平面解析几何高考复习知识点
平面解析几何-高考复习知识点
平面解析几何 高考复习知识点一、直线的倾斜角、斜率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[)π,0。
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111(,)P x y 、222(,)P x y 的直线的斜率为()212121x x x x y y k ≠--=;(3)直线的方向向量(1,)a 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: AB BC k k =。
例题:例1.已知直线的倾斜角的变化范围为,求该直线斜率的变化范围;思路点拨:已知角的范围,通过正切函数的图像,可以求得斜率的范围,反之,已知斜率的范围,通过正切函数的图像,可以求得角的范围解析: ∵, ∴.总结升华:在知道斜率的取值范围求倾斜角的取值范围,或知道倾斜角的取值范围求斜率的取值范围时,可利用在和上是增函数分别求解.当时,;当时,;当时,;当不存在时,.反之,亦成立.类型二:斜率定义例2.已知△ABC 为正三角形,顶点A 在x 轴上,A 在边BC 的右侧,∠BAC 的平分线在x 轴上,求边AB 与AC 所在直线的斜率. 思路点拨:本题关键点是求出边AB 与AC 所在直线的倾斜角,利用斜率的定义求出斜率.解析:如右图,由题意知∠BAO=∠OAC=30°∴直线AB 的倾斜角为180°-30°=150°,直线AC 的倾斜角为30°,∴k AB =tan150°= k AC =tan30°=总结升华:在做题的过程中,要清楚倾斜角的定义中含有的三个条件①直线向上方向②轴正向③小于的角,只有这样才能正确的求出倾斜角.类型三:斜率公式的应用例3.求经过点,直线的斜率并判断倾斜角为锐角还是钝角.思路点拨: 已知两点坐标求斜率,直接利用斜率公式即可. 解析:且,经过两点的直线的斜率,即.即当时,为锐角,当时,为钝角.例4、过两点,的直线的倾斜角为,求的值.【答案】由题意得:直线的斜率,故由斜率公式,解得或. 经检验不适合,舍去. 故.例5.已知三点A(a ,2)、B(3,7)、C(-2,-9a)在一条直线上,求实数a 的值.思路点拨:如果过点AB ,BC 的斜率相等,那么A ,B ,C 三点共线.解析:∵A 、B 、C 三点在一条直线上,∴k AB =k AC .即二、直线方程的几种形式1、点斜式:已知直线过点00(,)x y 斜率为k ,则直线方程为00()y y k x x -=-,它不包括垂直于x 轴的直线。
高考数学复习笔记第八章 平面解析几何
第八章⎪⎪⎪平面解析几何第一节直线的倾斜角与斜率、直线的方程1.直线的倾斜角(1)定义:当直线l 与x 轴相交时,取x 轴作为基准,x 轴正向与直线l 向上方向之间所成的角叫做直线l 的倾斜角.当直线l 与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0.(2)范围:直线l 倾斜角的取值范围是[0,π). 2.斜率公式(1)直线l 的倾斜角为α(α≠π2),则斜率k =tan_α.(2)P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)在直线l 上,且x 1≠x 2,则l 的斜率k =y 2-y 1x 2-x 1.3.直线方程的五种形式若点P 1,P 2的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),线段P 1P 2的中点M 的坐标为(x ,y ),则⎩⎨⎧x =x 1+x 22,y =y 1+y 22,此公式为线段P 1P 2的中点坐标公式.[小题体验]1.设直线l 过原点,其倾斜角为α,将直线l 绕坐标原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线l 1,则直线l 1的倾斜角为( )A .α+45°B .α-135°C .135°-αD .α+45°或α-135°解析:选D 由倾斜角的取值范围知,只有当0°≤α+45°<180°,即0°≤α<135°时,l 1的倾斜角才是α+45°.而0°≤α<180°,所以当135°≤α<180°时,l 1的倾斜角为α-135°,故选D.2.下列说法中正确的是( )A.y -y 1x -x 1=k 表示过点P 1(x 1,y 1),且斜率为k 的直线方程 B .直线y =kx +b 与y 轴交于一点B (0,b ),其中截距b =|OB | C .在x 轴和y 轴上的截距分别为a 与b 的直线方程是x a +yb =1D .方程(x 2-x 1)(y -y 1)=(y 2-y 1)(x -x 1)表示过点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)的直线 解析:选D 对于A ,直线不包括点P 1,故A 不正确;对于B ,截距不是距离,是B 点的纵坐标,其值可正可负,故B 不正确;对于C ,经过原点的直线在两坐标轴上的截距都是0,不能表示为x a +yb =1,故C 不正确;对于D ,此方程为直线两点式方程的变形,故D正确.故选D.3.(2018·嘉兴检测)直线l 1:x +y +2=0在x 轴上的截距为________;若将l 1绕它与y 轴的交点顺时针旋转90°,则所得到的直线l 2的方程为________________.解析:对于直线l 1:x +y +2=0,令y =0,得x =-2,即直线l 1在x 轴上的截距为-2;令x =0,得y =-2,即l 1与y 轴的交点为(0,-2),直线l 1的倾斜角为135°,∴直线l 2的倾斜角为135°-90°=45°,∴l 2的斜率为1,故l 2的方程为y =x -2,即x -y -2=0.答案:-2 x -y -2=01.点斜式、斜截式方程适用于不垂直于x 轴的直线;两点式方程不能表示垂直于x ,y 轴的直线;截距式方程不能表示垂直于坐标轴和过原点的直线.2.截距不是距离,距离是非负值,而截距可正可负,可为零,在与截距有关的问题中,要注意讨论截距是否为零.3.求直线方程时,若不能断定直线是否具有斜率时,应注意分类讨论,即应对斜率是否存在加以讨论.[小题纠偏]1.直线x cos α+3y +2=0的倾斜角的范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤π6,π2∪⎣⎡⎦⎤π2,5π6 B.⎣⎡⎦⎤0,π6∪⎣⎡⎭⎫5π6,π C.⎣⎡⎦⎤0,5π6 D.⎣⎡⎦⎤π6,5π6解析:选B 设直线的倾斜角为θ,则tan θ=-33cos α, 又cos α∈[-1,1],所以-33≤tan θ≤33, 又0≤θ<π,且y =tan θ在⎣⎡⎭⎫0,π2和⎝⎛⎭⎫π2,π上均为增函数, 故θ∈⎣⎡⎦⎤0,π6∪⎣⎡⎭⎫5π6,π.故选B. 2.过点(5,10),且到原点的距离为5的直线方程是________. 解析:当斜率不存在时,所求直线方程为x -5=0满足题意; 当斜率存在时,设其为k ,则所求直线方程为y -10=k (x -5), 即kx -y +10-5k =0.由距离公式,得|10-5k |k 2+1=5,解得k =34.故所求直线方程为3x -4y +25=0.综上知,所求直线方程为x -5=0或3x -4y +25=0. 答案:x -5=0或3x -4y +25=0考点一 直线的倾斜角与斜率(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.若直线l 经过A (2,1),B (1,-m 2)(m ∈R )两点,则直线l 的倾斜角α的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π4 B.⎝⎛⎭⎫π2,π C.⎣⎡⎭⎫π4,π2D.⎝⎛⎦⎤π2,3π4解析:选C 因为直线l 的斜率k =tan α=1+m 22-1=m 2+1≥1,所以π4≤α<π2.故倾斜角α的取值范围是⎣⎡⎭⎫π4,π2.2.经过P (0,-1)作直线l ,若直线l 与连接A (1,-2),B (2,1)的线段总有公共点,则直线l 的斜率k 和倾斜角α的取值范围分别为________,________.解析:如图所示,结合图形,若l 与线段AB 总有公共点,则k PA ≤k ≤k PB ,而k PB >0,k PA <0,故k <0时,倾斜角α为钝角,k =0时,α=0,k >0时,α为锐角.又k PA =-2-(-1)1-0=-1,k PB =1-(-1)2-0=1,∴-1≤k ≤1.又当0≤k ≤1时,0≤α≤π4;当-1≤k <0时,3π4≤α<π.故倾斜角α的取值范围为α∈⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 答案:[-1,1] ⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π 3.若A (2,2),B (a,0),C (0,b )(ab ≠0)三点共线,求1a +1b的值.解:∵k AB =0-2a -2=-2a -2,k AC =b -20-2=-b -22,且A ,B ,C 三点共线,∴k AB =k AC ,即-2a -2=-b -22,整理得ab =2(a +b ),将该等式两边同除以2ab 得1a +1b =12.[谨记通法]1.倾斜角与斜率的关系当α∈⎣⎡⎭⎫0,π2且由0增大到π2⎝⎛⎭⎫α≠π2时,k 的值由0增大到+∞. 当α∈⎝⎛⎭⎫π2,π时,k 也是关于α的单调函数,当α在此区间内由π2⎝⎛⎭⎫α≠π2增大到π(α≠π)时,k 的值由-∞趋近于0(k ≠0).2.斜率的3种求法(1)定义法:若已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数值,一般根据k =tan α求斜率. (2)公式法:若已知直线上两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),一般根据斜率公式k =y 2-y 1x 2-x 1(x 1≠x 2)求斜率.(3)方程法:若已知直线的方程为Ax +By +C =0(B ≠0),则l 的斜率k =-AB . 考点二 直线的方程(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]求适合下列条件的直线方程:(1)经过点(4,1),且在两坐标轴上的截距相等;(2)经过点(-1,-3),倾斜角等于直线y =3x 的倾斜角的2倍; (3)经过点(3,4),且与两坐标轴围成一个等腰直角三角形. 解:(1)设直线方程在x ,y 轴上的截距均为a , 若a =0,即直线方程过点(0,0)和(4,1), ∴直线方程为y =14x ,即x -4y =0;若a ≠0,则设直线方程为x a +ya =1,∵直线方程过点(4,1),∴4a +1a =1, 解得a =5,∴直线方程为x +y -5=0.综上可知,所求直线的方程为x -4y =0或x +y -5=0.(2)由已知,设直线y =3x 的倾斜角为α ,则所求直线的倾斜角为2α. ∵tan α=3,∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=-34.又直线经过点(-1,-3),因此所求直线方程为y +3=-34(x +1),即3x +4y +15=0.(3)由题意可知,所求直线的斜率为±1. 又过点(3,4),由点斜式得y -4=±(x -3).即所求直线的方程为x -y +1=0或x +y -7=0.[由题悟法]求直线方程的2个注意点(1)在求直线方程时,应选择适当的形式,并注意各种形式的适用条件.(2)对于点斜式、截距式方程使用时要注意分类讨论思想的运用(若采用点斜式,应先考虑斜率不存在的情况;若采用截距式,应判断截距是否为零).[即时应用]求适合下列条件的直线方程:(1)经过点A (-3,3),且倾斜角为直线3x +y +1=0的倾斜角的一半的直线方程为________.(2)过点(2,1)且在x 轴上的截距与在y 轴上的截距之和为6的直线方程为________. 解析:(1)由3x +y +1=0,得此直线的斜率为-3, 所以倾斜角为120°,从而所求直线的倾斜角为60°, 所以所求直线的斜率为 3. 又直线过点A (-3,3),所以所求直线方程为y -3=3(x +3), 即3x -y +6=0.(2)由题意可设直线方程为x a +yb=1,则⎩⎪⎨⎪⎧a +b =6,2a +1b =1,解得a =b =3,或a =4,b =2. 故所求直线方程为x +y -3=0或x +2y -4=0.答案:(1)3x -y +6=0 (2)x +y -3=0或x +2y -4=0 考点三 直线方程的综合应用(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]直线方程的综合应用是常考内容之一,它常与函数、导数、不等式、圆相结合,命题多为客观题.常见的命题角度有:(1)与基本不等式相结合的最值问题;(2)与导数的几何意义相结合的问题; (3)由直线方程解决参数问题.[题点全练]角度一:与基本不等式相结合的最值问题1.过点P (2,1)作直线l ,与x 轴和y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,求: (1)△AOB 面积的最小值及此时直线l 的方程;(2)直线l 在两坐标轴上截距之和的最小值及此时直线l 的方程; (3)|PA |·|PB |的最小值及此时直线l 的方程. 解:(1)设直线l 的方程为y -1=k (x -2), 则可得A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k ). ∵直线l 与x 轴,y 轴正半轴分别交于A ,B 两点,∴⎩⎨⎧2k -1k>0,1-2k >0,得k <0.∴S △AOB =12·|OA |·|OB |=12·⎝⎛⎭⎫2-1k ·(1-2k )=12⎝⎛⎭⎫4-1k-4k ≥12⎣⎡⎦⎤4+2 ⎝⎛⎭⎫-1k ·(-4k ) =4,当且仅当-1k=-4k ,即k =-12时,△AOB 的面积有最小值4,此时直线l 的方程为y -1=-12(x -2),即x +2y -4=0.(2)∵A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k )(k <0), ∴截距之和为2-1k +1-2k =3-2k -1k ≥3+2 (-2k )·⎝⎛⎭⎫-1k =3+22,当且仅当-2k =-1k ,即k =-22时等号成立.故截距之和的最小值为3+22, 此时直线l 的方程为y -1=-22(x -2), 即x +2y -2-2=0.(3)∵A ⎝⎛⎭⎫2-1k ,0,B (0,1-2k )(k <0), ∴|PA |·|PB |=1k 2+1·4+4k 2=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-k +(-k )≥4, 当且仅当-k =-1k , 即k =-1时上式等号成立.故|PA |·|PB |的最小值为4,此时直线l 的方程为y -1=-(x -2),即x +y -3=0. 角度二:与导数的几何意义相结合的问题2.设P 为曲线C :y =x 2+2x +3上的点,且曲线C 在点P 处的切线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4,则点P 横坐标的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤-1,-12 B.[]-1,0 C .[0,1]D.⎣⎡⎦⎤12,1解析:选A 由题意知y ′=2x +2,设P (x 0,y 0), 则k =2x 0+2.因为曲线C 在点P 处的切线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎦⎤0,π4,所以0≤k ≤1,即0≤2x 0+2≤1,故-1≤x 0≤-12.角度三:由直线方程解决参数问题3.已知直线l 1:ax -2y =2a -4,l 2:2x +a 2y =2a 2+4,当0<a <2时,直线l 1,l 2与两坐标轴围成一个四边形,当四边形的面积最小时,求实数a 的值.解:由题意知直线l 1,l 2恒过定点P (2,2),直线l 1在y 轴上的截距为2-a ,直线l 2在x 轴上的截距为a 2+2,所以四边形的面积S =12×(2-a )×2+12×(a 2+2)×2=a 2-a +4=⎝⎛⎭⎫a -122+154,当a =12时,四边形的面积最小,故a =12.[通法在握]处理直线方程综合应用的2大策略(1)含有参数的直线方程可看作直线系方程,这时要能够整理成过定点的直线系,即能够看出“动中有定”.(2)求解与直线方程有关的最值问题,先求出斜率或设出直线方程,建立目标函数,再利用基本不等式求解最值.[演练冲关]1.设m ∈R ,过定点A 的动直线x +my =0和过定点B 的动直线mx -y -m +3=0交于点P (x ,y ),则|PA |·|PB |的最大值是________.解析:易求定点A (0,0),B (1,3).当P 与A 和B 均不重合时,因为P 为直线x +my =0与mx -y -m +3=0的交点,且易知两直线垂直,则PA ⊥PB ,所以|PA |2+|PB |2=|AB |2=10,所以|PA |·|PB |≤|PA |2+|PB |22=5(当且仅当|PA |=|PB |=5时,等号成立),当P 与A 或B 重合时,|PA |·|PB |=0,故|PA |·|PB |的最大值是5.答案:52.已知直线l :kx -y +1+2k =0(k ∈R ). (1)证明:直线l 过定点;(2)若直线l 不经过第四象限,求k 的取值范围;(3)若直线l 交x 轴负半轴于点A ,交y 轴正半轴于点B ,O 为坐标原点,设△AOB 的面积为S ,求S 的最小值及此时直线l 的方程.解:(1)证明:直线l 的方程可化为y =k (x +2)+1,故无论k 取何值,直线l 总过定点(-2,1).(2)直线l 的方程为y =kx +2k +1,则直线l 在y 轴上的截距为2k +1,要使直线l 不经过第四象限,则⎩⎪⎨⎪⎧k ≥0,1+2k ≥0,解得k ≥0,故k 的取值范围为[)0,+∞.(3)依题意,直线l 在x 轴上的截距为-1+2kk ,在y 轴上的截距为1+2k ,∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1+2k k ,0,B (0,1+2k ).又-1+2kk <0且1+2k >0,∴k >0.故S =12|OA ||OB |=12×1+2k k ×(1+2k )=12⎝⎛⎭⎫4k +1k +4≥12(4+4)=4, 当且仅当4k =1k ,即k =12时取等号.故S 的最小值为4,此时直线l 的方程为x -2y +4=0.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2019·金华一中模拟)直线x +(a 2+1)y +1=0的倾斜角的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π4 B.⎣⎡⎭⎫3π4,π C.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫π2,π D.⎣⎡⎭⎫π4,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π 解析:选B 由直线方程可知斜率k =-1a 2+1,设倾斜角为α,则tan α=-1a 2+1,而-1≤-1a 2+1<0,∴-1≤tan α<0,又∵α∈[0,π),∴3π4≤α<π,故选B.2.直线x sin α+y +2=0的倾斜角的取值范围是( ) A .[0,π) B.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π C.⎣⎡⎦⎤0,π4 D.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫π2,π 解析:选B 设直线的倾斜角为θ,则有tan θ=-sin α,其中sin α∈[-1,1].又θ∈[0,π),所以0≤θ≤π4或3π4≤θ<π.3.(2018·湖州质检)若直线l 与直线y =1,x =7分别交于点P ,Q ,且线段P Q 的中点坐标为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A.13 B .-13C .-32D.23解析:选B 依题意,设点P (a,1),Q (7,b ),则有⎩⎪⎨⎪⎧a +7=2,b +1=-2,解得a =-5,b =-3,从而可得直线l 的斜率为-3-17+5=-13.4.如图中的直线l1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则( ) A .k 1<k 2<k 3B .k 3<k 1<k 2C .k 3<k 2<k 1D .k 1<k 3<k 2解析:选D 直线l 1的倾斜角α1是钝角,故k 1<0,直线l 2与l 3的倾斜角α2与α3均为锐角且α2>α3,所以0<k 3<k 2,因此k 1<k 3<k 2,故选D.5.(2018·豫西五校联考)曲线y =x 3-x +5上各点处的切线的倾斜角的取值范围为________.解析:设曲线上任意一点处的切线的倾斜角为θ(θ∈[0,π)), 因为y ′=3x 2-1≥-1,所以tan θ≥-1, 结合正切函数的图象可知, θ的取值范围为⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π. 答案:⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫3π4,π 二保高考,全练题型做到高考达标1.已知A (-1,1),B (3,1),C (1,3),则△ABC 的BC 边上的高所在直线方程为( ) A .x +y =0 B .x -y +2=0 C .x +y +2=0D .x -y =0解析:选B 因为B (3,1),C (1,3), 所以k BC =3-11-3=-1,故BC 边上的高所在直线的斜率k =1,又高线经过点A ,所以其直线方程为x -y +2=0.2.已知直线l 的斜率为3,在y 轴上的截距为另一条直线x -2y -4=0的斜率的倒数,则直线l 的方程为( )A .y =3x +2B .y =3x -2C .y =3x +12D .y =-3x +2 解析:选A ∵直线x -2y -4=0的斜率为12,∴直线l 在y 轴上的截距为2,∴直线l 的方程为y =3x +2,故选A.3.(2018·温州五校联考)在同一平面直角坐标系中,直线l 1:ax +y +b =0和直线l 2:bx +y +a =0的图象可能是( )解析:选B 当a >0,b >0时,-a <0,-b <0,选项B 符合.4.若直线x -2y +b =0与两坐标轴所围成的三角形的面积不大于1,那么b 的取值范围是( )A .[-2,2]B .(-∞,-2]∪[2,+∞)C .[-2,0)∪(0,2]D .(-∞,+∞)解析:选C 令x =0,得y =b 2,令y =0,得x =-b ,所以所求三角形面积为12⎪⎪⎪⎪b 2|-b |=14b 2,且b ≠0,因为14b 2≤1,所以b 2≤4,所以b 的取值范围是[-2,0)∪(0,2]. 5.函数y =a 1-x (a >0,a ≠1)的图象恒过定点A ,若点A 在mx +ny -1=0(mn >0)上,则1m +1n 的最小值为( )A .2B .4C .8D .1解析:选B ∵函数y =a 1-x (a >0,a ≠1)的图象恒过定点A (1,1). ∴把A (1,1)代入直线方程得m +n =1(mn >0). ∴1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n (m +n )=2+n m +m n ≥2+2 n m ·m n =4(当且仅当m =n =12时取等号), ∴1m +1n 的最小值为4.6.(2018·温州调研)已知三角形的三个顶点为A (-5,0),B (3,-3),C (0,2),则BC 边上中线所在的直线方程为________.解析:∵BC 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫32,-12,∴BC 边上中线所在直线方程为y -0-12-0=x +532+5,即x+13y +5=0.答案:x +13y +5=07.若直线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________________.解析: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),∴所求直线方程为2x +3y +12=0.答案:2x +3y +12=08.若圆x 2+y 2+2x -6y +1=0关于直线ax -by +3=0(a >0,b >0)对称,则1a +3b 的最小值是________.解析:由圆x 2+y 2+2x -6y +1=0知其标准方程为(x +1)2+(y -3)2=9, ∵圆x 2+y 2+2x -6y +1=0关于直线ax -by +3=0(a >0,b >0)对称, ∴该直线经过圆心(-1,3),即-a -3b +3=0, ∴a +3b =3(a >0,b >0). ∴1a +3b =13(a +3b )⎝⎛⎭⎫1a +3b =13⎝⎛⎭⎫1+3a b +3b a +9≥13⎝⎛⎭⎫10+23a b ·3b a =163, 当且仅当3b a =3ab ,即a =b 时取等号. 故1a +3b 的最小值是163.答案:1639.已知直线l 与两坐标轴围成的三角形的面积为3,分别求满足下列条件的直线l 的方程:(1)过定点A (-3,4); (2)斜率为16.解:(1)设直线l 的方程为y =k (x +3)+4,它在x 轴,y 轴上的截距分别是-4k -3,3k +4, 由已知,得(3k +4)⎝⎛⎭⎫4k +3=±6,解得k 1=-23或k 2=-83.故直线l 的方程为2x +3y -6=0或8x +3y +12=0.(2)设直线l 在y 轴上的截距为b ,则直线l 的方程是y =16x +b ,它在x 轴上的截距是-6b ,由已知,得|-6b ·b |=6,∴b =±1.∴直线l 的方程为x -6y +6=0或x -6y -6=0.10.如图,射线OA ,OB 分别与x 轴正半轴成45°和30°角,过点P (1,0)的直线AB 分别交OA ,OB 于A ,B 两点,当AB 的中点C 恰好落在直线y =12x 上时,求直线AB 的方程.解:由题意可得k OA =tan 45°=1, k OB =tan(180°-30°)=-33, 所以直线l OA :y =x ,l OB :y =-33x . 设A (m ,m ),B (-3n ,n ),所以AB 的中点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫m -3n 2,m +n 2,由点C 在直线y =12x 上,且A ,P ,B 三点共线得⎩⎨⎧m +n 2=12·m -3n2,m -0m -1=n -0-3n -1,解得m =3,所以A (3,3). 又P (1,0),所以k AB =k AP =33-1=3+32,所以l AB :y =3+32(x -1),即直线AB 的方程为(3+3)x -2y -3-3=0.三上台阶,自主选做志在冲刺名校 1.已知曲线y =1e x+1,则曲线的切线中斜率最小的直线与两坐标轴所围成的三角形的面积为________.解析:y ′=-e x(e x +1)2=-1e x +1ex +2, 因为e x >0,所以e x +1e x ≥2e x ·1e x =2(当且仅当e x =1e x ,即x =0时取等号),所以e x +1ex+2≥4,故y ′=-1e x +1ex +2≥-14(当且仅当x =0时取等号).所以当x =0时,曲线的切线斜率取得最小值,此时切点的坐标为⎝⎛⎭⎫0,12,切线的方程为y -12=-14(x -0),即x +4y -2=0.该切线在x 轴上的截距为2,在y 轴上的截距为12,所以该切线与两坐标轴所围成的三角形的面积S =12×2×12=12.答案:122.已知直线l 过点P (3,2),且与x 轴、y 轴的正半轴分别交于A ,B 两点,如图所示,当△ABO 的面积取最小值时,求直线l 的方程.解:法一:设A (a,0),B (0,b )(a >0,b >0), 则直线l 的方程为x a +yb =1.因为l 过点P (3,2),所以3a +2b =1.因为1=3a +2b ≥26ab ,整理得ab ≥24,所以S △ABO =12ab ≥12,当且仅当3a =2b ,即a =6,b =4时取等号. 此时直线l 的方程是x 6+y4=1,即2x +3y -12=0.法二:依题意知,直线l 的斜率k 存在且k <0, 可设直线l 的方程为y -2=k (x -3)(k <0), 则A ⎝⎛⎭⎫3-2k ,0,B (0,2-3k ), S △ABO =12(2-3k )⎝⎛⎭⎫3-2k =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+(-9k )+4-k≥12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12+2 (-9k )·4-k=12×(12+12)=12, 当且仅当-9k =4-k,即k =-23时,等号成立.所以所求直线l 的方程为2x +3y -12=0.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1.(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-3 D.-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4a2+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=02 21.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 =-a b +2x -4b +2和y =-a b -2x +3b -2,此时两直线的斜率分别为-ab +2,-ab -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+2 6a 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[提醒] 在判断两直线位置关系时,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,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 +1)2+(b -1)2,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=0B .x -2y -3=0C .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=(4-0)2+(-5-7)2=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 +c 2=0, 又两平行直线之间的距离为21313, 所以⎪⎪⎪⎪c 2+132+(-2)2=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.722B.922C.1122D.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=8.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+2)2+(2-0)2=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+(-1-3)2=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________.。
高中数学必修二平面解析几何知识点梳理教学内容
高中数学必修二平面解析几何知识点梳理平面解析几何1.直线的倾斜角与斜率:(1)直线的倾斜角:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线,如果把x 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为α叫做直线的倾斜角.倾斜角)180,0[︒∈α,︒=90α斜率不存在.(2)直线的斜率:αtan ),(211212=≠--=k x x x x y y k .(111(,)P x y 、222(,)P x y ). 2.直线方程的五种形式:(1)点斜式:)(11x x k y y -=- (直线l 过点),(111y x P ,且斜率为k ).注:当直线斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为0x x =.(2)斜截式:b kx y += (b 为直线l 在y 轴上的截距).(3)两点式:121121x x x x y y y y --=-- (12y y ≠,12x x ≠). 注:① 不能表示与x 轴和y 轴垂直的直线;② 方程形式为:0))(())((112112=-----x x y y y y x x 时,方程可以表示任意直线.(4)截距式:1=+by a x (b a ,分别为x 轴y 轴上的截距,且0,0≠≠b a ). 注:不能表示与x 轴垂直的直线,也不能表示与y 轴垂直的直线,特别是不能表示过原点的直线.(5)一般式:0=++C By Ax (其中A 、B 不同时为0). 一般式化为斜截式:B C x B A y --=,即,直线的斜率:BA k -=. 注:(1)已知直线纵截距b ,常设其方程为y kx b =+或0x =.已知直线横截距0x ,常设其方程为0x my x =+(直线斜率k 存在时,m 为k 的倒数)或0y =.已知直线过点00(,)x y ,常设其方程为00()y k x x y =-+或0x x =.(2)解析几何中研究两条直线位置关系时,两条直线有可能重合;立体几何中两条直线一般不重合.3.直线在坐标轴上的截矩可正,可负,也可为0.(1)直线在两坐标轴上的截距相等....⇔直线的斜率为1-或直线过原点.(2)直线两截距互为相反数.......⇔直线的斜率为1或直线过原点.(3)直线两截距绝对值相等.......⇔直线的斜率为1±或直线过原点.4.两条直线的平行和垂直:(1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+① 212121,//b b k k l l ≠=⇔; ② 12121l l k k ⊥⇔=-.(2)若0:1111=++C y B x A l ,0:2222=++C y B x A l ,有① 1221122121//C A C A B A B A l l ≠=⇔且.② 0212121=+⇔⊥B B A A l l .5.平面两点距离公式:(111(,)P x y 、222(,)P x y ),22122121)()(y y x x P P -+-=.x 轴上两点间距离:A B x x AB -=.线段21P P 的中点是),(00y x M ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=22210210y y y x x x . 6.点到直线的距离公式:点),(00y x P 到直线0=++C By Ax l :的距离:2200B A C By Ax d +++=. 7.两平行直线间的距离:两条平行直线002211=++=++C By Ax l C By Ax l :,:距离:2221B A C C d +-=.8.直线系方程:(1)平行直线系方程:① 直线y kx b =+中当斜率k 一定而b 变动时,表示平行直线系方程..② 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为10Ax By C ++=.③ 过点00(,)P x y 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为:00()()0A x x B y y -+-=.(2)垂直直线系方程:① 与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为10Bx Ay C -+=.② 过点00(,)P x y 与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为:00()()0B x x A y y ---=.(3)定点直线系方程:① 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()y y k x x -=-(除直线0x x =),其中k 是待定的系数.② 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()()0A x x B y y -+-=,其中,A B 是待定的系数.(4)共点直线系方程:经过两直线0022221111=++=++C y B x A l C y B x A l :,:交点的直线系方程为0)(222111=+++++C y B x A C y B x A λ (除2l ),其中λ是待定的系数.9.曲线1:(,)0C f x y =与2:(,)0C g x y =的交点坐标⇔方程组{(,)0(,)0f x y g x y ==的解.10.圆的方程:(1)圆的标准方程:222)()(r b y a x =-+-(0>r ).(2)圆的一般方程:)04(02222>-+=++++F E D F Ey Dx y x .(3)圆的直径式方程:若),(),(2211y x B y x A ,,以线段AB 为直径的圆的方程是:0))(())((2121=--+--y y y y x x x x .注:(1)在圆的一般方程中,圆心坐标和半径分别是)2,2(E D --,F E D r 42122-+=. (2)一般方程的特点:① 2x 和2y 的系数相同且不为零;② 没有xy 项; ③ 0422>-+F E D(3)二元二次方程022=+++++F Ey Dx Cy Bxy Ax 表示圆的等价条件是:① 0≠=C A ; ② 0=B ; ③ 0422>-+AF E D .11.圆的弦长的求法:(1)几何法:当直线和圆相交时,设弦长为l ,弦心距为d ,半径为r ,则:“半弦长2+弦心距2=半径2”——222)2(r d l =+;(2)代数法:设l 的斜率为k ,l 与圆交点分别为),(),(2211y x B y x A ,,则||11||1||22B A B A y y k x x k AB -+=-+= (其中|||,|2121y y x x --的求法是将直线和圆的方程联立消去y 或x ,利用韦达定理求解)12.点与圆的位置关系:点),(00y x P 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种①P 在在圆外22020)()(r b y a x r d >-+-⇔>⇔.②P 在在圆内22020)()(r b y a x r d <-+-⇔<⇔.③P 在在圆上22020)()(r b y a x r d =-+-⇔=⇔. 【P 到圆心距离2200()()d a x b y =-+-】13.直线与圆的位置关系:直线0=++C By Ax 与圆222)()(r b y a x =-+-的位置关系有三种(22BA CBb Aa d +++=):圆心到直线距离为d ,由直线和圆联立方程组消去x (或y )后,所得一元二次方程的判别式为∆.0<∆⇔⇔>相离r d ;0=∆⇔⇔=相切r d ;0>∆⇔⇔<相交r d .14.两圆位置关系:设两圆圆心分别为21,O O ,半径分别为21,r r ,d O O =21条公切线外离421⇔⇔+>r r d ; 无公切线内含⇔⇔-<21r r d ;条公切线外切321⇔⇔+=r r d ;条公切线内切121⇔⇔-=r r d ; 条公切线相交22121⇔⇔+<<-r r d r r .15.圆系方程:)04(02222>-+=++++F E D F Ey Dx y x(1)过直线0=++C By Ax l :与圆C :022=++++F Ey Dx y x 的交点的圆系方程:0)(22=+++++++C By Ax F Ey Dx y x λ,λ是待定的系数.(2)过圆1C :011122=++++F y E x D y x 与圆2C :022222=++++F y E x D y x 的交点的圆系方程:0)(2222211122=+++++++++F y E x D y x F y E x D y x λ,λ是待定的系数.特别地,当1λ=-时,2222111222()0x y D x E y F x y D x E y F λ+++++++++=就是 121212()()()0D D x E E y F F -+-+-=表示两圆的公共弦所在的直线方程,即过两圆交点的直线.16.圆的切线方程:(1)过圆222r y x =+上的点),(00y x P 的切线方程为:200r y y x x =+.(2)过圆222)()(r b y a x =-+-上的点),(00y x P 的切线方程为:200))(())((r b y b y a x a x =--+-- .(3)当点),(00y x P 在圆外时,可设切方程为)(00x x k y y -=-,利用圆心到直线距离等于半径,即r d =,求出k ;或利用0=∆,求出k .若求得k 只有一值,则还有一条斜率不存在的直线0x x =.17.把两圆011122=++++F y E x D y x 与022222=++++F y E x D y x 方程相减即得相交弦所在直线方程:0)()()(212121=-+-+-F F y E E x D D .18.对称问题:(1)中心对称:① 点关于点对称:点),(11y x A 关于),(00y x M 的对称点)2,2(1010y y x x A --.② 直线关于点对称:法1:在直线上取两点,利用中点公式求出两点关于已知点对称的两点坐标,由两点式求直线方程.法2:求出一个对称点,在利用21//l l 由点斜式得出直线方程.(2)轴对称:① 点关于直线对称:点与对称点连线斜率是已知直线斜率的负倒数,点与对称点的中点在直线上.点 A A '、关于直线l 对称⎩⎨⎧''⇔上中点在⊥l A A l A A ⎩⎨⎧'-=⇔'方程中点坐标满足·l A A k k l A A 1 . ② 直线关于直线对称:(设b a ,关于l 对称)法1:若b a ,相交,求出交点坐标,并在直线a 上任取一点,求该点关于直线l 的对称点.若l a //,则l b //,且b a ,与l 的距离相等.法2:求出a 上两个点B A ,关于l 的对称点,在由两点式求出直线的方程.(3)点(a , b )关于x 轴对称:(a ,- b )、关于y 轴对称:(-a , b )、关于原点对称:(-a ,- b )、点(a , b )关于直线y=x 对称:(b , a )、关于y=- x 对称:(-b ,- a )、关于y = x +m 对称:(b -m 、a +m )、关于y=-x+m 对称:(-b+m 、-a+m ) .19.若),(),(),(332211y x C y x B y x A ,,,则△ABC 的重心G 的坐标是⎪⎭⎫ ⎝⎛++++33321321y y y x x x ,. 20.各种角的范围:直线的倾斜角 ︒<≤︒1800α 两条相交直线的夹角 ︒≤<︒900α两条异面线所成的角︒0α︒90<≤。
高中数学解析几何知识点总结
高中数学解析几何知识点总结一、平面解析几何在平面解析几何中,我们主要研究平面上的点、直线、圆、曲线等几何对象。
平面解析几何的基本思想是用代数方法研究几何问题,通过建立坐标系和引入坐标变量的方法,将几何问题转化为代数问题进行研究。
在平面解析几何中,有一些重要的知识点需要掌握,下面我们将逐一进行讲解。
1. 坐标系坐标系是平面解析几何的基本工具,它通过数轴的方式将平面上的点和几何对象进行了定位。
常见的坐标系有直角坐标系和极坐标系两种。
直角坐标系是由水平轴和垂直轴组成的,水平轴称为x轴,垂直轴称为y轴。
平面上的每个点通过它的横坐标x和纵坐标y来确定,就可以唯一确定一个点的位置。
例如,点A(x,y)表示了点A在坐标系中的位置。
极坐标系是以原点O和一条射线作为坐标轴,用点到原点的距离r和与射线的夹角θ来表示点的位置。
在极坐标系中,点的坐标表示为(r,θ)。
2. 直线的方程在直角坐标系中,直线可以用方程y=ax+b或者y=kx+b来表示,其中a、b、k为常数。
当a≠0时,直线的方程为y=ax+b,a称为直线的斜率,b称为直线的截距;当a=0时,直线的方程为y=b,其斜率为0,直线与y轴平行。
另外,直线还可以用斜截式、截距式、两点式等来表示,学生需要灵活掌握不同表示方法,并能够相互转化。
3. 圆的方程在平面解析几何中,圆是一个重要的几何对象,它的方程可以用不同的形式表示。
在直角坐标系中,圆的方程一般写为(x-a)²+(y-b)²=r²,其中(a,b)为圆心的坐标,r为圆的半径。
4. 曲线的方程除了直线和圆之外,学生还需要学习其他曲线的方程,如抛物线、椭圆、双曲线等。
这些曲线都有各自的方程形式,在解析几何中有着重要的应用。
5. 解析几何的基本性质和定理在学习平面解析几何时,学生还需要掌握一些基本的性质和定理,如两点间的距离公式、直线的斜率公式、直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系等。
高中数学中的平面解析几何知识点总结
高中数学中的平面解析几何知识点总结高中数学中的平面解析几何是一个重要的知识板块,它将代数与几何巧妙地结合在一起,为我们解决几何问题提供了全新的思路和方法。
下面就让我们一起来详细梳理一下平面解析几何的相关知识点。
一、直线1、直线的方程点斜式:若直线过点\((x_0,y_0)\),斜率为\(k\),则直线方程为\(y y_0 = k(x x_0)\)。
斜截式:若直线斜率为\(k\),在\(y\)轴上的截距为\(b\),则直线方程为\(y = kx + b\)。
两点式:若直线过点\((x_1,y_1)\)和\((x_2,y_2)\),则直线方程为\(\frac{y y_1}{y_2 y_1} =\frac{x x_1}{x_2 x_1}\)。
截距式:若直线在\(x\)轴、\(y\)轴上的截距分别为\(a\)、\(b\)(\(a\neq 0\),\(b\neq 0\)),则直线方程为\(\frac{x}{a} +\frac{y}{b} = 1\)。
一般式:\(Ax + By + C = 0\)(\(A\)、\(B\)不同时为\(0\))。
2、直线的位置关系平行:两条直线\(y_1 = k_1x + b_1\)和\(y_2 = k_2x + b_2\)平行,当且仅当\(k_1 = k_2\)且\(b_1 \neq b_2\);对于一般式直线\(A_1x + B_1y + C_1 = 0\)和\(A_2x + B_2y + C_2 = 0\)平行,当且仅当\(A_1B_2 A_2B_1 = 0\)且\(A_1C_2 A_2C_1 \neq0\)。
垂直:两条直线\(y_1 = k_1x + b_1\)和\(y_2 = k_2x + b_2\)垂直,当且仅当\(k_1k_2 =-1\);对于一般式直线\(A_1x + B_1y + C_1 = 0\)和\(A_2x + B_2y + C_2 = 0\)垂直,当且仅当\(A_1A_2 + B_1B_2 = 0\)。
2024年高考数学总复习第九章《平面解析几何》两条直线的位置关系
2024年高考数学总复习第九章《平面解析几何》§9.2两条直线的位置关系最新考纲1.能根据斜率判定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.探索并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1x +B 1y +C 1=0,2x +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 1)2+(y 2-y 1)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.概念方法微思考1.若两条直线l 1与l 2垂直,则它们的斜率有什么关系?提示当两条直线l 1与l 2的斜率都存在时,12l l k k ⋅=-1;当两条直线中一条直线的斜率为0,另一条直线的斜率不存在时,l 1与l 2也垂直.2.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什么?提示(1)将方程化为最简的一般形式.(2)利用两平行线之间的距离公式时,应使两平行线方程中x ,y 的系数分别对应相等.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(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)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.(√)(3)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k2.(×)(4)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.(√)(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.(√)题组二教材改编2.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 .2-2 C.2-1D.2+1答案C 解析由题意得|a -2+3|1+1=1.解得a =-1+2或a =-1- 2.∵a >0,∴a =-1+ 2.3.已知P (-2,m ),Q (m,4),且直线PQ 垂直于直线x +y +1=0,则m =________.答案1解析由题意知m -4-2-m=1,所以m -4=-2-m ,所以m =1.4.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________.答案-9解析=2x ,+y =3,=1,=2.所以点(1,2)满足方程mx +2y +5=0,即m ×1+2×2+5=0,所以m =-9.题组三易错自纠5.直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则m 等于()A .2B .-3C .2或-3D .-2或-3答案C解析直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则有2m =m +13≠4-2m =2或-3.故选C.6.直线2x +2y +1=0,x +y +2=0之间的距离是______.答案324解析先将2x +2y +1=0化为x +y +12=0,则两平行线间的距离为d =|2-12|2=324.7.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已知直线l 1:ax +2y +6=0和直线l 2:x +(a -1)y +a 2-1=0.(1)试判断l 1与l 2是否平行;(2)当l 1⊥l 2时,求a 的值.解(1)方法一当a =1时,l 1:x +2y +6=0,l 2:x =0,l 1不平行于l 2;当a =0时,l 1:y =-3,l 2:x -y -1=0,l 1不平行于l 2;当a ≠1且a ≠0时,两直线可化为l 1:y =-a2x -3,l 2:y =11-ax -(a +1),l 1∥l 2-a2=11-a ,3≠-(a +1),解得a =-1,综上可知,当a=-1时,l1∥l2,a≠-1时,l1与l2不平行.方法二由A1B2-A2B1=0,得a(a-1)-1×2=0,由A1C2-A2C1≠0,得a(a2-1)-1×6≠0,∴l1∥l2(a-1)-1×2=0,(a2-1)-1×6≠0,2-a-2=0,(a2-1)≠6,可得a=-1,故当a=-1时,l1∥l2.a≠-1时,l1与l2不平行.(2)方法一当a=1时,l1:x+2y+6=0,l2:x=0,l1与l2不垂直,故a=1不成立;当a=0时,l1:y=-3,l2:x-y-1=0,l1不垂直于l2,故a=0不成立;当a≠1且a≠0时,l1:y=-a2x-3,l2:y=11-ax-(a+1),·11-a=-1,得a=23.方法二由A1A2+B1B2=0,得a+2(a-1)=0,可得a=23.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.跟踪训练1(1)(2018·潍坊模拟)直线l1:(3+m)x+4y=5-3m,l2:2x+(5+m)y=8,则“m=-1或m=-7”是“l1∥l2”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解析由题意,当直线l1∥l2时,满足3+m2=45+m≠5-3m8,解得m=-7,所以“m=-1或m=-7”是“l1∥l2”的必要不充分条件,故选B.(2)(2018·青岛模拟)已知两条直线l1:ax-by+4=0和l2:(a-1)x+y+b=0,求满足下列条件的a,b的值.①l1⊥l2,且直线l1过点(-3,-1);②l 1∥l 2,且坐标原点到这两条直线的距离相等.解①∵l 1⊥l 2,∴a (a -1)-b =0,又∵直线l 1过点(-3,-1),∴-3a +b +4=0.故a =2,b =2.②∵直线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 .又∵坐标原点到这两条直线的距离相等,∴l 1,l 2在y 轴上的截距互为相反数,即4b=b .故a =2,b =-2或a =23,b =2.题型二两直线的交点与距离问题1.(2018·西宁调研)若直线l 与两直线y =1,x -y -7=0分别交于M ,N 两点,且MN 的中点是P (1,-1),则直线l 的斜率是()A .-23 B.23C .-32D.32答案A解析由题意,设直线l 的方程为y =k (x -1)-1,分别与y =1,x -y -7=0联立解得1,又因为MN 的中点是P (1,-1),所以由中点坐标公式得k =-23.2.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.185C.2910D.295答案C解析因为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2910.3.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________.答案-16,解析方法一=kx +2k +1,=-12x +2,=2-4k 2k +1,=6k +12k +1.(若2k +1=0,即k =-12,则两直线平行)∴又∵交点位于第一象限,,,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 P A <k <k PB .∵k P A =-16,k PB =12.∴-16<k <12.4.已知A (4,-3),B (2,-1)和直线l :4x +3y -2=0,若在坐标平面内存在一点P ,使|PA |=|PB |,且点P 到直线l 的距离为2,则P点坐标为________________.答案(1,-4)解析设点P 的坐标为(a ,b ).∵A (4,-3),B (2,-1),∴线段AB 的中点M 的坐标为(3,-2).而AB 的斜率k AB =-3+14-2=-1,∴线段AB 的垂直平分线方程为y +2=x -3,即x -y -5=0.∵点P (a ,b )在直线x -y -5=0上,∴a -b -5=0.①又点P (a ,b )到直线l :4x +3y -2=0的距离为2,∴|4a +3b -2|42+32=2,即4a +3b -2=±10,②由①②a =1,b =-4a =277,b =-87.∴所求点P 的坐标为(1,-4)277,-87思维升华(1)求过两直线交点的直线方程的方法先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.题型三对称问题命题点1点关于点中心对称例2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 .33B .6C .210D .25答案C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 |=62+22=210.命题点3直线关于直线的对称问题例4直线2x -y +3=0关于直线x -y +2=0对称的直线方程是______________.答案x -2y +3=0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),-y +y 02+2=0,(y -y 0),0=y -2,0=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.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 ′)′=2a -x ,′=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1,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.跟踪训练2已知直线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)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 ′+y 2+3=0.②由①②′=-4x +3y -95,③′=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.妙用直线系求直线方程在求解直线方程的题目中,可采用设直线系方程的方式简化运算,常见的直线系有平行直线系,垂直直线系和过直线交点的直线系.一、平行直线系例1求与直线3x +4y +1=0平行且过点(1,2)的直线l 的方程.解由题意,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=0.二、垂直直线系例2求经过A (2,1),且与直线2x +y -10=0垂直的直线l 的方程.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 =0,又直线过点A (2,1),所以有2-2×1+C =0,解得C =0,即所求直线方程为x -2y =0.三、过直线交点的直线系例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.解方法一-2y +4=0,+y -2=0,得P (0,2).∵l 3的斜率为34,且l ⊥l 3,∴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=0.1.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解析直线2x +y +m =0的斜率k 1=-2,直线x +2y +n =0的斜率k 2=-12,则k 1≠k 2,且k 1k 2≠-1.故选C.2.已知直线l 1:x +my +7=0和l 2:(m -2)x +3y +2m =0互相平行,则实数m 等于()A .-1或3B .-1C .-3D .1或-3答案A解析当m =0时,显然不符合题意;当m ≠0时,由题意得,m -21=3m ≠2m7,解得m =-1或m =3,故选A.3.已知过点A (-2,m )和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 .8答案A解析因为l 1∥l 2,所以k AB =4-mm +2=-2.解得m =-8.又因为l 2⊥l 3,所以-1n ×(-2)=-1,解得n =-2,所以m +n =-10.4.过点M (-3,2),且与直线x +2y -9=0平行的直线方程是()A .2x -y +8=0B .x -2y +7=0C .x +2y +4=0D .x +2y -1=0答案D 解析方法一因为直线x +2y -9=0的斜率为-12,所以与直线x +2y -9=0平行的直线的斜率为-12,又所求直线过M (-3,2),所以所求直线的点斜式方程为y -2=-12(x +3),化为一般式得x +2y -1=0.故选D.方法二由题意,设所求直线方程为x +2y +c =0,将M (-3,2)代入,解得c =-1,所以所求直线为x +2y -1=0.故选D.5.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之间的距离为()A.423B .42 C.823D .22答案C解析∵l 1∥l 2,∴a ≠2且a ≠0,∴1a -2=a 3≠62a,解得a =-1,∴l 1与l 2的方程分别为l 1:x -y +6=0,l 2:x -y +23=0,∴l 1与l 2的距离d =|6-23|2=823.6.已知直线l1:y=2x+3,直线l2与l1关于直线y=-x对称,则直线l2的斜率为()A.1 2B.-12C.2D.-2答案A解析直线y=2x+3与y=-x的交点为A(-1,1),而直线y=2x+3上的点(0,3)关于y=-x的对称点为B(-3,0),而A,B两点都在l2上,所以kl2=1-0-1-(-3)=12.7.已知直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,若l1⊥l2,则a=________,此时点P的坐标为________.答案1(3,3)解析∵直线l1:ax+y-6=0与l2:x+(a-2)y+a-1=0相交于点P,且l1⊥l2,∴a×1+1×(a-2)=0,即a=1+y-6=0,-y=0,易得x=3,y=3,∴P(3,3).8.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34 5解析由题意可知,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,2×7+m2-3,=-12,=35,=315,故m+n=34 5 .9.直线l1:y=2x+3关于直线l:y=x+1对称的直线l2的方程为______________.答案x-2y=0解析=2x+3,=x+1,解得直线l1与l的交点坐标为(-2,-1),所以可设直线l2的方程为y+1=k(x+2),即kx-y+2k-1=0.在直线l上任取一点(1,2),由题设知点(1,2)到直线l1,l2的距离相等,由点到直线的距离公式得|k -2+2k -1|k 2+1=|2-2+3|22+1,解得k =12(k =2舍去),所以直线l 2的方程为x -2y =0.10.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 ′,=-1,-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=0.11.已知方程(2+λ)x -(1+λ)y -2(3+2λ)=0与点P (-2,2).(1)证明:对任意的实数λ,该方程都表示直线,且这些直线都经过同一定点,并求出这一定点的坐标;(2)证明:该方程表示的直线与点P 的距离d 小于42.(1)解显然2+λ与-(1+λ)不可能同时为零,故对任意的实数λ,该方程都表示直线.∵方程可变形为2x -y -6+λ(x -y -4)=0,x -y -6=0,-y -4=0,=2,=-2,故直线经过的定点为M (2,-2).(2)证明过P 作直线的垂线段PQ ,由垂线段小于斜线段知|PQ |≤|PM |,当且仅当Q 与M 重合时,|PQ |=|PM |,此时对应的直线方程是y +2=x -2,即x -y -4=0.但直线系方程唯独不能表示直线x -y -4=0,∴M 与Q 不可能重合,而|PM |=42,∴|PQ |<42,故所证成立.12.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 =7510,所以|a +12|5=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 +12|5,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=0,0=-3,0=12,(舍去)联立方程2x 0-y 0+116=0和x 0-2y 0+4=0,=19,0=3718.所以存在点P 13.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)答案C解析设A(-4,2)关于直线y=2x的对称点为(x,y),则2=-1,2×-4+x2,解得=4,=-2,∴BC所在直线方程为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所在直线方程为y-2=3-2-1-(-4)(x+4),即x-3y+10=0.x+y-10=0,-3y+10=0,=2,=4,则C(2,4).故选C.14.若三条直线y=2x,x+y=3,mx+ny+5=0相交于同一点,则点(m,n)到原点的距离的最小值为()A.5B.6C.23D.25答案A解析=2x,+y=3,解得x=1,y=2.把(1,2)代入mx+ny+5=0可得,m+2n+5=0.∴m=-5-2n.∴点(m,n)到原点的距离d=m2+n2=(5+2n)2+n2=5(n+2)2+5≥5,当n=-2,m=-1时取等号.∴点(m,n)到原点的距离的最小值为 5.15.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知△ABC的顶点A (1,0),B (0,2),且AC =BC ,则△ABC 的欧拉线的方程为()A .4x +2y +3=0B .2x -4y +3=0C .x -2y +3=0D .2x -y +3=0答案B解析因为AC =BC ,所以欧拉线为AB 的中垂线,又A (1,0),B (0,2),故AB k AB =-2,故AB 的中垂线方程为y -1即2x -4y +3=0.16.在平面直角坐标系xOy 中,将直线l 沿x 轴正方向平移3个单位长度,沿y 轴正方向平移5个单位长度,得到直线l 1.再将直线l 1沿x 轴正方向平移1个单位长度,沿y 轴负方向平移2个单位长度,又与直线l 重合.若直线l 与直线l 1关于点(2,4)对称,求直线l 的方程.解由题意知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =kx +b ,将直线l 沿x 轴正方向平移3个单位长度,沿y 轴正方向平移5个单位长度,得到直线l 1:y =k (x -3)+5+b ,将直线l 1沿x 轴正方向平移1个单位长度,沿y 轴负方向平移2个单位长度,则平移后的直线方程为y =k (x -3-1)+b +5-2,即y =kx +3-4k +b ,∴b =3-4k +b ,解得k =34,∴直线l 的方程为y =34x +b ,直线l 1为y =34x +114+b ,取直线l 上的一点,b P 关于点(2,4)-m ,8-b ∴8-b -3m 4=34(4-m )+b +114,解得b =98.∴直线l 的方程是y =34x +98,即6x -8y +9=0.。
高中平面解析几何知识点总结 (1)
高中平面解析几何知识点总结一.直线部分1.直线的倾斜角与斜率:(1)直线的倾斜角:在平面直角坐标系中,对于一条与x 轴相交的直线,如果把x 轴绕着交点按逆时针方向旋转到和直线重合时所转的最小正角记为α叫做直线的倾斜角. 倾斜角)180,0[︒∈α,︒=90α斜率不存在.(2)直线的斜率:αtan ),(211212=≠--=k x x x x y y k .两点坐标为111(,)P x y 、222(,)P x y .2.直线方程的五种形式:(1)点斜式:)(11x x k y y -=- (直线l 过点),(111y x P ,且斜率为k ).注:当直线斜率不存在时,不能用点斜式表示,此时方程为0x x =.(2)斜截式:b kx y += (b 为直线l 在y 轴上的截距).(3)两点式:121121x x x x y y y y --=-- (12y y ≠,12x x ≠).注:① 不能表示与x 轴和y 轴垂直的直线;② 方程形式为:0))(())((112112=-----x x y y y y x x 时,方程可以表示任意直线.(4)截距式:1=+b ya x (b a ,分别为x 轴y 轴上的截距,且0,0≠≠b a ).注:不能表示与x 轴垂直的直线,也不能表示与y 轴垂直的直线,特别是不能表示过原点的直线.(5)一般式:0=++C By Ax (其中A 、B 不同时为0).一般式化为斜截式:B C x B A y --=,即,直线的斜率:B Ak -=. 注:(1)已知直线纵截距b ,常设其方程为y kx b =+或0x =. 已知直线横截距0x ,常设其方程为x my x =+(直线斜率k 存在时,m 为k 的倒数)或0y =.已知直线过点00(,)x y ,常设其方程为00()y k x x y =-+或x x =.(2)解析几何中研究两条直线位置关系时,两条直线有可能重合;立体几何中两条直线一般不重合.3.直线在坐标轴上的截矩可正,可负,也可为0.(1)直线在两坐标轴上的截距相等⇔直线的斜率为1-或直线过原点. (2)直线两截距互为相反数⇔直线的斜率为1或直线过原点. (3)直线两截距绝对值相等⇔直线的斜率为1±或直线过原点. 4.两条直线的平行和垂直: (1)若111:l y k x b =+,222:l y k x b =+,有① 212121,//b b k k l l ≠=⇔; ② 12121l l k k ⊥⇔=-.(2)若0:1111=++C y B x A l ,0:2222=++C y B x A l ,有① 1221122121//C A C A B A B A l l ≠=⇔且; ② 0212121=+⇔⊥B B A A l l .5.平面两点距离公式: (1)已知两点坐标111(,)P x y 、222(,)P x y ,则两点间距离22122121)()(y y x x P P -+-=.(2)x 轴上两点间距离:AB x x AB -=.(3)线段21P P 的中点是),(00y x M ,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=22210210y y y x x x . 6.点到直线的距离公式:点),(00y x P 到直线0=++C By Ax l :的距离:2200B A CBy Ax d +++=.7.两平行直线间的距离公式:两条平行直线002211=++=++C By Ax l C By Ax l :,:的距离:2221B A C C d +-=.8.直线系方程: (1)平行直线系方程:① 直线y kx b =+中当斜率k 一定而b 变动时,表示平行直线系方程. ② 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为10Ax By C ++=.③ 过点00(,)P x y 与直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为:00()()0A x xB y y -+-=.(2)垂直直线系方程:① 与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为10Bx Ay C -+=.② 过点00(,)P x y 与直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为:00()()0B x x A y y ---=.(3)定点直线系方程:① 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()y y k x x -=-(除直线x x =),其中k 是待定的系数.② 经过定点000(,)P x y 的直线系方程为00()()0A x xB y y -+-=,其中,A B 是待定的系数.(4)共点直线系方程:经过两直线0022221111=++=++C y B x A l C y B x A l :,:交点的直线系方程为0)(222111=+++++C y B x A C y B x A λ (除开2l),其中λ是待定的系数.9.两条曲线的交点坐标:曲线1:(,)0C f x y =与2:(,)0C g x y =的交点坐标⇔方程组{(,)0(,)0f x y g x y ==的解.10.平面和空间直线参数方程:① 平面直线方程以向量形式给出:nb y nax 21--=方向向量为()n n s 21,=→下面推导参数方程:② 空间直线方程也以向量形式给出: nb z nb y nax 321---==方向向量为()n n n s 321,,=→下面推导参数方程:注意:只有封闭曲线才会产生参数方程,对于无限曲线,例如二次函数一般不会有化为如上的参数方程。
2024高考数学解析几何知识点总结与题型分析
2024高考数学解析几何知识点总结与题型分析随着时间的推移,我们离2024年的高考越来越近。
数学作为高考的一门重要科目,解析几何是其中的一个重点内容。
为了帮助同学们更好地复习解析几何,并在高考中取得好成绩,本文将对2024高考数学解析几何的知识点进行总结与题型分析。
1. 直线与平面1.1 直线的方程直线的一般方程为Ax + By + C = 0,其中A、B、C为常数。
根据直线的特点,我们可以将其方程转化为其他形式,如点斜式、两点式、截距式等,以便于解题。
1.2 平面的方程平面的一般方程为Ax + By + Cz + D = 0,其中A、B、C、D为常数。
类似于直线的情况,根据平面的性质,我们可以将其方程转化为点法式、截距式等形式。
2. 空间几何体2.1 球球是解析几何中的一个重要概念。
其方程为(x-a)^2 + (y-b)^2 + (z-c)^2 = r^2,其中(a, b, c)为球心坐标,r为半径长度。
2.2 圆锥曲线圆锥曲线包括圆、椭圆、双曲线和抛物线。
通过对几何体的方程进行适当的变化,可以得到不同类型的圆锥曲线方程。
掌握其特点和方程形式,对于解析几何的学习非常重要。
3. 空间几何关系3.1 直线与直线的位置关系直线与直线的位置关系包括相交、平行、重合等情况。
根据两条直线的方程,我们可以通过求解方程组或直线的斜率等方式,判断它们之间的空间位置关系。
3.2 直线与平面的位置关系直线与平面的位置关系包括相交、平行、重合等情况。
根据直线的方程和平面的方程,我们可以通过代入求解或者检验点的方法,判断它们之间的位置关系。
4. 解析几何的常见题型4.1 直线与平面的交点求解给定直线和平面的方程,我们需要求解它们的交点。
通过将直线方程代入平面方程中,可以得到关于未知变量的方程组,进而求解出交点的具体坐标。
4.2 距离计算在解析几何中,我们常常需要计算点、直线或平面之间的距离。
对于给定的两点,我们可以利用距离公式进行计算;对于直线和平面,我们可以利用点到直线/平面的距离公式进行计算。
高考数学中的平面解析几何知识点整理
高考数学中的平面解析几何知识点整理平面解析几何是高中数学的重要知识点,也是高考数学必考的部分。
平面解析几何涉及坐标系、直线、圆、双曲线、椭圆、抛物线等内容,需要注重理论的掌握、题目的练习和解题技巧的提高。
本篇文章就高考数学中平面解析几何的知识点进行整理和总结,帮助学生更好地应对高考数学。
一、坐标系坐标系是平面解析几何的基础,需要掌握笛卡尔坐标系和极坐标系。
笛卡尔坐标系是平面上以两条相互垂直的直线为坐标轴,确定一点的位置需要用到两个数,称为该点的坐标。
极坐标系是以圆心为原点,以极轴为基准线的坐标系。
一个点在极坐标系中的坐标表示为(r,θ),其中r为该点到圆心的距离,θ为该点与极轴正方向的夹角。
二、直线直线是平面解析几何中最基本也最重要的图形。
直线的斜率、截距和两点式都是需要掌握的公式。
斜率表示直线在笛卡尔坐标系中的倾斜程度,截距表示直线与坐标轴的交点,两点式表示直线经过的两个点的坐标。
三、圆圆是平面上与一个点距离相等的点的集合。
圆的一般式、标准式、参数式都是需要掌握的公式。
一般式表示圆心坐标为(h,k),半径为r的圆,标准式表示圆心在原点,半径为r的圆,参数式表示圆心坐标为(a,b),半径为r的圆,其中参数t在区间[0,2π)内变化。
四、椭圆椭圆是平面上到两个固定点F1和F2距离之和等于常数2a的点的集合。
椭圆的标准式、参数式和离心率都是需要掌握的公式。
标准式表示椭圆的长轴在x轴上,椭圆的中心在原点,离心率小于1;参数式表示椭圆的中心在(a,b)处,椭圆的长轴倾斜角度为θ,离心率小于1。
五、抛物线抛物线是平面上到一个定点F距离等于到另一个定点D的距离的平方的定点P的集合。
抛物线的标准式、参数式和焦距都是需要掌握的公式。
标准式表示抛物线的焦点在原点,开口朝上或朝下;参数式表示抛物线的焦点在(a,b)处,开口朝上或朝下。
六、双曲线双曲线是平面上到两个定点F1和F2距离之差等于常数2a的点的集合。
双曲线的标准式、参数式和离心率都是需要掌握的公式。
平面解析几何知识点总结
平面解析几何知识点总结在平面解析几何中,我们研究的是平面上的点、线和图形之间的关系,通过运用代数和几何的方法来解决相关问题。
本文将对平面解析几何的一些重要知识点进行总结,帮助读者更好地理解和掌握这一领域。
一、点的坐标表示平面解析几何中,用坐标表示点的位置是非常常见的。
一般情况下,我们使用直角坐标系来描述平面空间。
直角坐标系由两条相互垂直的坐标轴组成,通常记作x轴和y轴。
点在该坐标系中的位置可以通过一个有序数对(x, y)来表示,其中x是该点在x轴上的投影,y是该点在y轴上的投影。
二、直线的表示与性质1. 点斜式方程:对于已知一点P(x1, y1)和斜率k的直线L,可以使用点斜式方程y - y1 = k(x - x1)来表示该直线的方程式。
2. 截距式方程:对于已知直线L与x轴的截距a和与y轴的截距b的情况,可以使用截距式方程x/a + y/b = 1来表示该直线的方程式。
3. 斜截式方程:对于已知直线L的斜率k和与y轴的截距b的情况,可以使用斜截式方程y = kx + b来表示该直线的方程式。
4. 直线的性质:在平面解析几何中,直线有许多重要的性质,如平行、垂直、相交等。
其中,两条直线平行的条件是它们的斜率相等,两条直线垂直的条件是它们的斜率的乘积为-1。
三、图形的表示与性质1. 点与点之间的距离:对于平面上的两个点A(x1, y1)和B(x2, y2),它们之间的距离可以使用勾股定理来计算,即d = √[(x2 - x1)² + (y2 -y1)²]。
2. 中点坐标:对于平面上的两个点A(x1, y1)和B(x2, y2),它们连线的中点的坐标可以通过取x轴和y轴的平均值来计算,即中点M的坐标为[(x1 + x2) / 2, (y1 + y2) / 2]。
3. 直线与直线的交点:两条直线的交点可以通过求解它们的方程组来确定。
如果两条直线有唯一交点,则它们必定相交于一点;如果两条直线重合,则它们有无数个交点;如果两条直线平行,则它们没有交点。
2024年高考数学平面解析几何的复习方法总结
2024年高考数学平面解析几何的复习方法总结一、复习前的准备1. 了解考纲:仔细阅读高考数学的考纲,明确平面解析几何部分的重点和难点,有针对性地进行复习。
2. 整理知识框架:将平面解析几何的知识点进行整理和归纳,建立知识框架,便于全面复习和查漏补缺。
3. 完善笔记:对之前学过的平面解析几何知识进行复习,逐一检查自己的笔记是否完整,如有漏洞或不理解的地方,及时补充或向同学、老师请教。
4. 制定学习计划:合理分配复习时间,将平面解析几何的复习内容分成小块,按照计划逐一进行复习。
二、基础知识的复习1. 了解基础概念:回顾平面解析几何的基本概念,如点、直线、平面等,并熟悉它们之间的关系和性质。
2. 复习坐标系:重点复习直角坐标系和极坐标系的原理和使用方法,能够熟练转换坐标系和进行坐标计算。
3. 复习向量:回顾向量的定义、运算法则和性质,同时重点理解向量的几何意义和应用。
4. 复习直线与圆的方程:回顾直线的一般方程、斜截式方程和点斜式方程的互相转换,同时复习圆的标准方程和一般方程的建立方法。
三、常见题型的练习1. 直线与圆的方程的联立:熟练掌握直线与圆的方程的联立方法,能够灵活运用,解决实际问题。
2. 直线与圆的位置关系:理解直线与圆的位置关系,掌握直线与圆的切点、交点等性质,能够准确判断直线与圆的位置关系。
3. 三角形的性质:回顾三角形的基本性质,如三角形的内心、外心、重心、垂心等,并理解它们之间的联系,能够应用这些性质解决三角形相关问题。
4. 镜面对称与旋转:通过练习镜面对称和旋转的题目,理解镜面对称和旋转的概念,并能够快速判断图形的镜面对称性和旋转对称性。
5. 预习未学内容:对于一些未学过的内容(如圆锥曲线、二次函数等),可以进行简单的预习,了解基本概念和性质,为高考后的复习打下基础。
四、真题的训练与模拟考试1. 做高考真题:通过做历年高考真题,了解平面解析几何在高考中的考查点和形式,熟悉解题思路和答题技巧,查漏补缺,增强信心。
高考数学一轮复习 第九章 平面解析几何9
高考数学一轮复习 第九章 平面解析几何9.2 两条直线的位置关系考试要求 1.能根据斜率判定两条直线平行或垂直.2.能用解方程组的方法求两条直线的交点坐标.3.掌握平面上两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离.知识梳理1.两条直线的位置关系平面内两条直线的位置关系包括平行、相交、重合三种情况. (1)两条直线平行对于直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,l 1∥l 2⇔k 1=k 2,且b 1≠b 2.对于直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,l 1∥l 2⇔A 1B 2-A 2B 1=0,且B 1C 2-B 2C 1≠0(或A 1C 2-A 2C 1≠0). (2)两条直线垂直对于直线l 1:y =k 1x +b 1,l 2:y =k 2x +b 2,l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1.对于直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0,l 2:A 2x +B 2y +C 2=0,l 1⊥l 2⇔A 1A 2+B 1B 2=0. 2.三种距离公式 (1)两点间的距离公式①条件:点P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2). ②结论:|P 1P 2|=x 2-x 12+y 2-y 12.③特例:点P (x ,y )到原点O (0,0)的距离|OP |=x 2+y 2(2)点到直线的距离点P (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)两条平行直线间的距离两条平行直线l 1:Ax +By +C 1=0与l 2:Ax +By +C 2=0之间的距离d =|C 1-C 2|A 2+B 2.常用结论 1.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 2.2.五种常用对称关系(1)点(x ,y )关于原点(0,0)的对称点为(-x ,-y ).(2)点(x ,y )关于x 轴的对称点为(x ,-y ),关于y 轴的对称点为(-x ,y ).(3)点(x ,y )关于直线y =x 的对称点为(y ,x ),关于直线y =-x 的对称点为(-y ,-x ). (4)点(x ,y )关于直线x =a 的对称点为(2a -x ,y ),关于直线y =b 的对称点为(x ,2b -y ). (5)点(x ,y )关于点(a ,b )的对称点为(2a -x ,2b -y ). 思考辨析判断下列结论是否正确(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)若两直线的方程组成的方程组有解,则两直线相交.( × ) (3)点P (x 0,y 0)到直线y =kx +b 的距离为|kx 0+b |1+k 2.( × )(4)直线外一点与直线上点的距离的最小值就是点到直线的距离.( √ ) 教材改编题1.点A (2,5)到直线l :x -2y +3=0的距离为( ) A .2 5B.55C. 5D.255答案 C解析 点A (2,5)到直线l :x -2y +3=0的距离为d =|2-10+3|1+4= 5.2.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-3答案 C解析 直线2x +(m +1)y +4=0与直线mx +3y -2=0平行,则有2m =m +13≠4-2(m ≠0),故m=2或-3.3.直线l 1:2x +y -1=0和l 2:x -2y +7=0的交点的坐标为________. 答案 (-1,3)解析 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +y -1=0,x -2y +7=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =3,所以两条直线交点的坐标为(-1,3).题型一 两条直线的平行与垂直例1 (1)(2022·汉中模拟)已知直线l 1:ax +(a +2)y +1=0,l 2:x +ay +2=0(a ∈R ),则“e a =1e ”是“l 1∥l 2”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 A解析 当l 1∥l 2时,⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a +2=0,2a -1≠0,解得a =-1或a =2. 而由e a =1e,解得a =-1,所以“e a =1e”是“l 1∥l 2”的充分不必要条件.(2)(2022·长春模拟)已知直线l 经过点(1,-1),且与直线2x -y -5=0垂直,则直线l 的方程为( )A .2x +y -1=0B .x -2y -3=0C .x +2y +1=0D .2x -y -3=0答案 C解析 ∵直线l 与直线2x -y -5=0垂直, ∴设直线l 的方程为x +2y +c =0, ∵直线l 经过点(1,-1), ∴1-2+c =0,即c =1. 直线l 的方程为x +2y +1=0.教师备选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.已知三条直线2x -3y +1=0,4x +3y +5=0,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.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,23,43 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫43,-23D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,-23,23答案 D解析 由题意得直线mx -y -1=0与2x -3y +1=0或4x +3y +5=0平行,或者直线mx -y -1=0过2x -3y +1=0与4x +3y +5=0的交点.当直线mx -y -1=0与2x -3y +1=0或4x +3y +5=0平行时,m =23或m =-43;当直线mx -y -1=0过2x -3y +1=0与4x +3y +5=0的交点时,m =-23.所以实数m 的取值集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43,-23,23.思维升华 判断两条直线位置关系的注意点 (1)斜率不存在的特殊情况.(2)可直接利用直线方程系数间的关系得出结论.跟踪训练1 (1)(2022·洛阳模拟)数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的欧拉线,已知△ABC 的顶点A (2,0),B (1,2),且AC =BC ,则△ABC 的欧拉线的方程为( )A .x -2y -4=0B .2x +y -4=0C .4x +2y +1=0D .2x -4y +1=0答案 D解析 由题设,可得k AB =2-01-2=-2, 且AB 的中点为⎝⎛⎭⎫32,1,∴AB 垂直平分线的斜率k =-1k AB =12,故AB 的垂直平分线方程为 y =12⎝⎛⎭⎫x -32+1=x 2+14, ∵AC =BC ,则△ABC 的外心、重心、垂心都在AB 的垂直平分线上, ∴△ABC 的欧拉线的方程为2x -4y +1=0.(2)已知两直线l 1:x +y sin α+1=0和l 2:2x sin α+y +1=0.若l 1∥l 2,则α=________. 答案 k π±π4,k ∈Z解析 由A 1B 2-A 2B 1=0, 得1-2sin 2α=0, 所以sin α=±22.又A 1C 2-A 2C 1≠0,所以1-2sin α≠0,即sin α≠12.所以α=k π±π4,k ∈Z .故当α=k π±π4,k ∈Z 时,l 1∥l 2.题型二 两直线的交点与距离问题例2 (1)两条平行直线2x -y +3=0和ax +3y -4=0间的距离为d ,则a ,d 的值分别为( ) A .a =6,d =63 B .a =-6,d =53 C .a =6,d =53D .a =-6,d =63答案 B解析 由题知2×3=-a ,解得a =-6, 又-6x +3y -4=0可化为2x -y +43=0,∴d =⎪⎪⎪⎪3-435=53. (2)已知直线经过点(1,2),并且与点(2,3)和(0,-5)的距离相等,则此直线的方程为________________. 答案 4x -y -2=0或x =1解析 若所求直线的斜率存在,则可设其方程为 y -2=k (x -1),即kx -y -k +2=0, 由题设有|2k -3-k +2|1+k 2=|0+5-k +2|1+k 2,即|k -1|=|7-k |,解得k =4. 此时直线方程为4x -y -2=0.若所求直线的斜率不存在,则直线方程为x =1,满足题设条件. 故所求直线的方程为4x -y -2=0或x =1. 教师备选1.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 的方程为________.答案 4x +3y -6=0解析 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y +4=0,x +y -2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2,即P (0,2).因为l ⊥l 3,所以直线l 的斜率k =-43,所以直线l 的方程为y -2=-43x ,即4x +3y -6=0.2.直线l 1经过点(3,0),直线l 2经过点(0,4),且l 1∥l 2,d 表示l 1和l 2之间的距离,则d 的取值范围是________. 答案 (0,5]解析 当直线l 1,l 2都与过(3,0),(0,4)两点的直线垂直时, d max =32+42=5;当直线l 1和l 2都经过(3,0),(0,4)两点时,两条直线重合. 所以0<d ≤5.思维升华 利用距离公式应注意的点(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)两条平行线间的距离公式要把两条直线方程中x ,y 的系数化为相等.跟踪训练2 (1)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.95 B.185 C.2910 D.295 答案 C解析 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.(2)点(0,-1)到直线y =k (x +1)距离的最大值为( ) A .1 B. 2 C. 3 D .2 答案 B解析 由y =k (x +1)可知直线过定点P (-1,0),设A (0,-1),当直线y =k (x +1)与AP 垂直时,点A 到直线y =k (x +1)的距离最大, 即为|AP |= 2. 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 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)连线的垂直平分线,即直线y =2x -3,它也是点(7,3)与点(m ,n )连线的垂直平分线, 于是⎩⎪⎨⎪⎧3+n 2=2×7+m2-3,n -3m -7=-12,解得⎩⎨⎧m =35,n =315,故m +n =345.命题点3 线关于线对称例5 直线2x -4y -1=0关于x +y =0对称的直线方程为( ) A .4x -2y -1=0 B .4x -2y +1=0 C .4x +2y +1=0 D .4x +2y -1=0答案 A解析 设直线2x -4y -1=0上一点P (x 0,y 0)关于直线x +y =0对称的点的坐标为P ′(x ,y ), 则⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0x -x 0=1,x +x 02+y +y 02=0,整理可得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-y ,y 0=-x ,∴-2y +4x -1=0,即直线2x -4y -1=0关于x +y =0对称的直线方程为4x -2y -1=0. 教师备选1.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 反射后又回到点P (如图所示).若光线QR 经过△ABC 的重心,则AP 的长度为( )A .2B .1 C.83 D.43答案 D解析 以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,AC 所在直线为y 轴,建立如图所示的平面直角坐标系,由题意可知B (4,0),C (0,4),A (0,0),则直线BC 的方程为x +y -4=0.设P (t ,0)(0<t <4),可得点P 关于直线BC 的对称点P 1的坐标为(4,4-t ),点P 关于y 轴的对称点P 2的坐标为(-t ,0),根据反射定律可知直线P 1P 2就是光线RQ 所在的直线,由P 1,P 2两点的坐标可得直线P 1P 2的方程为y =4-t 4+t ·(x +t ).设△ABC 的重心为G ,易知G ⎝⎛⎭⎫43,43.因为重心G ⎝⎛⎭⎫43,43在光线RQ 上,所以43=4-t 4+t ·⎝⎛⎭⎫43+t ,得t =43(t =0舍去),即|AP |=43.2.已知三角形的一个顶点A (4,-1),它的两条角平分线所在的直线方程分别为l 1:x -y -1=0和l 2:x -1=0,则BC 边所在直线的方程为________. 答案 2x -y +3=0解析 易得A 不在l 1和l 2上,因此l 1,l 2为∠B ,∠C 的平分线,所以点A 关于l 1,l 2的对称点在BC 边所在的直线上,设点A 关于l 1的对称点为A 1(x 1,y 1),点A 关于l 2的对称点为A 2(x 2,y 2). 则⎩⎪⎨⎪⎧4+x 12-y 1-12-1=0,y 1+1x 1-4·1=-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,y 1=3,所以A 1(0,3),又易得点A 关于l 2的对称点A 2的坐标为(-2,-1), 所以BC 边所在直线的方程为y -3-1-3=x -0-2-0,即2x -y +3=0.思维升华 对称问题的求解策略(1)解决对称问题的思路是利用待定系数法将几何关系转化为代数关系求解.(2)中心对称问题可以利用中点坐标公式解题,两点轴对称问题可以利用垂直和中点两个条件列方程组解题.跟踪训练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; (3)直线l 关于点A 的对称直线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 ,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)方法一 在l :2x -3y +1=0上任取两点,如P (1,1),Q (4,3),则P ,Q 关于点A (-1,-2)的对称点P ′,Q ′均在直线l ′上, 易得P ′(-3,-5),Q ′(-6,-7), 再由两点式可得l ′的方程为2x -3y -9=0. 方法二 ∵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.课时精练1.过点A (2,3)且垂直于直线2x +y -5=0的直线方程为( ) A .x -2y +4=0 B .2x +y -7=0 C .x -2y +3=0 D .x -2y +5=0答案 A解析 由题意可设所求直线方程为x -2y +m =0,将A (2,3)代入上式得2-2×3+m =0,即m =4,所以所求直线方程为x -2y +4=0.2.过直线l 1:x -3y +4=0和l 2:2x +y +5=0的交点,且过原点的直线的方程为( ) A .19x -9y =0 B .9x +19y =0 C .19x -3y =0 D .3x +19y =0答案 D解析 方法一 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +4=0,2x +y +5=0,可得直线l 1和l 2的交点坐标为⎝⎛⎭⎫-197,37,又所求直线过原点,所以所求的直线方程为y =-319x ,即3x +19y =0.方法二 根据题意可设所求的直线方程为x -3y +4+λ(2x +y +5)=0,因为此直线过原点,所以4+5λ=0,解得λ=-45,所以所求直线的方程为x -3y +4-45(2x +y +5)=0,即3x +19y=0.3.(2022·漳州质检)已知a 2-3a +2=0,则直线l 1:ax +(3-a )y -a =0和直线l 2:(6-2a )x +(3a -5)y -4+a =0的位置关系为( ) A .垂直或平行 B .垂直或相交 C .平行或相交 D .垂直或重合答案 D解析 因为a 2-3a +2=0,所以a =1或a =2. 当a =1时,l 1:x +2y -1=0,l 2:4x -2y -3=0, k 1=-12,k 2=2,所以k 1·k 2=-1 ,则两直线垂直;当a =2时,l 1:2x +y -2=0,l 2:2x +y -2=0,则两直线重合. 4.点P (2,5)关于x +y +1=0对称的点的坐标为( ) A .(6,3) B .(3,-6) C .(-6,-3) D .(-6,3) 答案 C解析 设点P (2,5)关于x +y +1=0的对称点为Q (a ,b ), 则⎩⎪⎨⎪⎧b -5a -2·-1=-1,a +22+b +52+1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-6,b =-3,即P (2,5)关于x +y +1=0对称的点的坐标为(-6,-3).5.已知直线l 1:ax +2y +1=0与直线l 2:(3-a )x -y +a =0,若l 1∥l 2,则a 的值为( )A .1B .2C .6D .1或2 答案 C解析 ∵直线l 1:ax +2y +1=0与直线l 2:(3-a )x -y +a =0的斜率都存在,且l 1∥l 2, ∴k 1=k 2,即-a2=3-a ,解得a =6.6.已知直线l :x -2y +8=0和两点A (2,0),B (-2,-4),若直线l 上存在点P 使得|P A |+|PB |最小,则点P 的坐标为( ) A .(-2,-3) B .(-2,3) C .(2,3) D .(-2,2)答案 B解析 根据题意画出大致图象,如图.设点A 关于直线x -2y +8=0的对称点为A 1(m ,n ). 则有⎩⎪⎨⎪⎧n -0m -2·12=-1,m +22-2·n +02+8=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-2,n =8.故A 1(-2,8).此时直线A 1B 的方程为x =-2.所以当点P 是直线A 1B 与直线x -2y +8=0的交点时,|P A |+|PB |最小,将x =-2代入x -2y +8=0,得y =3,故点P 的坐标为(-2,3).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 2B .2 2C .3 3D .4 2答案 A 解析 ∵l 1∥l 2,∴AB 的中点M 的轨迹是平行于l 1,l 2的直线,且到l 1,l 2的距离相等,易求得M 所在直线的方程为x +y -6=0.∴中点M 到原点的最小距离为原点到直线x +y -6=0的距离,即62=3 2. 8.(2022·苏州模拟)已知直线l 1:ax -y +1=0,l 2:x +ay +1=0,a ∈R ,以下结论不正确的是( )A .不论a 为何值时,l 1与l 2都互相垂直B .当a 变化时,l 1与l 2分别经过定点A (0,1)和B (-1,0)C .不论a 为何值,l 1与l 2都关于直线x +y =0对称D .如果l 1与l 2交于点M ,O 为坐标原点,则|MO |的最大值是 2 答案 C解析 对于A ,a ×1+(-1)×a =0恒成立,l 1与l 2互相垂直恒成立,故A 正确; 对于B ,直线l 1:ax -y +1=0,当a 变化时,x =0,y =1恒成立, 所以l 1恒过定点A (0,1);l 2:x +ay +1=0,当a 变化时,x =-1,y =0恒成立,所以l 2恒过定点B (-1,0),故B 正确; 对于C ,在l 1上任取点()x ,ax +1,其关于直线x +y =0对称的点的坐标为()-ax -1,-x , 代入l 2:x +ay +1=0,则左边不恒等于0,故C 不正确;对于D ,联立⎩⎪⎨⎪⎧ax -y +1=0,x +ay +1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-a -1a 2+1,y =-a +1a 2+1,即M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a -1a 2+1,-a +1a 2+1, 所以|MO |=⎝ ⎛⎭⎪⎫-a -1a 2+12+⎝ ⎛⎭⎪⎫-a +1a 2+12=2a 2+1≤2, 所以|MO |的最大值是2,故D 正确.9.(2022·邯郸模拟)直线l 1:x +ay -2=0(a ∈R )与直线l 2:y =34x -1平行,则a =________,l 1与l 2的距离为________. 答案 -43 25解析 由题可知直线l 1的斜率为-1a (a ≠0),直线l 2的斜率为34,所以-1a =34,解得a =-43,则直线l 1:x -43y -2=0,即3x -4y -6=0,直线l 2:y =34x -1,即3x -4y -4=0,所以它们之间的距离为d =|-6+4|32+-42=25. 10.直线3x -4y +5=0关于直线x =1对称的直线的方程为________. 答案 3x +4y -11=0解析 直线3x -4y +5=0与x =1的交点坐标为(1,2),又直线3x -4y +5=0的斜率为34,所以关于直线x =1对称的直线的斜率为-34,故所求直线的方程为y -2=-34(x -1),即3x +4y -11=0.11.已知直线l 1:ax +y +3a -4=0,则原点O 到l 1的距离的最大值是________. 答案 5解析 直线l 1:ax +y +3a -4=0等价于a (x +3)+y -4=0, 则直线过定点A (-3,4),当原点到l 1的距离最大时,满足OA ⊥l 1,此时原点到l 1的距离的最大值为 |OA |=-32+42=5.12.已知l 1,l 2是分别经过A (1,1),B (0,-1)两点的两条平行直线,当l 1与l 2之间的距离最大时,直线l 1的方程是____________. 答案 x +2y -3=0解析 当直线AB 与l 1,l 2垂直时,l 1,l 2之间的距离最大. 因为A (1,1),B (0,-1), 所以k AB =-1-10-1=2, 所以两平行直线的斜率k =-12,所以直线l 1的方程是y -1=-12(x -1),即x +2y -3=0.13.(2022·南通调研)在平面直角坐标系xOy 中,点P 在曲线y =x +1x (x >0)上,则点P 到直线3x -4y -2=0的距离的最小值为( ) A.45 B .1 C.65 D.75 答案 C解析 设点P (x 0,y 0), y =f (x )=x +1x(x >0),则f ′(x 0)=1-1x 20,点P 与直线3x -4y -2=0的最小距离,即为f (x )在点P 处的切线的斜率等于直线3x -4y -2=0的斜率时的情况,即满足1-1x 20=34,解得x 0=2,所以y 0=2+12=52,所以点P ⎝⎛⎭⎫2,52, 所以点P 到直线3x -4y -2=0的距离的最小值为d =⎪⎪⎪⎪2×3-4×52-242+32=65.14.若两条平行直线l 1:x -2y +m =0(m >0)与l 2:2x +ny -6=0之间的距离是25,则直线l 1关于直线l 2对称的直线方程为( ) A .x -2y -13=0 B .x -2y +2=0 C .x -2y +4=0 D .x -2y -6=0答案 A解析 因为直线l 1:x -2y +m =0(m >0)与l 2:2x +ny -6=0平行, 所以n =-2×2=-4,又两条平行直线l 1:x -2y +m =0(m >0)与l 2:2x +ny -6=0之间的距离是25, 所以|2m +6|4+16=25,解得m =7,即直线l 1:x -2y +7=0,l 2:x -2y -3=0,设直线l 1关于直线l 2对称的直线方程为x -2y +c =0, 则|-3-7|5=|-3-c |5,解得c =-13, 故所求直线方程为x -2y -13=0.15.定义点P (x 0,y 0)到直线l :ax +by +c =0(a 2+b 2≠0)的有向距离为d =ax 0+by 0+c a 2+b 2.已知点P 1,P 2到直线l 的有向距离分别是d 1,d 2.以下命题正确的是( ) A .若d 1=d 2=1,则直线P 1P 2与直线l 平行 B .若d 1=1,d 2=-1,则直线P 1P 2与直线l 垂直 C .若d 1+d 2=0,则直线P 1P 2与直线l 垂直 D .若d 1·d 2≤0,则直线P 1P 2与直线l 相交答案 A解析 设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2), 对于A ,若d 1=d 2=1,则ax 1+by 1+c =ax 2+by 2+c =a 2+b 2,直线P 1P 2与直线l 平行,正确;对于B ,点P 1,P 2在直线l 的两侧且到直线l 的距离相等,直线P 1P 2不一定与l 垂直,错误; 对于C ,若d 1=d 2=0,满足d 1+d 2=0, 即ax 1+by 1+c =ax 2+by 2+c =0,则点P 1,P 2都在直线l 上,所以此时直线P 1P 2与直线l 重合,错误; 对于D ,若d 1·d 2≤0,即(ax 1+by 1+c )(ax 2+by 2+c )≤0,所以点P 1,P 2分别位于直线l 的两侧或在直线l 上,所以直线P 1P 2与直线l 相交或重合,错误.16.(2022·武汉调研)台球运动已有五、六百年的历史,参与者用球杆在台上击球.若和光线一样,台球在球台上碰到障碍物后也遵从反射定律.如图,有一张长方形球台ABCD ,AB =2AD ,现从角落A 沿角α的方向把球打出去,球经2次碰撞球台内沿后进入角落C 的球袋中,则tan α的值为( )A.16或12B.12或1C.16或32 D .1或32答案 C解析 如图1,作A 关于DC 的对称点为E ,D 关于AB 的对称点为G ,C 关于AB 的对称点为F ,连接GF ,EF , 由题可得tan α=EG GF =3AD 2AD =32.图1 图2 如图2,作A 关于BC 的对称点为G ,B 关于AD 的对称点为F ,C 关于AD 的对称点为E , 连接EF ,EG ,由题可得tan α=EF GF =AD6AD =16.综上,tan α的值为16或32.。
2024高考数学平面解析几何知识点
2024高考数学平面解析几何知识点
在2024年高考数学中,平面解析几何是一个重要的知识点,主要包括以下几个部分:
1. 有向线段和直线:了解有向线段和直线的概念,掌握直线的方程式和参数方程,理解直线的倾斜角、截距等概念。
2. 圆:掌握圆的标准方程和一般方程,理解圆心、半径、弦、直径等概念,会求圆的方程和圆心、半径等。
3. 椭圆、双曲线和抛物线:掌握椭圆、双曲线和抛物线的标准方程和性质,理解焦点、准线、离心率等概念,会求这些曲线的方程和相关性质。
4. 参数方程和极坐标:了解参数方程和极坐标的概念,掌握参数方程和极坐标的转换关系,会求参数方程和极坐标的方程。
5. 平面几何的基本概念:理解平面几何中的点、线、面的概念,掌握基本性质和定理,如平行线、垂直线、角等概念和性质。
6. 解析几何的基本方法:掌握解析几何中的基本方法,如向量法、解析法等,理解这些方法的几何意义和代数表示,能够运用这些方法解决一些平面几何问题。
7. 圆锥曲线的应用:理解圆锥曲线的应用,如椭圆用于卫星轨道、双曲线用于光学等,了解圆锥曲线在日常生活和科学研究中的应用。
以上是2024年高考数学平面解析几何的主要知识点,考生需要熟练掌握并能够灵活运用。
同时,也需要注重理解和应用,不要死记硬背。
2023年人教版高考数学总复习第一部分考点指导第九章平面解析几何第五节 第2课时椭圆的几何性质
)
A.m>1
B.m>0
C.0<m<5 且 m≠1 D.m≥1 且 m≠5
【解析】选
D.方法一:由于直线
y=kx+1
恒过点(0,1),所以点(0,1)必在椭圆内或椭圆上,则
1 0<m
≤1 且
m≠5,故 m≥1 且 m≠5.
y=kx+1, 方法二:由
消去 y 整理得(5k2+m)x2+10kx+5(1-m)=0.
【解析】(1)由题意知 e=ac =21 ,2a=4.又 a2=b2+c2,解得 a=2,b= 3 ,所以椭圆方程为x42 +y32 =1. (2)①当两条弦中一条弦所在直线的斜率为 0 时,另一条弦所在直线的斜率不存在,由题意知|AB|+|CD|=7,不满足条件.
②当两弦所在直线的斜率均存在且不为 0 时,设直线 AB 的方程为 y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),则直线 CD 的方程为 y=
第2课时 椭圆的几何性质
第九章 平面解析几何
考点探究·悟法培优
考点探究·悟法培优
考点一 椭圆的几何性质 多维探究
高考考情:椭圆的几何性质是历年高考的重点,其中离心率的求解常出现在小题中,直线与椭圆的交点问题
几乎每年必考,难度较大.
·角度 1 求椭圆的离心率的值(范围) [典例 1](1)已知 F1,F2 是椭圆 C:ax22 +by22 =1(a>b>0)的左、右焦点,A 是 C 的左顶点,点 P 在过 A 且斜
·角度 2 与椭圆有关的范围(最值)问题 [典例 2]已知椭圆ax22 +by22 =1(a>b>0)的右焦点为 F2(3,0),离心率为 e.
(1)若 e=
3 2
,求椭圆的方程;
高三数学复习第八章 平面解析几何
提 升 学 科 素 养
突 破 热 点 题 型
演 练 知 能 检 测
数学(6省专版)
第一节
直线的倾斜角与斜率、直线的方程
回 扣 主 干 知 识
1-0 (3)如右图,∵kAP= =1, 2-1 3-0 kBP= =- 3, 0-1 ∴k∈(-∞,- 3 ]∪[1,+∞).
提 升 学 科 素 养
突 破 热 点 题 型
1 A.3 1 B.-3 3 C.-2 2 D.3
(
)
提 升 学 科 素 养
突 破 热 点 题 型
解析:设 P(x,1),Q(7,y),则 x+7=2,1+y=-2, 1--3 1 解得 x=-5,y=-3,从而 kl= =-3. -5-7
演 练 知 能 检 测
答案:B
数学(6省专版)
第一节
直线的倾斜角与斜率、直线的方程
直线的倾斜角与斜率、直线的方程
回 扣 主 干 知 识
直线的倾斜角和斜率
[例1] 是 (1)直线xsin α+y+2=0的倾斜角的取值范围 ( )
π 3π B.0,4∪ 4 ,π π π D.0,4∪2,π
提 升 学 科 素 养
A.[0,π)
[探究] 2.两条直线l1,l2垂直的充要条件是斜率之积 为-1,这句话正确吗? 提示:不正确,当一条直线与x轴平行,另一条与y轴 平行时,两直线垂直,但一条直线斜率不存在.
3.直线方程的几种形式
名称 条件 斜率k与点 (x0,y0) 斜率k与截 方程 适用范围
提 升 学 科 素 养
突 破 热 点 题 型
提 升 学 科 素 养
突 破 热 点 题 型
3-1 解析:直线斜率为 =-1, 0-2 其方程为 y=-x+3,即 x+y-3=0.
平面解析几何高考复习知识点
平面解析几何高考复习知识点平面解析几何是数学中的一个分支,主要研究平面上的点、直线、圆、曲线等几何图形的性质和运算。
在高考中,平面解析几何通常是在数学试卷中占有一定的比重。
本文将介绍平面解析几何的高考复习知识点,包括坐标系、点的坐标、线的方程、圆的方程等内容。
一、坐标系1.笛卡尔坐标系:平面上的点可以用两个有序实数来表示,称为点的坐标。
一个点的坐标用有序对(x,y)表示,其中x为横坐标,y为纵坐标。
横纵坐标轴相互垂直,且原点的坐标为(0,0)。
2.极坐标系:平面上的点可以用极径和极角来表示。
极径为点到原点的距离,极角为点到横轴的角度。
极坐标系转换为直角坐标系的公式为:x = rcosθy = rsinθ3.参数方程:平面上的点可以用一个参数来表示。
参数方程为:x=x(t)y=y(t)4.直角坐标系与极坐标系的转换:r²=x²+y²tanθ = y/x二、点的坐标1.两点间的距离:设两点A(x₁,y₁)和B(x₂,y₂),则两点之间的距离d 为:d=√[(x₂-x₁)²+(y₂-y₁)²]2.中点:设两点A(x₁,y₁)和B(x₂,y₂),则两点连线的中点M的坐标为:x=(x₁+x₂)/2y=(y₁+y₂)/2三、线的方程1.一般式方程:形如Ax+By+C=0的线的方程。
其中A、B、C为实数,且A和B不同时为0。
2.点斜式方程:已知线上一点A(x₁,y₁)和该线的斜率k,线的方程可以表示为:y-y₁=k(x-x₁)3.斜截式方程:已知直线与y轴的交点为(0,b),直线的斜率为k,则直线的方程可以表示为:y = kx + b4.两点式方程:已知直线上两点A(x₁,y₁)和B(x₂,y₂),直线的方程可以表示为:(y-y₁)/(y₂-y₁)=(x-x₁)/(x₂-x₁)5.截距式方程:已知直线与x轴和y轴的截距分别为a和b,直线的方程可以表示为:x/a+y/b=1四、圆的方程1.标准方程:圆心为(h,k)、半径为r的圆的方程可以表示为:(x-h)²+(y-k)²=r²2.参数方程:圆心为(h,k)、半径为r的圆的参数方程为:x = h + rcosθy = k + rsinθ3.一般方程:圆心为(h,k)、半径为r的圆的一般方程可以表示为:x²+y²+Dx+Ey+F=0五、其他知识点1.直线与圆的位置关系:直线与圆相交、相切或相离。
高中数学平面解析几何知识点归纳
高中数学平面解析几何知识点归纳高中数学平面解析几何知识点有哪些你知道吗?近年的高中数学解答题多呈现为多问渐难式的“梯度题”,解答时不必一气审到底,应走一步解决一步,一起来看看高中数学平面解析几何知识点,欢迎查阅!高中数学平面解析几何知识点平面解析几何初步:①直线与方程是解析几何的基础,是高考重点考查的内容,单独考查多以选择题、填空题出现;间接考查则以直线与圆、椭圆、双曲线、抛物线等知识综合为主,多为中、高难度试题,往往作为把关题出现在高考题目中。
直接考查主要考查直线的倾斜角、直线方程,两直线的位置关系,点到直线的距离,对称问题等,间接考查一定会出现在高考试卷中,主要考查直线与圆锥曲线的综合问题。
②圆的问题主要涉及圆的方程、直线与圆的位置关系、圆与圆的位置关系以及圆的'集合性质的讨论,难度中等或偏易,多以选择题、填空题的形式出现,其中热点为圆的切线问题。
③空间直角坐标系是平面直角坐标系在空间的推广,在解决空间问题中具有重要的作业,空间向量的坐标运算就是在空间直角坐标系下实现的。
空间直角坐标系也是解答立体几何问题的重要工具,一般是与空间向量在坐标运算结合起来运用,也不排除出现考查基础知识的选择题和填空题。
高中数学平面解析几何知识点平面解析几何,又称解析几何(英语:Analytic geometry)、坐标几何(英语:Coordinate geometry)或卡氏几何(英语:Cartesian geometry),早先被叫作笛卡儿几何,是一种借助于解析式进行图形研究的几何学分支。
解析几何通常使用二维的平面直角坐标系研究直线、圆、圆锥曲线、摆线、星形线等各种一般平面曲线,使用三维的空间直角坐标系来研究平面、球等各种一般空间曲面,同时研究它们的方程,并定义一些图形的概念和参数。
平面解析几何基本理论坐标在解析几何当中,平面给出了坐标系,即每个点都有对应的一对实数坐标。
最常见的是笛卡儿坐标系,其中,每个点都有x-坐标对应水平位置,和y-坐标对应垂直位置。
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平面解析几何 高考复习知识点一、直线的倾斜角、斜率 1、直线的倾斜角:(1)定义:在平面直角坐标系中,对于一条及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 及x 轴重合或平行时,规定倾斜角为0;(2)倾斜角的范围[)π,0。
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111(,)P x y 、222(,)P x y 的直线的斜率为()212121x x x x y y k ≠--=;(3)直线的方向向量(1,)a k =,直线的方向向量及直线的斜率有何关系?(4)应用:证明三点共线: AB BC k k =。
例题:例1.已知直线的倾斜角的变化范围为,求该直线斜率的变化范围;思路点拨:已知角的范围,通过正切函数的图像,可以求得斜率的范围,反之,已知斜率的范围,通过正切函数的图像,可以求得角的范围 解析: ∵, ∴.总结升华:在知道斜率的取值范围求倾斜角的取值范围,或知道倾斜角的取值范围求斜率的取值范围时,可利用在和上是增函数分别求解.当时,;当时,;当时,;当不存在时,.反之,亦成立.类型二:斜率定义例2.已知△ABC为正三角形,顶点A在x轴上,A在边BC的右侧,∠BAC的平分线在x轴上,求边AB及AC所在直线的斜率.思路点拨:本题关键点是求出边AB及AC所在直线的倾斜角,利用斜率的定义求出斜率.解析:如右图,由题意知∠BAO=∠OAC=30°∴直线AB的倾斜角为180°-30°=150°,直线AC的倾斜角为30°,∴k AB=tan150°= k AC=tan30°=总结升华:在做题的过程中,要清楚倾斜角的定义中含有的三个条件①直线向上方向②轴正向③小于的角,只有这样才能正确的求出倾斜角.类型三:斜率公式的应用例3.求经过点,直线的斜率并判断倾斜角为锐角还是钝角.思路点拨: 已知两点坐标求斜率,直接利用斜率公式即可. 解析: 且,经过两点的直线的斜率,即.即当时,为锐角,当时,为钝角.例4、过两点,的直线的倾斜角为,求的值. 【答案】由题意得:直线的斜率,故由斜率公式,解得或. 经检验不适合,舍去. 故.例5.已知三点A(a ,2)、B(3,7)、C(-2,-9a)在一条直线上,求实数a 的值. 思路点拨:如果过点AB ,BC 的斜率相等,那么A ,B ,C 三点共线. 解析:∵A 、B 、C 三点在一条直线上, ∴k AB =k AC .即二、直线方程的几种形式1、点斜式:已知直线过点00(,)x y 斜率为k ,则直线方程为00()y y k x x -=-,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111(,)P x y 、222(,)P x y 两点,则直线方程为121121x x x x y y y y --=--,它不包括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1=+byax ,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0Ax By C ++=(A,B 不同时为0)的形式。
提醒:(1)直线方程的各种形式都有局限性.(如点斜式不适用于斜率不存在的直线,还有截距式呢?);(2)直线在坐标轴上的截距可正、可负、也可为0.直线两截距相等⇔直线的斜率为-1或直线过原点;直线两截距互为相反数⇔直线的斜率为1或直线过原点;直线两截距绝对值相等⇔直线的斜率为1±或直线过原点。
如过点(1,4)A ,且纵横截距的绝对值相等的直线共有___条(答:3)注: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0x ,常设其方程为0x my x =+(它不适用于斜率为0的直线);(3)知直线过点00(,)x y ,当斜率k 存在时,常设其方程为00()y k x x y =-+,当斜率k 不存在时,则其方程为0x x =;(4)及直线:0l Ax By C ++=平行的直线可表示为10Ax By C ++=; (5)及直线:0l Ax By C ++=垂直的直线可表示为10Bx Ay C -+=. 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。
三、两直线之间的位置关系 1、距离公式(1)平面上的两点间的距离。
特别地,原点O (0,0)及任意一点的P(x,y)的距离(2)点00(,)P x y 到直线0Ax By C ++=的距离0022Ax By Cd A B++=+;(3)两平行线1122:0,:0l Ax By C l Ax By C ++=++=间的距离为d =。
2、直线1111:0l A x B y C ++=及直线2222:0l A x B y C ++=的位置关系: (1)平行⇔12210A B A B -=(斜率)且12210B C B C -≠(在y 轴上截距); (2)相交⇔12210A B A B -≠;(3)重合⇔12210A B A B -=且12210B C B C -=; (4)垂直⇔12120A A B B += 提醒: (1)111222A B C A B C =≠、1122A B A B ≠、111222A B CA B C ==仅是两直线平行、相交、重合的充分不必要条件!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、两直线夹角公式(1)1l 到2l 的角是指直线1l 绕着交点按逆时针方向转到和直线2l 重合所转的角θ,θ()π,0∈且tan θ=21121k k k k +-(121k k ≠-);(2)1l 及2l 的夹角是指不大于直角的角,(0,]2πθθ∈且tan θ=︱21121k k k k +-︱(121k k ≠-)。
提醒:解析几何中角的问题常用到角公式或向量知识求解。
如已知点M 是直线240x y --=及x 轴的交点,把直线l 绕点M 逆时针方向旋转45°,得到的直线方程是______(答:360x y +-=) 例题:例1、两条直线m y x m l 352)3(1-=++:,16)5(42=++y m x l :,求分别满足下列条件的m 的值.(1) 1l 及2l 相交; (2) 1l 及2l 平行; (3) 1l 及2l 重合;(4) 1l 及2l 垂直; (5) 1l 及2l 夹角为︒45. 解:由mm +=+5243得0782=++m m ,解得11-=m ,72-=m .由163543mm -=+得1-=m . (1)当1-≠m 且7-≠m 时,2121b b a a ≠,1l 及2l 相交; (2)当7-=m 时,212121c c b b a a ≠=.21//l l ; (3)当1-=m 时,212121c c b b a a ==,1l 及2l 重合; (4)当02121=+b b a a ,即0)5(24)3(=+⋅+⋅+m m ,311-=m 时,21l l ⊥; (5) 231+-=m k ,mk +-=542.由条件有145tan 11212=︒=+-k k k k .将1k ,2k 代入上式并化简得029142=++m m ,527±-=m ;01522=-+m m ,35或-=m .∴当527±-=m 或-5或3时1l 及2l 夹角为︒45.例2当a为何值时,直线1)1()2(1=--++y a x a l :及直线02)32()1(2=+++-y a x a l :互相垂直?解:由题意,直线21l l ⊥.(1)若01=-a ,即1=a ,此时直线0131=-x l :,0252=+y l :显然垂直;(2)若032=+a ,即23-=a 时,直线0251=-+y x l :及直线0452=-x l :不垂直;(3)若01≠-a ,且032≠+a ,则直线1l 、2l 斜率1k 、2k 存在,a a k -+-=121,3212+--=a a k . 当21l l ⊥时,121-=⋅k k ,即1)321()12(-=+--⋅-+-a a aa ,∴1-=a . 综上可知,当1=a 或1-=a 时,直线21l l ⊥.例3已知直线l 经过点)1,3(P ,且被两平行直线011=++y x l :和062=++y x l :截得的线段之长为5,求直线l 的方程.解法一:若直线l 的斜率不存在,则直线l 的方程为3=x ,此时及1l 、2l 的交点分别为)4,3('-A 和)9,3('-B ,截得的线段AB 的长594=+-=AB ,符合题意,若直线l 的斜率存在,则设直线l 的方程为1)3(+-=x k y . 解方程组⎩⎨⎧=+++-=,01,1)3(y x x k y 得⎪⎭⎫⎝⎛+--+-114,123k k k k A ,解方程组⎩⎨⎧=+++-=,06,1)3(y x x k y 得⎪⎭⎫⎝⎛+--+-119,173k k k k B .由5=AB ,得2225119114173123=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++--+⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+-k k k k k k k k . 解之,得0=k ,即欲求的直线方程为1=y . 综上可知,所求l 的方程为3=x 或1=y . 解法二:由题意,直线1l 、2l 之间的距离为125261=-=d ,且直线l被平等直线1l 、2l 所截得的线段AB 的长为5(如上图),设直线l 及直线1l 的夹角为θ,则225225sin ==θ,故∴︒=45θ.由直线011=++y x l :的倾斜角为135°,知直线l 的倾斜角为0°或90°,又由直线l 过点)1,3(P ,故直线l 的方程为3=x 或1=y .解法三:设直线l 及1l 、2l 分别相交),(11y x A 、),(22y x B ,则:0111=++y x ,0622=++y x .两式相减,得5)()(2121=-+-y y x x . ① 又25)()(221221=-+-y y x x ②联立①、②,可得⎩⎨⎧=-=-052121y y x x 或⎩⎨⎧=-=-52121y y x x由上可知,直线l 的倾斜角分别为0°或90°. 故所求直线方程为3=x 或1=y .例4 已知直线082=+-y x l :和两点)0,2(A 、)4,2(--B . (1)在l 上求一点P ,使PB PA +最小; (2)在l 上求一点P ,使PA PB -最大. 解:(1)如图,设A 关于l 的对称点为),('n m A则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+⋅-+-=-082222,22n m m n∴2-=m ,8=n . ∴)8,2('-A∴B A '的的是2-=x ,B A '及l 的交点是)3,2(-, 故所求的点为)3,2(-P . (2)如下图,AB 是方程)2()2(2)4(0-----=x y ,即2-=x y .代入l 的方程,得直线AB 及l 的交点)10,12(, 故所求的点P 为)10,12(.四、对称问题——代入法(中心对称和轴对称)1、 中心对称(1)点关于点对称点P (00,y x )关于(b a ,)对称的点为(002,2y b x a --);(2)线关于点对称:(转化为点点对称) 在已知直线上任意去两点,利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标,再有两点式求出直线方程,或者求出一个点,再利用两直线平行(注:线关于点对称的另一条直线和已知直线平行),由点斜式求出直线方程。