浙江专用高考数学一轮复习第八章平面解析几何第二节两条直线的位置关系教案含解析

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(全国版)高考数学一轮复习 第8章 平面解析几何 第2讲 两直线的位置关系学案-人教版高三全册数学学

(全国版)高考数学一轮复习 第8章 平面解析几何 第2讲 两直线的位置关系学案-人教版高三全册数学学

第2讲 两直线的位置关系板块一 知识梳理·自主学习[必备知识]考点1 两条直线的位置关系 1.两条直线平行与垂直 (1)两条直线平行①对于两条不重合的直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,若其斜率分别为k 1、k 2,则有l 1∥l 2⇔k 1=k 2,b 1≠b 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 1k 2=-1. ②当其中一条直线的斜率不存在,而另一条的斜率为0时,l 1⊥l 2. 2.两条直线的交点直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,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.考点2 三种距离公式1.两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)之间的距离 |P 1P 2|=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2. 2.点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2.3.两条平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0(其中C 1≠C 2)间的距离d =|C 1-C 2|A 2+B2.[必会结论]1.与直线Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0)垂直和平行的直线方程可设为: (1)垂直:Bx -Ay +m =0;(2)平行:Ax +By +n =0. 2.与对称问题相关的两个结论:(1)点P (x 0,y 0)关于A (a ,b )的对称点为P ′(2a -x 0,2b -y 0). (2)设点P (x 0,y 0)关于直线y =kx +b 的对称点为P ′(x ′,y ′),则有⎩⎪⎨⎪⎧y ′-y 0x ′-x 0·k =-1,y ′+y2=k ·x ′+x 02+b ,可求出x ′,y ′.[考点自测]1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若两直线的方程组成的方程组有解,则两直线相交.( ) (2)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k2.( ) (3)直线外一点与直线上一点的距离的最小值就是点到直线的距离.( )(4)两平行线间的距离是一条直线上任一点到另一条直线的距离,也可以看作是两条直线上各取一点的最短距离.( )(5)若点A ,B 关于直线l :y =kx +b (k ≠0)对称,则直线AB 的斜率等于-1k,且线段AB的中点在直线l 上.( )答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√2.[课本改编]过点(1,0)且与直线x -2y -2=0平行的直线方程是( ) A.x -2y -1=0 B .x -2y +1=0 C.2x +y -2=0 D .x +2y -1=0答案 A解析 设直线方程为x -2y +c =0,又经过点(1,0),故c =-1,所求方程为x -2y -1=0.3.[2018·重庆模拟]若直线ax +2y +1=0与直线x +y -2=0互相垂直,那么a 的值等于( )A.1 B .-13 C .-23D .-2答案 D解析 由a ·1+2·1=0得a =-2,故选D.4.[课本改编]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. 2 B .2- 2 C.2-1 D.2+1答案 C解析 由题意知|a -2+3|2=1,∴|a +1|=2,又a >0,∴a =2-1.5.[课本改编]平行线3x +4y -9=0和6x +8y +2=0的距离是( ) A.85 B .2 C.115 D.75 答案 B解析 依题意得,所求的距离等于|-18-2|62+82=2. 6.[2018·南宁模拟]直线x -2y +1=0关于直线x =1对称的直线方程是( ) A.x +2y -1=0 B .2x +y -1=0 C.2x +y -3=0 D .x +2y -3=0 答案 D解析 设所求直线上任一点(x ,y ),则它关于直线x =1的对称点(2-x ,y )在直线x -2y +1=0上,即2-x -2y +1=0,化简得x +2y -3=0.板块二 典例探究·考向突破 考向平行与垂直问题例1 (1)直线2x +y +m =0和x +2y +n =0的位置关系是( ) A.平行 B .垂直 C.相交但不垂直 D .不能确定答案 C解析 由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y +m =0,x +2y +n =0,可得3x +2m -n =0,由于3x +2m -n =0有唯一解,故方程组有唯一解,故两直线相交,两直线的斜率分别为-2,-12,斜率之积不等于-1,故不垂直.(2)[2018·金华十校模拟]“直线ax -y =0与直线x -ay =1平行”是“a =1”成立的( )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答案 B解析 由直线ax -y =0与x -ay =1平行,得a 2=1,即a =±1,所以“直线ax -y =0与x -ay =1平行”是“a =1”的必要不充分条件.触类旁通两直线位置关系问题的解题策略(1)充分掌握两直线平行与垂直的条件是解决此类试题的关键,对于斜率都存在且不重合的两条直线l 1和l 2,l 1∥l 2⇔k 1=k 2,l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.若有一条直线的斜率不存在,那么另一条直线的斜率是否存在一定要特别注意.(2)设l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,则l 1⊥l 2⇔A 1A 2+B 1B 2=0.【变式训练1】 (1)“m =3”是“直线l 1:2(m +1)x +(m -3)y +7-5m =0与直线l 2:(m -3)x +2y -5=0垂直”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件 答案 A解析 由l 1⊥l 2,得2(m +1)(m -3)+2(m -3)=0, ∴m =3或m =-2,∴m =3是l 1⊥l 2的充分不必要条件.(2)[2018·宁夏模拟]若直线l 1:x +2my -1=0与l 2:(3m -1)x -my -1=0平行,则实数m 的值为________.答案 0或16解析 因为直线l 1:x +2my -1=0与l 2:(3m -1)x -my -1=0平行,则斜率相等或者斜率不存在,-12m =3m -1m 或者m =0,∴m =16或0.考向距离公式的应用例2 [2018·潍坊模拟]已知点P (2,-1). (1)求过点P 且与原点的距离为2的直线l 的方程;(2)求过点P 且与原点的距离最大的直线l 的方程,最大距离是多少?(3)是否存在过点P 且与原点的距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由.解 (1)过点P 的直线l 与原点的距离为2,而点P 的坐标为(2,-1),显然,过P (2,-1)且垂直于x 轴的直线满足条件,此时l 的斜率不存在,其方程为x =2.若斜率存在,设l 的方程为y +1=k (x -2), 即kx -y -2k -1=0.由已知得|-2k -1|k 2+1=2,解得k =34,此时l 的方程为3x -4y -10=0.综上,可得直线l 的方程为x =2或3x -4y -10=0.(2)作图可得过点P 与原点O 的距离最大的直线是过点P 且与PO 垂直的直线,如图.由l ⊥OP ,得k l k OP =-1,所以k l =-1k OP=2.由直线方程的点斜式得y +1=2(x -2),即2x -y -5=0.所以直线2x -y -5=0是过点P 且与原点O 的距离最大的直线,最大距离为|-5|5= 5.(3)由(2)可知,过点P 不存在到原点的距离超过5的直线,因此不存在过点P 且到原点的距离为6的直线.触类旁通与距离有关问题的常见类型及解题策略(1)求距离.利用距离公式求解法将两条平行线间的距离转化为点到直线的距离. (2)已知距离求参数值.列方程求出参数.(3)求距离的最值.可利用距离公式得出距离关于某个点的函数,利用函数知识求最值. 【变式训练2】 (1)若直线l 1:x -2y +m =0(m >0)与直线l 2:x +ny -3=0之间的距离是5,则m +n =( )A.0 B .1 C .-1 D .2 答案 A解析 ∵直线l 1:x -2y +m =0(m >0)与直线l 2:x +ny -3=0之间的距离为5,∴⎩⎪⎨⎪⎧n =-2,|m +3|5=5,∴n =-2,m =2(负值舍去),∴m +n =0.(2)已知点A (-3,-4),B (6,3)到直线l :ax +y +1=0的距离相等,则实数a 的值为________.答案 -13或-79解析 由题意及点到直线的距离公式得|-3a -4+1|a 2+1=|6a +3+1|a 2+1,解得a =-13或-79. 考向对称问题命题角度1 点关于点的对称 例3 过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -3y +10=0截得的线段被点P 平分,求直线l 的方程.解 设l 1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l 2上,代入l 2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.命题角度2 点关于线的对称例4 若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 =________.答案345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,它也是点(7,3)与点(m ,n )连线的中垂线,于是⎩⎪⎨⎪⎧3+n 2=2×7+m2-3,n -3m -7=-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =35,n =315,故m +n =345.命题角度3 直线关于直线的对称例5 直线2x -y +3=0关于直线x -y +2=0对称的直线方程是( ) A.x -2y +3=0 B .x -2y -3=0 C.x +2y +1=0 D .x +2y -1=0答案 A解析 设所求直线上任意一点P (x ,y ),则P 关于x -y +2=0的对称点为P ′(x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧x +x 02-y +y 02+2=0,x -x 0=-(y -y 0),得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=y -2,y 0=x +2,由点P ′(x 0,y 0)在直线2x -y +3=0上, 则2(y -2)-(x +2)+3=0,即x -2y +3=0. 命题角度4 对称问题的应用例6 已知直线l :x -2y +8=0和两点A (2,0),B (-2,-4). (1)在直线l 上求一点P ,使|PA |+|PB |最小; (2)在直线l 上求一点P ,使||PB |-|PA ||最大.解 (1)设A 关于直线l 的对称点为A ′(m ,n ),则⎩⎪⎨⎪⎧n -0m -2=-2,m +22-2·n +02+8=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-2,n =8,故A ′(-2,8).P 为直线l 上的一点,则|PA |+|PB |=|PA ′|+|PB |≥|A ′B |,当且仅当B ,P ,A ′三点共线时,|PA |+|PB |取得最小值,为|A ′B |,点P 即是直线A ′B 与直线l 的交点,解⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,x -2y +8=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =3,故所求的点P 的坐标为(-2,3).(2)A ,B 两点在直线l 的同侧,P 是直线l 上的一点,则||PB |-|PA ||≤|AB |,当且仅当A ,B ,P 三点共线时,||PB |-|PA ||取得最大值,为|AB |,点P 即是直线AB 与直线l 的交点,又直线AB 的方程为y =x -2,解⎩⎪⎨⎪⎧y =x -2,x -2y +8=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =10,故所求的点P 的坐标为(12,10).触类旁通解决对称问题的方法 (1)中心对称①点P (x ,y )关于O (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)的对称点为A ′(m ,n ),则有⎩⎪⎨⎪⎧n -b m -a ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-A B =-1,A ·a +m 2+B ·b +n 2+C =0.②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.核心规律1.两直线的位置关系要考虑平行、垂直和重合.2.对称问题一般是将线与线的对称转化为点与点的对称.3.光线的反射问题具有入射角等于反射角的特点,这样就有两种对称关系,一是入射光线与反射光线关于过反射点且与反射轴垂直的直线(法线)对称,二是入射光线与反射光线所在直线关于反射轴对称.满分策略1.在判断两条直线的位置关系时,首先应分析直线的斜率是否存在.若直线无斜率,要单独考虑.2.使用点到直线的距离公式前必须将直线方程化为一般式,同时此公式对直线与坐标轴垂直或平行的情况也适用;使用两平行线间的距离公式时,一定要注意先把两直线方程中的x ,y 的系数化成相等.板块三 启智培优·破译高考题型技法系列 13——物理光学中对称思想的应用[2018·湖南模拟]在等腰直角三角形ABC 中,AB =AC =4,点P 为边AB 上异于A ,B 的一点,光线从点P 出发,经BC ,CA 反射后又回到点P .若光线QR 经过△ABC 的重心,则AP 等于( )A.2 B .1 C.83 D.43解题视点 依入射光线与反射光线的对称性知,点P 关于直线BC 的对称点P 2在直线RQ上,点P 关于直线AC 的对称点P 1也在直线RQ 上,所以点P 1,D ,P 2三点共线(D 为△ABC 的重心),利用kP 1D =kP 2D 即可破解.解析 以A 为原点,AB 为x 轴,AC 为y 轴建立直角坐标系如图所示.则A (0,0),B (4,0),C (0,4).设△ABC 的重心为D ,则D 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫43,43. 设P 点坐标为(m,0),则P 点关于y 轴的对称点P 1为(-m,0),因为直线BC 方程为x +y -4=0,所以P 点关于BC 的对称点P 2为(4,4-m ),根据光线反射原理,P 1,P 2均在QR 所在直线上,∴kP 1D =kP 2D ,即4343+m =43-4+m 43-4,解得m =43或m =0.当m =0时,P 点与A 点重合,故舍去.∴m =43.答案 D答题启示 许多问题都隐含着对称性,要注意深刻挖掘,充分利用对称变换来解决,如角平分线、线段中垂线、光线反射等,恰当地利用平面几何的知识对解题能起到事半功倍的效果.跟踪训练光线从A (-4,-2)点射出,射到直线y =x 上的B 点后被直线y =x 反射到y 轴上的C 点,又被y 轴反射,这时反射光线恰好过点D (-1,6),求BC 所在的直线方程.解 作出草图,如图所示,设A 关于直线y =x 的对称点为A ′,D 关于y 轴的对称点为D ′,则易得A ′(-2,-4),D ′(1,6).由入射角等于反射角可得A ′D ′所在直线经过点B 与C .故BC 所在的直线方程为y +46+4=x +21+2.即10x -3y +8=0.板块四 模拟演练·提能增分[A 级 基础达标]1.[2018·四川模拟]设a ∈R ,则“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2: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.充分必要条件D.既不充分也不必要条件 答案 A解析 若两直线平行,则a (a +1)=2,即a 2+a -2=0,∴a =1或-2,故a =1是两直线平行的充分不必要条件.2.若直线mx +4y -2=0与直线2x -5y +n =0垂直,垂足为(1,p ),则实数n 的值为( )A.-12 B .-2 C .0 D .10 答案 A解析 由2m -20=0得m =10.由垂足(1,p )在直线mx +4y -2=0上,得10+4p -2=0,∴p =-2.又垂足(1,-2)在直线2x -5y +n =0上,则解得n =-12.3.[2018·启东模拟]不论m 为何值时,直线(m -1)x +(2m -1)y =m -5恒过定点( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12 B .(-2,0) C.(2,3) D .(9,-4)答案 D解析 由(m -1)x +(2m -1)y =m -5,得(x +2y -1)m -(x +y -5)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -1=0,x +y -5=0,得定点坐标为(9,-4),故选D.4.P 点在直线3x +y -5=0上,且点P 到直线x -y -1=0的距离为2,则P 点坐标为( )A.(1,2)B .(2,1)C.(1,2)或(2,-1) D .(2,1)或(-1,2)答案 C解析 设P (x,5-3x ),则d =|x -5+3x -1|12+(-1)2=2,化简得|4x -6|=2,即4x -6=±2,解得x =1或x =2,故点P 的坐标为(1,2)或(2,-1).5.[2018·绵阳模拟]若P ,Q 分别为直线3x +4y -12=0与6x +8y +5=0上任意一点,则|PQ |的最小值为( )A.95B.185C.2910D.295 答案 C解析 因为36=48≠-125,所以两直线平行,由题意可知|PQ |的最小值为这两条平行直线间的距离,即|-24-5|62+82=2910,所以|PQ | 的最小值为2910. 6.[2018·合肥模拟]已知直线l :x -y -1=0,l 1:2x -y -2=0.若直线l 2与l 1关于l 对称,则l 2的方程是( )A.x -2y +1=0 B .x -2y -1=0 C.x +y -1=0 D .x +2y -1=0答案 B解析 因为l 1与l 2关于l 对称,所以l 1上任一点关于l 的对称点都在l 2上,故l 与l 1的交点(1,0)在l 2上.又易知(0,-2)为l 1上一点,设它关于l 的对称点为(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x +02-y -22-1=0,y +2x ×1=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-1,即(1,0),(-1,-1)为l 2上两点,可得l 2的方程为x -2y -1=0.7.若动点A ,B 分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则AB 的中点M 到原点的距离的最小值为( )A.3 2 B .2 2 C .3 3 D .4 2 答案 A解析 ∵l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0是平行直线,∴可判断AB 所在直线过原点且与直线l 1,l 2垂直时,中点M 到原点的距离最小.∵直线l 1:x +y -7=0,l 2:x +y -5=0,∴两直线的距离为|7-5|12+12=2,又原点到直线l 2的距离为522,∴AB 的中点M 到原点的距离的最小值为522+22=3 2.故选A.8.设点A (-1,0),B (1,0),直线2x +y -b =0与线段AB 相交,则b 的取值范围是________.答案 [-2,2]解析 b 为直线y =-2x +b 在y 轴上的截距,如图,当直线y =-2x +b 过点A (-1,0)和点B (1,0)时,b 分别取得最小值和最大值. ∴b 的取值范围是[-2,2].9.已知直线l 1:ax -y +2a =0,l 2:(2a -1)x +ay +a =0互相垂直,则实数a 的值是________.答案 0或1解析 因为直线l 1:ax -y +2a =0,l 2:(2a -1)x +ay +a =0互相垂直,故有a (2a -1)+a (-1)=0,可知a 的值为0或1.10.[2018·银川模拟]点P (2,1)到直线l :mx -y -3=0(m ∈R )的最大距离是________. 答案 2 5解析 直线l 经过定点Q (0,-3),如图所示.由图知,当PQ ⊥l 时,点P (2,1)到直线l 的距离取得最大值|PQ |= (2-0)2+(1+3)2=25,所以点P (2,1)到直线l 的最大距离为2 5.[B 级 知能提升]1.[2018·东城期末]如果平面直角坐标系内的两点A (a -1,a +1),B (a ,a )关于直线l 对称,那么直线l 的方程为( )A.x -y +1=0 B .x +y +1=0 C.x -y -1=0 D .x +y -1=0答案 A解析 因为直线AB 的斜率为a +1-aa -1-a=-1,所以直线l 的斜率为1,设直线l 的方程为y =x +b ,由题意知直线l 过点⎝⎛⎭⎪⎫2a -12,2a +12,所以2a +12=2a -12+b ,解得b =1,所以直线l 的方程为y =x +1,即x -y +1=0.故选A.2.[2018·宜春统考]已知直线l 过点P (3,4)且与点A (-2,2),B (4,-2)等距离,则直线l 的方程为( )A.2x +3y -18=0B.2x -y -2=0C.3x -2y +18=0或x +2y +2=0D.2x +3y -18=0或2x -y -2=0 答案 D解析 依题意,设直线l :y -4=k (x -3), 即kx -y +4-3k =0, 则有|-5k +2|k 2+1=|k +6|k 2+1,因此-5k +2=k +6或-5k +2=-(k +6),解得k =-23或k =2,故直线l 的方程为2x +3y -18=0或2x -y -2=0.3.[2018·淮安调研]已知入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),则反射光线所在直线的方程为________________.答案 6x -y -6=0解析 设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ),则反射光线所在直线过点M ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a -(-3)·1=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得a =1,b =0.又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0=x -12-1,即6x -y -6=0.4.已知两条直线l 1:ax -by +4=0和l 2:(a -1)x +y +b =0,求满足下列条件的a ,b 的值:(1)l 1⊥l 2,且l 1过点(-3,-1);(2)l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等. 解 (1)由已知可得l 2的斜率存在,且k 2=1-a . 若k 2=0,则1-a =0,a =1.∵l 1⊥l 2,∴直线l 1的斜率k 1必不存在,即b =0. 又∵l 1过点(-3,-1), ∴-3a +4=0,即a =43(矛盾),∴此种情况不存在,∴k 2≠0,即k 1,k 2都存在.∵k 2=1-a ,k 1=a b,l 1⊥l 2, ∴k 1k 2=-1,即a b(1-a )=-1.①又∵l 1过点(-3,-1),∴-3a +b +4=0.② 由①②联立,解得a =2,b =2.(2)∵l 2的斜率存在且l 1∥l 2,∴直线l 1的斜率存在,k 1=k 2,即ab=1-a .③又∵坐标原点到这两条直线的距离相等,且l 1∥l 2, ∴l 1,l 2在y 轴上的截距互为相反数,即4b=b ,④联立③④,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2或⎩⎪⎨⎪⎧a =23,b =2.∴a =2,b =-2或a =23,b =2.5.[2018·合肥模拟]已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2).求: (1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;(2)直线m :3x -2y -6=0关于直线l 的对称直线m ′的方程; (3)直线l 关于点A (-1,-2)对称的直线l ′的方程. 解 (1)设A ′(x ,y ),由已知条件得⎩⎪⎨⎪⎧ y +2x +1×23=-1,2×x -12-3×y -22+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3313,y =413.∴A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-3313,413.(2)在直线m 上取一点,如M (2,0),则M (2,0)关于直线l 的对称点M ′必在直线m ′上. 设对称点M ′(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧2×a +22-3×b +02+1=0,b -0a -2×23=-1,得M ′⎝⎛⎭⎪⎫613,3013.设直线m 与直线l 的交点为N ,则由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,3x -2y -6=0,得N (4,3).又∵m ′经过点N (4,3),∴由两点式得直线m ′的方程为9x -46y +102=0. (3)解法一:在l :2x -3y +1=0上任取两点,如M (1,1),N (4,3),则M ,N 关于点A (-1,-2)的对称点M ′,N ′均在直线l ′上, 易得M ′(-3,-5),N ′(-6,-7), 再由两点式可得l ′的方程为2x -3y -9=0. 解法二:∵l ∥l ′,∴设l ′的方程为2x -3y +C =0(C ≠1). ∵点A (-1,-2)到两直线l ,l ′的距离相等, ∴由点到直线的距离公式,得|-2+6+C |22+32=|-2+6+1|22+32,解得C =-9, ∴l ′的方程为2x -3y -9=0.解法三:设P (x ,y )为l ′上任意一点, 则P (x ,y )关于点A (-1,-2)的对称点为P ′(-2-x ,-4-y ).∵点P ′在直线l 上,∴2(-2-x )-3(-4-y )+1=0, 即2x -3y -9=0.。

高三数学一轮复习第八章解析几何第2课时两条直线的位置关系课件

高三数学一轮复习第八章解析几何第2课时两条直线的位置关系课件


考点三 对称问题 1.点(x,y)关于原点(0,0)的对称点为__(-__x_,__-__y_)_,点(x,y)关于点(a,b)的对 称点为__(_2_a_-__x_,__2_b_-__y_)_. 2.点(x,y)关于直线x=a的对称点为_(2_a_-__x_,__y_),关于直线y=b的对称点为
提醒:在判定两条直线平行或垂直的情况时不要忽略了一条直线或两条直线斜
率不存在的情形.
[常用结论] 三种直线系方程 (1)与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程是Ax+By+m=0(m∈R且m≠C). (2)与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程是Bx-Ay+n=0(n∈R). (3)过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x +B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但不包括l2.
考向2 轴对称问题 [典例4] (1)已知直线y=2x是△ABC中∠C的平分线所在的直线,若点A,B的
坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C的坐标为( )
A.(-2,4)
B.(-2,-4)
√C.(2,4)
D.(2,-4)
(2)已知入射光线经过点M(-3,4),被直线l:x-y+3=0反射,反射光线经过
k1=k2且b1=b2
l3,l4满足的条件
__A_1_B_2_-__A_2_B_1_=__0_且__A__1_C_2_-__A_2_C_1_≠__0___ _A__1A__2+__B__1_B_2_=__0 __A_1_B_2_-__A_2_B_1_≠__0__
A1B2-A2B1=0且A1C2-A2C1=0
点拨 解决两直线平行与垂直的参数问题要“前思后想”

高考数学一轮总复习教学课件第八章 平面解析几何第2节 两条直线的位置关系

高考数学一轮总复习教学课件第八章 平面解析几何第2节 两条直线的位置关系


过点(1, ),和 A,B 等距离的直线与 AB 平行,或过 AB 的中点 M,


所以所求直线的方程为 y- = (x-1)或 x=1,即 21x-28y-13=0 或 x=1.

考点三
对称问题
角度一
轴对称
[例3] 已知点A(0,2),直线l1:x-y-1=0,直线l2:x-2y+2=0.点A关于
则a=
2
,b=
-2
.
解析:将P(2,1)分别代入直线l1:x+ay-4=0与l2:bx-y+5=0的方程可
得a=2,b=-2.
5.两条平行线4x+3y-1=0与8x+6y+3=0之间的距离是


.
解 析 : 直 线 4x+3y-1=0 可 化 为 8x+6y-2=0, 直 线 8x+6y-2=0 与 直 线

B.

C.


D.



解析:由题意3(a-1)+1×(-a)=0,解得 a= .故选B.
3.已知点P(3,1)到直线l:x+ay-3=0的距离为
解析:由点到直线的距离公式得
|+-|
+



,则a=

±
=,解得 a=± .
.
4.若直线l 1 :x+ay-4=0与直线l 2 :bx-y+5=0的交点坐标是P(2,1),
斜率等于零.
(3)直线的一般式中有关结论记忆时要利用直线Ax+By+C=0
(A2+B2≠0)的一个法向量v=(A,B),一个方向向量a=(-B,A),并结合

高考数学一轮总复习第八章解析几何8.2两条直线的位置关系课件理

高考数学一轮总复习第八章解析几何8.2两条直线的位置关系课件理

第三十页,共43页。
解法二:线段 OA 的中垂线方程为 x-y+1=0, 则由2x-x-y+3y+1=6=0. 0, 解得xy= =34, , 则 P 点的坐标为(3,4). 答案:(3,4)
第三十一页,共43页。
3.已知直线 l1 与 l2:x+y-1=0 平行,且 l1 与 l2 的距离是 2,则直线 l1 的方程 为________________.
mn--ba×-AB=-1, A·a+2 m+B·b+2 n+C=0.
直线与直线的对称问题可转化为点与直线的对称问
题.
第十二页,共43页。
「基础小题练一练」
1.直线 2x+y+m=0 和 x+2y+n=0 的位置关系是( )
A.平行
B.垂直
C.相交但不垂直
D.不能确定
第十三页,共43页。
解析:由2x+x+2yy+ +nm==00,, 可得 3x+2m-n=0,由于 3x+2m-n=0 有唯一解, 故方程组有唯一解,故两直线相交,两直线的斜率分别为-2,-12,斜率之积不等于 -1,故不垂直.
【解析】 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. 【答案】 x+4y-4=0
第十页,共43页。
2.对称问题 (1)中心对称 点 P(x0,y0)关于 A(a,b)的对称点为 P′(2a-x0,2b-y0),直线关于点的对称问题 可转化为点关于点的对称问题.
第十一页,共43页。
(2)轴对称 点 P(a,b)关于直线 Ax+By+C=0(B≠0)的对称点为 P′(m,n),则 l 为线段 PP′ 的中垂线,故有

高中数学 高三一轮 第八章 平面解析几何 8.2 两直线的位置关系 【教案】

高中数学 高三一轮 第八章 平面解析几何 8.2 两直线的位置关系 【教案】

高三一轮第八章平面解析几何8.2两直线的位置关系【教学目标】1.能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.2.能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.3.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.【重点难点】1.教学重点:掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离;2。

教学难点:学会对知识进行整理达到系统化,提高分析问题和解决问题的能力;【教学策略与方法】自主学习、小组讨论法、师生互动法【教学过程】环节二:k2且b1≠b2.②直线l1⊥l2的充要条件是k1·k2=-1.(2)若l1和l2都没有斜率,则l1与l2平行或重合.(3)若l1和l2中有一条没有斜率而另一条斜率为0,则(3)l1⊥l2.知识点2 两直线的交点知识点3 三种距离),P2(x2,y2)两点之间的距离|P1P2|=x2-x12+y,y0)到直线l:Ax+C=0的距离d=错误! Ax+By+C1=0与+C2=0间的距离d=错误!=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=错误!,解得C=-3。

因此所求直线l的方程为y=2x -3。

【答案】D2.如图,已知A(4,0),B(0,4),从点P(2,0)射出的光线经直线AB反射后再射到直线OB上,最后经直线OB反射后又回到P 点,则光线所经过的路程是( )A.3错误!B.6C.2错误! D.2错误!【解析】直线AB的方程为x +y=4,点P(2,0)关于直线AB 的对称点为D(4,2),关于y轴的对称点为C(-2,0).则光线经过的路程为|CD|=错误!=2 10。

【答案】C归纳:1.中心对称问题的两个类型及求解方法(1)点关于点对称:若点M(x1,y1)及N(x,y)关于P(a,b)对称,则由中点坐标公式得错误!进而。

高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 第2讲 两条直线的位置关系课件 文

高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 第2讲 两条直线的位置关系课件 文

12/11/2021
第八页,共四十五页。
2.必会的 2 种方法 (1)与直线 Ax+By+C=0(A2+B2≠0)垂直和平行的直线方程 可设为: ①垂直:Bx-Ay+m=0; ②平行:Ax+By+n=0(n≠C). (2)对称问题一般是将线与线的对称转化为点与点的对称,利 用坐标转移法.
12/11/2021
第八章 平面(píngmiàn)解析几何
第2讲 两条直线(zhíxiàn)的位置关系
12/11/2021
第一页,共四十五页。
1.两条直线的位置关系
斜截式
一般式
方程 相交
y=k1x+b1, y=k2x+b2
k1≠k2
A1x+B1y+C1=0(A21+B21≠0), A2x+B2y+C2=0(A22+B22≠0) A1B2-A2B1≠0
所以 n=-2,m=2(负值舍去). 所以 m+n=0.
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第十九页,共四十五页。
两直线的平行与垂直(高频考点) (1)(2018·徐州模拟)直线 l1,l2 的斜率 k1,k2 是关于 k 的方程 2k2-3k-b=0 的两根,若 l1⊥l2,则 b=________; 若 l1∥l2,则 b=________. (2)已知 A(2,2+2 2),B(-2,2),C(0,2-2 2),D(4,2) 四个点,顺次连结这四点,试判断四边形 ABCD 的形状,并 说明理由.
12/11/2021
第五页,共四十五页。
3.几种距离
(1)两点间的距离
平面上的两点 A(x1,y1),B(x2,y2)间的距离公式: d(A,B)=AB=___(__x_1-__x_2_)__2_+__(__y_1-__y_2_)__2__________.

高考数学一轮总复习第8章平面解析几何第2节两直线的位置关系距离公式教师用书

高考数学一轮总复习第8章平面解析几何第2节两直线的位置关系距离公式教师用书

第二节 两直线的位置关系、距离公式考试要求:1.能根据两条直线的方程判定这两条直线平行或垂直(逻辑推理).2.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离(数学运算).一、教材概念·结论·性质重现1.两条直线的位置关系(1)利用斜率关系判断对于不重合的直线l1,l2,若其斜率分别为k1,k2.l1∥l2k1=k2l1⊥l2k1·k2=-1特别地,当两直线的斜率都不存在时,l1∥l2;当一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,l1⊥l2.(2)利用方程判断l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A2,B2,C2均不为0),l1∥l2=≠l1⊥l2A1A2+B1B2=0l1与l2重合==特别地,若A2,B2,C2中存在为0的情况,则利用斜率关系判断.(3)两直线相交交点:直线l1:A1x+B1y+C1=0和l2:A2x+B2y+C2=0的公共点的坐标与方程组的解一一对应.相交⇔方程组有唯一解,交点坐标就是方程组的解;平行⇔方程组无解;重合⇔方程组有无数个解.(1)与直线Ax+2.三种距离(1)P1(x1,y1),P2(x2,y2)两点之间的距离|P1P2|=.(2)点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=.(3)两条平行直线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0(其中A2+B2≠0,C1≠C2)间的距离d=.应用点到直线的距离公式和两平行线间的距离公式时应注意:二、基本技能·思想·活动经验1.判断下列说法的正误,对的打“√”,错的打“×”.(1)当直线l1和l2的斜率都存在时,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.( × )(4)两平行直线2x-y+1=0,4x-2y+1=0间的距离为0.( × ) 2.已知过点A(-2,m)和B(m,4)的直线与直线2x+y-1=0平行,则实数m的值为( )A.0 B.-8 C.2 D.10B 解析:由题意知=-2,解得m=-8.故选B.3.如果平面直角坐标系内的两点A(a-1,a+1),B(a,a)关于直线l对称,那么直线l的方程为( )A.x-y+1=0 B.x+y+1=0C.x-y-1=0 D.x+y-1=0A 解析:因为直线AB的斜率为=-1,所以直线l的斜率为1.设直线l的方程为y =x+b,由题意知直线l过线段AB的中点,所以=+b,解得b=1,所以直线l的方程为y=x+1,即x-y+1=0.故选A.4.若三条直线y=2x,x+y=3,mx+2y+5=0相交于同一点,则m的值为____ ____.C 解析:若直线2x+(m+1)y+4=0与直线mx+3y-2=0平行,则有=≠,故m=2或-3.5.已知两条直线l1:4x+2y-3=0,l2:2x+y+1=0,则l1与l2之间的距离为___ _____. 解析:两条直线l1:4x+2y-3=0,l2:2x+y+1=0,即两条直线l1:4x+2y -3=0,l2:4x+2y+2=0,它们之间的距离d==.考点1 两直线平行与垂直判定及应用——基础性1.“m=1”是“直线l1:mx+y-1=0和直线l2:x+my+6=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A 解析:直线l1:mx+y-1=0和直线l2:x+my+6=0平行⇔m2=1⇔m=±1,“m=1”是“m=±1”的充分不必要条件.故选A.2.若直线2x+(2a-5)y+2=0与直线bx+2y-1=0互相垂直,则a2+b2的最小值为( )A. B.3C.5 D.C 解析:因为直线2x+(2a-5)y+2=0与直线bx+2y-1=0互相垂直,所以2b+2(2a-5)=0,化简得b=5-2a,所以a2+b2=a2+(5-2a)2=5a2-20a+25=5(a-2)2+5≥5,当且仅当a=2时取“=”,所以a2+b2的最小值为5.3.已知直线l1:mx+y-1=0,l2:(2m+3)x+my-1=0,m∈R,若l1⊥l2,则m=________.0或-2 解析:若l1⊥l2,则m(2m+3)+m=0,解得m=0或m=-2,即l1⊥l2⇔m=0或m=-2.1.当方程的系数含有字母时,应考虑斜率不存在的特殊情况,否则容易漏解.2.利用平行、垂直等条件求出参数值后,应将求出的参数值回代,验证是否符合题意.如当两直线平行时,利用斜率相等求出的参数值可能会使两直线重合,应该代入验证是否舍去其中一个值.考点2 两直线的交点、距离问题——综合性(1)已知直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相平行,则它们之间的距离是( )A.4 B.C. D.B 解析:由直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相平行,得m=4,所以直线分别为3x+2y-3=0与3x+2y+=0.它们之间的距离是=.故选B.(2)直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,则k的值为( )A.-24 B.24 C.6 D.±6 A 解析:直线2x+3y-k=0和直线x-ky+12=0的交点在x轴上,可设交点坐标为(a,0),则即故选A.本例1(1)中,条件“直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相平行”改为“直线3x+2y-3=0与直线6x+my+7=0互相垂直”,求两直线的交点坐标.解:因为两直线垂直,则18+2m=0,则m=-9.由解得所以交点坐标为.1.求过两直线交点的直线方程的方法1.若点P在直线3x+y-5=0上,且P到直线x-y-1=0的距离为,则点P的坐标为( )A.(1,2) B.(2,1)C.(1,2)或(2,-1) D.(2,1)或(-1,2)C 解析:设P(x,5-3x),则d==,化简得|4x-6|=2,即4x-6=±2,即x=1或x=2,故点P的坐标为(1,2)或(2,-1).故选C.2.已知直线l过直线l1:x-2y+3=0与直线l2:2x+3y-8=0的交点Q,且点P(0,4)到直线l的距离为2,则这样的直线l的条数为( )A.0 B.1C.2 D.3C 解析:由得即直线l过点Q(1,2).因为|PQ|==>2,所以满足条件的直线l有2条.故选C.考点3 对称问题——应用性考向1 点关于点对称过点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________________.x+4y-4=0 解析: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,把点B的坐标代入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.考向2 点关于直线的对称点已知直线l:2x-3y+1=0,点A(-1,-2),则点A关于直线l的对称点A′的坐标为________. 解析:设A′(x,y),由已知得解得故A′.则有(2)直线关于直线的对称问题可转化为点关于直线的对称问题来解决.考向3 直线关于直线的对称已知直线l:x-y-1=0,l1:2x-y-2=0.若直线l2与l1关于l对称,则l2的方程是( )A.x-2y+1=0 B.x-2y-1=0C.x+y-1=0 D.x+2y-1=0B 解析:由得交点(1,0),取l1上的点(0,-2),其关于直线l的对称点为(-1,-1),故直线l2的方程为=,即x-2y-1=0.1.已知点(1,-1)关于直线l1:y=x的对称点为A,设直线l2经过点A,则当点B(2,-1)到直线l2的距离最大时,直线l2的方程为( )A.2x+3y+5=0 B.3x-2y+5=0C.3x+2y+5=0 D.2x-3y+5=0B 解析:易知A(-1,1).设点B(2,-1)到直线l2的距离为d,当d=|AB|时取得最大值,此时直线l2垂直于直线AB,又-=,所以直线l2的方程为y-1=(x+1),即3x -2y+5=0.故选B.2.若函数y=ax+8与y=-x+b的图象关于直线y=x对称,则a+b=( )A. B.-C.2 D.-2C 解析:直线y=ax+8关于y=x对称的直线方程为x=ay+8,所以x=ay+8与y=-x+b为同一直线,则所以a+b=2.故选C.。

高考数学一轮复习第八章平面解析几何第2节两条直线的位置关系课件

高考数学一轮复习第八章平面解析几何第2节两条直线的位置关系课件

考向 2 距离问题
能力考点
题型:选择、填空题 难度:中 命题指数:★★☆
命题热点:应用三个距离公式求距离(或最值)问题.
[师生共研]
(1)(2015·安康模拟)点 P 到点 A(1,0)和直线 x=-1 的距离相等,且 P 到直线
y=x 的距离等于 22,这样的点 P 共有( )
A.1 个
B.2 个
[变式训练]
1.(2015·临沂模拟)点(1,1)到直线 ax+y-3=0 的最大距离为( )
A.1
B.2
C. 5
D. 6
【解析】 ∵直线 ax+y-3=0 过定点(0,3),点(1,1)到直线 ax+y-3=0 的 最大距离即为点(1,1)与点(0,3)之间的距离 d= 1-02+1-32= 5.
是方程组 A2x+B2y+C2=0 的解.
[拓展延伸] 常见的三大直线系方程 (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)过直线 l1:A1x+B1y+C1=0 与 l2:A2x+B2y+C2=0 的交点的直线系方程 为 A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但不包括 l2.
|C1-C2| = A2+B2 .
[易错提醒]
求两平行线之间的距离时,应先将方程化为一般式,且x,y的系数 对应相同.
基础自测 1.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”). (1)若直线 l1 与 l2 的斜率相等,则 l1∥l2.( ) (2)若直线 l1∥l2,则两直线的斜率相等.( ) (3)若直线 l1,l2 的斜率均不存在,则 l1∥l2.( ) (4)若两直线的斜率不相等,则两直线不平行.( )

精选浙江专版2018高考数学一轮复习第8章平面解析几何第2节两条直线的位置关系教师用书

精选浙江专版2018高考数学一轮复习第8章平面解析几何第2节两条直线的位置关系教师用书

第二节 两条直线的位置关系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.距离d =x 2-x 12+y 2-y 121.(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l 1和l 2斜率都存在时,一定有k 1=k 2⇒l 1∥l 2.( ) (2)如果两条直线l 1与l 2垂直,则它们的斜率之积一定等于-1.( ) (3)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k2.( ) (4)已知直线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),若直线l 1⊥l 2,则A 1A 2+B 1B 2=0.( )(5)若点P ,Q 分别是两条平行线l 1,l 2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.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√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. 2 B .2- 2 C.2-1D.2+1C [由题意得|a -2+3|2=1,即|a +1|=2,又a >0,∴a =2-1.]3.直线l :(a -2)x +(a +1)y +6=0,则直线l 恒过定点________. (2,-2) [直线l 的方程变形为a (x +y )-2x +y +6=0,由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =0,-2x +y +6=0,解得x =2,y =-2,所以直线l 恒过定点(2,-2).]4.已知直线l 1:ax +(3-a )y +1=0,l 2:x -2y =0.若l 1⊥l 2,则实数a 的值为________. 2 [由aa -3=-2,得a =2.]5.(2017·唐山调研)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________.823[由l 1∥l 2,得a (a -2)=1×3, ∴a =3或a =-1.但a =3时,l 1与l 2重合,舍去,∴a =-1,则l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23=0.故l 1与l 2间的距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪6-2312+-12=823.](1)设a ∈R ,则“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2: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)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,则直线x sin A +ay +c =0与直线bx -y sin B +sin C =0的位置关系是( )A .平行B .垂直C .重合D .相交但不垂直(1)A (2)B [(1)当a =1时,显然l 1∥l 2, 若l 1∥l 2,则a (a +1)-2×1=0, 所以a =1或a =-2.所以a =1是直线l 1与直线l 2平行的充分不必要条件. (2)在△ABC 中,由正弦定理a sin A =bsin B, 得bsin B·sin A a=1.又x sin A +ay +c =0的斜率k 1=-sin Aa,bx -y sin B +sin C =0的斜率k 2=bsin B,因此k 1·k 2=b sin B ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-sin A a =-1,两条直线垂直.][规律方法] 1.判定直线间的位置关系,要注意直线方程中字母参数取值的影响,不仅要考虑到斜率存在的一般情况,还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.2.在判断两直线平行、垂直时,也可直接利用直线方程的系数间的关系得出结论,可避免讨论.另外当A 2B 2C 2≠0时,比例式A 1A 2与B 1B 2,C 1C 2的关系容易记住,在解答选择、填空题时,有时比较方便.[变式训练1] 已知过点A (-2,m )和点B (m,4)的直线为l 1,直线2x +y -1=0为l 2,直线x +ny +1=0为l 3.若l 1∥l 2,l 2⊥l 3,则实数m +n 的值为( )A .-10B .-2C .0D .8A [∵l 1∥l 2,∴k AB =4-mm +2=-2,解得m =-8.又∵l 2⊥l 3,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫-1n ×(-2)=-1,解得n =-2,∴m +n =-10.]l的方程为________. 【导学号:51062263】(2)过点P (3,0)作一直线l ,使它被两直线l 1:2x -y -2=0和l 2:x +y +3=0所截的线段AB 以P 为中点,求此直线l 的方程.(1)x +3y -5=0或x =-1 [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.](2)设直线l 与l 1的交点为A (x 0,y 0),则直线l 与l 2的交点B (6-x 0,-y 0),2分由题意知⎩⎪⎨⎪⎧2x 0-y 0-2=0,6-x 0-y 0+3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=113,y 0=163,8分即A ⎝ ⎛⎭⎪⎫113,163,从而直线l 的斜率k =163-0113-3=8,13分 直线l 的方程为y =8(x -3),即8x -y -24=0.14分[规律方法] 1.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;也可利用过交点的直线系方程,再求参数.2.利用距离公式应注意:①点P (x 0,y 0)到直线x =a 的距离d =|x 0-a |,到直线y =b 的距离d =|y 0-b |;②两平行线间的距离公式要把两直线方程中x ,y 的系数化为相等.[变式训练2] 若直线l 过点A (1,-1)与已知直线l 1:2x +y -6=0相交于B 点,且|AB |=5,求直线l 的方程.[解]①过点A (1,-1)与y 轴平行的直线为x =1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =1,2x +y -6=0,求得B 点坐标为(1,4),此时|AB |=5,即直线l 的方程为x =1.4分②设过点A (1,-1)且与y 轴不平行的直线为y +1=k (x -1),解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -6=0,y +1=k x -,得x =k +7k +2且y =4k -2k +2(k ≠-2,否则l 与l 1平行). 则B 点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫k +7k +2,4k -2k +2.8分又A (1,-1),且|AB |=5, 所以⎝⎛⎭⎪⎫k +7k +2-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫4k -2k +2+12=52,解得k =-34.12分因此y +1=-34(x -1),即3x +4y +1=0.综上可知,所求直线的方程为x =1或3x +4y +1=0.14分(1)平面直角坐标系中直线y =2x +1关于点(1,1)对称的直线方程是________. (2)光线从A (-4,-2)点射出,到直线y =x 上的B 点后被直线y =x 反射到y 轴上的C 点,又被y 轴反射,这时反射光线恰好过点D (-1,6),则BC 所在的直线方程是________. 【导学号:51062264】(1)y =2x -3 (2)10x -3y +8=0 [(1)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),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.(2)作出草图,如图所示,设A 关于直线y =x 的对称点为A ′,D 关于y 轴的对称点为D ′,则易得A ′(-2,-4),D ′(1,6).由入射角等于反射角可得A ′D ′所在直线经过点B 与C .故BC 所在的直线方程为y -6-4-6=x -1-2-1,即10x -3y +8=0.][迁移探究1] 在题(1)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 ),2分 则AA ′的中点为⎝⎛⎭⎪⎫1+a 2,1+b 2,6分所以⎩⎪⎨⎪⎧1+b 2=2×1+a2+1,b -1a -1×2=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-35,b =95,12分故点A (1,1)关于直线y =2x +1的对称点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,95.14分 [迁移探究2] 在题(1)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),8分∴根据两点式,得所求直线的方程为y -10-1=x -31-3,即x -2y -1=0.14分[规律方法] 1.第(1)题求解的关键是利用中点坐标公式,将直线关于点的中心对称转化为点关于点的对称.2.解决轴对称问题,一般是转化为求对称点问题,关键是要抓住两点,一是已知点与对称点的连线与对称轴垂直;二是已知点与对称点为端点的线段的中点在对称轴上.[变式训练3] (2017·广州模拟)直线x -2y +1=0关于直线x +y -2=0对称的直线方程是( )A .x +2y -1=0B .2x -y -1=0C .2x +y -3=0D .x +2y -3=0B [由题意得直线x -2y +1=0与直线x +y -2=0的交点坐标为(1,1). 在直线x -2y +1=0上取点A (-1,0),设A 点关于直线x +y -2=0的对称点为B (m ,n ),则⎩⎪⎨⎪⎧n -0m +1-=-1,m -12+n 2-2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =3.故所求直线的方程为y -13-1=x -12-1,即2x -y -1=0.][思想与方法]1.两直线的位置关系要考虑平行、垂直和重合.对于斜率都存在且不重合的两条直线l 1,l 2,l 1∥l 2⇔k 1=k 2;l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.若有一条直线的斜率不存在,那么另一条直线的斜率一定要特别注意.2.对称问题一般是将线与线的对称转化为点与点的对称,点与线的对称,利用坐标转移法.[易错与防范]1.判断两条直线的位置关系时,首先应分析直线的斜率是否存在.两条直线都有斜率,可根据判定定理判断,若直线无斜率时,要单独考虑.2.(1)求点到直线的距离时,应先化直线方程为一般式;(2)求两平行线之间的距离时,应先将方程化为一般式且x ,y 的系数对应相等.课时分层训练(四十四) 两条直线的位置关系 A 组 基础达标(建议用时:30分钟)一、选择题1.已知点A (1,-2),B (m,2)且线段AB 的垂直平分线的方程是x +2y -2=0,则实数m 的值是( )A .-2B .-7C .3D .1 C [因为线段AB 的中点⎝⎛⎭⎪⎫1+m 2,0在直线x +2y -2=0上,代入解得m =3.]2.圆(x +1)2+y 2=2的圆心到直线y =x +3的距离为( ) A .1 B .2 C. 2D .2 2C [圆心坐标为(-1,0),所以圆心到直线y =x +3即x -y +3=0的距离为|-1-0+3|12+-2=22= 2.]3.已知倾斜角为α的直线l 与直线x +2y -3=0垂直,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 017π2-2α的值为( )A.45 B .-45C .2D .-12A [依题设,直线l 的斜率k =2, ∴tan α=2,且α∈[0,π), 则sin α=255,cos α=55,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫2 017π2-2α=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-2α=sin 2α=2sin αcos α=45.]4.(2017·合肥模拟)当0<k <12时,直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限B [由⎩⎪⎨⎪⎧kx -y =k -1,ky -x =2k ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =kk -1,y =2k -1k -1,又0<k <12,则k k -1<0,2k -1k -1>0,即x <0,y >0,从而两直线的交点在第二象限.]5.若直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,则直线l 2经过定点( ) A .(0,4) B .(0,2) C .(-2,4)D .(4,-2)B [直线l 1:y =k (x -4)经过定点(4,0),其关于点(2,1)对称的点为(0,2),又直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,故直线l 2经过定点(0,2).]二、填空题6.直线l 1的斜率为2,l 1∥l 2,直线l 2过点(-1,1)且与y 轴交于点P ,则P 点坐标为________. 【导学号:51062265】(0,3) [因为l 1∥l 2,且l 1的斜率为2,则直线l 2的斜率k =2. 又直线l 2过点(-1,1),所以l 2的方程为y -1=2(x +1),整理得y =2x +3. 令x =0,得y =3, 所以P 点坐标为(0,3).]7.l 1,l 2是分别经过点A (1,1),B (0,-1)的两条平行直线,当l 1与l 2间的距离最大时,直线l 1的方程是________.x +2y -3=0 [当AB ⊥l 1时,两直线l 1与l 2间的距离最大,由k AB =-1-10-1=2,知l 1的斜率k =-12,∴直线l 1的方程为y -1=-12(x -1),即x +2y -3=0.]8.(2017·湖州模拟)已知b >0,直线x -b 2y -1=0与直线(b 2+1)x +ay +2=0互相垂直,则ab 的最小值等于________.2 [由题意知b 2+1-ab 2=0,即ab 2=b 2+1, 又b >0,则ab =b +1b≥2(当且仅当b =1时等号成立),∴ab 的最小值为2.] 三、解答题9.求经过直线l 1:3x +2y -1=0和l 2:5x +2y +1=0的交点,且垂直于直线l 3:3x -5y +6=0的直线l 的方程. 【导学号:51062266】[解] 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y -1=0,5x +2y +1=0,得l 1,l 2的交点坐标为(-1,2).5分∵l 3的斜率为35,∴l 的斜率为-53,8分则直线l 的方程为y -2=-53(x +1),即5x +3y -1=0.14分10.已知直线l :(2a +b )x +(a +b )y +a -b =0及点P (3,4). (1)证明直线l 过某定点,并求该定点的坐标; (2)当点P 到直线l 的距离最大时,求直线l 的方程.[解] (1)证明:直线l 的方程可化为a (2x +y +1)+b (x +y -1)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y +1=0,x +y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =3,2分∴直线l 恒过定点(-2,3).6分(2)设直线l 恒过定点A (-2,3),当直线l 垂直于直线PA 时,点P 到直线l 的距离最大.9分又直线PA 的斜率k PA =4-33+2=15,∴直线l 的斜率k l =-5.12分故直线l 的方程为y -3=-5(x +2),即5x +y +7=0.14分B 组 能力提升 (建议用时:15分钟)1.平行于直线2x +y +1=0且与圆x 2+y 2=5相切的直线的方程是( ) A .2x -y +5=0或2x -y -5=0 B .2x +y +5=0或2x +y -5=0 C .2x -y +5=0或2x -y -5=0 D .2x +y +5=0或2x +y -5=0 D [∵切线平行于直线2x +y +1=0. 设切线方程为2x +y +c =0.依题意,得|0+0+c |22+12=5,则c =±5.] 2.(2016·浙江杭州七校联考)已知直线l 1:ax +y -1=0,直线l 2:x -y -3=0,若直线l 1的倾斜角为π4,则a =________;若l 1⊥l 2,则a =________;若l 1∥l 2,则两平行直线间的距离为________. 【导学号:51062267】-1122 [依题意有k =-a =tan π4=1,则a =-1.若l 1⊥l 2,则-a ×1=-1,得a =1.若l 1∥l 2,则a =-1,直线l 1:x -y +1=0,两平行直线间的距离为d =|1--2=2 2.]3.已知直线l 经过直线l 1:2x +y -5=0与l 2:x -2y =0的交点.(1)若点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)易知l 不可能为l 2,可设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.∵点A (5,0)到l 的距离为3, ∴|10+5λ-5|+λ2+-2λ2=3,3分则2λ2-5λ+2=0,∴λ=2或λ=12, ∴l 的方程为x =2或4x -3y -5=0.6分(2)由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -5=0,x -2y =0,解得交点P (2,1),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),12分∴d max =PA=-2+-2=10.14分。

人教A版高中数学高三一轮第八章平面解析几何82两直线的位置关系【教案】(1)

人教A版高中数学高三一轮第八章平面解析几何82两直线的位置关系【教案】(1)

高三一轮第八章平面解析几何8.2两直线的位置关系【教学目标】1.能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直.2.能用解方程组的方法求两直线的交点坐标.3.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.【重点难点】1.教学重点:掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离;2.教学难点:学会对知识进行整理达到系统化,提高分析问题和解决问题的能力;【教学策略与方法】自主学习、小组讨论法、师生互动法【教学过程】单位圆C :x 2+y 2=1分成长度相等的四段弧,则a 2+b 2=2. 【解析】:依题意,圆心C(0,0)到两直线l 1:y =x +a ,l 2:y =x +b 的距离相等,且每段弧长等于圆周的14,即|a|2=|b|2=1×sin 45°=22,得|a|=|b|=1,故a 2+b 2=2.知识梳理: 知识点1、直线与直线的位置关系 1.平行与垂直.(1)若直线l 1和l 2有斜截式方程l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,则①直线l 1∥l 2的充要条件是k 1=k 2且b 1≠b 2. ②直线l 1⊥l 2的充要条件是k 1·k 2=-1. (2)若l 1和l 2都没有斜率,则l 1与l 2平行或重合. (3)若l 1和l 2中有一条没有斜率而另一条斜率为0,则(3)l 1⊥l 2.知识点2 两直线的交点知识点3 三种距离 P 2(x 2,y 2)两点之间的距离 |P 1P 2|=x 2-x 12+直线l :Ax +By +C =0的距离 d =|Ax 0+By 0+A 2+B 2+C 1=0与Ax +By +C 2=0间的距离d =|C 1-C 2|A 2+B 21.必会结论;(1)直线A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0过定点P ,则定点P 即为直线A 1x +B 1y +C 1=0 与A 2x +B 2y +C 2=0的交点.学生通过对高考真题的解决,感受高考题的考察视角。

高考数学一轮复习第8章平面解析几何第2节两条直线的位置关教学案理(解析版)

高考数学一轮复习第8章平面解析几何第2节两条直线的位置关教学案理(解析版)

[考纲传真] 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.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.3.三种距离公式(1)平面上的两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)间的距离公式|P 1P 2|x 1-2+y 1-(2)点P (x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d C |.(3)两条平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0间的距离为d |C -|[常用结论]1.与直线Ax +By +C =0(A 2+B 2≠0)垂直或平行的直线系方程可分别设为: (1)垂直:Bx -Ay +m =0; (2)平行:Ax +By +n =0. 2.与对称问题相关的两个结论(1)点P (x 0,y 0)关于点A (a ,b )的对称点为P ′(2a -x 0,2b -y 0).(2)设点P (x 0,y 0)关于直线y =kx +b 的对称点为P ′(x ′,y ′),则有⎩⎪⎨⎪⎧y ′-y 0x ′-x 0·k =-1,y ′+y2=k ·x ′+x 02+b ,可求出x ′,y ′.[基础自测]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l 1和l 2斜率都存在时,一定有k 1=k 2⇒l 1∥l 2. ( ) (2)如果两条直线l 1与l 2垂直,则它们的斜率之积一定等于-1.( )(3)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k2. ( )(4)已知直线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),若直线l 1⊥l 2,则A 1A 2+B 1B 2=0.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√2.(教材改编)直线l 过点(-1,2)且与直线2x -3y +4=0垂直,则直线l 的方程是( ) A .3x +2y -1=0 B .3x +2y +7=0 C .2x -3y +5=0 D .2x -3y +8=0A [设l 的方程为3x +2y +m =0, 又直线l 过点(-1,2),则 -3+4+m =0,∴m =-1.∴l 的方程为3x +2y -1=0,故选A.]3.(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. 2 B .2- 2 C.2-1D .2+1C [由题意得|a -2+3|2=1,即|a +1|=2,又a >0,∴a =2-1.]4.(教材改编)过两直线l 1:x -3y +4=0和l 2:2x +y +5=0的交点和原点的直线方程为________.3x +19y =0 [由⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4=0,2x +y +5=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-197,y =37.故过点(0,0)和⎝ ⎛⎭⎪⎫-197,37的直线方程为3x +19y =0.] 5.已知直线3x +4y -3=0与直线6x +my +14=0平行,则它们之间的距离是________. 2 [由两直线平行可知36=4m,即m =8.∴两直线方程分别为3x +4y -3=0和3x +4y +7=0, 则它们之间的距离d =|7+3|9+16=2.]两条直线的位置关系1.设a ∈R ,则“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2: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A [当a =1时,显然l 1∥l 2, 若l 1∥l 2,则a (a +1)-2×1=0, 所以a =1或a =-2.所以a =1是直线l 1与直线l 2平行的充分不必要条件.]2.若直线l 1:(a -1)x +y -1=0和直线l 2:3x +ay +2=0垂直,则实数a 的值为( ) A.12 B .32 C.14D .34D [由已知得3(a -1)+a =0,解得a =34.]3.已知三条直线l 1:2x -3y +1=0,l 2:4x +3y +5=0,l 3:mx -y -1=0不能构成三角形,则实数m 的取值集合为( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,23 B .⎩⎨⎧⎭⎬⎫43,-23C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,23,43 D .⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,-23,23D [∵三条直线不能围成一个三角形, ∴①当l 1∥l 3时,m =23;②当l 2∥l 3时,m =-43;③当l 1,l 2,l 3交于一点时,也不能围成一个三角形,由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,4x +3y +5=0,得交点为⎝⎛⎭⎪⎫-1,-13,代入mx -y -1=0,得m =-23.故选D .]【例1】 (1)若点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小距离为( )A.22B .1 C. 2D .2(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)C (2)x +3y -5=0或x =-1 [(1)因为点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,所以当点P 处的切线和直线y =x -2平行时,点P 到直线y =x -2的距离最小.因为直线y =x -2的斜率等于1,曲线y =x 2-ln x 的导数y ′=2x -1x ,令y ′=1,可得x =1或x =-12(舍去),所以在曲线y =x 2-ln x 上与直线y =x -2平行的切线经过的切点坐标为(1,1),所以点P 到直线y =x -2的最小距离为2,故选C.(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.](1)经过两条直线l 1: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________.(2)若动点A ,B 分别在直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0上移动,则AB 的中点M 到原点的距离的最小值为( )A .3 2B .2 2C .3 3D .4 2(1)x +2y -7=0 (2)A [(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)依题意知AB 的中点M 的集合为与直线l 1:x +y -7=0和l 2:x +y -5=0距离都相等的直线,则M 到原点的距离的最小值为原点到该直线的距离.设点M 所在直线的方程为l :x +y +m =0,根据平行线间的距离公式得|m +7|2=|m +5|2⇒|m +7|=|m +5|⇒m =-6,即l :x +y -6=0.根据点到直线的距离公式,得M 到原点的距离的最小值为|-6|2=3 2.]对称问题【例2】 已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2).求: (1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;(2)直线m :3x -2y -6=0关于直线l 的对称直线m ′的方程; (3)直线l 关于点A 对称的直线l ′的方程. [解] (1)设A ′(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y +2x +1·23=-1,2×x -12-3×y -22+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3313,y =413,即A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-3313,413.(2)在直线m 上取一点,如M (2,0),则M (2,0)关于直线l 的对称点必在m ′上.设对称点为M ′(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧2×a +22-3×b +02+1=0,b -0a -2×23=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =613,b =3013,即M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫613,3013.设m 与l 的交点为N ,则由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,3x -2y -6=0,得N (4,3).又m ′经过点N (4,3),∴由两点式得直线m ′的方程为9x -46y +102=0.(3)法一:在l :2x -3y +1=0上任取两点,如P (1,1),N (4,3),则P ,N 关于点A 的对称点P ′,N ′均在直线l ′上.易知P ′(-3,-5),N ′(-6,-7),由两点式可得l ′的方程为2x -3y -9=0. 法二:设Q (x ,y )为l ′上任意一点,则Q (x ,y )关于点A (-1,-2)的对称点为Q ′(-2-x ,-4-y ), ∵Q ′在直线l 上,∴2(-2-x )-3(-4-y )+1=0, 即2x -3y -9=0.(1)已知直线=2是△中角的平分线所在的直线,若点,的坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C 的坐标为( )A .(-2,4)B .(-2,-4)C .(2,4)D .(2,-4)(2)已知入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),则反射光线所在直线的方程为________.(1)C (2)6x -y -6=0 [(1)设A (-4,2)关于直线y =2x 的对称点为(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y -2x +4×2=-1,y +22=2×-4+x 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-2,∴BC 所在直线方程为y -1=-2-14-3(x -3),即3x +y -10=0.联立⎩⎪⎨⎪⎧3x +y -10=0,y =2x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,则C (2,4).(2)设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ),则反射光线所在直线过点M ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a --·1=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得a =1,b =0.即M ′(1,0).又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0=x -12-1,即6x -y -6=0.]。

2020版高考数学一轮复习第8章平面解析几何第2节两条直线的位置关系教学案文(含解析)北师大版

2020版高考数学一轮复习第8章平面解析几何第2节两条直线的位置关系教学案文(含解析)北师大版

第二节 两条直线的位置关系[考纲传真] 1.能根据两条直线的斜率判定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,会求两条平行直线间的距离.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:y =k 1x +b 1和y =k 2x +b 2(b 1≠b 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设直线l 1:y =k 1x +b 1,直线l 2:y =k 2x +b 2,则有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1. ②对于直线l 1:x =a ,直线l 2:y =b ,则有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,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.3.三种距离公式|P 1P 2|=x 2-x 12+y 2-y 121.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. 2.两直线平行或重合的充要条件直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0平行或重合的充要条件是A 1B 2-A 2B 1=0.3.两直线垂直的充要条件直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与直线l 2:A 2x +B 2y +C 2=0垂直的充要条件是A 1A 2+B 1B 2=0. 4.过直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的交点的直线系方程为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0(λ∈R),但不包括l 2.5.与对称问题相关的两个结论(1)点P (x 0,y 0)关于A (a ,b )的对称点为P ′(2a -x 0,2b -y 0);(2)设点P (x 0,y 0)关于直线y =kx +b 的对称点为P ′(x ′,y ′),则有⎩⎪⎨⎪⎧y ′-y 0x ′-x 0·k =-1,y ′+y2=k ·x ′+x 02+b ,可求出x ′,y ′.[基础自测]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l 1和l 2斜率都存在时,一定有k 1=k 2⇒l 1∥l 2.( ) (2)如果两条直线l 1与l 2垂直,则它们的斜率之积一定等于-1.( ) (3)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k2.( ) (4)已知直线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),若直线l 1⊥l 2,则A 1A 2+B 1B 2=0.( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√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 的值为( ) A. 2 B .2- 2 C .2-1D .2+1C [由题意知|a -2+3|2=1,∴|a +1|=2,又a >0,∴a =2-1.]3.直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则m 等于( ) A .2 B .-3 C .2或-3 D .-2或-3C [直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则有2m =m +13≠4-2,故m =2或-3.故选C .]4.已知直线l 1:ax +(3-a )y +1=0,l 2:x -2y =0.若l 1⊥l 2,则实数a 的值为________. 2 [由题意知a ·1-2(3-a )=0,解得a =2.]5.直线2x +2y +1=0,x +y +2=0之间的距离是________. 324 [先将2x +2y +1=0化为x +y +12=0,则两平行线间的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-122=324.]12+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A [当a =1时,显然l 1∥l 2,若l 1∥l 2,则a (a +1)-2×1=0,所以a =1或a =-2. 所以a =1是直线l 1与直线l 2平行的充分不必要条件.]2.已知经过点A (-2,0)和点B (1,3a )的直线l 1与经过点P (0,-1)和点Q (a ,-2a )的直线l 2互相垂直,则实数a 的值为________.1或0 [l 1的斜率k 1=3a -01--=a .当a ≠0时,l 2的斜率k 2=-2a --a -0=1-2aa.因为l 1⊥l 2,所以k 1k 2=-1,即a ·1-2aa=-1,解得a =1.当a =0时,P (0,-1),Q (0,0),这时直线l 2为y 轴,A (-2,0),B (1,0),直线l 1为x 轴,显然l 1⊥l 2.综上可知,实数a 的值为1或0.]【例1】 (1)求经过两条直线l 1: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________.(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.](1)当0<k <2时,直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限(2) 若P ,Q 分别为直线3x +4y -12=0与6x +8y +5=0上任意一点,则|PQ |的最小值为( )A.95B.185 C .2910 D .295(1)B (2)C [(1)由⎩⎪⎨⎪⎧kx -y =k -1,ky -x =2k 得⎩⎪⎨⎪⎧x =kk -1,y =2k -1k -1.又∵0<k <12,∴x =k k -1<0,y =2k -1k -1>0,故直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k的交点在第二象限.(2)因为36=48≠-125,所以两直线平行,将直线3x +4y -12=0化为6x +8y -24=0,由题意可知|PQ |的最小值为这两条平行直线间的距离,即|-24-5|62+82=2910,所以|PQ |的最小值为2910.]►考法1 点关于点的对称问题【例2】 (2018·泉州模拟)过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -3y +10=0截得的线段被点P 平分,则直线l 的方程为________.x +4y -4=0 [设l 1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l 2上,代入l 2的方程得-a -3(2a -6)+10=0,解得a =4,即点A (4,0)在直线l上,所以直线l 的方程为x +4y -4=0.]►考法2 点关于直线的对称问题【例3】 如图,已知A (4,0),B (0,4),从点P (2,0)射出的光线经直线AB 反射后再射到直线OB 上,最后经直线OB 反射后又回到P 点,则光线所经过的路程是( )A .3 3B .6C .210D .2 5C [直线AB 的方程为x +y =4,点P (2,0)关于直线AB 的对称点为D (4,2),关于y 轴的对称点为C (-2,0),则光线经过的路程为|CD |=62+22=210.]►考法3 直线关于直线的对称问题【例4】 (2019·郑州模拟)直线2x -y +3=0关于直线x -y +2=0对称的直线方程是( )A .x -2y +3=0B .x -2y -3=0C .x +2y +1=0D .x +2y -1=0A [设所求直线上任意一点P (x ,y ),则P 关于x -y +2=0的对称点为P ′(x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧x +x 02-y +y 02+2=0,x -x 0=-y +y 0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=y -2,y 0=x +2,由点P ′(x 0,y 0)在直线2x -y +3=0上, ∴2(y -2)-(x +2)+3=0,即x -2y +3=0.](1)点P (4,5)关于l 的对称点;(2)直线x -y -2=0关于直线l 对称的直线方程; (3)直线l 关于(1,2)的对称直线.[解] (1)设P (x ,y )关于直线l :3x -y +3=0的对称点为P ′(x ′,y ′),∵k PP ′·k l=-1,即y ′-yx ′-x×3=-1.① 又PP ′的中点在直线3x -y +3=0上, ∴3×x ′+x 2-y ′+y2+3=0.②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧x ′=-4x +3y -95,③y ′=3x +4y +35. ④把x =4,y =5代入③④得x ′=-2,y ′=7, ∴点P (4,5)关于直线l 的对称点P ′的坐标为(-2,7). (2)用③④分别代换x -y -2=0中的x ,y , 得关于l 对称的直线方程为-4x +3y -95-3x +4y +35-2=0, 化简得7x +y +22=0.(3)在直线l :3x -y +3=0上取点M (0,3), 关于(1,2)的对称点M ′(x ′,y ′), ∴x ′+02=1,x ′=2,y ′+32=2,y ′=1,∴M ′(2,1).l 关于(1,2)的对称直线平行于l ,∴k =3,∴对称直线方程为y-1=3×(x-2),即3x-y-5=0.。

(浙江通用)2017版高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 8.2 两条直线的位置关系

(浙江通用)2017版高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 8.2 两条直线的位置关系

【步步高】(浙江通用)2017版高考数学一轮复习 第八章 平面解析几何 8.2 两条直线的位置关系1.两条直线的位置关系 (1)两条直线平行与垂直 ①两条直线平行:(ⅰ)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. (ⅱ)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:(ⅰ)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. (ⅱ)当其中一条直线的斜率不存在,而另一条的斜率为0时,l 1⊥l 2. (2)两条直线的交点直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,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.2.几种距离(1)两点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)之间的距离|P 1P 2|=x 2-x 12+y 2-y 12.(2)点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2.(3)两条平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0(其中C 1≠C 2)间的距离d =|C 1-C 2|A 2+B 2.【知识拓展】1.一般地,与直线Ax +By +C =0平行的直线方程可设为Ax +By +m =0;与之垂直的直线方程可设为Bx -Ay +n =0.2.过直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0与l 2:A 2x +B 2y +C 2=0的交点的直线系方程为A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0 (λ∈R ),但不包括l 2. 3.点到直线与两平行线间的距离的使用条件: (1)求点到直线的距离时,应先化直线方程为一般式.(2)求两平行线之间的距离时,应先将方程化为一般式且x ,y 的系数对应相等. 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)当直线l 1和l 2斜率都存在时,一定有k 1=k 2⇒l 1∥l 2.( × ) (2)如果两条直线l 1与l 2垂直,则它们的斜率之积一定等于-1.( × )(3)已知直线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),若直线l 1⊥l 2,则A 1A 2+B 1B 2=0.( √ )(4)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k2.( × ) (5)直线外一点与直线上一点的距离的最小值就是点到直线的距离.( √ )(6)若点A ,B 关于直线l :y =kx +b (k ≠0)对称,则直线AB 的斜率等于-1k,且线段AB 的中点在直线l 上.( √ )1.设a ∈R ,则“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2: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 .充分必要条件D .既不充分也不必要条件答案 A解析 (1)充分性:当a =1时,直线l 1:x +2y -1=0与直线l 2:x +2y +4=0平行;(2)必要性:当直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2:x +(a +1)y +4=0平行时有a =-2或1. 所以“a =1”是“直线l 1:ax +2y -1=0与直线l 2:x +(a +1)y +4=0平行”的充分不必要条件,故选A.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. 2 B .2- 2 C.2-1 D.2+1答案 C解析 依题意得|a -2+3|1+1=1.解得a =-1+2或a =-1- 2. ∵a >0,∴a =-1+ 2.3.已知直线l 1:(3+m )x +4y =5-3m ,l 2:2x +(5+m )y =8平行,则实数m 的值为( )A .-7B .-1C .-1或-7 D.133答案 A解析 l 1的斜率为-3+m 4,在y 轴上的截距为5-3m4,l 2的斜率为-25+m ,在y 轴上的截距为85+m. 又∵l 1∥l 2,由-3+m 4=-25+m 得,m 2+8m +7=0,得m =-1或-7.m =-1时,5-3m 4=85+m =2,l 1与l 2重合,故不符合题意; m =-7时,5-3m 4=132≠85+m=-4,符合题意. 4.(2014·福建)已知直线l 过圆x 2+(y -3)2=4的圆心,且与直线x +y +1=0垂直,则l 的方程是( ) A .x +y -2=0 B .x -y +2=0 C .x +y -3=0 D .x -y +3=0答案 D解析 圆x 2+(y -3)2=4的圆心为点(0,3), 又因为直线l 与直线x +y +1=0垂直, 所以直线l 的斜率k =1.由点斜式得直线l :y -3=x -0,化简得x -y +3=0.5.(教材改编)若直线(3a +2)x +(1-4a )y +8=0与(5a -2)x +(a +4)y -7=0垂直,则a =________. 答案 0或1解析 由两直线垂直的充要条件,得(3a +2)(5a -2)+(1-4a )(a +4)=0,解得a =0或a =1.题型一 两条直线的平行与垂直例1 (1)已知两条直线l 1:(a -1)·x +2y +1=0,l 2:x +ay +3=0平行,则a 等于( ) A .-1 B .2 C .0或-2D .-1或2(2)已知两直线方程分别为l 1:x +y =1,l 2:ax +2y =0,若l 1⊥l 2,则a =________. 答案 (1)D (2)-2解析 (1)若a =0,两直线方程为-x +2y +1=0和x =-3,此时两直线相交,不平行,所以a ≠0.当a ≠0时,若两直线平行,则有a -11=2a ≠13,解得a =-1或a =2,选D. (2)方法一 ∵l 1⊥l 2, ∴k 1k 2=-1, 即a2=-1, 解得a =-2. 方法二 ∵l 1⊥l 2, ∴a +2=0,a =-2.思维升华 (1)当直线方程中存在字母参数时,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.(2)在判断两直线平行、垂直时,也可直接利用直线方程的系数间的关系得出结论.已知两直线l 1:x +y sin α-1=0和l 2:2x ·sin α+y +1=0,求α的值,使得: (1)l 1∥l 2; (2)l 1⊥l 2.解 (1)方法一 当sin α=0时,直线l 1的斜率不存在,l 2的斜率为0,显然l 1不平行于l 2.当sin α≠0时,k 1=-1sin α,k 2=-2sin α. 要使l 1∥l 2,需-1sin α=-2sin α,即sin α=±22.所以α=k π±π4,k ∈Z ,此时两直线的斜率相等.故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.方法二 由A 1B 2-A 2B 1=0,得2sin 2α-1=0, 所以sin α=±22.所以α=k π±π4,k ∈Z . 又B 1C 2-B 2C 1≠0,所以1+sin α≠0,即sin α≠-1. 故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.(2)因为A 1A 2+B 1B 2=0是l 1⊥l 2的充要条件,所以2sin α+sin α=0,即sin α=0,所以α=k π,k ∈Z . 故当α=k π,k ∈Z 时,l 1⊥l 2. 题型二 两条直线的交点与距离问题例2 (1)已知直线y =kx +2k +1与直线y =-12x +2的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是________.(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________________________________________________________________________.答案 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-16,12 (2)x +3y -5=0或x =-1 解析 (1)方法一 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2k +1,y =-12x +2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2-4k2k +1,y =6k +12k +1.(若2k +1=0,即k =-12,则两直线平行)∴交点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2-4k 2k +1,6k +12k +1.又∵交点位于第一象限,∴⎩⎪⎨⎪⎧2-4k 2k +1>0,6k +12k +1>0,解得-16<k <12.方法二 如图,已知直线y =-12x +2与x 轴、y 轴分别交于点A (4,0),B (0,2).而直线方程y =kx +2k +1可变形为y -1=k (x +2),表示这是一条过定点P (-2,1),斜率为k 的动直线.∵两直线的交点在第一象限,∴两直线的交点必在线段AB 上(不包括端点), ∴动直线的斜率k 需满足k PA <k <k PB . ∵k PA =-16,k PB =12.∴-16<k <12.(2)方法一 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. 方法二 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. 思维升华 (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)利用距离公式应注意:①点P (x 0,y 0)到直线x =a 的距离d =|x 0-a |,到直线y =b 的距离d =|y 0-b |;②两平行线间的距离公式要把两直线方程中x ,y 的系数化为相等.(1)如图,设一直线过点(-1,1),它被两平行直线l 1:x+2y -1=0,l 2:x +2y -3=0所截的线段的中点在直线l 3:x -y -1=0上,求其方程.解 与l 1、l 2平行且距离相等的直线方程为x +2y -2=0. 设所求直线方程为(x +2y -2)+λ(x -y -1)=0, 即(1+λ)x +(2-λ)y -2-λ=0.又直线过(-1,1), ∴(1+λ)(-1)+(2-λ)·1-2-λ=0. 解得λ=-13.∴所求直线方程为2x +7y -5=0.(2)正方形的中心为点C (-1,0),一条边所在的直线方程是x +3y -5=0,求其他三边所在直线的方程.解 点C 到直线x +3y -5=0的距离d =|-1-5|1+9=3105.设与x +3y -5=0平行的一边所在直线的方程是x +3y +m =0(m ≠-5), 则点C 到直线x +3y +m =0的距离d =|-1+m |1+9=3105,解得m =-5(舍去)或m =7,所以与x +3y -5=0平行的边所在直线的方程是x +3y +7=0. 设与x +3y -5=0垂直的边所在直线的方程是3x -y +n =0, 则点C 到直线3x -y +n =0的距离d =|-3+n |1+9=3105,解得n =-3或n =9,所以与x +3y -5=0垂直的两边所在直线的方程分别是3x -y -3=0和3x -y +9=0. 题型三 对称问题命题点1 点关于点中心对称例3 过点P (0,1)作直线l ,使它被直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -3y +10=0截得的线段被点P 平分,则直线l 的方程为________________. 答案 x +4y -4=0解析 设l 1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l 2上,代入l 2的方程得-a -3(2a -6)+10=0,解得a =4,即点A (4,0)在直线l 上,所以直线l 的方程为x +4y -4=0. 命题点2 点关于直线对称例4 已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2),则点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标为____________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-3313,413解析 设A ′(x ,y ),由已知得⎩⎪⎨⎪⎧y +2x +1×23=-1,2×x -12-3×y -22+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3313,y =413,故A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-3313,413. 命题点3 直线关于直线的对称问题例5 已知直线l :2x -3y +1=0,求直线m :3x -2y -6=0关于直线l 的对称直线m ′的方程.解 在直线m 上任取一点,如M (2,0),则M (2,0)关于直线l 的对称点M ′必在直线m ′上. 设对称点M ′(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧2×⎝ ⎛⎭⎪⎫a +22-3×⎝ ⎛⎭⎪⎫b +02+1=0,b -0a -2×23=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =613,b =3013,∴M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫613,3013. 设直线m 与直线l 的交点为N ,则由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,3x -2y -6=0,得N (4,3).又∵m ′经过点N (4,3).∴由两点式得直线m ′的方程为9x -46y +102=0. 思维升华 解决对称问题的方法 (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 =0.②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.在等腰直角三角形ABC 中,AB =AC =4,点P 是边AB 上异于A ,B 的一点,光线从点P 出发,经BC ,CA 发射后又回到原点P (如图).若光线QR 经过△ABC 的重心,则AP 等于( )A .2B .1 C.83 D.43答案 D解析 建立如图所示的坐标系:可得B (4,0),C (0,4),故直线BC 的方程为x +y =4, △ABC 的重心为⎝ ⎛⎭⎪⎫0+0+43,0+4+03,设P (a,0),其中0<a <4,则点P 关于直线BC 的对称点P 1(x ,y ),满足⎩⎪⎨⎪⎧a +x 2+y +02=4,y -0x -a -=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =4-a ,即P 1(4,4-a ),易得P 关于y 轴的对称点P 2(-a,0),由光的反射原理可知P 1,Q ,R ,P 2四点共线, 直线QR 的斜率为k =4-a -04--a =4-a 4+a ,故直线QR 的方程为y =4-a4+a(x +a ),由于直线QR 过△ABC 的重心(43,43),代入化简可得3a 2-4a =0,解得a =43,或a =0(舍去),故P ⎝ ⎛⎭⎪⎫43,0,故AP =43.18.妙用直线系求直线方程一、平行直线系由于两直线平行,它们的斜率相等或它们的斜率都不存在,因此两直线平行时,它们的一次项系数与常数项有必然的联系.典例1 求与直线3x +4y +1=0平行且过点(1,2)的直线l 的方程.思维点拨 因为所求直线与3x +4y +1=0平行,因此,可设该直线方程为3x +4y +c =0 (c ≠1). 规范解答解 依题意,设所求直线方程为3x +4y +c =0 (c ≠1), 又因为直线过点(1,2),所以3×1+4×2+c =0,解得c =-11. 因此,所求直线方程为3x +4y -11=0.温馨提醒 与直线Ax +By +C =0平行的直线系方程为Ax +By +C 1=0 (C 1≠C ),再由其他条件求C 1. 二、垂直直线系由于直线A 1x +B 1y +C 1=0与A 2x +B 2y +C 2=0垂直的充要条件为A 1A 2+B 1B 2=0.因此,当两直线垂直时,它们的一次项系数有必要的关系.可以考虑用直线系方程求解. 典例2 求经过A (2,1),且与直线2x +y -10=0垂直的直线l 的方程. 思维点拨 依据两直线垂直的特征设出方程,再由待定系数法求解. 规范解答解 因为所求直线与直线2x +y -10=0垂直,所以设该直线方程为x -2y +C 1=0,又直线过点(2,1),所以有2-2×1+C 1=0,解得C 1=0,即所求直线方程为x -2y =0.温馨提醒 与直线Ax +By +C =0垂直的直线系方程为Bx -Ay +C 1=0,再由其他条件求出C 1. 三、过直线交点的直线系典例3 求经过两直线l 1:x -2y +4=0和l 2:x +y -2=0的交点P ,且与直线l 3:3x -4y +5=0垂直的直线l 的方程.思维点拨 可分别求出直线l 1与l 2的交点及直线l 的斜率k ,直接写出方程;也可以利用过交点的直线系方程设直线方程,再用待定系数法求解. 规范解答解 方法一 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +4=0,x +y -2=0,得P (0,2).因为l 3的斜率为34,且l ⊥l 3,所以直线l 的斜率为-43,由斜截式可知l 的方程为y =-43x +2,即4x +3y -6=0.方法二 设直线l 的方程为x -2y +4+λ(x +y -2)=0,即(1+λ)x +(λ-2)y +4-2λ=0.又∵l ⊥l 3,∴3×(1+λ)+(-4)×(λ-2)=0, 解得λ=11.∴直线l 的方程为4x +3y -6=0.温馨提醒 本题方法一采用常规方法,先通过方程组求出两直线交点,再根据垂直关系求出斜率,由于交点在y 轴上,故采用斜截式求解;方法二则采用了过两直线A 1x +B 1y +C 1=0与A 2x +B 2y +C 2=0的交点的直线系方程:A 1x +B 1y +C 1+λ(A 2x +B 2y +C 2)=0,直接设出过两直线交点的方程,再根据垂直条件用待定系数法求解.[方法与技巧]1.两直线的位置关系要考虑平行、垂直和重合.对于斜率都存在且不重合的两条直线l 1、l 2,l 1∥l 2⇔k 1=k 2;l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.若有一条直线的斜率不存在,那么另一条直线的斜率一定要特别注意.2.对称问题一般是将线与线的对称转化为点与点的对称.利用坐标转移法. [失误与防范]1.在判断两条直线的位置关系时,首先应分析直线的斜率是否存在.若两条直线都有斜率,可根据判定定理判断,若直线无斜率,要单独考虑.2.在运用两平行直线间的距离公式d =|C 1-C 2|A 2+B 2时,一定要注意将两方程中x ,y 的系数化为相同的形式.A 组 专项基础训练 (时间:30分钟)1.已知点O (0,0),A (0,b ),B (a ,a 3).若△OAB 为直角三角形,则必有 ( ) A .b =a 3B .b =a 3+1aC .(b -a 3)⎝ ⎛⎭⎪⎫b -a 3-1a =0D .|b -a 3|+⎪⎪⎪⎪⎪⎪b -a 3-1a =0答案 C解析 若以O 为直角顶点,则B 在x 轴上,则a 必为0,此时O ,B 重合,不符合题意;若∠A =π2,则b =a 3≠0.若∠B =π2,根据垂直关系可知a 2·a 3-b a=-1,所以a (a 3-b )=-1,即b -a 3-1a=0.以上两种情况皆有可能,故只有C 满足条件.2.已知过点A (m +1,0),B (-5,m )的直线与过点C (-4,3),D (0,5)的直线平行,则m 的值为( ) A .-1 B .-2 C .2 D .1答案 B解析 由题意得:k AB =m -0-5-m +=m-6-m, k CD =5-30--=12.由于AB ∥CD ,即k AB =k CD , 所以m -6-m =12,所以m =-2.3.当0<k <12时,直线l 1:kx -y =k -1与直线l 2:ky -x =2k 的交点在 ( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案 B 解析 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧kx -y =k -1,ky -x =2k得两直线的交点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫k k -1,2k -1k -1,因为0<k <12,所以kk -1<0,2k -1k -1>0,故交点在第二象限. 4.若直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,则直线l 2经过定点 ( ) A .(0,4) B .(0,2) C .(-2,4) D .(4,-2)答案 B解析 直线l 1:y =k (x -4)经过定点(4,0),其关于点(2,1)对称的点为(0,2),又直线l 1:y =k (x -4)与直线l 2关于点(2,1)对称,故直线l 2经过定点(0,2).5.从点(2,3)射出的光线沿与向量a =(8,4)平行的直线射到y 轴上,则反射光线所在的直线方程为( ) A .x +2y -4=0 B .2x +y -1=0 C .x +6y -16=0D .6x +y -8=0答案 A解析 由直线与向量a =(8,4)平行知:过点(2,3)的直线的斜率k =12,所以直线的方程为y-3=12(x -2),其与y 轴的交点坐标为(0,2),又点(2,3)关于y 轴的对称点为(-2,3),所以反射光线过点(-2,3)与(0,2),由两点式知A 正确.6.(教材改编)与直线l 1:3x +2y -6=0和直线l 2:6x +4y -3=0等距离的直线方程是______________. 答案 12x +8y -15=0解析 l 2:6x +4y -3=0化为3x +2y -32=0,所以l 1与l 2平行,设与l 1,l 2等距离的直线l的方程为3x +2y +c =0,则:|c +6|=|c +32|,解得c =-154,所以l 的方程为12x +8y -15=0.7.已知两直线l 1:ax -by +4=0和l 2:(a -1)x +y +b =0,若l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等,则a +b =________. 答案 0或83解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a +b a -=0,4a 2+-b 2=|b |a -2+1.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2或⎩⎪⎨⎪⎧a =23,b =2经检验,两种情况均符合题意,∴a +b 的值为0或83.8.已知直线l 1:ax +y -1=0,直线l 2:x -y -3=0,若直线l 1的倾斜角为π4,则a =________;若l 1⊥l 2,则a =________;若l 1∥l 2,则两平行直线间的距离为________. 答案 -1 1 2 2解析 由题意-a =k =tan 45°=1,故a =-1;若l 1⊥l 2,则a ×1+1×(-1)=0,故a =1;若l 1∥l 2,则a =-1,l 1:x -y +1=0,两平行直线间的距离d =|1--1+1=2 2.9.已知△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0,AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0,求直线BC 的方程.解 依题意知:k AC =-2,A (5,1),∴l AC 为2x +y -11=0,联立l AC 、l CM 得⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -11=0,2x -y -5=0,∴C (4,3).设B (x 0,y 0),AB 的中点M 为(x 0+52,y 0+12),代入2x -y -5=0,得2x 0-y 0-1=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧2x 0-y 0-1=0,x 0-2y 0-5=0,∴B (-1,-3),∴k BC =65,∴直线BC 的方程为y -3=65(x -4),即6x -5y -9=0.10.已知直线l 经过直线l 1:2x +y -5=0与l 2:x -2y =0的交点. (1)若点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)易知l 不可能为l 2,可设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, ∵点A (5,0)到l 的距离为3, ∴|10+5λ-5|+λ2+-2λ2=3,即2λ2-5λ+2=0,∴λ=2,或λ=12,∴l 的方程为x =2或4x -3y -5=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧2x +y -5=0,x -2y =0,解得交点P (2,1),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). ∴d max =PA =-2+-2=10.B 组 专项能力提升 (时间:20分钟)11.若点(m ,n )在直线4x +3y -10=0上,则m 2+n 2的最小值是 ( )A .2B .2 2C .4D .2 3答案 C解析 因为点(m ,n )在直线4x +3y -10=0上, 所以4m +3n -10=0.欲求m 2+n 2的最小值可先求m -2+n -2的最小值,而m -2+n -2表示4m +3n -10=0上的点(m ,n )到原点的距离,如图.当过原点的直线与直线4m +3n -10=0垂直时,原点到点(m ,n )的距离最小为2.所以m 2+n 2的最小值为4.12.如图,已知直线l 1∥l 2,点A 是l 1,l 2之间的定点,点A 到l 1,l 2之间的距离分别为3和2,点B 是l 2上的一动点,作AC ⊥AB ,且AC 与l 1交于点C ,则△ABC 的面积的最小值为________.答案 6解析 以A 为坐标原点,平行于l 1的直线为x 轴,建立如图所示的直角坐标系,设B (a ,-2),C (b,3). ∵AC ⊥AB ,∴ab -6=0,ab =6,b =6a.Rt△ABC 的面积S =12a 2+4·b 2+9=12a 2+4·36a 2+9=1272+9a 2+144a2≥1272+72=6. 13.在平面直角坐标系内,到点A (1,2),B (1,5),C (3,6),D (7,-1)的距离之和最小的点的坐标是________. 答案 (2,4)解析如图,设平面直角坐标系中任一点P ,P 到点A (1,2),B (1,5),C (3,6),D (7,-1)的距离之和为PA +PB +PC +PD =PB +PD +PA +PC ≥BD +AC =QA +QB +QC +QD ,故四边形ABCD 对角线的交点Q 即为所求距离之和最小的点. ∵A (1,2),B (1,5),C (3,6),D (7,-1), ∴直线AC 的方程为y -2=2(x -1), 直线BD 的方程为y -5=-(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y -2=x -,y -5=-x -,得Q (2,4).14.直线l 1与直线l 2交于一点P ,且l 1的斜率为1k,l 2的斜率为2k ,直线l 1,l 2与x 轴围成一个等腰三角形,则正实数k 的所有可能的取值为________. 答案24或 2 解析 设直线l 1与直线l 2倾斜角为α,β,因为k >0,所以α,β均为锐角,由于直线l 1,l 2与x 轴围成一个等腰三角形,则有以下两种情况:(1)α=2β时,tan α=tan 2β,有1k=4k 1-4k 2,因为k >0,解得k =24;(2)β=2α时,tan β=tan 2α,有2k =2k 1-1k2,因为k >0,解得k = 2.15.已知三条直线:l 1:2x -y +a =0(a >0);l 2:-4x +2y +1=0;l 3:x +y -1=0,且l 1与l 2间的距离是7510.(1)求a 的值;(2)能否找到一点P ,使P 同时满足下列三个条件: ①点P 在第一象限;②点P 到l 1的距离是点P 到l 2的距离的12;③点P 到l 1的距离与点P 到l 3的距离之比是2∶ 5. 若能,求点P 的坐标;若不能,说明理由.解 (1)直线l 2:2x -y -12=0,所以两条平行线l 1与l 2间的距离为d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -⎝ ⎛⎭⎪⎫-1222+-2=7510, 所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪a +125=7510,即⎪⎪⎪⎪⎪⎪a +12=72, 又a >0,解得a =3.(2)假设存在点P ,设点P (x 0,y 0). 若P 点满足条件②,则P 点在与l 1,l 2平行的直线l ′:2x -y +c =0上,且|c -3|5=12⎪⎪⎪⎪⎪⎪c +125,即c =132或116,所以2x 0-y 0+132=0或2x 0-y 0+116=0;若P 点满足条件③,由点到直线的距离公式, 有|2x 0-y 0+3|5=25|x 0+y 0-1|2, 即|2x 0-y 0+3|=|x 0+y 0-1|, 所以x 0-2y 0+4=0或3x 0+2=0;由于点P 在第一象限,所以3x 0+2=0不可能. 联立方程2x 0-y 0+132=0和x 0-2y 0+4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-3,y 0=12;(舍去)联立方程2x 0-y 0+116=0和x 0-2y 0+4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=19,y 0=3718.所以存在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫19,3718同时满足三个条件.。

高考数学一轮复习 第8章 平面解析几何 第2讲 两条直线的位置关系创新教学案(含解析)新人教版-新人

高考数学一轮复习 第8章 平面解析几何 第2讲 两条直线的位置关系创新教学案(含解析)新人教版-新人

第2讲两条直线的位置关系[考纲解读] 1.能用方程组的方法求出两条直线的交点坐标,根据两条直线的斜率能判断两条直线的平行或垂直.(重点)2.能够利用两点间距离公式、点到直线的距离公式解决相关的数学问题.(难点) [考向预测]从近三年高考情况来看,本讲内容很少独立命题.预测2021年高考会与其他知识结合考查两直线的位置关系、求直线方程(如与导数、圆锥曲线结合)、面积等问题.题型为客观题,试题难度一般不大,属中档题型.1.两直线的平行、垂直与其斜率的关系条件两直线位置关系斜率的关系两条不重合的直线l1,l2,斜率分别为k1,k2平行□01k1=k2k1与k2都不存在垂直□02k1·k2=-1k1与k2一个为零、另一个不存在三种距离条件公式两点间的距离A(x1,y1),B(x2,y2)|AB|=□01(x1-x2)2+(y1-y2)2点到直线的距离P(x0,y0)到直线Ax+By+C=0的距离为d d=□02|Ax0+By0+C|A2+B2两平行线间的距离直线Ax+By+C1=0到直线Ax+By+C2=0的距离为d d=□03|C1-C2|A2+B2(1)与直线Ax+By+C=0平行的直线系方程是Ax+By+m=0(m∈R且m≠C).(2)与直线Ax+By+C=0垂直的直线系方程是Bx-Ay+m=0(m∈R).(3)过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=0的交点的直线系方程为A1x+B1y+C1+λ(A2x+B2y+C2)=0(λ∈R),但不包括l2.1.概念辨析(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,那么它们的斜率之积一定等于-1.()(3)假设两直线的方程组成的方程组有唯一解,那么两直线相交.()(4)直线l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0(A1,B1,C1,A2,B2,C2为常数),假设直线l1⊥l2,那么A1A2+B1B2=0.()答案(1)×(2)×(3)√(4)√2.小题热身(1)假设直线mx+2y+m=0与直线3mx+(m-1)y+7=0平行,那么m的值为()A.7 B.0或7C.0 D.4答案 B解析∵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.应选B.(2)原点到直线x+2y-5=0的距离是________.答案 5|-5|= 5.解析原点到直线x+2y-5=0的距离d=12+22(3)经过直线l1:x+y-5=0,l2:x-y-1=0的交点且垂直于直线2x+y-3=0的直线方程为________.答案x-2y+1=0解析 联立直线l 1与l 2的方程,得⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -5=0,x -y -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =2,所以直线l 1与l 2的交点坐标为(3,2),设所求直线的方程为x -2y +C =0,将点(3,2)的坐标代入直线方程得3-2×2+C =0,解得C =1,因此,所求的直线方程为x -2y +1=0.(4)点P (-1,1)与点Q (3,5)关于直线l 对称,那么直线l 的方程为________. 答案 x +y -4=0解析 ∵直线PQ 的斜率k 1=1,∴直线l 的斜率k 2=-1,又线段PQ 的中点坐标为(1,3),∴直线l 的方程为x +y -4=0.题型一 两条直线的位置关系1.假设三条直线y =2x ,x +y =3,mx +2y +5=0相交于同一点,那么m 的值为________.答案 -9解析 由⎩⎪⎨⎪⎧ y =2x ,x +y =3,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2.∴点(1,2)满足方程mx +2y +5=0,即m ×1+2×2+5=0,∴m =-9.2.两条直线l 1:ax -by +4=0和l 2:(a -1)x +y +b =0,求满足以下条件的a ,b 的值.(1)l 1⊥l 2,且l 1过点(-3,-1);(2)l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等. 解(1)由,得l 2的斜率存在,且k 2=1-a . 假设k 2=0,那么1-a =0,a =1.∵l 1⊥l 2,直线l 1的斜率k 1必不存在,即b =0. 又l 1过点(-3,-1), ∴-3a +4=0,即a =43(矛盾), ∴此种情况不存在,∴k 2≠0,即k 1,k 2都存在且不为0. ∵k 2=1-a ,k 1=ab ,l 1⊥l 2, ∴k 1k 2=-1,即ab (1-a )=-1.① 又l 1过点(-3,-1), ∴-3a +b +4=0.②由①②联立,解得a =2,b =2. (2)∵l 2的斜率存在,l 1∥l 2,∴直线l 1的斜率存在,k 1=k 2,即ab =1-a ,③ 又坐标原点到这两条直线的距离相等,且l 1∥l 2, ∴l 1,l 2在y 轴上的截距互为相反数, 即4b =b ,④联立③④,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-2或⎩⎨⎧a =23,b =2.∴a =2,b =-2或a =23,b =2.1.两直线的斜率存在,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.由一般式确定两直线位置关系的方法直线方程l1:A1x+B1y+C1=0(A21+B21≠0)l2:A2x+B2y+C2=0(A22+B22≠0) l1与l2垂直的充要条件A1A2+B1B2=0l1与l2平行的充分条件A1A2=B1B2≠C1C2(A2B2C2≠0)l1与l2相交的充分条件A1A2≠B1B2(A2B2≠0)l1与l2重合的充分条件A1A2=B1B2=C1C2(A2B2C2≠0)注意:在判断两直线位置关系时,比例式A1A2与B1B2,C1C2的关系容易记住,在解答选择、填空题时,建议多用比例式来解答.1.(2019·某某模拟)设λ∈R,那么“λ=-3〞是“直线2λx+(λ-1)y=1与直线6x+(1-λ)y=4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.既不充分又不必要条件答案 A解析当λ=-3时,两条直线的方程分别为6x+4y+1=0,3x+2y-2=0,此时两条直线平行;假设两条直线平行,那么2λ·(1-λ)=-6(1-λ),所以λ=-3或λ=1,经检验,两者均符合,综上,“λ=-3〞是“直线2λx+(λ-1)y=1与直线6x+(1-λ)y=4平行〞的充分不必要条件.2.(2019·某某某某模拟)菱形ABCD的顶点A,C的坐标分别为A(-4,7),C(6,-5),BC边所在直线过点P(8,-1).求:(1)AD边所在直线的方程;(2)对角线BD所在直线的方程.解(1)k BC=-5-(-1)6-8=2,∵AD∥BC,∴k AD=2.∴AD边所在直线的方程为y-7=2(x+4),即2x-y+15=0.(2)k AC=-5-76-(-4)=-65.∵菱形的对角线互相垂直,∴BD⊥AC,∴k BD=5 6.∵AC的中点(1,1),也是BD的中点,∴对角线BD所在直线的方程为y-1=56(x-1),即5x-6y+1=0.题型二距离问题1.假设直线l1:x+ay+6=0与l2:(a-2)x+3y+2a=0平行,那么l1与l2之间的距离为()A.423B.4 2C.823D.2 2答案 C解析假设l1∥l2,那么1×3-a(a-2)=0,解得a=-1或3. 经检验a=3时,两条直线重合,舍去.所以a=-1,此时有l1:x-y+6=0,l2:-3x+3y-2=0,即x-y+23=0,所以l1与l2之间的距离d=⎪⎪⎪⎪⎪⎪6-2312+(-1)2=823.2.(2019·某某巴蜀中学模拟)曲线y=2xx-1在点P(2,4)处的切线与直线l平行且距离为25,那么直线l的方程为() A.2x+y+2=0B.2x+y+2=0或2x+y-18=0C.2x-y-18=0D.2x-y+2=0或2x-y-18=0答案 B解析y′=2(x-1)-2x(x-1)2=-2(x-1)2,当x=2时,y′=-2(2-1)2=-2,因此k l=-2,那么设直线l方程为y=-2x+b,即2x+y-b=0,由题意知|2×2+4-b|5=25,解得b=18或b=-2,所以直线l的方程为2x+y-18=0或2x+y+2=0.应选B.3.点A(5,2a-1),B(a+1,a-4),当|AB|取得最小值时,实数a的值是________.答案 12解析 由题意,得 |AB |=(a +1-5)2+[(a -4)-(2a -1)]2=(a -4)2+(a +3)2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+492, 所以当a =12时,|AB |取得最小值.距离问题的常见题型及解题策略(1)求两条平行线间的距离.要先将直线方程中x ,y 的对应项系数转化成相等的形式,再利用距离公式求解,也可以转化成点到直线的距离问题.如举例说明1.(2)解决与点到直线的距离有关的问题.应熟记点到直线的距离公式,假设点到直线的距离求直线方程,一般考虑待定系数法(如举例说明2),假设待定系数是斜率,必须讨论斜率是否存在.(3)求两点间的距离.关键是确定两点的坐标,然后代入公式即可,一般用来判断三角形的形状等.1.假设点P 在直线3x +y -5=0上,且P 到直线x -y -1=0的距离为2,那么点P 的坐标为( )A .(1,2)B .(2,1)C .(1,2)或(2,-1)D .(2,1)或(-1,2)答案 C解析 设P (x,5-3x ),那么d =|x -5+3x -1|12+(-1)2=2,化简得|4x -6|=2,即4x-6=±2,解得x =1或x =2,故P (1,2)或(2,-1).2.假设P ,Q 分别为直线3x +4y -12=0与6x +8y +5=0上任意一点,那么|PQ |的最小值为( )A.95 B.185 C.2910 D.295答案 C解析 易知直线3x +4y -12=0与6x +8y +5=0平行,所以|PQ |的最小值就是这两条平行线间的距离.6x +8y +5=0可化为3x +4y +52=0,那么这两条平行线间的距离是⎪⎪⎪⎪⎪⎪-12-5232+42=2910.题型三 对称问题1.入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),那么反射光线所在直线的方程为________.答案 6x -y -6=0解析 设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ),那么反射光线所在直线过点M ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a -(-3)·1=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =0.又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0=x -12-1,即6x -y -6=0.2.直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2).求: (1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;(2)直线m :3x -2y -6=0关于直线l 的对称直线m ′的方程; (3)直线l 关于点A (-1,-2)对称的直线l ′的方程. 解(1)设A ′(x ,y ),再由,得⎩⎪⎨⎪⎧y +2x +1·23=-1,2×x -12-3×y -22+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3313,y =413,∴A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-3313,413.(2)在直线m 上取一点,如M (2,0),那么M (2,0)关于直线l 的对称点必在m ′上.设对称点为M ′(a ,b ),那么⎩⎪⎨⎪⎧2×a +22-3×b +02+1=0,b -0a -2×23=-1.解得M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫613,3013.设m 与l 的交点为N ,那么由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,3x -2y -6=0,得N (4,3).又m ′经过点N (4,3),∴由两点式得直线方程为9x -46y +102=0. (3)解法一:在l :2x -3y +1=0上任取两点, 如M (1,1),N (4,3),那么M ,N 关于点A 的对称点M ′,N ′均在直线l ′上.易知M ′(-3,-5),N ′(-6,-7),由两点式可得l ′的方程为2x -3y -9=0.解法二:设P (x ,y )为l ′上任意一点,那么P (x ,y )关于点A (-1,-2)的对称点为P ′(-2-x ,-4-y ),∵P ′在直线l 上,∴2(-2-x )-3(-4-y )+1=0, 即2x -3y -9=0.解法三:∵l ∥l ′,∴设l ′的方程为2x -3y +c =0(c ≠1), ∴由点到直线的距离公式得 |-2+6+c |22+32=|-2+6+1|22+32, 解得c =-9或c =1(舍去), ∴l ′的方程为2x -3y -9=0.1.中心对称问题的两个类型及求解方法 (1)点关于点的对称假设点M (x 1,y 1)及N (x ,y )关于P (a ,b )对称,那么由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧x =2a -x 1,y =2b -y 1,进而求解. (2)直线关于点的对称问题的主要求解方法①在直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程.如举例说明2(3).②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程. 2.轴对称问题的两个类型及求解方法 (1)点关于直线的对称假设两点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)关于直线l :Ax +By +C =0对称,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22+B ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+y 22+C =0,y 2-y 1x 2-x 1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-A B =-1,得到点P 1关于l 对称的点P 2的坐标(x 2,y 2)(其中B ≠0,x 1≠x 2).如举例说明1,2(1).(2)直线关于直线的对称一般转化为点关于直线的对称来解决,有两种情况:一是直线与对称轴相交;二是直线与对称轴平行.直线l :3x -y +3=0,求:(1)点P (4,5)关于l 的对称点;(2)直线x -y -2=0关于直线l 对称的直线方程; (3)直线l 关于(1,2)的对称直线.解(1)解法一:设P (x ,y )关于直线l :3x -y +3=0的对称点为P ′(x ′,y ′),∵k PP ′·k l =-1,即y ′-y x ′-x×3=-1.①又PP ′的中点在直线3x -y +3=0上, ∴3×x ′+x 2-y ′+y2+3=0.②由①②得⎩⎨⎧x ′=-4x +3y -95, ③y ′=3x +4y +35. ④把x =4,y =5代入③④得x ′=-2,y ′=7, ∴点P (4,5)关于直线l 的对称点P ′的坐标为(-2,7). 解法二:设点P (4,5)关于l 的对称点为M (m ,n ). ∵PM 与l 垂直,且PM 的中点⎝ ⎛⎭⎪⎫m +42,n +52在直线l 上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧n -5m -4×3=-1,3×m +42-n +52+3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-2,n =7,∴点P (4,5)关于l 的对称点为(-2,7).(2)解法一:用③④分别代换x -y -2=0中的x ,y ,得关于l 对称的直线方程为-4x +3y -95-3x +4y +35-2=0, 化简得7x +y +22=0.解法二:设直线x -y -2=0关于直线l 对称的直线为l ′. 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -y -2=0,3x -y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-52,y =-92,即两直线的交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,-92,那么点⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,-92在直线l ′上.取直线x -y -2=0上一点Q (2,0),那么点Q (2,0)关于直线l 的对称点Q ′(a ,b )在l ′上.∵QQ ′与l 垂直,且QQ ′的中点⎝ ⎛⎭⎪⎫a +22,b 2在l 上.∴⎩⎨⎧ba -2×3=-1,3×a +22-b2+3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-175,b =95,∴Q ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-175,95,∴l ′的斜率为95+92-175+52=-7,∴直线l ′的方程为y +92=-7⎝ ⎛⎭⎪⎫x +52,即7x +y +22=0.(3)在直线l :3x -y +3=0上取点M (0,3),设关于(1,2)的对称点M ′(x ′,y ′),∴x ′+02=1,x ′=2,y ′+32=2,y ′=1,∴M ′(2,1). ∵l 关于(1,2)的对称直线平行于l ,∴k =3,∴对称直线方程为y -1=3×(x -2),即3x -y -5=0.组 基础关1.过点A (m +1,0),B (-5,m )的直线与过点C (-4,3),D (0,5)的直线平行,那么m 的值为( )A .-1B .-2C .2D .1答案 B解析 由题意得,k AB =m -0-5-(m +1)=m-6-m ,k CD =5-30-(-4)=12.由于AB ∥CD ,即k AB =k CD ,所以m-6-m =12,所以m =-2.2.假设直线l 1:(m -2)x -y -1=0与直线l 2:3x -my =0互相平行,那么m 的值等于( )A .0或-1或3B .0或3C .0或-1D .-1或3答案 D解析 当m =0时,两条直线方程分别化为-2x -y -1=0,3x =0,此时两条直线不平行;当m ≠0时,由于l 1∥l 2,那么m -23=1m ,解得m =-1或3,经验证满足条件.综上,m =-1或3.应选D.3.过两直线l 1:x -3y +4=0和l 2:2x +y +5=0的交点和原点的直线方程为( )A .19x -9y =0B .9x +19y =0C .19x -3y =0D .3x +19y =0答案 D解析 解法一:解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4=0,2x +y +5=0,可得两条直线的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-197,37,又因为所求直线过原点,所以其斜率为-319,方程为y =-319x ,即3x+19y =0.解法二:根据题意可设所求直线方程为x -3y +4+λ(2x +y +5)=0,因为此直线过原点,所以4+5λ=0,λ=-45.所以x -3y +4-45(2x +y +5)=0,整理得3x +19y =0.4.(2019·某某检测)直线3x -4y +5=0关于x 轴对称的直线的方程是( ) A .3x +4y +5=0 B .3x +4y -5=0 C .-3x +4y -5=0 D .-3x +4y +5=0答案 A解析 在所求直线上任取一点P (x ,y ),那么点P 关于x 轴的对称点P ′(x ,-y )在的直线3x -4y +5=0上,所以3x -4(-y )+5=0,即3x +4y +5=0.5.假设直线l 经过点(-1,-2),且原点到直线l 的距离为1,那么直线l 的方程为( )A .3x -4y -5=0B .x =-1C .3x -4y -5=0或y =-1D .3x -4y -5=0或x =-1 答案 D解析 当直线l 的斜率不存在时,直线方程为x =-1,满足原点到直线l 的距离为1,∴x =-1.当直线l 的斜率存在时,设直线方程为y +2=k (x +1),即kx -y+k -2=0,由原点到直线l 的距离为1,∴|k -2|k 2+1=1,解得k =34.从而得直线l 的方程为y +2=34(x +1),即3x -4y -5=0.综上可得,直线l 的方程为x =-1或3x -4y -5=0.6.(2019·某某模拟)当点P (3,2)到直线mx -y +1-2m =0的距离最大时,m 的值为( )A .3B .0C .-1D .1答案 C解析 直线mx -y +1-2m =0可化为y =m (x -2)+1,故直线过定点Q (2,1),当PQ 和直线垂直时,距离取得最大值,故m ·k PQ =m ·2-13-2=m ·1=-1,m =-1.7.直线l 被两条直线l 1:4x +y +3=0和l 2:3x -5y -5=0截得的线段的中点为P (-1,2),那么直线l 的一般式方程为( )A .3x -y +5=0B .3x +y +1=0C .x -3y +7=0D .x +3y -5=0答案 B解析 设l 与l 1的交点坐标为A (a ,y 1),l 与l 2的交点坐标为B (b ,y 2),∴y 1=-4a -3,y 2=3b5-1,由中点坐标公式得a +b 2=-1,y 1+y 22=2,即a +b =-2,(-4a -3)+⎝ ⎛⎭⎪⎫3b 5-1=4,解得a =-2,b =0,∴A (-2,5),B (0,-1),∴l 的方程为3x+y +1=0.8.点(2,1)关于直线x -y +1=0的对称点为________. 答案 (0,3)解析 设对称点为(x 0,y 0),那么⎩⎪⎨⎪⎧y 0-1x 0-2=-1,x 0+22-y 0+12+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=0,y 0=3,故所求对称点为(0,3).9.假设两平行直线3x -2y -1=0,6x +ay +c =0之间的距离为21313,那么实数c 的值是________.答案 2或-6解析 直线6x +ay +c =0的方程可化为3x +a 2y +c 2=0,由题意得a 2=-2且c2≠-1,解得a =-4,c ≠-2.根据两平行直线的距离为21313,得⎪⎪⎪⎪⎪⎪-1-c 232+(-2)2=21313,所以1+c 2=±2,解得c =2或-6.10.以A (1,1),B (3,2),C (5,4)为顶点的△ABC ,其边AB 上的高所在的直线方程是________.答案 2x +y -14=0解析 由A ,B 两点得k AB =12,那么边AB 上的高所在直线的斜率为-2,故所求直线方程是y -4=-2(x -5),即2x +y -14=0.组 能力关1.b >0,直线(b 2+1)x +ay +2=0与直线x -b 2y -1=0垂直,那么ab 的最小值为( )A .1B .2C .2 2D .2 3答案 B解析 由两直线垂直,得(b 2+1)-ab 2=0,即ab 2=b 2+1,又b >0,∴ab =b +1b .由基本不等式得b +1b ≥2 b ·1b =2,当且仅当b =1时等号成立,∴(ab )min =2.应选B.2.两条平行线l 1,l 2分别过点P (-1,2),Q (2,-3),它们分别绕P ,Q 旋转,但始终保持平行,那么l 1,l 2之间距离的取值X 围是( )A .(5,+∞)B .(0,5]C .(34,+∞)D .(0,34]答案 D解析 当PQ 与平行线l 1,l 2垂直时,|PQ |为平行线l 1,l 2间的距离的最大值,为(-1-2)2+[2-(-3)]2=34,∴l 1,l 2之间距离的取值X 围是(0,34].应选D.3.三条直线2x -3y +1=0,4x +3y +5=0,mx -y -1=0不能构成三角形,那么实数m 的取值集合为( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,23 B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫43,-23 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,23,43D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,-23,23 答案 D解析 设l 1:2x -3y +1=0,l 2:4x +3y +5=0,l 3:mx -y -1=0,易知l 1与l 2交于点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-13,l 3过定点B (0,-1).因为l 1,l 2,l 3不能构成三角形,所以l 1∥l 3或l 2∥l 3或l 3过点A .当l 1∥l 3时,m =23;当l 2∥l 3时,m =-43;当l 3过点A 时,m =-23,所以实数m 的取值集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,-23,23.应选D. 4.(2019·某某模拟)设点P 为直线l :x +y -4=0上的动点,点A (-2,0),B (2,0),那么|P A |+|PB |的最小值为( )A .210 B.26 C .2 5 D.10答案 A解析 依据题意作出图象如下,设点B (2,0)关于直线l 的对称点为B 1(a ,b ),那么它们的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫a +22,b 2,且|PB |=|PB 1|,由对称性,得⎩⎪⎨⎪⎧b -0a -2×(-1)=-1,a +22+b2-4=0,解得a =4,b =2,所以B 1(4,2),因为|P A |+|PB |=|P A |+|PB 1|,所以当A ,P ,B 1三点共线时,|P A |+|PB |最小,此时最小值为|AB 1|=(4+2)2+(2-0)2=210.5.曲线y =4x 在点P (1,4)处的切线与直线l 平行且两直线之间的距离为17,那么直线l 的方程为________.答案 4x +y +9=0或4x +y -25=0解析 y ′=-4x 2,所以曲线y =4x 在点P (1,4)处的切线的斜率k =-412=-4,那么切线方程为y -4=-4(x -1),即4x +y -8=0.所以可设直线l 的方程为4x +y+C =0,由|C +8|42+1=17,得C =9 或C =-25,所以所求直线方程为4x +y +9=0或4x +y -25=0.6.在△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0,AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0,那么直线BC 的方程为________.答案 6x -5y -9=0解析 由AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0可以知道k AC =-2,又A (5,1),AC 边所在直线方程为2x +y -11=0,联立直线AC 与直线CM 方程得⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -11=0,2x -y -5=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =3,所以顶点C 的坐标为C (4,3). 设B (x 0,y 0),AB 的中点M 为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+52,y 0+12, 由M 在直线2x -y -5=0上,得2x 0-y 0-1=0,B 在直线x -2y -5=0上,得x 0-2y 0-5=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧ 2x 0-y 0-1=0,x 0-2y 0-5=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=-1,y 0=-3,所以顶点B 的坐标为(-1,-3).于是直线BC 的方程为6x -5y -9=0.7.直线l :(2a +b )x +(a +b )y +a -b =0及点P (3,4).(1)证明直线l 过某定点,并求该定点的坐标;(2)当点P 到直线l 的距离最大时,求直线l 的方程.解(1)证明:直线l 的方程可化为a (2x +y +1)+b (x +y -1)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y +1=0,x +y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2,y =3,所以直线l 恒过定点(-2,3).(2)由(1)知直线l 恒过定点A (-2,3),当直线l 垂直于直线P A 时,点P 到直线l 的距离最大.又因为直线P A 的斜率k P A =4-33+2=15, 所以直线l 的斜率k l =-5.故直线l 的方程为y -3=-5(x +2),即5x +y +7=0.。

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浙江专用高考数学一轮复习第八章平面解析几何第二节两条直线的位置关系教案含解析第二节 两条直线的位置关系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,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.3.三种距离公式P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)两点之间的距离 |P 1P 2|=x 2-x 12+y 2-y 12点P 0(x 0,y 0)到直线l :Ax +By +C =0的距离 d =|Ax 0+By 0+C |A 2+B 2 平行线Ax +By +C 1=0与Ax +By +C 2=0间距离d =|C 1-C 2|A 2+B21.(2018·金华四校联考)直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则m =( )A .2B .-3C .2或-3D .-2或-3解析:选C ∵直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,∴2m =m +13≠4-2,解得m =2或-3.2.“a =14”是“直线(a +1)x +3ay +1=0与直线(a -1)x +(a +1)y -3=0相互垂直”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解析:选A 由直线(a +1)x +3ay +1=0与直线(a -1)x +(a +1)y -3=0相互垂直,得(a +1)(a -1)+3a (a +1)=0,即4a 2+3a -1=0,解得a =14或-1,∴“a =14”是“直线(a +1)x +3ay +1=0与直线(a -1)x +(a +1)y -3=0相互垂直”的充分不必要条件,故选A.3.(2018·浙江五校联考)已知动点P 的坐标为(x,1-x ),x ∈R ,则动点P 的轨迹方程为________,它到原点距离的最小值为________.解析:设点P 的坐标为(x ,y ),则y =1-x ,即动点P 的轨迹方程为x +y -1=0.原点到直线x +y -1=0的距离为d =|0+0-1|1+1=22,即为所求原点到动点P 的轨迹的最小值.答案:x +y -1=0221.在判断两条直线的位置关系时,易忽视斜率是否存在,两条直线都有斜率可根据条件进行判断,若无斜率,要单独考虑.2.运用两平行直线间的距离公式时易忽视两方程中的x ,y 的系数分别相等这一条件盲目套用公式导致出错.[小题纠偏]1.已知P :直线l 1:x -y -1=0与直线l 2:x +ay -2=0平行,Q :a =-1,则P 是Q 的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 由于直线l 1:x -y -1=0与直线l 2:x +ay -2=0平行的充要条件是1×a -(-1)×1=0,即a =-1.所以P 是Q 的充要条件.2.(2018·安庆模拟)若直线l 1:x +3y +m =0(m >0)与直线l 2:2x +6y -3=0的距离为10,则m =( )A .7B.172C .14D .17解析:选B 直线l 1:x +3y +m =0(m >0),即2x +6y +2m =0,因为它与直线l 2:2x+6y -3=0的距离为10,所以|2m +3|4+36=10,解得m =172.考点一 两条直线的位置关系(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.已知a ≠0,直线ax +(b +2)y +4=0与直线ax +(b -2)y -3=0互相垂直,则ab 的最大值为( )A .0B .2C .4D. 2解析:选B 若b =2,两直线方程分别为y =-a 4x -1和x =3a,此时两直线相交但不垂直.若b =-2,两直线方程分别为x =-4a 和y =a 4x -34,此时两直线相交但不垂直.若b ≠±2,两直线方程分别为y =-ab +2x -4b +2和y =-a b -2x +3b -2,此时两直线的斜率分别为-a b +2,-a b -2,由-ab +2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a b -2=-1,得a 2+b 2=4.因为a 2+b 2=4≥2ab ,所以ab ≤2,且当a =b =2或a =b =-2时取等号,故ab 的最大值为2.2.(2018·诸暨模拟)已知a ,b 为正数,且直线ax +by -6=0与直线2x +(b -3)y +5=0平行,则2a +3b 的最小值为________.解析:由两直线平行可得,a (b -3)=2b ,即2b +3a =ab ,2a +3b =1.又a ,b 为正数,所以2a +3b =(2a +3b )·⎝ ⎛⎭⎪⎫2a +3b =13+6a b +6b a≥13+26a b·6ba=25,当且仅当a =b =5时取等号,故2a +3b 的最小值为25.答案:253.已知两直线l 1:mx +8y +n =0和l 2:2x +my -1=0,试确定m ,n 的值,使 (1)l 1与l 2相交于点P (m ,-1); (2)l 1∥l 2;(3)l 1⊥l 2,且l 1在y 轴上的截距为-1.解:(1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8+n =0,2m -m -1=0,解得m =1,n =7.即m =1,n =7时,l 1与l 2相交于点P (m ,-1).(2)∵l 1∥l 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧m 2-16=0,-m -2n ≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =4,n ≠-2或⎩⎪⎨⎪⎧m =-4,n ≠2.即m =4,n ≠-2或m =-4,n ≠2时,l 1∥l 2. (3)当且仅当2m +8m =0, 即m =0时,l 1⊥l 2. 又-n8=-1,∴n =8.即m =0,n =8时,l 1⊥l 2, 且l 1在y 轴上的截距为-1.[谨记通法]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.[提醒] 当直线斜率不确定时,要注意斜率不存在的情况. 2.由一般式确定两直线位置关系的方法直线方程l 1:A 1x +B 1y +C 1=0(A 21+B 21≠0) l 2:A 2x +B 2y +C 2=0(A 22+B 22≠0)l 1与l 2垂直的充要条件A 1A 2+B 1B 2=0 l 1与l 2平行的充分条件 A 1A 2=B 1B 2≠C 1C 2(A 2B 2C 2≠0) l 1与l 2相交的充分条件 A 1A 2≠B 1B 2(A 2B 2≠0) l 1与l 2重合的充分条件A 1A 2=B 1B 2=C 1C 2(A 2B 2C 2≠0) [提醒] 在判断两直线位置关系时,比例式1A 2与1B 2,1C 2的关系容易记住,在解答选择、填空题时,建议多用比例式来解答.考点二 距离问题重点保分型考点——师生共研[典例引领]1.(2018·衢州模拟)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.823 C. 3D.833解析:选B 因为l 1∥l 2,所以1a -2=a 3≠62a,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=823.2.直线3x +4y -3=0上一点P 与点Q(2,-2)的连线的最小值是________. 解析:∵点Q 到直线的距离即为P ,Q 两点连线的最小值, ∴|P Q|min =|3×2+4×-2-3|32+42=1. 答案:13.若直线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________.解析: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. 故所求直线l 的方程为x +3y -5=0或x =-1. 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. 答案:x +3y -5=0或x =-1[由题悟法]处理距离问题的2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,而是转化为动点在两定点所在线段的垂直平分线上,从而使计算简便.[即时应用]1.已知P 是直线2x -3y +6=0上一点,O 为坐标原点,且点A 的坐标为(-1,1),若|PO |=|PA |,则P 点的坐标为________.解析:法一:设P (a ,b ),则⎩⎨⎧2a -3b +6=0,a 2+b 2=a +12+b -12,解得a =3,b =4.∴P 点的坐标为(3,4). 法二:线段OA 的中垂线方程为x -y +1=0,则由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +6=0,x -y +1=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =4,则P 点的坐标为(3,4).答案:(3,4)2.已知直线l :ax +y -1=0和点A (1,2),B (3,6).若点A ,B 到直线l 的距离相等,则实数a 的值为________.解析:法一:要使点A ,B 到直线l 的距离相等, 则AB ∥l ,或A ,B 的中点(2,4)在直线l 上. 所以-a =6-23-1=2或2a +4-1=0,解得a =-2或-32.法二:要使点A ,B 到直线l 的距离相等, 则|a +1|a 2+1=|3a +5|a 2+1,解得a =-2或-32.答案:-2或-32考点三 对称问题题点多变型考点——多角探明 [锁定考向]对称问题是高考常考内容之一,也是考查学生转化能力的一种常见题型. 常见的命题角度有: (1)点关于点对称; (2)点关于线对称; (3)线关于线对称.[题点全练]角度一:点关于点对称1.过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1:2x +y -8=0和l 2:x -3y +10=0截得的线段被点P 平分,则直线l 的方程为________________.解析:设l 1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l 2上,把B 点坐标代入l 2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. 答案:x +4y -4=02.已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2),则直线l 关于点A (-1,-2)对称的直线l ′的方程为________.解析:法一:在l :2x -3y +1=0上任取两点,如M (1,1),N (4,3), 则M ,N 关于点A 的对称点M ′,N ′均在直线l ′上.易知M ′(-3,-5),N ′(-6,-7),由两点式可得l ′的方程为2x -3y -9=0. 法二:设P (x ,y )为l ′上任意一点,则P (x ,y )关于点A (-1,-2)的对称点为P ′(-2-x ,-4-y ),∵P ′在直线l 上,∴2(-2-x )-3(-4-y )+1=0, 即2x -3y -9=0. 答案:2x -3y -9=0 角度二:点关于线对称3.已知直线l :2x -3y +1=0,点A (-1,-2).求: (1)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标;(2)直线m :3x -2y -6=0关于直线l 的对称直线m ′的方程.解:(1)设A ′(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y +2x +1×23=-1,2×x -12-3×y -22+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-3313,y =413.∴A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-3313,413. (2)在直线m 上取一点,如M (2,0),则M (2,0)关于直线l 的对称点M ′必在直线m ′上. 设M ′(a ,b ),则⎩⎪⎨⎪⎧2×a +22-3×b +02+1=0,b -0a -2×23=-1.解得M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫613,3013.设直线m 与直线l 的交点为N ,则由⎩⎪⎨⎪⎧2x -3y +1=0,3x -2y -6=0.得N (4,3).又∵m ′经过点N (4,3),∴由两点式得直线m ′的方程为9x -46y +102=0. 角度三:线关于线对称4.直线2x -y +3=0关于直线x -y +2=0对称的直线方程是( ) A .x -2y +3=0 B .x -2y -3=0 C .x +2y +1=0D .x +2y -1=0解析:选A 设所求直线上任意一点P (x ,y ),则P 关于x -y +2=0的对称点为P ′(x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧x +x 02-y +y 02+2=0,x -x 0=-y -y 0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=y -2,y 0=x +2,由点P ′(x 0,y 0)在直线2x -y +3=0上, ∴2(y -2)-(x +2)+3=0, 即x -2y +3=0.[通法在握]1.中心对称问题的2个类型及求解方法 (1)点关于点对称:若点M (x 1,y 1)及N (x ,y )关于P (a ,b )对称,则由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧x =2a -x 1,y =2b -y 1,进而求解.(2)直线关于点的对称,主要求解方法是:①在已知直线上取两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再由两点式求出直线方程;②求出一个对称点,再利用两对称直线平行,由点斜式得到所求直线方程. 2.轴对称问题的2个类型及求解方法(1)点关于直线的对称:若两点P 1(x 1,y 1)与P 2(x 2,y 2)关于直线l :Ax +By +C =0对称,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22+B ⎝ ⎛⎭⎪⎫y 1+y 22+C =0,y 2-y 1x 2-x 1·⎝ ⎛⎭⎪⎫-A B =-1,可得到点P 1关于l 对称的点P 2的坐标(x 2,y 2)(其中B ≠0,x 1≠x 2). (2)直线关于直线的对称:一般转化为点关于直线的对称来解决,有两种情况:一是已知直线与对称轴相交;二是已知直线与对称轴平行.[演练冲关]1.已知直线y =2x 是△ABC 中∠C 的平分线所在的直线,若点A ,B 的坐标分别是(-4,2),(3,1),则点C 的坐标为( )A .(-2,4)B .(-2,-4)C .(2,4)D .(2,-4)解析:选C 设A (-4,2)关于直线y =2x 的对称点为(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧y -2x +4×2=-1,y +22=2×-4+x 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =-2,∴BC 所在直线的方程为y -1=-2-14-3(x -3),即3x +y -10=0.同理可得点B (3,1)关于直线y =2x 的对称点为(-1,3), ∴AC 所在直线的方程为y -2=3-2-1--4(x +4),即x -3y +10=0.联立⎩⎪⎨⎪⎧3x +y -10=0,x -3y +10=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,可得C (2,4).2.已知入射光线经过点M (-3,4),被直线l :x -y +3=0反射,反射光线经过点N (2,6),则反射光线所在直线的方程为________.解析:设点M (-3,4)关于直线l :x -y +3=0的对称点为M ′(a ,b ),则反射光线所在直线过点M ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧b -4a --3·1=-1,-3+a 2-b +42+3=0,解得a =1,b =0.又反射光线经过点N (2,6),所以所求直线的方程为y -06-0=x -12-1,即6x -y -6=0. 答案:6x -y -6=03.已知△ABC 中,顶点A (4,5),点B 在直线l :2x -y +2=0上,点C 在x 轴上,求△ABC 周长的最小值.解:设点A 关于直线l :2x -y +2=0的对称点为A 1(x 1,y 1),点A 关于x 轴的对称点为A 2(x 2,y 2),连接A 1A 2交l 于点B ,交x 轴于点C ,则此时△ABC 的周长取最小值,且最小值为||A 1A 2.∵A 1与A 关于直线l :2x -y +2=0对称,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 1-5x 1-4×2=-1,2×x 1+42-y 1+52+2=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,y 1=7.∴A 1(0,7).易求得A 2(4,-5),∴△ABC 周长的最小值为||A 1A 2=4-02+-5-72=410.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·浙江名校协作体联考)“a =-1”是“直线ax +3y +3=0和直线x +(a -2)y +1=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解析:选 C 因为直线ax +3y +3=0和直线x +(a -2)y +1=0平行的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧a a -2=3×1,a ×1≠3×1,解得a =-1,故选C.2.(2018·丽水调研)已知直线l 1过点(-2,0)且倾斜角为30°,直线l 2过点(2,0)且与直线l 1垂直,则直线l 1与直线l 2的交点坐标为( )A .(3,3)B .(2,3)C .(1,3)D.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32 解析:选C 直线l 1的斜率为k 1=tan 30°=33,因为直线l 2与直线l 1垂直,所以k 2=-1k 1=-3,所以直线l 1的方程为y =33(x +2),直线l 2的方程为y =-3(x -2).两式联立,解得⎩⎨⎧ x =1,y =3,即直线l 1与直线l 2的交点坐标为(1,3).3.(2018·诸暨期初)已知点A (7,-4)关于直线l 的对称点为B (-5,6),则该对称直线l 的方程为( )A .6x +5y -1=0B .5x +6y +1=0C .5x -6y -1=0D .6x -5y -1=0解析:选D 由题可得,直线l 是线段AB 的垂直平分线.因为A (7,-4),B (-5,6),所以k AB =6+4-5-7=-56,所以k l =65.又因为A (7,-4),B (-5,6)的中点坐标为(1,1).所以直线l 的方程为y -1=65(x -1),即6x -5y -1=0. 4.已知点P (4,a )到直线4x -3y -1=0的距离不大于3,则a 的取值范围是________.解析:由题意得,点P 到直线的距离为|4×4-3×a -1|5=|15-3a |5.因为|15-3a |5≤3,即|15-3a |≤15,解得0≤a ≤10,所以a 的取值范围是[0,10].答案:[0,10]5.若两平行直线3x -2y -1=0,6x +ay +c =0之间的距离为21313,则c 的值是________.解析:依题意知,63=a -2≠c -1, 解得a =-4,c ≠-2,即直线6x +ay +c =0可化为3x -2y +c2=0, 又两平行直线之间的距离为21313, 所以⎪⎪⎪⎪⎪⎪c 2+132+-22=21313,解得c =2或-6. 答案:2或-6二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·舟山调研)在直角坐标平面内,过定点P 的直线l :ax +y -1=0与过定点Q 的直线m :x -ay +3=0相交于点M ,则|MP |2+|M Q|2的值为( )A.102B.10C .5D .10解析:选D 由题意知P (0,1),Q(-3,0),∵过定点P 的直线ax +y -1=0与过定点Q 的直线x -ay +3=0垂直,∴M 位于以P Q 为直径的圆上,∵|P Q|=9+1=10,∴|MP |2+|M Q|2=|P Q|2=10.2.(2018·慈溪模拟)曲线y =2x -x 3在x =-1处的切线为l ,则点P (3,2)到直线l 的距离为( ) A.722 B.922 C.1122 D.91010解析:选A 由题可得,切点坐标为(-1,-1).y ′=2-3x 2,由导数的几何意义可知,该切线的斜率为k =2-3=-1,所以切线的方程为x +y +2=0.所以点P (3,2)到直线l 的距离为d =|3+2+2|12+12=722. 3.(2018·绵阳模拟)若P ,Q 分别为直线3x +4y -12=0与6x +8y +5=0上任意一点,则|P Q|的最小值为( ) A.95B.185C.2910D.295解析:选C 因为36=48≠-125,所以两直线平行, 由题意可知|P Q|的最小值为这两条平行直线间的距离, 即|-24-5|62+82=2910, 所以|P Q|的最小值为2910. 4.(2018·厦门模拟)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 等于( )A.345B.365C.283D.323 解析:选A 由题意可知,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,它也是点(7,3)与点(m ,n )连线的中垂线,则⎩⎪⎨⎪⎧ 3+n 2=2×7+m 2-3,n -3m -7=-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =35,n =315,故m +n =345. 5.(2018·钦州期中)已知直线l 的方程为f (x ,y )=0,P 1(x 1,y 1)和P 2(x 2,y 2)分别为直线l 上和l 外的点,则方程f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0表示( )A .过点P 1且与l 垂直的直线B .与l 重合的直线C .过点P 2且与l 平行的直线D .不过点P 2,但与l 平行的直线解析:选C 由直线l 的方程为f (x ,y )=0,知方程f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0表示与l 平行的直线,P 1(x 1,y 1)为直线l 上的点,则f (x 1,y 1)=0,f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0化为f (x ,y )-f (x 2,y 2)=0,显然P 2(x 2,y 2)满足方程f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0,所以f (x ,y )-f (x 1,y 1)-f (x 2,y 2)=0表示过点P 2且与l 平行的直线.故选C.6.已知三角形的一个顶点A (4,-1),它的两条角平分线所在直线的方程分别为l 1:x -y -1=0和l 2:x -1=0,则BC 边所在直线的方程为________________.解析:A 不在这两条角平分线上,因此l 1,l 2是另两个角的角平分线.点A 关于直线l 1的对称点A 1,点A 关于直线l 2的对称点A 2均在边BC 所在直线l 上.设A 1(x 1,y 1),则有⎩⎪⎨⎪⎧ y 1+1x 1-4×1=-1,x 1+42-y 1-12-1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x 1=0,y 1=3,所以A 1(0,3).同理设A 2(x 2,y 2),易求得A 2(-2,-1).所以BC 边所在直线方程为2x -y +3=0.答案:2x -y +3=07.(2018·余姚检测)已知直线l 过点P (3,4)且与点A (-2,2),B (4,-2)等距离,则直线l 的方程为________.解析:显然直线l 的斜率不存在时,不满足题意; 设所求直线方程为y -4=k (x -3),即kx -y +4-3k =0,由已知,得|-2k -2+4-3k |1+k 2=|4k +2+4-3k |1+k2, ∴k =2或k =-23. ∴所求直线l 的方程为2x -y -2=0或2x +3y -18=0.答案:2x -y -2=0或2x +3y -18=08.如图所示,已知两点A (4,0),B (0,4),从点P (2,0)射出的光线经直线AB 反射后再射到直线OB 上,最后经直线OB 反射后又回到P点,则光线所经过的路程为________.解析:易得AB 所在的直线方程为x +y =4,由于点P 关于直线AB对称的点为A 1(4,2),点P 关于y 轴对称的点为A 2(-2,0),则光线所经过的路程即A 1与A 2两点间的距离.于是|A 1A 2|=4+22+2-02=210. 答案:2109.(2018·绍兴一中检测)两平行直线l 1,l 2分别过点P (-1,3),Q(2,-1),它们分别绕P ,Q 旋转,但始终保持平行,则l 1,l 2之间的距离的取值范围是________.解析:∵l 1∥l 2,且P ∈l 1,Q ∈l 2,∴l 1,l 2间的最大距离为|P Q|=[2--1]2+-1-32=5,又l 1与l 2不重合,∴l 1,l 2之间距离的取值范围是(0,5]. 答案:(0,5]10.已知△ABC 的顶点A (5,1),AB 边上的中线CM 所在直线方程为2x -y -5=0,AC 边上的高BH 所在直线方程为x -2y -5=0,求直线BC 的方程.解:依题意知:k AC =-2,A (5,1),∴l AC 的方程为2x +y -11=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -11=0,2x -y -5=0,得C (4,3).设B (x 0,y 0),则AB 的中点M ⎝⎛⎭⎪⎫x 0+52,y 0+12, 代入2x -y -5=0,得2x 0-y 0-1=0,联立⎩⎪⎨⎪⎧ 2x 0-y 0-1=0,x 0-2y 0-5=0,得B (-1,-3),∴k BC =65, ∴直线BC 的方程为y -3=65(x -4),即6x -5y -9=0.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.已知线段AB 的两个端点A (0,-3),B (3,0),且直线y =2λx +λ+2与线段AB 总相交,则实数λ的取值范围为________.解析:如图所示,因为y =2λx +λ+2恒过定点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,2,连接AC ,CB ,所以直线AC 的斜率k AC =-10,直线BC 的斜率k BC =-47. 又直线y =2λx +λ+2与线段AB 总相交,所以k AC ≤2λ≤k BC ,所以λ的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5,-27. 答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5,-27 2.已知直线l :(2a +b )x +(a +b )y +a -b =0及点P (3,4).(1)证明直线l 过某定点,并求该定点的坐标.(2)当点P 到直线l 的距离最大时,求直线l 的方程.解:(1)证明:直线l 的方程可化为 a (2x +y +1)+b (x +y -1)=0,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y +1=0,x +y -1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2,y =3,所以直线l 恒过定点(-2,3).(2)由(1)知直线l 恒过定点A (-2,3),当直线l 垂直于直线PA 时,点P 到直线l 的距离最大.又直线PA 的斜率k PA =4-33+2=15, 所以直线l 的斜率k l =-5.故直线l 的方程为y -3=-5(x +2),即5x +y +7=0.。

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