直线方程
【知识要点】
1. 直线的倾斜角:
(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线l ,如果把x 轴绕着交点按逆时针方向转
到和直线l 重合时所转的最小正角记为α,那么α就叫做直线的倾斜角。当直线l 与x 轴重合或平行时,规定倾斜角为0;
(2)倾斜角的范围[0, π)
例:(1)直线x cos θ+y -2=0的倾斜角的范围是[0π
6][
5π
6,π) ;
(2)过点P (-3, 1), Q (0, m ) 的直线的倾斜角的范围α∈[ππ32)
,(π2, 2π
3
],那么m 值的范围是_m ≤-2或m ≥4_ 2. 直线的斜率:
(1)定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切值叫这条直线的斜率k ,即k =tan α(α≠90°);
倾斜角为90°的直线没有斜率; (2)斜率公式:经过两点P 1(x 1, y 1) 、P 2(x 2, y 2) 的直线的斜率为k =
y 1-y 2
x -x (x 1≠x 2);
12
(3)a =(1,k ) ,直线的方向向量与直线的斜率有何关系? (4)应用:证明三点共线: k AB =k BC 。
例: (1) 两条直线钭率相等是这两条直线平行的既不充分也不必要条件;
(2)实数x , y 满足3x -2y -5=0 (1≤x ≤3) ,则y x
的最大值、最小值分别为_2
3, -1__
3. 直线的方程:
(1)点斜式:已知直线过点(x 0, y 0) 斜率为k ,则直线方程为y -y 0=k (x -x 0) , 它不包括垂直于x 轴的直线。
(2)斜截式:已知直线在y 轴上的截距为b 和斜率k ,则直线方程为y =kx +b , 它不包括垂直于x 轴的
直线。 (3)两点式:已知直线经过P y -y 1x -x 1
1(x 1, y 1) 、P 2(x 2, y 2) 两点,则直线方程为
y =
,它不包括2-y 1x 2-x 1
垂直于坐标轴的直线。
(4)截距式:已知直线在x 轴和y 轴上的截距为a , b , 则直线方程为
x a +y
b
=1,它不包括垂直于坐标轴的直线和过原点的直线。
(5)一般式:任何直线均可写成Ax +By +C =0(A,B不同时为0) 的形式。
例:(1)经过点(2,1)且方向向量为v
=(-
1, 3) 的直线的点斜式方程是y -1=x -2) ;
(2)直线(m +2) x -(2m -1) y -(3m -4) =0,不管m 怎样变化恒过点(-1, -2) ; (3)若曲线y =a |x |与y =x +a (a >0) 有两个公共点,则a 的取值范围是a >1 (4)过点A (1,4),且纵横截距的绝对值相等的直线共有__3_条 4. 设直线方程的一些常用技巧:
(1)知直线纵截距b ,常设其方程为y =kx +b ;
(2)知直线横截距x 0,常设其方程为x =my +x 0(它不适用于斜率为0的直线) ;
(3)知直线过点(x 0, y 0) ,当斜率k 存在时,常设其方程为y =k (x -x 0) +y 0,当斜率k 不存在时,则
其方程为x =x 0;
(4)与直线l :Ax +By +C =0平行的直线可表示为Ax +By +C 1=0; (5)与直线l :Ax +By +C =0垂直的直线可表示为Bx -Ay +C 1=0.
提醒:求直线方程的基本思想和方法是恰当选择方程的形式,利用待定系数法求解。
5.点到直线的距离及两平行直线间的距离: (1)点P (x 0, y 0) 到直线Ax +By
+C =0的距离d =
;
(2)两平行线l 1:Ax +By +
C 1=0, l 2:Ax +By +C 2=0间的距离为d =
6.两条直线的位置关系(一)
已知直线l 1:y =k 1x +b 1, l 2:y =k 2x +b 2 (斜率k 存在) ①l 1与l 2相交⇔________________________ k 1¹k 2
②l 1与l 2平行⇔________________________ k 1=k 2且b 1 b 2 ③l 1与l 2重合⇔________________________ k 1=k 2且b 1=b 2 ④l 1^l 2⇔_______________________________ k 1×k 2=-1 ⑤直线l k 2-k 1
1到l 2的角θ, 则tan θ=________________ tan θ=
1+k
1k 2⑥直线l , 则tan θ=________________ tan θ=k 1-k 2
1与l 2的夹角为θ1+k
1k 2
两条直线的位置关系(二)
已知直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0, l 2:A 2x +B 2y +C 2=0则 ①l 1//l A 2⇐_______________________
1=B 1 C 1A
2B 2C 2
②l 1与l 2相交⇔______________A 1B 2-A 2B 1≠0; ③l 1与l 2 重合⇐____________________
A 1A =B 1=C
1 ④l 1^l 2⇔______________________A 1B 2+A 2B 1=0 2B 2C 2
提醒:(1)
A 1B 1C 1A =≠
、A 1≠B 1、A 1A =B 1=C
1仅是两直线平行、相交、重合的充分不必要条2B 2C 2A 2B 22B 2C 2
件!为什么?
(2)在解析几何中,研究两条直线的位置关系时,有可能这两条直线重合,而在立体几何中提到
的两条直线都是指不重合的两条直线; (3)直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0垂直⇔A 1A 2+B 1B 2=0。 例:(1)设直线l 1:x +my +6=0和l 2:(m -2) x +3y +2m =0,
当m =__-1_____时l 1∥l 2;
当m =___
1
2
_____时l 1⊥l 2; 1与l 2相交;
当m =___3______时l 1与l 2重合;
(2)已知直线l 的方程为3x +4y -12=0,则与l 平行,且过点(—1,3)的直线方程是______;
3x +4y -9=0
(3)两条直线ax +y -4=0与x -y -2=0相交于第一象限,则实数a 的取值范围是____;
-1
bx -y sin B +sin C =0的位置关系是____;垂直
7.对称(中心对称和轴对称)问题——转移代入法:
例:(1)已知点M (a , b ) 与点N 关于x 轴对称,点P 与点N 关于y 轴对称,点Q 与点P 关于直线x +y =0对称,则点Q 的坐标为_______;(b , a ) (2)已知直线l 1与l 2的夹角平分线为y =x ,若l 1的方程为ax +by +c =0(ab >0) ,那么l 2的方程是
___________;bx +ay +c =0
(3)点A(4,5)关于直线l 的对称点为B(-2,7) ,则l 的方程是_________;y=3x+3 (4)已知一束光线通过点A(-3,5),经直线l :3x-4y+4=0反射。如果反射光线通过点
B(2,15),则反射光线所在直线的方程是_________;18x +y -51=0
(5)已知ΔABC 顶点A(3,-1) ,AB边上的中线所在直线的方程为6x+10y-59=0,∠B 的平分线所
在的方程为x -4y+10=0,求BC边所在的直线方程;2x +9y -65=0 提醒:在解几中遇到角平分线、光线反射等条件常利用对称求解。
【典型问题】
【直线倾斜角与斜率关系】
1. 直线l 的斜率k 的变化范围是⎡⎣-, 则其倾斜角的变化范围是 ( D )
A .⎡⎢ππ⎤⎡ππ⎤⎡π⎡⎣-4+k π, 3+k π⎥ B. ⎢-3π⎤⎡π⎤
4, 3⎥ C. ⎢-3, -4⎥ D.⎢0, ⎥⎢3π⎦⎣⎦⎣⎦⎣3⎦
⎣4, π⎫
⎪⎭
2. 直线bx +ay =ab ,(a
b ç桫÷a ÷÷ B.p -arctan b 骣a a C.arctan ççç桫-÷b ÷÷ D.p -arctan a
b
3. 已知平面区域D 由以A (1,3),B (5,2),C (3,1)为顶点的三角形内部及边界组成。若在区域D 上有无穷多个点(x , y ) 可使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =( C ) A .-2 B .-1 C .1 D .4 解:依题意,令z =0,可得直线x +my =0的斜率为-
1
m
,结合可行域可知当直线x +my =0与直线AC 平行时,线段AC 上的任意一点都可使目标函数z =x +my 取得最小值,而直线AC 的斜率为-1,所以m =1,选C
4. 设直线ax +by +c =0的倾斜角为α,且sin α+cos α=0,则a , b 满足( D ) A. a +b =1
B. a -b =1
C. a +b =0
D. a -b =0
解:tan α=-1, k =-1, -
a
b
=-1, a =b , a -b =0 5. 已知过点A (-2, m ) 和B (m ,4) 的直线与直线2x +y -1=0平行,则m 的值为( B ) A. 0 B. -8 C. 2 D. 104-m
解:k =
m +2
=-2, m =-8 6. 直线L :y =kx -1与曲线y -2x -1=1
2
不相交,则k 的取值范围是( A )
A .
12或3 B .12 C .3 D .[1
2
,3] 7. 如果直线l 沿x 轴负方向平移3个单位, 再沿y 轴正方向平移1个单位, 又回到原来的位置, 那么直线l 的斜率是( A )
A .-13
B .-3
C .13
D .3
【求直线方程】 1. 过点P (-1,3) 且垂直于直线x -2y +3=0 的直线方程为( A )
A. 2x +y -1=0 B. 2x +y -5=0 C. x +2y -5=0 D. x -2y +7=0
解:设2x +y +c =0, 又过点P (-1,3) ,则-2+3+c =0, c =-1,即2x +y -1=0 2. 若方程(2m 2
+m -3) x +(m 2
-m ) y -4m +1=0表示一条直线,则实数m 满足( C ) A. m ≠0
B. m ≠-
3
2
C. m ≠1 D. m ≠1,m ≠-
3
2
,m ≠0 3. 若原点在直线l 上的射影为(2, -1) ,则l 的方程为____________________.
-1-01
=-, k =2, y --(1=) 2-02
4. 已知直线Ax +By +C =0,
解:2x -y -5=0 k =
'
2-x ( 2)
A -1 B 2 C -1或 2 D 0 或 1
【夹角与距离公式的应用】
1. 已知点B (1,4),C (6,2),点A 在直线x -3y +3 = 0上,并且使∆AB C 的面积等于21,求点A 的坐标。
解:直线B C 方程为2x +5y -22 = 0,|B C| =
29,设点A 坐标(3y -3, y ) ,则可求A 到B C
的距离为
(1)系数为什么值时,方程表示通过原点的直线;
(2)系数满足什么关系时与坐标轴都相交; (3)系数满足什么条件时只与x 轴相交; (4)系数满足什么条件时是x 轴;
(5)设P x 0,y 0为直线Ax +By +C =0上一点,证明:这条直线的方程可以写成A (x -x 0)+B (y -y 0)=0. ()
∆解:(1)把原点(0,0)代入Ax +By +C =0,得C =0; (2)此时斜率存在且不为零即A ≠0且B ≠0;
(3)此时斜率不存在,且不与y 轴重合,即B =0且C ≠0; (4)A =C =0, 且B ≠0 (5)证明:
P (x 0,y 0)在直线Ax +By +C =0上 ∴Ax 0+By 0+C =0, C =-Ax 0-By 0
∴A (x -x 0)+B (y -y 0)=0.
5. 经过点A (1,2) 并且在两个坐标轴上的截距的绝对值相等的直线有几条?请求出这些直线的方程. 解:当截距为0时,设y =kx ,过点A (1,2) ,则得k =2,即y =2x ;
当截距不为0时,设x y x y
a +a =1, 或a +
-a
=1, 过点A (1,2) , 则得a =3,或a =-1,即x +y -3=0,或x -y +1=0,共有3条 【两条直线位置关系的判定与应用】
1. 已知两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a 等于( D )
A.2 B.1 C.0 D. -1
解:两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a (a +2) =-1,∴ a =-1,选D. 2. 设a 、b 、c 分别是△ABC 中, ∠ A 、∠B 、∠C 所对边的边长, 则直线sin A ·x +ay +c =0
与bx -sin B ·y +sin C =0的位置关系是( C )
A .平行
B .重合
C .垂直
D .相交但不垂直
3. 直线l 2
1:ax +2y -1=0与l 2:x +(a -1) y +a =0平行, 则a = ( B )
AB C 面积为21
=21,
∴y =
[1**********]或-11,故点A 坐标为(11, 11)或(-7511, -14
11
) 2. 圆x 2+y 2+x -6y +c = 0与直线x +2y -3 = 0相交于P,Q 两点, 求c 为何值时,OP ⊥OQ(O为原点). 解:解方程组消x 得5y 2-20y +12+c = 0,y 1
1∙y 2=5
(12+c ) ,
消y 得5x 2+10x +4c -27 = 0,x 11∙x 2=5
(4c -27) , ∵OP ⊥OQ, ∴
y 1y 212+c x ⋅=-1, ∴1x 2
5=-4c -27
5,解得c = 3. 3. △ABC 中,顶点A (9,1)、B (3,4) 、内心I (4,1),则顶点C 的坐标为 .(-1,-4) 4. 已知点A (-1,1),B (1,1),点P 是直线y =x -2上的一点,满足∠APB 最大,求点P 的坐标及∠APB 的最大值.
解:设P (t ,t -2),则k t -3AP =
t +1(t ≠-1) k t -3
BP =t -1
(t ≠1) , 当t <3且t ≠±1时, tan APB =
k AP -k BP
1
1+k =
≤1 AP ⋅k BP
(3-t ) +4
3-t
-3
当且仅当3-t =4
3-t
,即t =1时等号成立,
∴tan ∠APB
∴P 是(1,-1)时,∠APB 有最大值
π4
; 当t >3时,同法可求∠APB 的最大值是arctan
17
结论:当P 点的坐标是(-1,1)时,∠APB 有最大值
π4
5. 某校一年级为配合素质教育,利用一间教室作为学生绘画成果展览室,为节约经费,他们利用课桌作为展台,将装画的镜框放置桌上,斜靠展出,已知镜框对桌面的倾斜角为α(90°≤α<180°) 镜框中,画的上、下边缘与镜框下边缘分别相距a m,b m,(a >b ). 问学生距离镜框下缘多远看画的效果最佳? 解:建立如图所示的直角坐标系,AO 为镜框边,AB 为画的宽度,O 为下边缘上的一点,在x 轴的正半
轴上找一点C (x ,0)(x >0), 欲使看画的效果最佳,应使∠ACB 取得最大值. 由三角函数的定义知:A 、B 两点坐标分别为(a cos α, a sin α) 、 (b cos α, b sin α), 于是直线AC 、BC 的斜率分别为: k AC =ta n xCA =
a sin α
a cos α-x
,
k sin α
BC =tan xCB =
b b cos α-x
.
于是t a n ACB =
k BC -k AC (a -b ) ⋅x sin α(a -1+k =-(a +b ) x cos α+x 2=b ) ⋅sin α
ab
BC ⋅k AC ab x
+x -(a +b ) ⋅cos α
由于∠ACB 为锐角,且x >0, 则t a n ACB ≤
(a -b ) ⋅sin α2ab -(a +b ) cos α
, 当且仅当
ab
x
=x ,即x =时,等号成立,此时∠ACB 取最大值,对应的点为C (ab ,0), 因此,学生距离镜框下缘 cm 处时,视角最大,即看画效果最佳. 【对称问题】
1. 已知直线l 1:y =2x +3, 若l 2与l 1关于y 轴对称,则l 2的方程为__________;若l 3与l 1关于x 轴对称,则l 3的方程为_________;若l 4与l 1关于y =x 对称,则l 4的方程为___________; 解:l 2:y =-2x +3, l 3:y =-2x -3, l 4:x =2y +3,
2. 直线2x -y -4=0上有一点P ,它与两定点A (4,-1) ,B (3,4) 的距离之差最大,则P 点坐标是_________. 解:找A 关于l 的对称点A ′,A ′B 与直线l 的交点即为所求的P 点,P (5,6)
3.自点A (-3,3) 发出的光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在直线与圆x 2+y 2-4x -4y +7=0相切,则光线l 所在直线方程为_________.
解:光线l 所在的直线与圆x 2
+y 2
-4x -4y +7=0关于x 轴对称的圆相切.3x +4y -3=0或4x +3y +3=0 4. 已知直线l 1和l 2的夹角的平分线为y =x , 如果l 1的方程是ax +by +c =0(ab >0) , 那么l 2的方程是( A )
A .bx +ay +c =0
B .ax -by +c =0 C .bx +ay -c =0
D .bx -ay +c =0
5. 已知直线:3x -y -1=0,在上求点P ,使得: (1)P 到A (4, 1) 和B (0, 4) 距离之差最大;
(2,5)
(2)P 到A (4, 1) 和B (3, 4) 距离之和最小.
(
117267
) 【直线系方程】
1. 求经过直线l 1:2x +3y -5=0, l 2:3x -2y -3=0的交点且平行于直线2x +y -3=0的直线方程.
⎧19解:由⎧⎨2x +3y -5=0⎪x =-3=0,得⎪⎨13
,再设2x +y +c =0,则47⎩3x -2y c =-
2x +y -47=0为所求 ⎪13,13⎪⎩
y =9
132. 不论m 为何值, 直线l :(m -1)x +(2m -1)y =m -5恒过一个定点, 此点的坐标 . (
237, 187
) 3. 已知定点P(-2,-1)和直线l :(1+3λ) x +(1+2λ) y -(2+5λ) =0(λ∈R ) , 求证:无论λ取何值时,点P 到直线的l
4. 在∆ABC 中,顶点A (-1, 4) ,∠B , ∠C 的平分线所在的直线方程分别为x -2y =0和x +y -1=0,求直线BC 的方程. 13x +14y +11=0
【实战训练】
1. (2009宁夏海南卷理)设已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0) ,直线l 与抛物线C 相交于
A ,B 两点。若AB 的中点为(2,2),则直线ι的方程为_____________.
A (x x ⎧⎪y 2
1=4x 1
1, y 1), B (2, y 2), 则有x 1≠x 2,⎨⎪⎩y 2
2=4x 2
解析:抛物线的方程为y 2
=4x ,两式相减得,y 22y -y 241-y 2=4(x 1-x 2),∴1x ==1
1-x 2y 1+y 2
∴直线l 的方程为y-2=x-2,即y=x
答案:y=x
2. (2009四川卷理)已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2
=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是
A.2 B.3 C.
115 D. 3716
【考点定位】本小题考查抛物线的定义、点到直线的距离,综合题。
解析:直线l 22:x =-1为抛物线y =4x 的准线,由抛物线的定义知,P 到l 2的距离等于P 到抛物线的焦点F (1, 0) 的距离,故本题化为在抛物线y 2
=4x 上找一个点P 使得P 到点F (1, 0) 和直线l 2的距离之和最小,最小值为F (1, 0) 到直线l 1:4x -3y +6=0的距离,即
d 4-0+6|
min =
|5
=2,故选择A 。
解析2
:如下图,由题意可知d ==2
3. (09上海文,15)已知直线l 1:(k -3) x +(4-k ) y +1=0, 与l 2:2(k -3) x -2y +3=0, 平行,则k 得值是( )
A. 1或3 B.1或5 C.3或5 D.1或2
【解析】当k =3时,两直线平行,当k ≠3
k -3,解得:k
=5,故选C 。
4. (09天津理,13)设直线l 1+t
1的参数方程为⎨⎧x =3t
(t 为参数),直线⎩y =1+l 2的方程为y =3x +4则l 1与l 2的
距离为_______
【解析】由题直线l 1的普通方程为3x -y -2=0,故它与与l 4+2|
32的距离为
|=5。 【答案】35
5. (09江西理16).设直线系M :x cos θ+(y -2)sin θ=1(0≤θ≤2π) , 对于下列四个命题: A .M 中所有直线均经过一个定点 B .存在定点P 不在M 中的任一条直线上
C .对于任意整数n (n ≥3) ,存在正n 边形, 其所有边均在M 中的直线上 D .M 中的直线所能围成的正三角形面积都相等
其中真命题的代号是 (写出所有真命题的代号). 【解析】因为x cos θ+(y -2)sin θ=1所以点P (0,2) 到M
中每条直线的距离d =
=1
即M 为圆C :x 2+(y -2) 2=1的全体切线组成的集合, 从而M 中存在两条平行直线, 所以A 错误;
又因为(0,2) 点不存在任何直线上, 所以B 正确;
对任意n ≥3, 存在正n 边形使其内切圆为圆C , 故C 正确;
M 中边能组成两个大小不同的正三角形ABC 和AEF , 故D 错误, 故命题中正确的序号是 B,C.
6. (2009宁夏海南卷文)已知圆C 21:(x +1) +(y -1) 2=1,圆C 2与圆C 1关于直线x -y -1=0对称,则圆C 2的方程为
(A )(x +2) 2
+(y -2) 2
=1 (B )(x -2) 2
+(y +2) 2
=1 (C )(x +2) 2
+(y +2) 2
=1 (D )(x -2) 2
+(y -2) 2
=1 【答案】B
⎧【解析】设圆C ),则依题意,有⎪a -1⎪-b +1
-1=0⎨22
1,解得:⎧a =22的圆心为(a ,b ⎪b -⎨b =-2,对称圆的半
⎪⎩⎩
a +1=-1
径不变,为1,故选B 。.
7. (2009年上海卷理)过圆C :(x -1) 2
+(y -1) 2
=1的圆心,作直线分别交x 、y 正半轴于点A 、B ,∆AOB 被圆分成四部分(如图),若这四部分图形面积满足S I+S ¥=S ∏+S |||, 则直线AB 有( ) (A ) 0条 (B ) 1条 (C ) 2条 (D ) 3条
【答案】B
【解析】由已知,得:S IV -S II =S III -S I , ,第II ,IV 部分的面积是定值,所以,S IV -S II 为定值,即S III -S I , 为定值,当直线AB 绕着圆心C 移动时,只可能有一个位置符合题意,即直线AB 只有一条,故选B 。 8. (2009全国卷Ⅰ文)若直线m 被两平行线l 1:x -y +1=0与l 2:x -y +3=0所截得的线段的长为
22,则m 的倾斜角可以是
①15 ②30 ③45 ④60 ⑤
75
其中正确答案的序号是 . (写出所有正确答案的序号)
【解析】本小题考查直线的斜率、直线的倾斜角、两条平行线间的距离,考查数形结合的思想。 解:两平行线间的距离为d =
|3-1|+1
=2,由图知直线m 与l 1的夹角为30o ,l 1的倾斜角为45o ,所
以直线m 的倾斜角等于30o
+450
=750
或45o
-300
=150
。故填写①或⑤ 9. (08全国一10)若直线
x a +y
b
=1通过点M (cosα,sin α) ,则( D ) A .a 2+b 2≤1
B .a 2+b 2≥1 C .1111
a 2+b 2≤1 D .a 2+b
2≥1
10. (08全国二11)等腰三角形两腰所在直线的方程分别为x +y -2=0与x -7y -4=0,原
点在等腰三角形的底边上,则底边所在直线的斜率为( A )
A .3 B .2
C .-1
D .-132
11. (08四川卷4)直线y =3x 绕原点逆时针旋转900,再向右平移1个单位,所得到的直线
为( A )
(A)y =-13x +13 (B)y =-11
3x +1 (C)y =3x -3 (D)y =3
x +1
12. (08安徽卷8).若过点A (4,0)的直线l 与曲线(x -2) 2+y 2=1有公共点,则直线l 的斜率
的取值范围为( C )
A
.[
B
.( C
.[-
33
D
.(-
33
13. (08重庆卷15)直线l 与圆x 2
+y 2
+2x -4y +a =0 (a
点为(0,1),则直线l 的方程为 . x-y+1=0
14. (08北京卷19)已知菱形ABCD 的顶点A ,C 在椭圆x 2
+3y 2
=4上,对角线BD 所在直线的斜率
为1.
(Ⅰ)当直线BD 过点(0,1) 时,求直线AC 的方程;
(Ⅱ)当∠ABC =60时,求菱形ABCD 面积的最大值.
解:(Ⅰ)由题意得直线BD 的方程为y =x +1.因为四边形ABCD 为菱形,所以AC ⊥BD .
于是可设直线AC 的方程为y =-x +n .由⎧⎨x 2+3y 2=4,得⎩y =-x +n
4x 2-6nx +3n 2
-4=0.
因为A ,C 在椭圆上,
所以∆=-12n 2
+64>
0,解得
则x 3n 32x n 2-4
1+x 2=,1x 2=4
,y 1=-x 1+n ,y 2=-x 2+n .
所以y 1+y n
2=
2
.
所以AC 的中点坐标为
⎛3n ⎝4n ⎫
4⎪⎭
. 由四边形ABCD 为菱形可知,点⎛ 3n n ⎫
⎝44⎪⎭在直线y =x +1上,
所以n 3n
4=4
+1,解得n =-2. 所以直线AC 的方程为y =-x -2,即x +y +2=0. (Ⅱ)因为四边形ABCD 为菱形,且∠ABC =60, 所以AB =BC =CA .
所以菱形ABCD
的面积S =
2
. 由(Ⅰ)可得AC 2
=(x -x 2
2
-3n 2+16
12) +(y 1-y 2) =2
,
所以S =
⎛-3n 2+16) ⎝
的面积取得最大值
15. (06福建卷)已知两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a 等于 (A )2 (B )1 (C )0 (D )-1
解析:两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a (a +2) =-1,∴ a =-1,选D.
16. (06湖南卷)若圆x 2
+y 2
-4x -4y -10=0上至少有三个不同点到直线l :ax +by =
0的距离为
则直线l 的倾斜角的取值范围是 ( )
A.[
π,
π
π124
] B.[
12, 5π12] C.[π6, π3
] D.[0,π
2] 解析:圆x
2
+y 2
-4x -4y -10=0整理为(x -2) 2+(y -2) 2=2,∴圆心坐标为(2,2) ,半径为32,要求圆上至少有三个不同的点到直线l :ax +by =0的距离为22,则圆心到直线的距离应小
于等于
2, ∴
,∴ (a ) 2a a
b +4(b ) +1≤0,∴
-2(b ) ≤-2,
k =-(a b ) ,∴
22l 的倾斜角的取值范围是[π5π
1212
],选B.
17. (06上海卷) 已知两条直线l 1:ax +3y -3=0, l 2:4x +6y -1=0. 若l 1//l 2,则a =____. 解:两条直线l 1:ax +3y -3=0, l 2:4x +6y -1=0. 若l 1//l 2,-
a 3=-2
3
,则a =2. ⎧x +218. (重庆卷) 已知变量x ,y 满足约束条件⎪
y -3≤0
⎨x +3y -3≥0。若目标函数z =ax +y (其中a >0)仅在点
⎪⎩y -1≤0(3,0)处取得最大值,则a 的取值范围为。
解:画出可行域如图所示,其中B (3,0), C (1,1),D (0,1),若目标函数z =ax +y 取
得最大值,必在B ,C ,D 三点处取得,故有3a >a +1
且3a >1,解得a >1
2
19. “a = 3”是“直线ax -2y -1=0与直线6x -4y +c =0平行”的( )条件
A .充要
B .充分而不必要 C .必要而不充分 D .既不充分也不必要
答案 C
20. 直线x +2y -3=0与直线ax +4y +b =0关于点A (1, 0) 对称,则b =___________。
答案 2
21. 光线从点P (-3,5)射到直线l:3x-4y+4=0上,经过反射,其反射光线过点Q (3,5),则光线从P
到Q 所走过的路程为 . 答案 8
直线方程
【知识要点】
1. 直线的倾斜角:
(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线l ,如果把x 轴绕着交点按逆时针方向转
到和直线l 重合时所转的最小正角记为α,那么α就叫做直线的倾斜角。当直线l 与x 轴重合或平行时,规定倾斜角为0;
(2)倾斜角的范围[0, π)
例:(1)直线x cos θ+y -2=0的倾斜角的范围是[0π
6][
5π
6,π) ;
(2)过点P (-3, 1), Q (0, m ) 的直线的倾斜角的范围α∈[ππ32)
,(π2, 2π
3
],那么m 值的范围是_m ≤-2或m ≥4_ 2. 直线的斜率:
(1)定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切值叫这条直线的斜率k ,即k =tan α(α≠90°);
倾斜角为90°的直线没有斜率; (2)斜率公式:经过两点P 1(x 1, y 1) 、P 2(x 2, y 2) 的直线的斜率为k =
y 1-y 2
x -x (x 1≠x 2);
12
(3)a =(1,k ) ,直线的方向向量与直线的斜率有何关系? (4)应用:证明三点共线: k AB =k BC 。
例: (1) 两条直线钭率相等是这两条直线平行的既不充分也不必要条件;
(2)实数x , y 满足3x -2y -5=0 (1≤x ≤3) ,则y x
的最大值、最小值分别为_2
3, -1__
3. 直线的方程:
(1)点斜式:已知直线过点(x 0, y 0) 斜率为k ,则直线方程为y -y 0=k (x -x 0) , 它不包括垂直于x 轴的直线。
(2)斜截式:已知直线在y 轴上的截距为b 和斜率k ,则直线方程为y =kx +b , 它不包括垂直于x 轴的
直线。 (3)两点式:已知直线经过P y -y 1x -x 1
1(x 1, y 1) 、P 2(x 2, y 2) 两点,则直线方程为
y =
,它不包括2-y 1x 2-x 1
垂直于坐标轴的直线。
(4)截距式:已知直线在x 轴和y 轴上的截距为a , b , 则直线方程为
x a +y
b
=1,它不包括垂直于坐标轴的直线和过原点的直线。
(5)一般式:任何直线均可写成Ax +By +C =0(A,B不同时为0) 的形式。
例:(1)经过点(2,1)且方向向量为v
=(-
1, 3) 的直线的点斜式方程是y -1=x -2) ;
(2)直线(m +2) x -(2m -1) y -(3m -4) =0,不管m 怎样变化恒过点(-1, -2) ; (3)若曲线y =a |x |与y =x +a (a >0) 有两个公共点,则a 的取值范围是a >1 (4)过点A (1,4),且纵横截距的绝对值相等的直线共有__3_条 4. 设直线方程的一些常用技巧:
(1)知直线纵截距b ,常设其方程为y =kx +b ;
(2)知直线横截距x 0,常设其方程为x =my +x 0(它不适用于斜率为0的直线) ;
(3)知直线过点(x 0, y 0) ,当斜率k 存在时,常设其方程为y =k (x -x 0) +y 0,当斜率k 不存在时,则
其方程为x =x 0;
(4)与直线l :Ax +By +C =0平行的直线可表示为Ax +By +C 1=0; (5)与直线l :Ax +By +C =0垂直的直线可表示为Bx -Ay +C 1=0.
提醒:求直线方程的基本思想和方法是恰当选择方程的形式,利用待定系数法求解。
5.点到直线的距离及两平行直线间的距离: (1)点P (x 0, y 0) 到直线Ax +By
+C =0的距离d =
;
(2)两平行线l 1:Ax +By +
C 1=0, l 2:Ax +By +C 2=0间的距离为d =
6.两条直线的位置关系(一)
已知直线l 1:y =k 1x +b 1, l 2:y =k 2x +b 2 (斜率k 存在) ①l 1与l 2相交⇔________________________ k 1¹k 2
②l 1与l 2平行⇔________________________ k 1=k 2且b 1 b 2 ③l 1与l 2重合⇔________________________ k 1=k 2且b 1=b 2 ④l 1^l 2⇔_______________________________ k 1×k 2=-1 ⑤直线l k 2-k 1
1到l 2的角θ, 则tan θ=________________ tan θ=
1+k
1k 2⑥直线l , 则tan θ=________________ tan θ=k 1-k 2
1与l 2的夹角为θ1+k
1k 2
两条直线的位置关系(二)
已知直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0, l 2:A 2x +B 2y +C 2=0则 ①l 1//l A 2⇐_______________________
1=B 1 C 1A
2B 2C 2
②l 1与l 2相交⇔______________A 1B 2-A 2B 1≠0; ③l 1与l 2 重合⇐____________________
A 1A =B 1=C
1 ④l 1^l 2⇔______________________A 1B 2+A 2B 1=0 2B 2C 2
提醒:(1)
A 1B 1C 1A =≠
、A 1≠B 1、A 1A =B 1=C
1仅是两直线平行、相交、重合的充分不必要条2B 2C 2A 2B 22B 2C 2
件!为什么?
(2)在解析几何中,研究两条直线的位置关系时,有可能这两条直线重合,而在立体几何中提到
的两条直线都是指不重合的两条直线; (3)直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0垂直⇔A 1A 2+B 1B 2=0。 例:(1)设直线l 1:x +my +6=0和l 2:(m -2) x +3y +2m =0,
当m =__-1_____时l 1∥l 2;
当m =___
1
2
_____时l 1⊥l 2; 1与l 2相交;
当m =___3______时l 1与l 2重合;
(2)已知直线l 的方程为3x +4y -12=0,则与l 平行,且过点(—1,3)的直线方程是______;
3x +4y -9=0
(3)两条直线ax +y -4=0与x -y -2=0相交于第一象限,则实数a 的取值范围是____;
-1
bx -y sin B +sin C =0的位置关系是____;垂直
7.对称(中心对称和轴对称)问题——转移代入法:
例:(1)已知点M (a , b ) 与点N 关于x 轴对称,点P 与点N 关于y 轴对称,点Q 与点P 关于直线x +y =0对称,则点Q 的坐标为_______;(b , a ) (2)已知直线l 1与l 2的夹角平分线为y =x ,若l 1的方程为ax +by +c =0(ab >0) ,那么l 2的方程是
___________;bx +ay +c =0
(3)点A(4,5)关于直线l 的对称点为B(-2,7) ,则l 的方程是_________;y=3x+3 (4)已知一束光线通过点A(-3,5),经直线l :3x-4y+4=0反射。如果反射光线通过点
B(2,15),则反射光线所在直线的方程是_________;18x +y -51=0
(5)已知ΔABC 顶点A(3,-1) ,AB边上的中线所在直线的方程为6x+10y-59=0,∠B 的平分线所
在的方程为x -4y+10=0,求BC边所在的直线方程;2x +9y -65=0 提醒:在解几中遇到角平分线、光线反射等条件常利用对称求解。
【典型问题】
【直线倾斜角与斜率关系】
1. 直线l 的斜率k 的变化范围是⎡⎣-, 则其倾斜角的变化范围是 ( D )
A .⎡⎢ππ⎤⎡ππ⎤⎡π⎡⎣-4+k π, 3+k π⎥ B. ⎢-3π⎤⎡π⎤
4, 3⎥ C. ⎢-3, -4⎥ D.⎢0, ⎥⎢3π⎦⎣⎦⎣⎦⎣3⎦
⎣4, π⎫
⎪⎭
2. 直线bx +ay =ab ,(a
b ç桫÷a ÷÷ B.p -arctan b 骣a a C.arctan ççç桫-÷b ÷÷ D.p -arctan a
b
3. 已知平面区域D 由以A (1,3),B (5,2),C (3,1)为顶点的三角形内部及边界组成。若在区域D 上有无穷多个点(x , y ) 可使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =( C ) A .-2 B .-1 C .1 D .4 解:依题意,令z =0,可得直线x +my =0的斜率为-
1
m
,结合可行域可知当直线x +my =0与直线AC 平行时,线段AC 上的任意一点都可使目标函数z =x +my 取得最小值,而直线AC 的斜率为-1,所以m =1,选C
4. 设直线ax +by +c =0的倾斜角为α,且sin α+cos α=0,则a , b 满足( D ) A. a +b =1
B. a -b =1
C. a +b =0
D. a -b =0
解:tan α=-1, k =-1, -
a
b
=-1, a =b , a -b =0 5. 已知过点A (-2, m ) 和B (m ,4) 的直线与直线2x +y -1=0平行,则m 的值为( B ) A. 0 B. -8 C. 2 D. 104-m
解:k =
m +2
=-2, m =-8 6. 直线L :y =kx -1与曲线y -2x -1=1
2
不相交,则k 的取值范围是( A )
A .
12或3 B .12 C .3 D .[1
2
,3] 7. 如果直线l 沿x 轴负方向平移3个单位, 再沿y 轴正方向平移1个单位, 又回到原来的位置, 那么直线l 的斜率是( A )
A .-13
B .-3
C .13
D .3
【求直线方程】 1. 过点P (-1,3) 且垂直于直线x -2y +3=0 的直线方程为( A )
A. 2x +y -1=0 B. 2x +y -5=0 C. x +2y -5=0 D. x -2y +7=0
解:设2x +y +c =0, 又过点P (-1,3) ,则-2+3+c =0, c =-1,即2x +y -1=0 2. 若方程(2m 2
+m -3) x +(m 2
-m ) y -4m +1=0表示一条直线,则实数m 满足( C ) A. m ≠0
B. m ≠-
3
2
C. m ≠1 D. m ≠1,m ≠-
3
2
,m ≠0 3. 若原点在直线l 上的射影为(2, -1) ,则l 的方程为____________________.
-1-01
=-, k =2, y --(1=) 2-02
4. 已知直线Ax +By +C =0,
解:2x -y -5=0 k =
'
2-x ( 2)
A -1 B 2 C -1或 2 D 0 或 1
【夹角与距离公式的应用】
1. 已知点B (1,4),C (6,2),点A 在直线x -3y +3 = 0上,并且使∆AB C 的面积等于21,求点A 的坐标。
解:直线B C 方程为2x +5y -22 = 0,|B C| =
29,设点A 坐标(3y -3, y ) ,则可求A 到B C
的距离为
(1)系数为什么值时,方程表示通过原点的直线;
(2)系数满足什么关系时与坐标轴都相交; (3)系数满足什么条件时只与x 轴相交; (4)系数满足什么条件时是x 轴;
(5)设P x 0,y 0为直线Ax +By +C =0上一点,证明:这条直线的方程可以写成A (x -x 0)+B (y -y 0)=0. ()
∆解:(1)把原点(0,0)代入Ax +By +C =0,得C =0; (2)此时斜率存在且不为零即A ≠0且B ≠0;
(3)此时斜率不存在,且不与y 轴重合,即B =0且C ≠0; (4)A =C =0, 且B ≠0 (5)证明:
P (x 0,y 0)在直线Ax +By +C =0上 ∴Ax 0+By 0+C =0, C =-Ax 0-By 0
∴A (x -x 0)+B (y -y 0)=0.
5. 经过点A (1,2) 并且在两个坐标轴上的截距的绝对值相等的直线有几条?请求出这些直线的方程. 解:当截距为0时,设y =kx ,过点A (1,2) ,则得k =2,即y =2x ;
当截距不为0时,设x y x y
a +a =1, 或a +
-a
=1, 过点A (1,2) , 则得a =3,或a =-1,即x +y -3=0,或x -y +1=0,共有3条 【两条直线位置关系的判定与应用】
1. 已知两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a 等于( D )
A.2 B.1 C.0 D. -1
解:两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a (a +2) =-1,∴ a =-1,选D. 2. 设a 、b 、c 分别是△ABC 中, ∠ A 、∠B 、∠C 所对边的边长, 则直线sin A ·x +ay +c =0
与bx -sin B ·y +sin C =0的位置关系是( C )
A .平行
B .重合
C .垂直
D .相交但不垂直
3. 直线l 2
1:ax +2y -1=0与l 2:x +(a -1) y +a =0平行, 则a = ( B )
AB C 面积为21
=21,
∴y =
[1**********]或-11,故点A 坐标为(11, 11)或(-7511, -14
11
) 2. 圆x 2+y 2+x -6y +c = 0与直线x +2y -3 = 0相交于P,Q 两点, 求c 为何值时,OP ⊥OQ(O为原点). 解:解方程组消x 得5y 2-20y +12+c = 0,y 1
1∙y 2=5
(12+c ) ,
消y 得5x 2+10x +4c -27 = 0,x 11∙x 2=5
(4c -27) , ∵OP ⊥OQ, ∴
y 1y 212+c x ⋅=-1, ∴1x 2
5=-4c -27
5,解得c = 3. 3. △ABC 中,顶点A (9,1)、B (3,4) 、内心I (4,1),则顶点C 的坐标为 .(-1,-4) 4. 已知点A (-1,1),B (1,1),点P 是直线y =x -2上的一点,满足∠APB 最大,求点P 的坐标及∠APB 的最大值.
解:设P (t ,t -2),则k t -3AP =
t +1(t ≠-1) k t -3
BP =t -1
(t ≠1) , 当t <3且t ≠±1时, tan APB =
k AP -k BP
1
1+k =
≤1 AP ⋅k BP
(3-t ) +4
3-t
-3
当且仅当3-t =4
3-t
,即t =1时等号成立,
∴tan ∠APB
∴P 是(1,-1)时,∠APB 有最大值
π4
; 当t >3时,同法可求∠APB 的最大值是arctan
17
结论:当P 点的坐标是(-1,1)时,∠APB 有最大值
π4
5. 某校一年级为配合素质教育,利用一间教室作为学生绘画成果展览室,为节约经费,他们利用课桌作为展台,将装画的镜框放置桌上,斜靠展出,已知镜框对桌面的倾斜角为α(90°≤α<180°) 镜框中,画的上、下边缘与镜框下边缘分别相距a m,b m,(a >b ). 问学生距离镜框下缘多远看画的效果最佳? 解:建立如图所示的直角坐标系,AO 为镜框边,AB 为画的宽度,O 为下边缘上的一点,在x 轴的正半
轴上找一点C (x ,0)(x >0), 欲使看画的效果最佳,应使∠ACB 取得最大值. 由三角函数的定义知:A 、B 两点坐标分别为(a cos α, a sin α) 、 (b cos α, b sin α), 于是直线AC 、BC 的斜率分别为: k AC =ta n xCA =
a sin α
a cos α-x
,
k sin α
BC =tan xCB =
b b cos α-x
.
于是t a n ACB =
k BC -k AC (a -b ) ⋅x sin α(a -1+k =-(a +b ) x cos α+x 2=b ) ⋅sin α
ab
BC ⋅k AC ab x
+x -(a +b ) ⋅cos α
由于∠ACB 为锐角,且x >0, 则t a n ACB ≤
(a -b ) ⋅sin α2ab -(a +b ) cos α
, 当且仅当
ab
x
=x ,即x =时,等号成立,此时∠ACB 取最大值,对应的点为C (ab ,0), 因此,学生距离镜框下缘 cm 处时,视角最大,即看画效果最佳. 【对称问题】
1. 已知直线l 1:y =2x +3, 若l 2与l 1关于y 轴对称,则l 2的方程为__________;若l 3与l 1关于x 轴对称,则l 3的方程为_________;若l 4与l 1关于y =x 对称,则l 4的方程为___________; 解:l 2:y =-2x +3, l 3:y =-2x -3, l 4:x =2y +3,
2. 直线2x -y -4=0上有一点P ,它与两定点A (4,-1) ,B (3,4) 的距离之差最大,则P 点坐标是_________. 解:找A 关于l 的对称点A ′,A ′B 与直线l 的交点即为所求的P 点,P (5,6)
3.自点A (-3,3) 发出的光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在直线与圆x 2+y 2-4x -4y +7=0相切,则光线l 所在直线方程为_________.
解:光线l 所在的直线与圆x 2
+y 2
-4x -4y +7=0关于x 轴对称的圆相切.3x +4y -3=0或4x +3y +3=0 4. 已知直线l 1和l 2的夹角的平分线为y =x , 如果l 1的方程是ax +by +c =0(ab >0) , 那么l 2的方程是( A )
A .bx +ay +c =0
B .ax -by +c =0 C .bx +ay -c =0
D .bx -ay +c =0
5. 已知直线:3x -y -1=0,在上求点P ,使得: (1)P 到A (4, 1) 和B (0, 4) 距离之差最大;
(2,5)
(2)P 到A (4, 1) 和B (3, 4) 距离之和最小.
(
117267
) 【直线系方程】
1. 求经过直线l 1:2x +3y -5=0, l 2:3x -2y -3=0的交点且平行于直线2x +y -3=0的直线方程.
⎧19解:由⎧⎨2x +3y -5=0⎪x =-3=0,得⎪⎨13
,再设2x +y +c =0,则47⎩3x -2y c =-
2x +y -47=0为所求 ⎪13,13⎪⎩
y =9
132. 不论m 为何值, 直线l :(m -1)x +(2m -1)y =m -5恒过一个定点, 此点的坐标 . (
237, 187
) 3. 已知定点P(-2,-1)和直线l :(1+3λ) x +(1+2λ) y -(2+5λ) =0(λ∈R ) , 求证:无论λ取何值时,点P 到直线的l
4. 在∆ABC 中,顶点A (-1, 4) ,∠B , ∠C 的平分线所在的直线方程分别为x -2y =0和x +y -1=0,求直线BC 的方程. 13x +14y +11=0
【实战训练】
1. (2009宁夏海南卷理)设已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F(1,0) ,直线l 与抛物线C 相交于
A ,B 两点。若AB 的中点为(2,2),则直线ι的方程为_____________.
A (x x ⎧⎪y 2
1=4x 1
1, y 1), B (2, y 2), 则有x 1≠x 2,⎨⎪⎩y 2
2=4x 2
解析:抛物线的方程为y 2
=4x ,两式相减得,y 22y -y 241-y 2=4(x 1-x 2),∴1x ==1
1-x 2y 1+y 2
∴直线l 的方程为y-2=x-2,即y=x
答案:y=x
2. (2009四川卷理)已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2
=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是
A.2 B.3 C.
115 D. 3716
【考点定位】本小题考查抛物线的定义、点到直线的距离,综合题。
解析:直线l 22:x =-1为抛物线y =4x 的准线,由抛物线的定义知,P 到l 2的距离等于P 到抛物线的焦点F (1, 0) 的距离,故本题化为在抛物线y 2
=4x 上找一个点P 使得P 到点F (1, 0) 和直线l 2的距离之和最小,最小值为F (1, 0) 到直线l 1:4x -3y +6=0的距离,即
d 4-0+6|
min =
|5
=2,故选择A 。
解析2
:如下图,由题意可知d ==2
3. (09上海文,15)已知直线l 1:(k -3) x +(4-k ) y +1=0, 与l 2:2(k -3) x -2y +3=0, 平行,则k 得值是( )
A. 1或3 B.1或5 C.3或5 D.1或2
【解析】当k =3时,两直线平行,当k ≠3
k -3,解得:k
=5,故选C 。
4. (09天津理,13)设直线l 1+t
1的参数方程为⎨⎧x =3t
(t 为参数),直线⎩y =1+l 2的方程为y =3x +4则l 1与l 2的
距离为_______
【解析】由题直线l 1的普通方程为3x -y -2=0,故它与与l 4+2|
32的距离为
|=5。 【答案】35
5. (09江西理16).设直线系M :x cos θ+(y -2)sin θ=1(0≤θ≤2π) , 对于下列四个命题: A .M 中所有直线均经过一个定点 B .存在定点P 不在M 中的任一条直线上
C .对于任意整数n (n ≥3) ,存在正n 边形, 其所有边均在M 中的直线上 D .M 中的直线所能围成的正三角形面积都相等
其中真命题的代号是 (写出所有真命题的代号). 【解析】因为x cos θ+(y -2)sin θ=1所以点P (0,2) 到M
中每条直线的距离d =
=1
即M 为圆C :x 2+(y -2) 2=1的全体切线组成的集合, 从而M 中存在两条平行直线, 所以A 错误;
又因为(0,2) 点不存在任何直线上, 所以B 正确;
对任意n ≥3, 存在正n 边形使其内切圆为圆C , 故C 正确;
M 中边能组成两个大小不同的正三角形ABC 和AEF , 故D 错误, 故命题中正确的序号是 B,C.
6. (2009宁夏海南卷文)已知圆C 21:(x +1) +(y -1) 2=1,圆C 2与圆C 1关于直线x -y -1=0对称,则圆C 2的方程为
(A )(x +2) 2
+(y -2) 2
=1 (B )(x -2) 2
+(y +2) 2
=1 (C )(x +2) 2
+(y +2) 2
=1 (D )(x -2) 2
+(y -2) 2
=1 【答案】B
⎧【解析】设圆C ),则依题意,有⎪a -1⎪-b +1
-1=0⎨22
1,解得:⎧a =22的圆心为(a ,b ⎪b -⎨b =-2,对称圆的半
⎪⎩⎩
a +1=-1
径不变,为1,故选B 。.
7. (2009年上海卷理)过圆C :(x -1) 2
+(y -1) 2
=1的圆心,作直线分别交x 、y 正半轴于点A 、B ,∆AOB 被圆分成四部分(如图),若这四部分图形面积满足S I+S ¥=S ∏+S |||, 则直线AB 有( ) (A ) 0条 (B ) 1条 (C ) 2条 (D ) 3条
【答案】B
【解析】由已知,得:S IV -S II =S III -S I , ,第II ,IV 部分的面积是定值,所以,S IV -S II 为定值,即S III -S I , 为定值,当直线AB 绕着圆心C 移动时,只可能有一个位置符合题意,即直线AB 只有一条,故选B 。 8. (2009全国卷Ⅰ文)若直线m 被两平行线l 1:x -y +1=0与l 2:x -y +3=0所截得的线段的长为
22,则m 的倾斜角可以是
①15 ②30 ③45 ④60 ⑤
75
其中正确答案的序号是 . (写出所有正确答案的序号)
【解析】本小题考查直线的斜率、直线的倾斜角、两条平行线间的距离,考查数形结合的思想。 解:两平行线间的距离为d =
|3-1|+1
=2,由图知直线m 与l 1的夹角为30o ,l 1的倾斜角为45o ,所
以直线m 的倾斜角等于30o
+450
=750
或45o
-300
=150
。故填写①或⑤ 9. (08全国一10)若直线
x a +y
b
=1通过点M (cosα,sin α) ,则( D ) A .a 2+b 2≤1
B .a 2+b 2≥1 C .1111
a 2+b 2≤1 D .a 2+b
2≥1
10. (08全国二11)等腰三角形两腰所在直线的方程分别为x +y -2=0与x -7y -4=0,原
点在等腰三角形的底边上,则底边所在直线的斜率为( A )
A .3 B .2
C .-1
D .-132
11. (08四川卷4)直线y =3x 绕原点逆时针旋转900,再向右平移1个单位,所得到的直线
为( A )
(A)y =-13x +13 (B)y =-11
3x +1 (C)y =3x -3 (D)y =3
x +1
12. (08安徽卷8).若过点A (4,0)的直线l 与曲线(x -2) 2+y 2=1有公共点,则直线l 的斜率
的取值范围为( C )
A
.[
B
.( C
.[-
33
D
.(-
33
13. (08重庆卷15)直线l 与圆x 2
+y 2
+2x -4y +a =0 (a
点为(0,1),则直线l 的方程为 . x-y+1=0
14. (08北京卷19)已知菱形ABCD 的顶点A ,C 在椭圆x 2
+3y 2
=4上,对角线BD 所在直线的斜率
为1.
(Ⅰ)当直线BD 过点(0,1) 时,求直线AC 的方程;
(Ⅱ)当∠ABC =60时,求菱形ABCD 面积的最大值.
解:(Ⅰ)由题意得直线BD 的方程为y =x +1.因为四边形ABCD 为菱形,所以AC ⊥BD .
于是可设直线AC 的方程为y =-x +n .由⎧⎨x 2+3y 2=4,得⎩y =-x +n
4x 2-6nx +3n 2
-4=0.
因为A ,C 在椭圆上,
所以∆=-12n 2
+64>
0,解得
则x 3n 32x n 2-4
1+x 2=,1x 2=4
,y 1=-x 1+n ,y 2=-x 2+n .
所以y 1+y n
2=
2
.
所以AC 的中点坐标为
⎛3n ⎝4n ⎫
4⎪⎭
. 由四边形ABCD 为菱形可知,点⎛ 3n n ⎫
⎝44⎪⎭在直线y =x +1上,
所以n 3n
4=4
+1,解得n =-2. 所以直线AC 的方程为y =-x -2,即x +y +2=0. (Ⅱ)因为四边形ABCD 为菱形,且∠ABC =60, 所以AB =BC =CA .
所以菱形ABCD
的面积S =
2
. 由(Ⅰ)可得AC 2
=(x -x 2
2
-3n 2+16
12) +(y 1-y 2) =2
,
所以S =
⎛-3n 2+16) ⎝
的面积取得最大值
15. (06福建卷)已知两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a 等于 (A )2 (B )1 (C )0 (D )-1
解析:两条直线y =ax -2和y =(a +2) x +1互相垂直,则a (a +2) =-1,∴ a =-1,选D.
16. (06湖南卷)若圆x 2
+y 2
-4x -4y -10=0上至少有三个不同点到直线l :ax +by =
0的距离为
则直线l 的倾斜角的取值范围是 ( )
A.[
π,
π
π124
] B.[
12, 5π12] C.[π6, π3
] D.[0,π
2] 解析:圆x
2
+y 2
-4x -4y -10=0整理为(x -2) 2+(y -2) 2=2,∴圆心坐标为(2,2) ,半径为32,要求圆上至少有三个不同的点到直线l :ax +by =0的距离为22,则圆心到直线的距离应小
于等于
2, ∴
,∴ (a ) 2a a
b +4(b ) +1≤0,∴
-2(b ) ≤-2,
k =-(a b ) ,∴
22l 的倾斜角的取值范围是[π5π
1212
],选B.
17. (06上海卷) 已知两条直线l 1:ax +3y -3=0, l 2:4x +6y -1=0. 若l 1//l 2,则a =____. 解:两条直线l 1:ax +3y -3=0, l 2:4x +6y -1=0. 若l 1//l 2,-
a 3=-2
3
,则a =2. ⎧x +218. (重庆卷) 已知变量x ,y 满足约束条件⎪
y -3≤0
⎨x +3y -3≥0。若目标函数z =ax +y (其中a >0)仅在点
⎪⎩y -1≤0(3,0)处取得最大值,则a 的取值范围为。
解:画出可行域如图所示,其中B (3,0), C (1,1),D (0,1),若目标函数z =ax +y 取
得最大值,必在B ,C ,D 三点处取得,故有3a >a +1
且3a >1,解得a >1
2
19. “a = 3”是“直线ax -2y -1=0与直线6x -4y +c =0平行”的( )条件
A .充要
B .充分而不必要 C .必要而不充分 D .既不充分也不必要
答案 C
20. 直线x +2y -3=0与直线ax +4y +b =0关于点A (1, 0) 对称,则b =___________。
答案 2
21. 光线从点P (-3,5)射到直线l:3x-4y+4=0上,经过反射,其反射光线过点Q (3,5),则光线从P
到Q 所走过的路程为 . 答案 8