人教B版 (2019)第二章 平面解析几何2.2 直线及其方程2.2.3 两条直线的位置关系课堂检测
展开知识点01 两条直线的相交、平行与重合
1.若直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则两条直线的位置关系,可以用方程组y=k1k+b1y=k2k+b2的解的情况进行判断,得出结论: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①l1与l2相交:k1≠k2; = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②l1与l2平行:k1=k2且b1≠b2; = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③l1与l2重合:k1=k2且b1=b2
2.设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,则两条直线的位置关系可以用法向量来处理.
因为v1=(A1,B1)是直线l1的一个法向量,v2=(A2,B2)是直线l2的一个法向量,则:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①l1与l2相交(只有一个交点)的充要条件是v1与v2不共线,即A1B2≠A2B1
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②l1与l2平行或重合的充要条件是v1与v2共线,即A1B2=A2B1,其中l1与l2重合的充要条件是,存在实数
A1=λA2,B1=λB2,C1=λC2。
直线Ax+By+C1=0与直线Ax+By+C2=0平行的充要条件是C1≠C2,重合的充要条件C1=C2
【即学即练1】(23-24高二上·新疆·期末)直线y=2x-1与y=ax+1平行,则a=( )
A.-1B.0C.1D.2
【即学即练2】(24-25高二上·全国·课后作业)根据下列给定的条件,判断直线l1与直线l2是否平行.
(1)l1经过点A2,1,B-3,5,l2经过点C3,-3,D8,-7;
(2)l1的倾斜角为60°,l2经过点M3,23,N-2,-33.
知识点02两条直线的垂直
一般地,若已知平面直角坐标系中的直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,(k1,k2存在且不为0)可得l1⊥l2,则k1k2=-1.
设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,因为v1=(A1,B1)是l1直线的一个法向量,v2=(A2,B2)是l2直线的一个法向量,所以l1⊥l2,则v1⊥v2,则A1A2+B1B2=0.
【即学即练3】(23-24高二上·重庆长寿·期末)已知两条直线y=ax-2和3x-y+1=0互相垂直,则a= .
【即学即练4】(24-25高二上·上海·课后作业)经过直线l1:5x+2y-3=0和l2:3x-5y-8=0的交点,且与直线x+4y-7=0垂直的直线方程为 .
难点:分类讨论思想的运用
示例1:(22-23高二上·四川雅安·阶段练习)已知点A-4,0,B4,0,C2,2,D-2,2,直线y=ax+b(a>0)将四边形ABCD分割为面积相等的两部分,则b的取值范围是 .
【题型1:平行垂直关系的判定】
例1.(22-23高二上·全国·课后作业)下列说法中正确的有( )
A.若两直线平行,则两直线的斜率相等
B.若两直线的斜率相等,则两直线平行
C.若两直线的斜率乘积等于-1,则两直线垂直
D.若两直线垂直,则两直线的斜率乘积等于-1
变式1.(2023高二·上海·专题练习)已知直线m:y=xcsα和n:3x+y=c,则( )
A.m和n可能重合
B.m和n不可能垂直
C.存在直线m上一点P,以P为中心旋转后与n重合
D.以上都不对
变式2.(多选)(23-24高二上·江西九江·期末)设α∈R,对于直线l:xsinα+y+2=0,下列说法中正确的是( )
A.l的斜率为sinαB.l在y轴上的截距为-2
C.l不可能平行于x轴D.l与直线x-ysinα-1=0垂直
变式3.(多选)(23-24高二上·全国·课后作业)下列各直线中,与直线2x-y-3=0平行的是( )
A.2ax-ay+6=0a≠0,a≠-2B.y=2x
C.2x-y+5=0D.2x+y-3=0
变式4.(23-24高二下·全国·课前预习)直线l1:y=3x+2,l2:y=3x-1,那么l1与l2 .
变式5.(24-25高二上·上海·课堂例题)已知a2-3a+2=0,则直线l1:ax+3-ay-a=0和直线l2:6-2ax+3a-5y-4+a=0的位置关系为 .
变式6.(24-25高二上·全国·课前预习)判断下列两条直线是否垂直.
(1)直线l1的斜率为-10,直线l2经过点A10,2,B20,3;
(2)直线l1经过点A3,4,B3,7,直线l2经过点P-2,4,Q2,4;
(3)直线l1的法向量为1,2,直线l2的法向量为2,-1.
【方法技巧与总结】
判断两条直线是否平行的步骤:
看斜率:
1.斜率都不存在⟹看横截距: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①横截距相等时:两条直线重合 = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②横截距不相等时:两条直线平行
2.斜率存在⟹看斜率是否相等: = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①斜率相等时⟹看纵截距: = 1 \* Arabic \* MERGEFORMAT 1)纵截距相等:两条直线重合,2)纵截距不相等时:两条直线平行.
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②斜率不相等时,两条直线不平行.
【题型2:由平行关系求参数】
例2.(24-25高三上·湖北·开学考试)已知两条直线l1:ax+4y-1=0,l2:x+ay+2=0,则“a=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
变式1.(24-25高二上·全国·课后作业)已知点Am,3,B2m,m+4,Cm+1,2,D1,0,且直线AB与直线CD平行,则m的值为( )
A.-1或0B.0或1C.1D.2
变式2.(24-25高二上·全国·课后作业)已知A1,-1,B2,2,C3,0三点,且有一点D满足CD⊥AB,CB∥AD,则点D的坐标为( )
A.-1,0B.0,-1C.1,0D.0,1
变式3.(23-24高二下·安徽芜湖·阶段练习)“a=16”是“直线x+2ay-1=0与直线3a-1x-ay+1=0平行”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
变式4.(23-24高二下·山西长治·阶段练习)已知直线2x-3y-3=0与直线ax+by-4=0平行,则ab=( )
A.-32B.-23C.23D.32
变式5.(23-24高三下·上海浦东新·期中)“a=1”是“直线ax-2y-2=0与直线x-a+1y+1=0平行”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
变式6.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知平行四边形ABCD中,一组对边AB、CD所在直线的方程分别为ax+4y=a+2,x+ay=a,求实数a的值 .
变式7.(23-24高二下·上海·期中)已知直线l1:x+my+6=0,l2:(m-2)x+3y+2m=0,根据下列条件分别求实数m的取值范围.
(1)l1与l2相交;
(2)l1与l2重合.
【方法技巧与总结】
设直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则有
1.l1与l2的斜率都存在,分别为,k1,k2则l1//l2⇔k1=k2,b1≠b2
2.设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,l1//l2⇔A1B2=A2B1,且直线不重合
【题型3:由垂直关系求参数】
例3.(24-25高三上·江苏宿迁·阶段练习)已知a>0,b>0,直线(a-1)x+y-1=0和x+2by+1=0垂直,则2a+1b的最小值为( )
A.16B.8C.4D.2
变式1.(23-24高二上·福建莆田·期中)若直线x+ay-2=0与直线a2x+y+1=0垂直.则a=( )
A.1B.-1C.0D.0或-1
变式2.(2024·河南·三模)已知直线Ax+By+C=0与直线y=2x-3垂直,则( )
A.A=-2B≠0B.A=2B≠0
C.B=-2A≠0D.B=2A≠0
变式3.(多选)(23-24高二下·浙江·期中)已知直线l1:A1x+B1y+C1=0和直线l2:A2x+B2y+C2=0,则下列说法正确的是( )
A.若A2=0,则l2表示与x轴平行或重合的直线
B.直线l1可以表示任意一条直线
C.若A1B2-A2B1=0,则l1 ∥ l2
D.若A1A2+B1B2=0,则l1⊥l2
变式4.(23-24高二下·上海·期中)若直线Ax+4y-2=0和直线2x-5y+C=0垂直,则A= .
变式5.(24-25高二上·广西·开学考试)已知直线l1:ax-a-4y+2=0,直线l2:2x+ay-1=0.
(1)若l1 // l2,求实数a的值;
(2)若l1⊥l2,求实数a的值.
变式6.(23-24高二下·上海·期中)已知点A1,0,B-1,2.
(1)设m∈R,若直线AB与直线x-my+1=0垂直,求m的值;
(2)求过点B且与直线2x-y+1=0夹角的余弦值为255的直线方程.
变式7.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线l1的斜率为1,若直线l2⊥l1,则直线l2的倾斜角为 .
【方法技巧与总结】
1.设直线l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x+b2,则有
设直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0,l1⊥l2⇔A1A2+B1B2=0
【题型4:由平行关系求直线方程】
例4.(23-24高二下·四川南充·阶段练习)与直线2x+3y+1=0平行且过点0,1的直线方程是( )
A.2x+3y-3=0
B.3x+2y-2=0
C.2x-3y+3=0
D.3x-2y+2=0
变式1.(2024高二上·全国·专题练习)过点(5,0)且与x+2y-2=0平行的直线方程是( )
A.2x+y+5=0B.2x+y-5=0
C.x+2y-5=0D.x+2y+5=0
变式2.(23-24高二上·青海西宁·期末)经过点A3,2,且与直线4x+y-2=0平行的直线方程是( )
A.4x-y-10=0B.x+4y-11=0
C.4x+y-14=0D.x-4y+5=0
变式3.(20-21高二上·天津北辰·期末)过点0,1且与直线2x-y-1=0平行的直线方程是( )
A.2x-y+1=0B.2x-y-2=0
C.2x+y-1=0D.2x+y-2=0
变式4.(23-24高二上·北京西城·期末)过点A2,-3且与直线x+y+3=0平行的直线方程为 .
变式5.(23-24高二上·安徽蚌埠·期末)求过两条直线y=2x+3与3x-y+2=0的交点,且分别满足下列条件的直线方程.
(1)过点P2,3;
(2)平行于直线3x+y-1=0.
【方法技巧与总结】
当所求直线与已知直线Ax+By+C=0平行时,可设所求直线为Ax+By+λ=0(λ为参数,且λ≠C),再结合其他条件求出λ,即得所求直线方程.
【题型5:由垂直关系求直线方程】
例5.(23-24高二上·吉林延边·期中)过两条直线l1:x+2y-4=0,l2:2x-y-3=0的交点,且与直线x+3y+1=0垂直的直线的方程为( )
A.3x-y-5=0B.6x-2y-3=0
C.x-3y+3=0D.3x+y-7=0
变式1.(多选)(23-24高二上·四川成都·期末)已知△ABC的顶点A5,1,边AB上的中线CM所在直线方程为2x-y-5=0,边AC上的高BH所在直线方程为x-2y-5=0,则下列说法正确的有( )
A.过点A且平行于CM的直线的方程为2x-y-9=0
B.直线AC的方程为2x+y-11=0
C.点C的坐标为4,3
D.边AC的垂直平分线的方程为x-2y-1=0
变式2.(24-25高二上·江苏徐州·开学考试)直线l过点(-2,2)且与直线x+2y=0垂直,则直线l与坐标轴围成的三角形面积为
变式3.(23-24高二下·河北张家口·开学考试)过直线x-2y+1=0与3x-y-2=0的交点,且垂直于直线x-y+1=0的直线方程是 .
变式4.(23-24高二上·北京·期中)经过点M1,2且与直线2x-y+8=0垂直的直线方程为 .
变式5.(23-24高二上·四川成都·期中)已知△ABC的两顶点坐标为A1,-1,C3,0,B1(0,1)是边AB的中点,AD是BC边上的高.
(1)求BC所在直线的方程;
(2)求高AD所在直线的方程.
变式6.(23-24高二上·四川成都·阶段练习)已知直线l经过点-2,2,求分别满足下列条件直线l的方程:
(1)垂直于直线3x-2y+4=0;
(2)平行于直线4x-3y-7=0.
变式7.(23-24高二下·全国·课后作业)已知点A3,3和直线l: y=34x-52,求:
(1)过点A且与直线l平行的直线的点斜式方程;
(2)过点A且与直线l垂直的直线的点斜式方程.
变式8.(23-24高二上·甘肃白银·期中)已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(-3,0),B(2,1),C(-2,3),求:
(1)BC边所在直线的方程;
(2)BC边的垂直平分线所在直线的方程.
变式9.(23-24高二上·广东珠海·期末)已知△ABC的三个顶点是A4,0,B6,7,C0,4.
(1)求BC边上的中线的直线方程;
(2)求BC边上的高的直线方程
(3)求AC边的垂直平分线
【方法技巧与总结】
当所求直线与已知直线Ax+By+C=0垂直时,可设所求直线为Bx-Ay+λ=0(λ为参数),再结合其他条件求出λ,即得所求直线方程.
一、单选题
1.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线l:a-1x+b+2y+c=0,若l//y轴,则下列结论正确的是( )
A.a≠1,b≠2,c≠0B.a≠1,b=-2,c≠0
C.a=1,b≠-2,c≠0D.a=1,b≠-2,c≠0
2.(24-25高二上·全国·课后作业)过点A2,5和点B-4,5的直线与直线y=3的位置关系是( )
A.相交但不垂直B.平行C.重合D.垂直
3.(24-25高二上·上海·随堂练习)已知Px0,y0是直线l:Ax+By+C=0外一点,则方程Ax+By+C+Ax0+By0+C=0与l的倾斜角( )
A.相等B.互余C.互补D.不相等
4.(23-24高二下·上海杨浦·期末)“m=-1”是“直线l1:x+my-2=0与直线l2:(m-2)x+3my+2m=0互相垂直”的( ).
A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.既非充分也非必要条件
5.(23-24高二下·江西·开学考试)过点1,-3且与直线x-2y+1=0平行的直线方程是( )
A.x-2y-7=0B.x+2y+5=0
C.2x+y+1=0D.2x-y-5=0
6.(23-24高二上·福建厦门·期末)已知直线l1的倾斜角为π3,直线l2过点(-1,3),若l1//l2,则l2在y轴上的截距为( )
A.-23B.-2C.2D.23
7.(23-24高二上·湖南益阳·期末)已知直线x+2y-3=0和2x+my+2=0互相平行,则m的值是( )
A.-4B.-1C.1D.4
8.(23-24高二上·浙江金华·期末)过点P-1,2且与直线x+2y+3=0垂直的直线方程是( )
A.x-2y+5=0B.x+2y-3=0C.2x-y+4=0D.2x-y=0
二、多选题
9.(22-23高二上·安徽马鞍山·期末)若三条直线l1:2x-y+1=0,l2:x+y-1=0,l3:2x+ay+a-2=0可以围成一个三角形,则实数a的值可以为( )
A.-1B.0C.1D.3
10.(19-20高二·全国·课后作业)设平面内四点P-4,2,Q6,-4,R12,6,S2,12,则下面四个结论正确的是( )
A.PQ∥SRB.PQ⊥PSC.PS∥QSD.PR⊥QS
11.(22-23高二上·安徽·阶段练习)已知△PMN的顶点坐标分别为P(1,3),M(-1,-3),N(4,0),则( )
A.△PMN为直角三角形
B.过点P斜率范围是-33,3的直线与线段MN有公共点
C.x+3y=0是△PMN的一条中位线所在直线方程
D.x-3y+2=0是△PMN的一条高线所在直线的方程
三、填空题
12.(23-24高二上·内蒙古赤峰·期末)过点M(2,-3)且与直线x+2y-9=0垂直的直线方程是 .
13.(23-24高二上·江苏淮安·期末)直线l过点-2,2且与直线x+2y=0平行,则直线l与x,y轴围成的三角形面积为 .
14.(23-24高二上·全国·课后作业)已知直线l1的倾斜角为30°,直线l1//l2,则直线l2的斜率为 .
四、解答题
15.(23-24高二下·全国·课堂例题)判断下列各组直线的位置关系,如果相交,求出交点坐标:
(1)l1:y=2x+3,l2:2x-y+5=0;
(2)l1:y=2x+1,l2:x-2y=0;
(3)l1:x=3,l2:x=10;
(4)l1:y=2x+1,l2:2x-y+1=0.
16.(23-24高二上·山东·期中)已知直线l过点(1,2).
(1)若l在两坐标轴上的截距相等,求l的方程;
(2)设O为坐标原点,若l与x轴正半轴交于点A,l与y轴正半轴交于点B,求△OAB面积的最小值.
17.(23-24高二上·河北张家口·阶段练习)菱形ABCD的顶点A、C的坐标分别为A-1,-1、C9,-13,BC边所在直线过点P4,-3.
(1)求AD边所在直线的方程;
(2)求对角线BD所在直线的方程.
18.(23-24高二上·福建厦门·期中)如图,已知平行四边形ABCD的三个顶点的坐标为A-1,4,B-2,-1,C2,3.
(1)求平行四边形ABCD的顶点D的坐标;
(2)在△ACD中,求CD边上的高线所在直线方程.
19.(22-23高二上·浙江温州·期中)已知直线l: kx-y+2-k=0(k∈R)交x轴正半轴于A,交y轴正半轴于B.
(1)O为坐标原点,求△AOB的面积最小时直线l的方程;
(2)设点P是直线l经过的定点,求PA·PB的值最小时直线l的方程.
课程标准
学习目标
1.能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直
2.能用解方程组的方法求两条相交直线的交点坐标:
3.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离
1.掌握两条直线平行的条件:
2.能应用两条直线平行的条件解题.
对应关系
l1与l2的斜率都存在,分别为,k1,k2则l1⊥l2⇔k1k2=-1
l1与l2中的一条斜率不存在,另一条斜率为0,则l1与l2的位置关系是l1⊥l2
图示
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