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1、2022年高考數(shù)學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 8.2 兩條直線的位置關(guān)系教案 理 新人教A版
典例精析
題型一 兩直線的交點(diǎn)
【例1】若三條直線l1:2x+y-3=0,l2:3x-y+2=0和l3:ax+y=0不能構(gòu)成三角形,求a的值.
【解析】①l3∥l1時(shí),-a=-2?a=2;
②l3∥l2時(shí),-a=3?a=-3;
③由?將(-1,-1)代入ax+y=0?a=-1.
綜上,a=-1或a=2或a=-3時(shí),l1、l2、l3不能構(gòu)成三角形.
【點(diǎn)撥】三條直線至少有兩條平行時(shí)或三條直線相交于一點(diǎn)時(shí)不能構(gòu)成三角形.
【變式訓(xùn)練1】已知兩條直線l1:a1x+b1y+1=0和l2:a2x+b2y+
2、1=0的交點(diǎn)為P(2,3),則過(guò)A(a1,b1),B(a2,b2)的直線方程是 .
【解析】由P(2,3)為l1和l2的交點(diǎn)得
故A(a1,b1),B(a2,b2)的坐標(biāo)滿足方程2x+3y+1=0,
即直線2x+3y+1=0必過(guò)A(a1,b1),B(a2,b2)兩點(diǎn).
題型二 兩直線位置關(guān)系的判斷
【例2】已知兩條直線l1:ax-by+4=0和l2:(a-1)x+y+b=0,求滿足下列條件的a,b的值.
(1)l1⊥l2,且l1過(guò)點(diǎn)(-3,-1);
(2)l1∥l2,且坐標(biāo)原點(diǎn)到兩條直線的距離相等.
【解析】(1)由已知可得l2的斜率存在,
所以k2=1-a,若k
3、2=0,則1-a=0,即a=1.
因?yàn)閘1⊥l2,直線l1的斜率k1必不存在,即b=0,
又l1過(guò)點(diǎn)(-3,-1),所以-3a+b+4=0,
而a=1,b=0代入上式不成立,所以k2≠0.
因?yàn)閗2≠0,即k1,k2都存在,
因?yàn)閗2=1-a,k1=,l1⊥l2, 所以k1k2=-1,即(1-a)=-1,
又l1過(guò)點(diǎn)(-3,-1),所以-3a+b+4=0,
聯(lián)立上述兩個(gè)方程可解得a=2,b=2.
(2)因?yàn)閘2的斜率存在,又l1∥l2,所以k1=k2,即=(1-a),
因?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)到這兩條直線的距離相等,且l1∥l2,
所以 l1,l2在y軸的截距互為相反數(shù),即=b,
聯(lián)
4、立上述方程解得a=2,b=-2或a=,b=2,
所以a,b的值分別為2和-2或和2.
【點(diǎn)撥】運(yùn)用直線的斜截式y(tǒng)=kx+b時(shí),要特別注意直線斜率不存在時(shí)的特殊情況.求解兩條直線平行或垂直有關(guān)問(wèn)題時(shí),主要是利用直線平行和垂直的充要條件,即“斜率相等”或“斜率互為負(fù)倒數(shù)”.
【變式訓(xùn)練2】如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,設(shè)三角形ABC的頂點(diǎn)分別為A(0,a),B(b,0),C(c,0).點(diǎn)P(0,p)是線段AO上的一點(diǎn)(異于端點(diǎn)),這里a,b,c,p均為非零實(shí)數(shù),設(shè)直線BP,CP分別與邊AC,AB交于點(diǎn)E,F(xiàn),某同學(xué)已正確求得直線OE的方程為(-)x+(-)y=0,則直線OF的方程為
5、 .
【解析】由截距式可得直線AB:+=1,直線CP:+=1,兩式相減得(-)x+(-)y=0,顯然直線AB與CP的交點(diǎn)F滿足此方程,又原點(diǎn)O也滿足此方程,故所求直線OF的方程為(-)x+(-)y=0.
題型三 點(diǎn)到直線的距離
【例3】已知△ABC中,A(1,1),B(4,2),C(m,)(1<m<4),當(dāng)△ABC的面積S最大時(shí),求m的值.
【解析】因?yàn)锳(1,1),B(4,2),所以|AB|==,
又因?yàn)橹本€AB的方程為x-3y+2=0,
則點(diǎn)C(m,)到直線AB的距離即為△ABC的高,
設(shè)高為h,則h=,S=|AB|·h=|m-3+2|,
令=t,則1<t<2
6、,所以S=|m-3+2|=|t2-3t+2|=|(t-)2-|,
由圖象可知,當(dāng)t=時(shí),S有最大值,此時(shí)=,所以m=.
【點(diǎn)撥】運(yùn)用點(diǎn)到直線的距離時(shí),直線方程要化為一般形式.求最值可轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題,用處理代數(shù)問(wèn)題的方法解決.
【變式訓(xùn)練3】若動(dòng)點(diǎn)P1(x1,y1)與P2(x2,y2)分別在直線l1:x-y-5=0,l2:x-y-15=0上移動(dòng),求P1P2的中點(diǎn)P到原點(diǎn)的距離的最小值.
【解析】方法一:因?yàn)镻1、P2分別在直線l1和l2上,
所以
(①+②)÷2,得--10=0,所以P1P2的中點(diǎn)P(,)在直線x-y-10=0上,點(diǎn)P到原點(diǎn)的最小距離就是原點(diǎn)到直線x-y-10=0的距
7、離d==5.所以,點(diǎn)P到原點(diǎn)的最小距離為5.
方法二:設(shè)l為夾在直線l1和l2之間且和l1與l2的距離相等的直線.
令l:x-y-c=0,則5<c<15,且=,
解得c=10.所以l的方程為x-y-10=0.
由題意知,P1P2的中點(diǎn)P在直線l上,點(diǎn)P到原點(diǎn)的最小距離就是原點(diǎn)到直線l的距離d==5,所以點(diǎn)P到原點(diǎn)的最小距離為5.
總結(jié)提高
1.求解與兩直線平行或垂直有關(guān)的問(wèn)題時(shí),主要是利用兩直線平行或垂直的條件,即“斜率相等”或“互為負(fù)倒數(shù)”.若出現(xiàn)斜率不存在的情況,可考慮用數(shù)形結(jié)合的方法去研究.
2.學(xué)會(huì)用分類討論、數(shù)形結(jié)合、特殊值檢驗(yàn)等基本的數(shù)學(xué)方法和思想.特別是注意數(shù)形結(jié)合思想方法,根據(jù)題意畫(huà)出圖形不僅易于找到解題思路,還可以避免漏解和增解,同時(shí)還可以充分利用圖形的性質(zhì),挖掘出某些隱含條件,找到簡(jiǎn)捷解法.
3.運(yùn)用公式d=求兩平行直線之間的距離時(shí),要注意把兩直線方程中x、y的系數(shù)化成分別對(duì)應(yīng)相等.