第九章 解析几何
第1讲 直线方程和两直线的位置关系
一、选择题
1
1.已知直线l的倾斜角α满足条件sinα+cosα=,则l的斜率为( )
54343A. B. C.- D.- 3434解析 α必为钝角,且sinα的绝对值大,故选C. 答案 C
2.经过两点A(4,2y+1),B(2,-3)的直线的倾斜角为
3π
,则y=( ). 4
A.-1 B.-3 C.0 D.2 解析 由
2y+1--
4-2
=
2y+4
=y+2, 2
得:y+2=tan 答案 B
3π
=-1.∴y=-3. 4
3.若直线l:y=kx-3与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则直线l的倾斜角的取值范围是 ?ππ?A.?6,3? ???ππ?C.?3,2? ??
( ).
?ππ?
B.?6,2? ???ππ?D.?6,2? ??
解析 如图,直线l:y=kx-3,过定点P(0,-3),3π
又A(3,0),∴kPA=3,则直线PA的倾斜角为6,满?ππ?
足条件的直线l的倾斜角的范围是?6,2?.
??答案 B
4.过点A(2,3)且垂直于直线2x+y-5=0的直线方程为( ).
A.x-2y+4=0 C.x-2y+3=0
B.2x+y-7=0 D.x-2y+5=0
解析 由题意可设所求直线方程为:x-2y+m=0,将A(2,3)代入上式得2-2×3+m=0,即m=4,所以所求直线方程为x-2y+4=0. 答案 A
5.设直线l的方程为x+ycos θ+3=0(θ∈R),则直线l的倾斜角α的范围是( ). A.[0,π) ?π3π?C. ?,?
4??4
?ππ?
B.?,?
2??4
?ππ??π3π?
D.?,?∪?,?
2??24??4
π
; 2
解析 (直接法或筛选法)当cos θ=0时,方程变为x+3=0,其倾斜角为当cos θ≠0时,由直线方程可得斜率k=-∵cos θ∈[-1,1]且cos θ≠0, ∴k∈(-∞,-1]∪[1,+∞). ∴tan α∈(-∞,-1]∪[1,+∞), ?ππ??π3π?又α∈[0,π),∴α∈?,?∪?,?.
2??24??4?π3π?
综上知,倾斜角的范围是?,?.
4??4答案 C
1
.
cos θ
6.将一张坐标纸折叠一次,使得点(0,2)与点(4,0)重合,点(7,3)与点(m,n)重合,则m+n=
A.4
( ).
B.6
34C.5 36D.5
解析 由题可知纸的折痕应是点(0,2)与点(4,0)连线的中垂线,即直线y=2x-3+n7+m??2=2×2-3,
3,它也是点(7,3)与点(m,n)连线的中垂线,于是?n-31
=-2,??m-7
3m=??5,解得?31
n=??5.答案 C 二、填空题
34
故m+n=5. 1
7.若A(-2,3),B(3,-2),C(,m)三点共线,则m的值为________.
2解析 由kAB=kBC,即
-2-3m+21
=,得m=. 3+212
-32
1
答案
2
8.直线过点(2,-3),且在两个坐标轴上的截距互为相反数,则这样的直线方程是________.
xy
解析 设直线方程为为-=1或y=kx的形式后,代入点的坐标求得a=5
aa3
和k=-. 2
3xy
答案 y=-x或-=1
255
9.已知直线l1:ax+3y-1=0与直线l2:2x+(a-1)y+1=0垂直,则实数a=________.
3
解析 由两直线垂直的条件得2a+3(a-1)=0,解得a=5. 3答案 5
c+2213
10.若两平行直线3x-2y-1=0,6x+ay+c=0之间的距离为13,则a的值为________.
3-2-1
解析 由题意得,6=a≠c,∴a=-4且c≠-2, c
则6x+ay+c=0可化为3x-2y+2=0,
?c??2+1?
?213?
由两平行线间的距离,得13=,
13c+2
解得c=2或c=-6,所以a=±1. 答案 ±1 三、解答题
11.已知直线l过点M(2,1),且分别与x轴、y轴的正半轴交于A、B两点,O为原点,是否存在使△ABO面积最小的直线l?若存在,求出;若不存在,请说明理由.
解 存在.理由如下.
1??
设直线l的方程为y-1=k(x-2)(k<0),则A?2-,0?,B(0,1-2k),
k??1?1?1?
2-??=?4+△ AOB的面积S=(1-2k)
k2??2?
-4k?1??1
+?-??≥(4+4)=4. ?k??2
11
当且仅当-4k=-,即k=-时,等号成立,
k21
故直线l的方程为y-1=-(x-2),即x+2y-4=0.
212.已知直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点. (1)点A(5,0)到l的距离为3,求l的方程; (2)求点A(5,0)到l的距离的最大值.
解 (1)经过两已知直线交点的直线系方程为(2x+y-5)+λ(x-2y)=0,即(2+λ)x+(1-2λ)y-5=0, ∴|10+5λ-5|1
=3.解得λ=2或λ=
2. ?2+λ?2+?1-2λ?2∴l的方程为x=2或4x-3y-5=0. ?2x+y-5=0,
(2)由?解得交点P(2,1),
x-2y=0,?
如图,过P作任一直线l,设d为点A到l的距离, 则d≤|PA|(当l⊥PA时等号成立).
∴dmax=|PA|=10.
13.已知直线l过点P(2,3),且被两条平行直线l1:3x+4y-7=0,l2:3x+4y+8=0截得的线段长为d. (1)求d的最小值;
(2)当直线l与x轴平行,试求d的值.
解 (1)因为3×2+4×3-7>0,3×2+4×3+8>0,所以点P在两条平行直线l1,l2外.
过P点作直线l,使l⊥l1,则l⊥l2,设垂足分别为G,H,则|GH|就是所求的|8-?-7?|d的最小值.由两平行线间的距离公式,得d的最小值为|GH|==3.
32+42(2)当直线l与x轴平行时,l的方程为y=3,设直线l与直线l1,l2分别交于点A(x1,3),B(x2,3),则3x1+12-7=0,3x2+12+8=0,所以3(x1-x2)=15,即x1-x2=5,所以d=|AB|=|x1-x2|=5.
14.已知直线l1:x-y+3=0,直线l:x-y-1=0.若直线l1关于直线l的对称直线为l2,求直线l2的方程. 解 法一 因为l1∥l,所以l2∥l, 设直线l2:x-y+m=0(m≠3,m≠-1). 直线l1,l2关于直线l对称, 所以l1与l,l2与l间的距离相等. 由两平行直线间的距离公式得|3-?-1?||m-?-1?|
=, 22
解得m=-5或m=3(舍去). 所以直线l2的方程为x-y-5=0.
法二 由题意知l1∥l2,设直线l2:x-y+m=0(m≠3,m≠-1). 在直线l1上取点M(0,3),
设点M关于直线l的对称点为M′(a,b), b-3
??a×1=-1,于是有?a+0b+3
??2-2-1=0,
?a=4,
解得?即M′(4,-1).
?b=-1,
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