线 x+y-3=0 的距离为________.
解析:由题意,可知曲线 y=ax(a>0 且 a≠1)恒过点(0,1),所以 A(0,1).所以点 A 到直线 x+y-3=0 的距离 d=
2.直线 l 过点 P(-1,2)且到点 A(2,3)和点 B(-4,5)的距离相等,则直线 l 的方程为________.
当直线 l 的斜率不存在时,直线 l 的方程为 x=-1,也符合题意.答案:x+3y-5=0 或 x=-1
[例 3]过点 P(0,1)作直线 l,使它被直线 l1:2x+y-8=0 和 l2:x-3y+10=0 截得的线段被点 P 平分,则直线l 的方程为________.
解析:设 l1 与 l 的交点为 A(a,8-2a),则由题意知,点A 关于点 P 的对称点 B(-a,2a-6)在 l2 上,代入 l2 的方程得-a-3(2a-6)+10=0,解得 a=4,即点 A(4,0)在直线 l上,所以直线 l 的方程为 x+4y-4=0.
答案:x+4y-4=0
[例 4]如图 7-2-1,已知 A(4,0),B(0,4),从点 P(2,0)射出的光线经直线 AB 反射后再射到直线 OB 上,最后经直线
OB 反射后又回到点 P,则光线所经过的路程是(图 7-2-1
直线关于直线的对称问题
[例 5]直线 2x-y+3=0 关于直线 x-y+2=0 对称的直线方程是________.
答案:x-2y+3=0
【题后反思】解决对称问题的方法(1)中心对称①点P(x,y)关于Q(a,b)的对称点P′(x′,y′)
②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.
(2)轴对称①点 A(a,b)关于直线 Ax+By+C=0(B≠0)的对称点为 A′(m,n),
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.
【考法全练】1.(考向 1)若点(a,b)关于直线 y=2x 的对称点在 x 轴
上,则 a,b 满足的条件为(A.4a+3b=0B.3a+4b=0C.2a+3b=0D.3a+2b=0
解析:设点(a,b)关于直线 y=2x 的对称点为(t,0),
解得 4a+3b=0.
2.(考向 3)直线 l:x-y-2=0 关于直线 3x-y+3=0对称的直线方程是________.
答案:7x+y+22=0
3.(考向 2)已知△ABC 的顶点 A(1,2),B(-1,-1),直线 l:2x+y-1=0 是△ABC 的一个内角平分线,求 BC 边所在直线的方程及点 C 到 AB 的距离.
解:∵A(1,2),B(-1,-1)均不在直线 2x+y-1=0
∴2x+y-1=0 为∠ACB 的平分线.
设 A(1,2)关于直线 2x+y-1=0 对称的点为 A′,则
A′一定在直线 BC 上,
⊙巧用直线系求直线方程
(1)共点直线系方程:经过两直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0,其中A1B2-A2B1≠0,待定系数λ∈R.在这个方程中,无论λ取什么实数,都得不到A2x+B2y+C2=0,因此它不能表示直线l2.
(2)过定点(x0,y0)的直线系方程为 y-y0=k(x-x0)(k 为
(3)平行直线系方程:与直线 y=kx+b 平行的直线系方程为 y=kx+m(m 为参数且 m≠b);与直线 Ax+By+C=0平行的直线系方程是 Ax+By+λ=0(λ是参数且λ≠C).(4) 垂直直线系方程:与直线 Ax +By+C =0(A≠0 ,B≠0)垂直的直线系方程是 Bx-Ay+λ=0(λ为参数).如果在求直线方程的问题中,有一个已知条件,另一
个条件待定时,那么可选用直线系方程来求解.
[例 6](1)求证:动直线(m2+2m+3)x+(1+m-m2)y+3m2+1=0(其中 m∈R)恒过定点,并求出定点坐标.
将点A(-1,2)的坐标代入动直线(m2+2m+3)x+(1+m-m2)y+3m2+1=0中,(m2+2m+3)×(-1)+(1+m-m2)×2+3m2+1=(3-1-2)m2+(-2+2)m+2+1-3=0,故动直线(m2+2m+3)x+(1+m-m2)y+3m2+1=0恒过定点A(-1,2).
(2)求经过两直线 l1:x-2y+4=0 和 l2:x+y-2=0 的交点 P,且与直线 l3:3x-4y+5=0 垂直的直线 l 的方程.
(方法二)设所求直线方程为 4x+3y+m=0,
将法一中求得的交点 P(0,2)代入上式可得 m=-6,故所求直线方程为 4x+3y-6=0.
(方法三)设直线 l 的方程为 x-2y+4+λ(x+y-2)=0,即(1+λ)x+(λ-2)y+4-2λ=0.
又∵l⊥l3,∴3×(1+λ)+(-4)×(λ-2)=0,解得λ=11.∴直线 l 的方程为 4x+3y-6=0.
[引申]若将本例(2)中的“垂直”改为“平行”,则直
线 l 的方程为 3x-4y+8=0.
【题后反思】确定方程含参数的直线所过定点的方法(1)将直线方程写成点斜式 y-y0=f(λ)(x-x0),从而确
定定点(x0,y0);
(2)将直线方程整理成关于参数的方程,由方程中各项
系数及常数项为 0 确定定点坐标;
(3)给参数取两个不同值,再解直线方程构成的方程
组,从而确定定点坐标.
【高分训练】1.经过两条直线 2x+3y+1=0 和 x-3y+4=0 的交点,并且垂直于 3x+4y-7=0 的直线方程为________.
即 4x-3y+9=0.答案:4x-3y+9=0
2.经过两直线 l1 :2x-3y+2=0 与 l2:3x-4y-2=0
的交点,且平行于直线 4x-2y+7=0 的直线方程是(A.x-2y+9=0B.4x-2y+9=0C.2x-y-18=0D.x+2y+18=0
l1,l2 的交点坐标是(14,10).设与直线 4x-2y+7=0 平行的直线 l 的方程为 4x-2y+C=0(C≠7).因为直线 l 过直线l1 与 l2 的交点(14,10),所以 C=-36.所以直线 l 的方程为4x-2y-36=0,即 2x-y-18=0.故选 C.答案:C
3.若直线 mx+4y-2=0 与直线 2x-5y+n=0 垂直,
垂足为(1,p),则实数 n 的值为(
解析:由直线 mx+4y-2=0 与直线 2x-5y+n=0 垂
直,得 2m-20=0,即 m=10.
由垂足(1,p)在直线 mx+4y-2=0 上,得 p=-2,∴垂足坐标为(1,-2).
又垂足在直线 2x-5y+n=0 上,得 n=-12.
4.(2021 年瑶海区月考)若直线 l1:x+ay+6=0 与 l2:
(a-2)x+3y+2a=0 平行,则 l1,l2 间的距离是(
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