2019年人教版理数高考一轮复习 第8章 第2节 两条直线的位置关系

第二节 两条直线的位置关系[考纲传真] (教师用书独具)1.能根据两条直线的斜率判断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，会求两平行直线间的距离．(对应学生用书第129页)[基础知识填充]1．两条直线平行与垂直的判定(1)两条直线平行①对于两条不重合的直线l 1，l 2，若其斜率分别为k 1，k 2，则有l 1∥l 2⇔k 1＝k 2.②当直线l 1，l 2不重合且斜率都不存在时，l 1∥l 2.(2)两条直线垂直①如果两条直线l 1，l 2的斜率存在，设为k 1，k 2，则有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2＝－1. ②当其中一条直线的斜率不存在，而另一条直线的斜率为0时，l 1⊥l 2.2．两条直线的交点的求法直线l 1：A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，l 2：A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0(A 1，B 1，C 1，A 2，B 2，C 2为常数)，则l 1与l 2的交点坐标就是方程组⎩⎨⎧A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0的解． 3．三种距离[知识拓展] 三种常见的直线系方程(1)平行于直线Ax＋By＋C＝0的直线系方程：Ax＋By＋λ＝0(λ≠C)．(2)垂直于直线Ax＋By＋C＝0的直线系方程：Bx－Ay＋λ＝0.(3)过两条已知直线A1x＋B1y＋C1＝0，A2x＋B2y＋C2＝0交点的直线系方程：A1x＋B1y＋C1＋λ(A2x＋B2y＋C2)＝0(不包括直线A2x＋B2y＋C2＝0)．[基本能力自测]1．(思考辨析)判断下列结论的正误．(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)当直线l1和l2斜率都存在时，一定有k1＝k2⇒l1∥l2.()(2)如果两条直线l1与l2垂直，则它们的斜率之积一定等于－1.()(3)点P(x0，y0)到直线y＝kx＋b的距离为|kx0＋b|1＋k2.()(4)已知直线l1：A1x＋B1y＋C1＝0，l2：A2x＋B2y＋C2＝0(A1，B1，C1，A2，B2，C2为常数)，若直线l1⊥l2，则A1A2＋B1B2＝0.()(5)若点P，Q分别是两条平行线l1，l2上的任意一点，则P，Q两点的最小距离就是两条平行线的距离．()(6)若两直线的方程组成的方程组有唯一解，则两直线相交．()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√2．(教材改编)已知点(a,2)(a>0)到直线l：x－y＋3＝0的距离为1，则a等于()A．2B．2－ 2C．2－1 D．2＋1C[由题意得|a－2＋3|2＝1，即|a＋1|＝2，又a>0，∴a＝2－1.]3．已知直线l1：ax＋(3－a)y＋1＝0，l2：x－2y＝0.若l1⊥l2，则实数a的值为________．2[由aa－3＝－2，得a＝2.]4．已知点P(－1,1)与点Q(3,5)关于直线l对称，则直线l的方程为________．x＋y－4＝0[线段PQ的中点坐标为(1,3)，直线PQ的斜率k1＝1，∴直线l的斜率k2＝－1，∴直线l的方程为x＋y－4＝0.]5．直线l1：x－y＋6＝0与l2：3x－3y＋2＝0的距离为________．823[直线l1可化为3x－3y＋18＝0，则l1∥l2，所以这两条直线间的距离d＝|18－2|32＋32＝823.](对应学生用书第130页)(1)设a∈R，则“a＝1”是“直线l1：ax＋2y－1＝0与直线l2：x＋(a＋1)y＋4＝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(2)若直线l1：(a－1)x＋y－1＝0和直线l2：3x＋ay＋2＝0垂直，则实数a的值为()A．12B．32C．14D．34(1)A(2)D[(1)当a＝1时，显然l1∥l2，若l1∥l2，则a(a＋1)－2×1＝0，所以a＝1或a＝－2.所以a＝1是直线l1与直线l2平行的充分不必要条件．(2)由已知得3(a－1)＋a＝0，解得a＝3 4.][规律方法] 1.已知两直线的斜率存在，判断两直线平行、垂直的方法(1)两直线平行⇔两直线的斜率相等且在坐标轴上的截距不等；(2)两直线垂直⇔两直线的斜率之积等于－1.2.由一般式判定两条直线平行、垂直的依据若直线l1：A1x＋B1y＋C1＝0，l2：A2x＋B2y＋C2＝0，则①l1∥l2⇔A1B2－A2B1＝0，且A1C2－A2C1≠0(或B1C2－B2C1≠0)；②l1⊥l2⇔A1A2＋B1B2＝0.易错警示：当含参数的直线方程为一般式时，若要表示出直线的斜率，不仅要考虑到斜率存在的一般情况，也要考虑到斜率不存在的特殊情况，同时还要注意x，y的系数不能同时为零这一隐含条件.[跟踪训练](1)(2017·广东揭阳一模)若直线mx＋2y＋m＝0与直线3mx＋(m －1)y＋7＝0平行，则m的值为()A．7 B．0或7C．0 D．4(2)(2017·安徽池州月考)已知b＞0，直线(b2＋1)x＋ay＋2＝0与直线x－b2y －1＝0互相垂直，则ab的最小值等于________．(1)B(2)2[(1)∵直线mx＋2y＋m＝0与直线3mx＋(m－1)y＋7＝0平行，∴m(m－1)＝3m×2，∴m＝0或7，经检验，都符合题意．故选B．(2)由题意知a≠0.∵直线(b2＋1)x＋ay＋2＝0与直线x－b2y－1＝0互相垂直，∴－b2＋1a·1b2＝－1，ab＝b2＋1b(a＞0)，ab≥2bb＝2，当且仅当b＝1时取等号，∴ab的最小值等于2.](1)求经过两条直线l1：x ＋y －4＝0和l 2：x －y ＋2＝0的交点，且与直线2x －y －1＝0垂直的直线方程为________. 【导学号：97190270】(2)直线l 过点P (－1,2)且到点A (2,3)和点B (－4,5)的距离相等，则直线l 的方程为________．(1)x ＋2y －7＝0 (2)x ＋3y －5＝0或x ＝－1[(1)由⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋y －4＝0，x －y ＋2＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝3，∴l 1与l 2的交点坐标为(1,3)．设与直线2x －y －1＝0垂直的直线方程为x ＋2y ＋c ＝0，则1＋2×3＋c ＝0，∴c ＝－7.∴所求直线方程为x ＋2y －7＝0.(2)法一：当直线l 的斜率存在时，设直线l 的方程为y －2＝k (x ＋1)，即kx －y ＋k ＋2＝0. 由题意知|2k －3＋k ＋2|k 2＋1＝|－4k －5＋k ＋2|k 2＋1， 即|3k －1|＝|－3k －3|，∴k ＝－13，∴直线l 的方程为y －2＝－13(x ＋1)，即x ＋3y －5＝0. 当直线l 的斜率不存在时，直线l 的方程为x ＝－1，也符合题意．法二：当AB ∥l 时，有k ＝k AB ＝－13，直线l 的方程为y －2＝－13(x ＋1)，即x ＋3y －5＝0.当l 过AB 中点时，AB 的中点为(－1,4)，∴直线l 的方程为x ＝－1.故所求直线l 的方程为x ＋3y －5＝0或x ＝－1.][规律方法] 1.求过两直线交点的直线方程的方法求过两直线交点的直线方程，先解方程组求出两直线的交点坐标，再结合其他条件写出直线方程.2.处理距离问题的两大策略(1)点到直线的距离问题可直接代入点到直线的距离公式去求.(2)动点到两定点距离相等，一般不直接利用两点间距离公式处理，而是转化为动点在以两定点为端点的线段的垂直平分线上，从而简化计算.[跟踪训练] (1)(2017·河北省“五个一名校联盟”质检)若直线l 1：x ＋ay ＋6＝0与l 2：(a －2)x ＋3y ＋2a ＝0平行，则l 1与l 2间的距离为( )A ． 2B ．823C ． 3D ．833(2)已知点P (4，a )到直线4x －3y －1＝0的距离不大于3，则a 的取值范围为________．(1)B (2)[0,10] [(1)因为l 1∥l 2，所以1a －2＝a 3≠62a ，所以⎩⎪⎨⎪⎧a (a －2)＝3，2a 2≠18，a ≠2，a ≠0，解得a ＝－1，所以l 1：x －y ＋6＝0，l 2：x －y ＋23＝0，所以l 1与l 2之间的距离d ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪6－232＝823，故选B ．(2)由题意得，点P到直线的距离为|4×4－3×a－1|5＝|15－3a|5.∴|15－3a|5≤3，即|15－3a|≤15，解得0≤a≤10，所以a的取值范围是[0,10]．](1)过点P(0,1)作直线l使它被直线l1：2x＋y－8＝0和l2：x－3y＋10＝0截得的线段被点P平分，则直线l的方程为________．(2)平面直角坐标系中直线y＝2x＋1关于点(1,1)对称的直线l方程是________．(1)x＋4y－4＝0(2)y＝2x－3[(1)设l1与l的交点为A(a,8－2a)，则由题意知，点A关于点P的对称点B(－a,2a－6)在l2上，把B点坐标代入l2的方程得－a－3(2a－6)＋10＝0，解得a＝4，即点A(4,0)在直线l上，所以由两点式得直线l的方程为x＋4y－4＝0.(2)法一：在直线l上任取一点P′(x，y)，其关于点(1,1)的对称点P(2－x,2－y)必在直线y＝2x＋1上，∴2－y＝2(2－x)＋1，即2x－y－3＝0.因此，直线l的方程为y＝2x－3.法二：由题意，l与直线y＝2x＋1平行，设l的方程为2x－y＋c＝0(c≠1)，则点(1,1)到两平行线的距离相等，∴|2－1＋c|22＋1＝|2－1＋1|22＋1，解得c＝－3.因此所求直线l的方程为y＝2x－3.法三：在直线y＝2x＋1上任取两个点A(0,1)，B(1,3)，则点A关于点(1,1)对称的点M (2,1)，点B 关于点(1,1)对称的点N (1，－1)．由两点式求出对称直线MN 的方程为y ＋11＋1＝x －12－1，即y ＝2x －3.]1．在题(2)中“将结论”改为“求点A (1,1)关于直线y ＝2x ＋1的对称点”，则结果如何？[解] 设点A (1,1)关于直线y ＝2x ＋1的对称点为A ′(a ，b )，则AA ′的中点为⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋a 2，1＋b 2， 所以⎩⎪⎨⎪⎧ 1＋b 2＝2×1＋a 2＋1，b －1a －1×2＝－1，解得⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－35，b ＝95，故点A (1,1)关于直线y ＝2x ＋1的对称点为⎝ ⎛⎭⎪⎫－35，95. 2．在题(2)中“关于点(1,1)对称”改为“关于直线x －y ＝0对称”，则结果如何？[解] 在直线y ＝2x ＋1上任取两个点A (0,1)，B (1,3)，则点A 关于直线x －y ＝0的对称点为M (1,0)，点B 关于直线x －y ＝0的对称点为N (3,1)，根据两点式，得所求直线的方程为y －10－1＝x －31－3，即x －2y －1＝0.[规律方法] 常见对称问题的求解方法,(1)中心对称,①点P (x ，y )关于Q (a ，b )的对称点P ′(x ′，y ′)满足⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝2a －x ，y ′＝2b －y .,②直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决.,(2)轴对称,①点A (a ，b )关于直线Ax ＋By ＋C ＝0(B ≠0)的对称点A ′(m ，n )，则有⎩⎪⎨⎪⎧ n －b m －a ×⎝ ⎛⎭⎪⎫－A B ＝－1，A ·a ＋m 2＋B ·b ＋n 2＋C ＝0.,即转化为垂直与平方问题.,②直线关于直线的对称可转化为点关于直线的对称问题来解决.[跟踪训练] (1)已知点A (1,3)关于直线y ＝kx ＋b 对称的点是B (－2,1)，则直线y ＝kx ＋b 在x 轴上的截距是________. 【导学号：97190271】(2)(2017·河北五校联考)直线ax ＋y ＋3a －1＝0恒过定点M ，则直线2x ＋3y －6＝0关于M 点对称的直线方程为( )A ．2x ＋3y －12＝0B ．2x －3y －12＝0C ．2x －3y ＋12＝0D ．2x ＋3y ＋12＝0(1)56 (2)D [(1)由题意得线段AB 的中点⎝ ⎛⎭⎪⎫－12，2在直线y ＝kx ＋b 上，直线AB 与直线y ＝kx ＋b 垂直，故⎩⎨⎧ 3－11＋2·k ＝－1，2＝k ·⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＋b ，解得k ＝－32，b ＝54.所以直线y ＝kx ＋b 的方程即为y ＝－32x ＋54.令y ＝0，即－32x ＋54＝0，解得x ＝56，故直线y＝kx ＋b 在x 轴上的截距为56. (2)由ax ＋y ＋3a －1＝0，可得a (x ＋3)＋(y －1)＝0，令⎩⎪⎨⎪⎧ x ＋3＝0，y －1＝0，可得x ＝－3，y ＝1，∴M (－3,1)，M 不在直线2x ＋3y －6＝0上，设直线2x ＋3y －6＝0关于M 点对称的直线方程为2x ＋3y ＋c ＝0(c ≠－6)，则|－6＋3－6|4＋9＝|－6＋3＋c |4＋9，解得c ＝12或c ＝－6(舍去)，∴所求方程为2x ＋3y ＋12＝0，故选D ．]。