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高考數(shù)學(xué)復(fù)習 17-18版 第9章 第44課 兩條直線的位置關(guān)系

上傳人:努力****83 文檔編號:65248923 上傳時間:2022-03-23 格式:DOC 頁數(shù):15 大?。?18KB
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1、 第44課 兩條直線的位置關(guān)系 [最新考綱] 內(nèi)容 要求 A B C 直線的平行關(guān)系與垂直關(guān)系 √ 兩條直線的交點 √ 兩點間的距離、點到直線的距離 √ 1.兩條直線平行與垂直的判定 (1)兩條直線平行 ①對于兩條不重合的直線l1,l2,若其斜率分別為k1,k2,則有l(wèi)1∥l2?k1=k2. ②當直線l1,l2不重合且斜率都不存在時,l1∥l2. (2)兩條直線垂直 ①如果兩條直線l1,l2的斜率存在,設(shè)為k1,k2,則有l(wèi)1⊥l2?k1·k2=-1. ②當其中一條直線的斜率不存在,而另一條直線的斜率為0時,l1⊥l2.

2、 2.兩條直線的交點的求法 直線l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2為常數(shù)),則l1與l2的交點坐標就是方程組的解. 3.距離 P1(x1,y1),P2(x2,y2)兩點之間的距離|P1P2| d= 點P0(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0的距離 d= 平行線Ax+By+C1=0與Ax+By+C2=0間的距離 d= 1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯誤的打“×”) (1)當直線l1和l2斜率都存在時,一定有k1=k2?l1∥l2.(  ) (2)如果兩條直線l1與l2垂直,則

3、它們的斜率之積一定等于-1.(  ) (3)點P(x0,y0)到直線y=kx+b的距離為.(  ) (4)已知直線l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2為常數(shù)),若直線l1⊥l2,則A1A2+B1B2=0.(  ) (5)若點P,Q分別是兩條平行線l1,l2上的任意一點,則P,Q兩點的最小距離就是兩條平行線的距離.(  ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ 2.(教材改編)已知點(a,2)(a>0)到直線l:x-y+3=0的距離為1,則a等于________. -1 [由題意得=1,即|a+1|=

4、, 又a>0,∴a=-1.] 3.直線l:(a-2)x+(a+1)y+6=0,則直線l恒過定點________. (2,-2) [直線l的方程變形為a(x+y)-2x+y+6=0, 由解得x=2,y=-2, 所以直線l恒過定點(2,-2).] 4.已知直線l1:ax+(3-a)y+1=0,l2:x-2y=0.若l1⊥l2,則實數(shù)a的值為________. 2 [由=-2,得a=2.] 5.若直線l1:x+ay+6=0與l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,則l1與l2間的距離為________.  [由l1∥l2,得a(a-2)=1×3, ∴a=3或a=-1. 但a=3

5、時,l1與l2重合,舍去, ∴a=-1,則l1:x-y+6=0,l2:x-y+=0. 故l1與l2間的距離d==.] 兩條直線的平行與垂直  (1)設(shè)a∈R,則“a=1”是“直線l1:ax+2y-1=0與直線l2:x+(a+1)y+4=0平行”的________條件. 【導(dǎo)學(xué)號:62172240】 (2)過點(-1,3)且垂直于直線x-2y+3=0的直線方程為________. (1)充分不必要 (2)2x+y-1=0 [(1)當a=1時,顯然l1∥l2, 若l1∥l2,則a(a+1)-2×1=0, 所以a=1或a=-2. 所以a=1是直線l1與直線l2平行的充分不必

6、要條件. (2)直線x-2y+3=0的斜率為,從而所求直線的斜率為-2. 又直線過點P(-1,3), 所以所求直線的方程為y-3=-2(x+1),即2x+y-1=0.] [規(guī)律方法] 1.判定直線間的位置關(guān)系,要注意直線方程中字母參數(shù)取值的影響,不僅要考慮到斜率存在的一般情況,還要考慮到斜率不存在的特殊情況,同時還要注意x,y的系數(shù)不能同時為零這一隱含條件. 2.在判斷兩直線平行、垂直時,也可直接利用直線方程的系數(shù)間的關(guān)系得出結(jié)論,可避免討論.另外當A2B2C2≠0時,比例式與,的關(guān)系容易記住,在解答選擇、填空題時,有時比較方便. [變式訓(xùn)練1] 已知過點A(-2,m)和點B(

7、m,4)的直線為l1,直線2x+y-1=0為l2,直線x+ny+1=0為l3.若l1∥l2,l2⊥l3,則實數(shù)m+n的值為________. -10 [∵l1∥l2,∴kAB==-2,解得m=-8. 又∵l2⊥l3,∴×(-2)=-1, 解得n=-2,∴m+n=-10.] 兩直線的交點與距離問題  (1)直線l過點P(-1,2)且到點A(2,3)和點B(-4,5)的距離相等,則直線l的方程為________. (2)過點P(3,0)作一直線l,使它被兩直線l1:2x-y-2=0和l2:x+y+3=0所截的線段AB以P為中點,求此直線l的方程. 【導(dǎo)學(xué)號:62172241】 (

8、1)x+3y-5=0或x=-1 [法一:當直線l的斜率存在時,設(shè)直線l的方程為y-2=k(x+1),即kx-y+k+2=0. 由題意知=, 即|3k-1|=|-3k-3|,∴k=-, ∴直線l的方程為y-2=-(x+1),即x+3y-5=0. 當直線l的斜率不存在時,直線l的方程為x=-1,也符合題意. 法二:當AB∥l時,有k=kAB=-,直線l的方程為 y-2=-(x+1),即x+3y-5=0. 當l過AB中點時,AB的中點為(-1,4), ∴直線l的方程為x=-1. 故所求直線l的方程為x+3y-5=0或x=-1.] (2)設(shè)直線l與l1的交點為A(x0,y0),則直

9、線l與l2的交點B(6-x0,-y0), 由題意知解得 即A,從而直線l的斜率k==8, 直線l的方程為y=8(x-3),即8x-y-24=0. [規(guī)律方法] 1.求過兩直線交點的直線方程,先解方程組求出兩直線的交點坐標,再結(jié)合其他條件寫出直線方程;也可利用過交點的直線系方程,再求參數(shù). 2.利用距離公式應(yīng)注意:①點P(x0,y0)到直線x=a的距離d=|x0-a|,到直線y=b的距離d=|y0-b|;②兩平行線間的距離公式要把兩直線方程中x,y的系數(shù)化為相等. [變式訓(xùn)練2] 若直線l過點A(1,-1)與已知直線l1:2x+y-6=0相交于B點,且AB=5,求直線l的方程. [

10、解]?、龠^點A(1,-1)與y軸平行的直線為x=1. 解方程組求得B點坐標為(1,4), 此時AB=5,即直線l的方程為x=1. ②設(shè)過點A(1,-1)且與y軸不平行的直線為y+1=k(x-1), 解方程組 得x=且y=(k≠-2,否則l與l1平行). 則B點坐標為. 又A(1,-1),且AB=5, 所以2+2=52,解得k=-. 因此y+1=-(x-1),即3x+4y+1=0. 綜上可知,所求直線的方程為x=1或3x+4y+1=0. 對稱問題  (1)平面直角坐標系中直線y=2x+1關(guān)于點(1,1)對稱的直線方程是________. (2)光線從A(-4,-2)

11、點射出,到直線y=x上的B點后被直線y=x反射到y(tǒng)軸上的C點,又被y軸反射,這時反射光線恰好過點D(-1,6),則BC所在的直線方程是________. (1)y=2x-3 (2)10x-3y+8=0 [(1)法一:在直線l上任取一點P′(x,y),其關(guān)于點(1,1)的對稱點P(2-x,2-y)必在直線y=2x+1上, ∴2-y=2(2-x)+1,即2x-y-3=0. 因此,直線l的方程為y=2x-3. 法二:由題意,l與直線y=2x+1平行,設(shè)l的方程為2x-y+c=0(c≠1),則點(1,1)到兩平行線的距離相等, ∴=,解得c=-3. 因此所求直線l的方程為y=2x-3.

12、法三:在直線y=2x+1上任取兩個點A(0,1),B(1,3),則點A關(guān)于點(1,1)對稱的點M(2,1),B關(guān)于點(1,1)對稱的點N(1,-1).由兩點式求出對稱直線MN的方程為=,即y=2x-3. (2)作出草圖,如圖所示,設(shè)A關(guān)于直線y=x的對稱點為A′,D關(guān)于y軸的對稱點為D′, 則易得A′(-2,-4),D′(1,6). 由入射角等于反射角可得A′D′所在直線經(jīng)過點B與C. 故BC所在的直線方程為=,即10x-3y+8=0.] [遷移探究1] 在題(1)中“將結(jié)論”改為“求點A(1,1)關(guān)于直線y=2x+1的對稱點”,則結(jié)果如何? [解] 設(shè)點A(1,1)關(guān)于直線y

13、=2x+1的對稱點為A′(a,b), 則AA′的中點為, 所以解得 故點A(1,1)關(guān)于直線y=2x+1的對稱點為. [遷移探究2] 在題(1)中“關(guān)于點(1,1)對稱”改為“關(guān)于直線x-y=0對稱”,則結(jié)果如何? [解] 在直線y=2x+1上任取兩個點A(0,1),B(1,3),則點A關(guān)于直線x-y=0的對稱點為M(1,0),點B關(guān)于直線x-y=0的對稱點為N(3,1), ∴根據(jù)兩點式,得所求直線的方程為=,即x-2y-1=0. [規(guī)律方法] 1.第(1)題求解的關(guān)鍵是利用中點坐標公式,將直線關(guān)于點的中心對稱轉(zhuǎn)化為點關(guān)于點的對稱. 2.解決軸對稱問題,一般是轉(zhuǎn)化為求對稱點問題

14、,關(guān)鍵是要抓住兩點,一是已知點與對稱點的連線與對稱軸垂直;二是已知點與對稱點為端點的線段的中點在對稱軸上. [變式訓(xùn)練3] 直線x-2y+1=0關(guān)于直線x+y-2=0對稱的直線方程是________. 2x-y-1=0 [由題意得直線x-2y+1=0與直線x+y-2=0的交點坐標為(1,1). 在直線x-2y+1=0上取點A(-1,0), 設(shè)A點關(guān)于直線x+y-2=0的對稱點為B(m,n), 則解得 故所求直線的方程為=,即2x-y-1=0.] [思想與方法] 1.兩直線的位置關(guān)系要考慮平行、垂直和重合.對于斜率都存在且不重合的兩條直線l1,l2,l1∥l2?k1=k2;l

15、1⊥l2?k1·k2=-1.若有一條直線的斜率不存在,那么另一條直線的斜率一定要特別注意. 2.對稱問題一般是將線與線的對稱轉(zhuǎn)化為點與點的對稱,點與線的對稱,利用坐標轉(zhuǎn)移法. [易錯與防范] 1.判斷兩條直線的位置關(guān)系時,首先應(yīng)分析直線的斜率是否存在.兩條直線都有斜率,可根據(jù)判定定理判斷,若直線無斜率時,要單獨考慮. 2.(1)求點到直線的距離時,應(yīng)先化直線方程為一般式; (2)求兩平行線之間的距離時,應(yīng)先將方程化為一般式且x,y的系數(shù)對應(yīng)相等. 課時分層訓(xùn)練(四十四) A組 基礎(chǔ)達標 (建議用時:30分鐘) 一、填空題 1.已知點A(1,-2),B(m,2)且線段AB的垂

16、直平分線的方程是x+2y-2=0,則實數(shù)m的值是________. 3 [因為線段AB的中點在直線x+2y-2=0上,代入解得m=3.] 2.(2016·北京高考改編)圓(x+1)2+y2=2的圓心到直線y=x+3的距離為________.  [圓心坐標為(-1,0),所以圓心到直線y=x+3即x-y+3=0的距離為==.] 3.若直線(a+1)x+2y=0與直線x-ay=1互相垂直,則實數(shù)a的值等于________. 1 [由×=-1,得a+1=2a,故a=1.] 4.(2017·蘇州模擬)已知傾斜角為α的直線l與直線x+2y-3=0垂直,則cos的值為________.  [

17、依題設(shè),直線l的斜率k=2, ∴tan α=2,且α∈[0,π), 則sin α=,cos α=, 則cos=cos=sin 2α =2sin αcos α=.] 5.已知直線3x+4y-3=0與直線6x+my+14=0平行,則它們之間的距離是________. 【導(dǎo)學(xué)號:62172242】 2 [∵=≠,∴m=8, 直線6x+my+14=0可化為3x+4y+7=0, ∴兩平行線之間的距離d==2.] 6.若直線l1:y=k(x-4)與直線l2關(guān)于點(2,1)對稱,則直線l2經(jīng)過定點________. (0,2) [直線l1:y=k(x-4)經(jīng)過定點(4,0),其關(guān)于點(2

18、,1)對稱的點為(0,2),又直線l1:y=k(x-4)與直線l2關(guān)于點(2,1)對稱,故直線l2經(jīng)過定點(0,2).] 7.當00, 即x<0,y>0,從而兩直線的交點在第二象限.] 8.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,則直線xsin A+ay+c=0與直線bx-ysin B+sin C=0的位置關(guān)系是________. 【導(dǎo)學(xué)號:62172243】 垂直 [在△ABC中,由正弦定理=,得·=1. 又xsin A+ay+c=0的斜率

19、k1=-, bx-ysin B+sin C=0的斜率k2=, 因此k1·k2=·=-1,兩條直線垂直.] 9.經(jīng)過直線l1:3x+2y-1=0和l2:5x+2y+1=0的交點,且垂直于直線l3:3x-5y+6=0的直線l的方程為________. 5x+3y-1=0 [由方程組得l1,l2的交點坐標為(-1,2). ∵l3的斜率為,∴l(xiāng)的斜率為-,則直線l的方程為y-2=-(x+1),即5x+3y-1=0.] 10.l1,l2是分別經(jīng)過點A(1,1),B(0,-1)的兩條平行直線,當l1與l2間的距離最大時,直線l1的方程是________. x+2y-3=0 [當AB⊥l1時,

20、兩直線l1與l2間的距離最大,由kAB==2,知l1的斜率k=-, ∴直線l1的方程為y-1=-(x-1), 即x+2y-3=0.] 二、解答題 11.已知△ABC的頂點A(5,1),AB邊上的中線CM所在直線方程為2x-y-5=0,AC邊上的高BH所在直線方程為x-2y-5=0,求直線BC的方程. 【導(dǎo)學(xué)號:62172244】 [解] 依題意知:kAC=-2,A(5,1), ∴l(xiāng)AC為2x+y-11=0, 聯(lián)立lAC、lCM得 ∴C(4,3). 設(shè)B(x0,y0),AB的中點M為, 代入2x-y-5=0,得2x0-y0-1=0, ∴∴B(-1,-3), ∴kBC=

21、, ∴直線BC的方程為y-3=(x-4), 即6x-5y-9=0. 12.已知直線l經(jīng)過直線l1:2x+y-5=0與l2:x-2y=0的交點. (1)若點A(5,0)到l的距離為3,求l的方程; (2)求點A(5,0)到l的距離的最大值. [解] (1)易知l不可能為l2,可設(shè)經(jīng)過兩已知直線交點的直線系方程為(2x+y-5)+λ(x-2y)=0,即(2+λ)x+(1-2λ)y-5=0. ∵點A(5,0)到l的距離為3, ∴=3, 則2λ2-5λ+2=0,∴λ=2或λ=, ∴l(xiāng)的方程為x=2或4x-3y-5=0. (2)由 解得交點P(2,1),如圖,過P作任一直線l,設(shè)

22、d為點A到l的距離,則d≤PA(當l⊥PA時等號成立), ∴dmax=PA==. B組 能力提升 (建議用時:15分鐘) 1.若點(m,n)在直線4x+3y-10=0上,則m2+n2的最小值是________. 4 [因為點(m,n)在直線4x+3y-10=0上,所以4m+3n-10=0. 欲求m2+n2的最小值可先求的最小值, 而表示4m+3n-10=0上的點(m,n)到原點的距離,如圖.當過原點的直線與直線4m+3n-10=0垂直時,原點到點(m,n)的距離最小為2.所以m2+n2的最小值為4.] 2.(2017·南京模擬)已知平面上一點M(5,0),若直線上存在點P使

23、PM=4,則稱該直線為“切割型直線”.下列直線中是“切割型直線”的是________(填序號). ①y=x+1;②y=2;③y=x;④y=2x+1. ②③ [設(shè)點M到所給直線的距離為d,①d==3>4,故直線上不存在點P到點M的距離等于4,不是“切割型直線”;②d=2<4,所以在直線上可以找到兩個不同的點P,使之到點M的距離等于4,是“切割型直線”;③d==4,所以直線上存在一點P,使之到點M的距離等于4,是“切割型直線”;④d==>4,故直線上不存在點P,使之到點M的距離等于4,不是“切割型直線”.故填②③.] 3.已知兩直線l1:x+ysin α-1=0和l2:2x·sin α+y+

24、1=0,求α的值,使得: (1)l1∥l2; (2)l1⊥l2. [解] (1)法一:當sin α=0時,直線l1的斜率不存在,l2的斜率為0,顯然l1不平行于l2. 當sin α≠0時,k1=-,k2=-2sin α. 要使l1∥l2,需-=-2sin α, 即sin α=±. 所以α=kπ±,k∈Z,此時兩直線的斜率相等. 故當α=kπ±,k∈Z時,l1∥l2. 法二:由A1B2-A2B1=0, 得2sin2α-1=0,所以sin α=±. 所以α=kπ±,k∈Z. 又B1C2-B2C1≠0,所以1+sin α≠0,即sin α≠-1. 故當α=kπ±,k∈Z時,

25、l1∥l2. (2)因為A1A2+B1B2=0是l1⊥l2的充要條件, 所以2sin α+sin α=0,即sin α=0,所以α=kπ,k∈Z. 故當α=kπ,k∈Z時,l1⊥l2. 4.已知直線l:(2a+b)x+(a+b)y+a-b=0及點P(3,4). (1)證明直線l過某定點,并求該定點的坐標; (2)當點P到直線l的距離最大時,求直線l的方程. [解] (1)證明:直線l的方程可化為a(2x+y+1)+b(x+y-1)=0, 由得 ∴直線l恒過定點(-2,3). (2)設(shè)直線l恒過定點A(-2,3),當直線l垂直于直線PA時,點P到直線l的距離最大. 又直線PA的斜率kPA==, ∴直線l的斜率kl=-5. 故直線l的方程為y-3=-5(x+2),即5x+y+7=0.

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