用几何方法证明坐标平面内互相垂直的两直线的斜率之积等于

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互相垂直的两条直线的k值关系证明

互相垂直的两条直线的k值关系证明在几何学中，直线是一种没有曲度的线段，由无数个点组成。

直线的特点是无限延伸，没有起点和终点。

而两条直线之间的关系可以通过斜率（k值）来描述。

斜率（k值）是直线上两个不同点之间的纵坐标差与横坐标差的比值。

它表示了直线的倾斜程度。

对于互相垂直的两条直线，它们的斜率之间存在一定的关系。

设直线L1的斜率为k1，直线L2的斜率为k2，若L1与L2互相垂直，则k1与k2之间的关系满足以下特点：1. 斜率之积为-1对于互相垂直的两条直线，它们的斜率之积等于-1。

即k1 * k2 = -1。

这是因为两条垂直直线的斜率乘积恒为-1，可以从几何上得到证明。

2. 一个斜率为0，另一个斜率不存在对于互相垂直的两条直线，其中一条直线的斜率为0，代表这条直线是与x轴平行的水平线。

而另一条直线的斜率不存在，代表这条直线是与y轴平行的竖直线。

互相垂直的两条直线的k值关系可以通过斜率之积为-1来描述。

这个关系在解决几何问题中非常有用。

例如，在求解直角三角形的问题中，我们可以利用两条垂直直线的斜率关系来求解未知量。

举个例子来说明这个关系。

假设有两条直线L1和L2，它们的斜率分别为k1和k2。

如果我们已知k1=2，那么根据斜率之积为-1的关系，我们可以求得k2=-1/2。

这样，我们就得到了两条垂直直线的斜率关系。

除了斜率之积为-1的关系，垂直直线还有其他特点。

例如，两条直线的交点一定是直角，即两条直线在交点处相互垂直。

这也是直角三角形的定义。

因此，通过斜率关系，我们可以判断两条直线是否垂直。

总结一下，互相垂直的两条直线的k值关系可以通过斜率之积为-1来描述。

这个关系在几何学中有重要的应用，可以帮助我们解决各种与垂直直线相关的问题。

通过掌握这个关系，我们可以更好地理解和运用直线的性质，为几何问题的解决提供更多的思路和方法。

2025年高考数学一轮复习-第2课时-两直线的位置关系【导学案】

第二节两条直线的位置关系【课标解读】【课程标准】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.探索并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.【核心素养】数学运算、直观想象、逻辑推理.【命题说明】考向考法两条直线的位置关系在高考中一般不单独成题,点到直线的距离公式时常与圆相结合出现在选择题或填空题中.预测预计2025年高考两直线平行、垂直仍会出现.一般在选择题、填空题中出现,也可能在解答题中交汇出现.【必备知识·逐点夯实】知识梳理·归纳1.两条直线的位置关系(1)位置关系项目斜截式一般式方程y=k1x+b1,y=k2x+b2A1x+B1y+C1=0(A12+B12≠0),A2x+B2y+C2=0(A22+B22≠0)相交k1≠k2A1B2-A2B1≠0(2)交点坐标若直线l 1:A 1x +B 1y +C 1=0( 12+ 12≠0),l 2:A 2x +B 2y +C 2=0( 22+ 22≠0)相交,则l 1与l 2的交点坐标就是方程组 1 + 1 + 1=0,2 + 2 + 2=0的解.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|=( - ) +( - ) .③特例:点P (x ,y )到原点O (0,0)的距离|OP |= 2+ 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 (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间的距离d 微点拨点到直线、两平行线间的距离公式的使用条件(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,应先将直线方程化为一般式,且x ,y 的系数对应相等.常用结论1.直线系方程(1)与直线Ax+By+C=0(A2+B2≠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(A2+B2≠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(12+ 12≠0)与l2:A2x+B2y+C2=0( 22+ 22≠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l2.2.点关于特殊的直线的对称问题的结论:点的坐标对称直线对称点的坐标点P(x0,y0)y=x(y0,x0) y=-x(-y0,-x0) x+y+t=0(-t-y0,-t-x0) x-y+t=0(y0-t,x0+t)基础诊断·自测类型辨析改编易错题号12,34,51.(思考辨析)(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若两条直线斜率相等,则两直线平行.(×)提示:(1)两直线有可能重合,故(1)错误.(2)若l1∥l2,则k1=k2.(×)提示:(2)可能出现两直线斜率不存在情况,故(2)错误.(3)若两直线中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率存在,则两直线相交.(√)提示:(3)若两直线中有一条直线的斜率不存在,则该直线垂直于x轴,另一条直线的斜率存在,则该直线不与x轴垂直,所以两直线相交,故(3)正确.(4)若两直线斜率都不存在,则两直线平行或重合.(√)提示:(4)两直线斜率都不存在,可能重合,可能平行,故(4)正确.2.(选择性必修一人AP57例5变形式)以A(5,-1),B(1,1),C(2,3)为顶点的三角形是()A.锐角三角形B.钝角三角形C.以A为直角顶点的直角三角形D.以B为直角顶点的直角三角形【解析】选D.直线AB的斜率k AB=1-(-1)1-5=-12,直线BC的斜率k BC=3-12-1=2,由k AB·k BC=-1,所以AB⊥BC,故△ABC是以B为直角顶点的直角三角形.3.(选择性必修一人AP57练习T2变条件)若直线3x-2y-1=0与3x-ay+6=0平行,则a=()A.-2B.-1C.12D.2【解析】选D.由题意32=3 ,则a=2.经检验两条直线不重合.4.(忽视直线斜率不存在的情形致误)(多选题)若A(m,3),B(2m,m+4),C(m+1,3),D(1,0),且直线AB与CD平行,则m的值为()A.-1B.0C.1D.2【解析】选BD.当AB与CD的斜率均不存在时,m=2m,m+1=1,故得m=0,此时AB ∥CD;当k AB=k CD,即m≠0时, +1 =3 ,解得m=2,此时AB∥CD.5.(误用两平行线间的距离公式致误)直线l1:3x+4y-7=0与直线l2:6x+8y+1=0之间的距离为()A.8B.4C.85D.32【解析】选D.因为l1∥l2,所以直线l1与直线l2之间的距离d =32.【核心考点·分类突破】考点一两条直线的平行与垂直[例1](一题多法)已知直线l1:ax+2y+6=0和直线l2:x+(a-1)y+a2-1=0.(1)试判断a为何值时,l1与l2平行;【解析】(1)方法一:当a=1时,l1:x+2y+6=0,l2:x=0,l1不平行于l2;当a=0时,l1:y=-3,l2:x-y-1=0,l1不平行于l2;当a≠1且a≠0时,两直线方程可化为l1:y=- 2x-3,l2:y=11- x-(a+1),l1∥解得a=-1,综上可知,当a=-1时,l1∥l2.l2⇔- 2=11- ,-3≠-( +1),方法二:显然a≠0,l1∥l2,则1 = -12≠ 2-16⇔ ( -1)-1×2=0,( 2-1)-1×6≠0⇒ 2- -2=0,( 2-1)≠6,可得a=-1,故当a=-1时,l1∥l2.(2)当l1⊥l2时,求a的值.【解析】(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=- 2x-3, l2:y=11- x-(a+1),由(- 2)·11- =-1,得a=23.方法二:由A1A2+B1B2=0,得a+2(a-1)=0,可得a=23.解题技法1.已知两直线的斜率存在,判断两直线平行或垂直的方法(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A提醒:在判断两直线的位置关系时,比例式 1 2与 1 2, 1 2的关系容易记住,在解答选择题、填空题时,建议多用比例式来解答.对点训练1.(2024·合肥模拟)直线l1:x+ay-1=0与直线l2:ax+y+1=0平行,则a=()A.0B.1C.-1D.1或-1【解析】选B.因为直线l1:x+ay-1=0与直线l2:ax+y+1=0平行,所以1×1=a×a,所以a=1或a=-1.当a=-1时,直线l1:x-y-1=0与直线l2:-x+y+1=0重合,舍去,故a=1.2.(2024·贵阳模拟)已知直线l1:mx+y+3=0,l2:2x-y+3=0,若l1⊥l2,则m的值为()A.12B.13C.2D.3【解析】选A.因为直线l1:mx+y+3=0,l2:2x-y+3=0,若l1⊥l2,则2m-1=0,解得m=12.【加练备选】若a,b为正实数,直线2x+(2a-4)y+1=0与直线2bx+y-2=0互相垂直,则ab的最大值为________.【解析】由两直线垂直得4b+2a-4=0,即2=a+2b≥22 ,ab≤12,当且仅当a=1,b=12时,等号成立,故ab的最大值为12.答案:12考点二距离问题[例2](1)已知直线3x+y-3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离是() A.4 B.1020 C.104 D.71020【解析】选D.由直线平行可得3m-6=0,解得m=2,因此直线方程为6x+2y+1=0,即3x+y+12=0,|12+3=71020.(2)过点A(-1,2),到原点的距离等于1的直线方程为____________________.【解析】当直线的斜率存在时,设所求直线的斜率为k,则直线的方程为y-2=k(x+1),即kx-y+k+2=0.解得k=-34,因此所求直线的方程为3x+4y-5=0.当直线的斜率不存在时,直线x=-1满足题意.综上,所求直线的方程为3x+4y-5=0或x=-1.答案:3x+4y-5=0或x=-1一题多变[变式1]将例(1)变为:求到两平行直线3x+y-3=0和6x+my-1=0距离相等的直线的方程.【解析】由题意得63= 1≠-1-3,解得m=2,将直线3x+y-3=0化为6x+2y-6=0,则所求直线方程可以设为6x+2y+t=0(t≠-1,且t≠-6),解得t=-72,因此所求直线的方程为6x+2y-72=0.[变式2]将例(1)变为:已知两直线3x+y-3=0和6x+2y-1=0,点P1(x1,y1),P2(x2,y2)分别在两条直线上运动,求(x1-x2)2+(y1-y2)2的最小值.【解析】(x1-x2)2+(y1-y2)2的几何意义是点P1(x1,y1),P2(x2,y2)之间距离的平方,由题意知,两直线3x+y-3=0,即6x+2y-6=0和6x+2y-1=0平行,因此该距离的最小值即两条平行直线间的距离=104.可知( 1- 2)2+( 1- 2)2的最小值为58.解题技法距离问题的求解策略(1)点到直线的距离可直接利用点到直线的距离公式求解,注意直线方程应为一般式.(2)两平行线间的距离的求法①利用“转化法”将两条平行线间的距离转化为一条直线上任意一点到另一条直线的距离.②利用两平行线间的距离公式求解,利用公式前需把两平行线方程化为一般式,且x,y的系数对应相等,即一定要化成l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0的形式.对点训练1.已知点A(3,3a+3)与点B(a,3)之间的距离为5,则实数a的值为()A.-1B.85C.-1或85D.1或-85【解析】选C.因为点A(3,3a+3)与点B(a,3)之间的距离为5,可得=( -3)2+(3-3 -3)2=( -3)2+(-3 )2=5,整理得10a2-6a-16=0,即5a2-3a-8=0,解得a=-1或a=85.2.(2024·北京模拟)设d为动点P(cosθ,sinθ)到直线x-y-2=0的距离,则d的最大值为()A.2-1B.322C.1+2D.3|2cos( +π4)【解析】选C.点P(cosθ,sinθ)到直线x-y-2=0的距离d因为-1≤cos(θ+π4)≤1,则-2-2≤2cos(θ+π4)-2≤2-2,所以当cos(θ+π4)=-1时,d max=1+2.3.(2024·青岛模拟)若动点A(x1,y1),B(x2,y2)分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到原点距离的最小值为()A.32B.2C.2D.4【解析】选A.由题意知,点M在直线l1与l2之间且与两直线距离相等的直线上,设该直线方程为x+y+c=0,即c=-6,所以点M在直线x+y-6=0上,所以点M到原点的距离的最小值就是原点到直线x+y-6=0的距离,=32.【加练备选】(2024·遂宁模拟)抛物线y=x2上的点P到直线x-y-2=0距离的最小值为() A.328 B.528 C.728 D.2【解析】选C.设抛物线y=x2上一点为P(x0,02),点P(x0, 02)到直线x-y-2=0的距离d| - -2|( 0-12)2+所以当x0=12,即P(12,14)时,到直线x-y-2=0的距离最短,为728.考点三对称问题考情提示对称问题常常涉及中点坐标、两条直线的垂直关系及直线方程的求解等问题,其中掌握中心对称及轴对称满足的几何条件是解决此类问题的关键.角度1中心对称问题[例3]直线x-2y-3=0关于定点M(-2,1)对称的直线方程是__________.【解析】设所求直线上任一点(x,y),则关于M(-2,1)的对称点(-4-x,2-y)在已知直线上,所以所求直线方程为(-4-x)-2(2-y)-3=0,即x-2y+11=0.答案:x-2y+11=0解题技法中心对称问题的解法(1)若点P(x,y)关于Q(a,b)的对称点为P'(x',y'),则 '=2 - ,'=2 - .(2)直线关于点的对称问题可转化为点关于点的对称问题来解决.角度2轴对称问题[例4](1)已知点A的坐标为(-4,4),直线l的方程为3x+y-2=0,则点A关于直线l的对称点A'的坐标为______________.(2)直线2x-y+3=0关于直线x-y+2=0对称的直线方程是__________________.【解析】(1)设点A'的坐标为(x,y).=13, -42+ +42-2=0,解得 =2, =6,所以点A'的坐标为(2,6).(2)设所求直线上任意一点P(x,y),点P关于x-y+2=0的对称点为P'(x0,y0),- + 02+2=0,=-( - 0),得 0= -2,0= +2.因为点P'(x0,y0)在直线2x-y+3=0上,所以2(y-2)-(x+2)+3=0,即x-2y+3=0.答案:(1)(2,6)(2)x-2y+3=0解题技法轴对称问题的解法(1)若点A(a,b)关于直线Ax+By+C=0(AB≠0)的对称点为A'(m,n),则有=-1,· + 2+ =0.(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.对点训练1.直线2x+3y-6=0关于点(-1,2)对称的直线方程是()A.3x-2y-10=0B.3x-2y-23=0C.2x+3y-4=0D.2x+3y-2=0【解析】选D.设对称的直线方程上的一点的坐标为(x,y),则其关于点(-1,2)对称的点的坐标为(-2-x,4-y),因为点(-2-x,4-y)在直线2x+3y-6=0上,所以2(-2-x)+3(4-y)-6=0,即2x+3y-2=0.2.(多选题)(2024·徐州模拟)光线自点(4,2)射入,经倾斜角为45°的直线l:y=kx+1反射后经过点(3,0),则反射光线经过的点为()A.(14,98)B.(9,-15)C.(-3,15)D.(13,2)【解析】选BC.由题意知,k=tan45°=1,设点(4,2)关于直线y=x+1的对称点为(m,n),=-1= +42+1,解得 =1 =5,所以反射光线所在的直线方程为y=0-53-1(x-3)=-52(x-3),所以当x=9时,y=-15;当x=-3时,y=15.。

高二数学两条直线的位置关系试题答案及解析

高二数学两条直线的位置关系试题答案及解析1.已知点A（﹣2，4），B（4，2），直线l：ax﹣y+8﹣a=0，若直线l与直线AB平行，则a= _________．【答案】【解析】两直线平行斜率相等且截距不相等，计算得，答案为.【考点】直线平行的位置关系2.若直线与直线互相垂直，那么的值等于 ( )A．1B．C．D．【答案】D【解析】若直线垂直，则斜率之积为-1，即,故为D.【考点】直线垂直与直线方程.3.（1）推导点到直线的距离公式；（2）已知直线：和：互相平行，求实数的值.【答案】（1）详见解析；（2）或【解析】（1）设点，直线，过点做直线的垂线，垂足为，求出点的坐标，在直线上在取不同于点的一点，用两点间距离可求得，根据直角三角形中勾股定理可求得，即点到直线的距离。

（2）根据两直线平行斜率相等即可求出。

试题解析：（1）（略） 6分（2）∥，，解得1或-3.经检验均符合题意，故1或-3. 12分【考点】1点到线的距离公式；2两直线平行时斜率的关系。

4.若直线与直线平行，则实数( )A．B．C．D．【答案】D【解析】因两直线平行，所以，解得。

故D正确。

【考点】两直线平行。

5.已知函数．（1）求曲线在点处的切线方程；（2）直线为曲线的切线，且经过原点，求直线的方程及切点坐标．【答案】（1）（2）直线的方程为，切点坐标为【解析】（1）在点处的切线的斜率，切线的方程为；（2）设切点为，则直线的斜率为，直线的方程为：．又直线过点，，整理，得，，，的斜率，直线的方程为，切点坐标为【考点】直线与曲线相切问题及导数的几何意义点评：求曲线过某一点处的切线时，通常设出切点，利用切点坐标满足直线方程，曲线方程及曲线在切点处的导数值等于切线斜率找到关于切点的关系式即可求得切点6.已知直线的一个法向量为，且经过点，则直线的方程是．【答案】【解析】因为根据题意可知直线的一个法向量为,因此可知垂直于直线l 的直线斜率为，直线l的斜率为其负倒数，即为那么利用点斜式可知直线l的方程为=,变形可知为。

高考数学一轮复习第九章解析几何第二节两条直线的位置关系教案理(含解析)苏教版-苏教版高三全

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＋B2[小题体验]1．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________．解析：由k AB ＝4－mm ＋2＝－2，得m ＝－8.答案：－82．已知点(a,2)(a ＞0)到直线l ：x －y ＋3＝0的距离为1，则a ＝________. 解析：由题意知|a －2＋3|2＝1，所以|a ＋1|＝2，又a ＞0，所以a ＝2－1. 答案：2－13．若直线ax ＋2y －1＝0与直线2x －3y －1＝0垂直，则a 的值为________．解析：直线ax ＋2y －1＝0的斜率k 1＝－a 2，直线2x －3y －1＝0的斜率k 2＝23，因为两直线垂直，所以－a 2×23＝－1，即a ＝3.答案：31．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．已知直线l 1：(t ＋2)x ＋(1－t )y ＝1与l 2：(t －1)x ＋(2t ＋3)y ＋2＝0互相垂直，则t 的值为________．解析：①若l 1的斜率不存在，此时t ＝1，l 1的方程为x ＝13，l 2的方程为y ＝－25，显然l 1⊥l 2，符合条件；若l 2的斜率不存在，此时t ＝－32，易知l 1与l 2不垂直．②当l 1，l 2的斜率都存在时，直线l 1的斜率k 1＝－t ＋21－t ，直线l 2的斜率k 2＝－t －12t ＋3，因为l 1⊥l 2，所以k 1·k 2＝－1，即⎝ ⎛⎭⎪⎫－t ＋21－t ·⎝ ⎛⎭⎪⎫－t －12t ＋3＝－1，所以t ＝－1.综上可知t ＝－1或t ＝1. 答案：－1或12．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________．解析：因为63＝m 4≠14－3，所以m ＝8，直线6x ＋my ＋14＝0可化为3x ＋4y ＋7＝0，两平行线之间的距离d ＝|－3－7|32＋42＝2. 答案：2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．(2019·沭阳月考)若直线y ＝mx ＋1与直线y ＝4x －8垂直，则m ＝________. 解析：由直线y ＝mx ＋1与直线y ＝4x －8垂直，得m ×4＝－1，解得m ＝－14.答案：－142．(2018·某某模拟)过点(1,0)且与直线x －2y －2＝0平行的直线方程是________．解析：依题意，设所求的直线方程为x －2y ＋a ＝0，由于点(1,0)在所求直线上，则1＋a ＝0，即a ＝－1，则所求的直线方程为x －2y －1＝0.答案：x －2y －1＝03．(2019·启东调研)已知直线l 1：(a －1)x ＋y ＋b ＝0，l 2：ax ＋by －4＝0，求满足下列条件的a ，b 的值．(1)l 1⊥l 2，且l 1过点(1,1)；(2)l 1∥l 2，且l 2在第一象限内与两坐标轴围成的三角形的面积为2. 解：(1)因为l 1⊥l 2，所以a (a －1)＋b ＝0.① 又l 1过点(1,1)，所以a ＋b ＝0.②由①②，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝0，b ＝0或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝－2.当a ＝0，b ＝0时不合题意，舍去．所以a ＝2，b ＝－2.(2)因为l 1∥l 2，所以a －b (a －1)＝0，③由题意，知a ＞0，b ＞0，直线l 2与两坐标轴的交点坐标分别为⎝ ⎛⎭⎪⎫4a，0，⎝⎛⎭⎪⎫0，4b .则12×4a ×4b＝2，得ab ＝4，④ 由③④，得a ＝2，b ＝2.[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A 1A 2与B 1B 2，C 1C 2的关系容易记住，在解答填空题时，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]已知A (4，－3)，B (2，－1)和直线l ：4x ＋3y －2＝0，在坐标平面内求一点P ，使PA ＝PB ，且点P 到直线l 的距离为2.解：设点P 的坐标为(a ，b )．因为A (4，－3)，B (2，－1)，所以线段AB 的中点M 的坐标为(3，－2)．而AB 的斜率k AB ＝－3＋14－2＝－1，所以线段AB 的垂直平分线方程为y ＋2＝x －3，即x －y －5＝0. 因为点P (a ，b )在直线x －y －5＝0上，所以a －b －5＝0.①又点P (a ，b )到直线l ：4x ＋3y －2＝0的距离为2，所以|4a ＋3b －2|5＝2，即4a ＋3b －2＝±10，②由①②联立可得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－4或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝277，b ＝－87.所以所求点P 的坐标为(1，－4)或⎝⎛⎭⎪⎫277，－87.[由题悟法]距离问题的常见题型及解题策略(1)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．(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，若已知点到直线的距离求直线方程，一般考虑待定斜率法，此时必须讨论斜率是否存在．(3)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．[即时应用]1．(2019·阜宁中学检测)在坐标轴上，与点A (1,5)，B (2,4)等距离的点的坐标是________．解析：线段AB 的垂直平分线方程为y －92＝－1－25－4·⎝ ⎛⎭⎪⎫x －32，令x ＝0，可得y ＝3；令y＝0，可得x ＝－3，∴在坐标轴上，与点A (1,5)，B (2,4)等距离的点的坐标是(0,3)或(－3,0)．答案：(0,3)或(－3,0)2．(2018·某某中学测试)已知点M 是直线x ＋3y ＝2上的一个动点，且点P (3，－1)，则PM 的最小值为________．解析：PM 的最小值即为点P (3，－1)到直线x ＋3y ＝2的距离，又d ＝|3－3－2|1＋3＝1，故PM 的最小值为1.答案：13．已知直线l 1与l 2：x ＋y －1＝0平行，且l 1与l 2的距离是2，则直线l 1的方程为______________________．解析：因为l 1与l 2：x ＋y －1＝0平行，所以可设l 1的方程为x ＋y ＋b ＝0(b ≠－1)．又因为l 1与l 2的距离是2，所以|b ＋1|12＋12＝2，解得b ＝1或b ＝－3，即l 1的方程为x ＋y ＋1＝0或x ＋y －3＝0. 答案：x ＋y ＋1＝0或x ＋y －3＝0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．(2019·丹阳高级中学检测)点A (2,3)关于点P (0,5)对称的点的坐标为________．解析：设A (2,3)关于点P (0,5)对称的点的坐标为(x 0，y 0)，由中点坐标公式，得2＋x 02＝0，3＋y 02＝5，则x 0＝－2，y 0＝7.∴点A (2,3)关于点P (0,5)对称的点的坐标为(－2,7)．答案：(－2,7)角度二：点关于线对称2．(2018·某某模拟)已知△ABC 的两个顶点A (－1，5)和B (0，－1)，若∠C 的平分线所在的直线方程为2x －3y ＋6＝0，则BC 边所在的直线方程为______________．解析：设点A 关于直线2x －3y ＋6＝0的对称点为A ′(x ′，y ′)，则⎩⎪⎨⎪⎧2×x ′－12－3×y ′＋52＋6＝0，y ′－5x ′＋1＝－32，即⎩⎪⎨⎪⎧2x ′－3y ′－5＝0，3x ′＋2y ′－7＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3113，y ′＝－113，即A ′⎝ ⎛⎭⎪⎫3113，－113，由题意知，点A ′在直线BC 上．所以直线BC 的方程为y ＝－113－－13113－0x －1，整理得12x －31y －31＝0. 答案：12x －31y －31＝0 角度三：线关于线对称3．直线2x －y ＋3＝0关于直线x －y ＋2＝0对称的直线方程是________．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，所以2(y －2)－(x ＋2)＋3＝0，即x －2y ＋3＝0. 答案：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．(2019·沭阳期中)已知点A (1，－2)关于直线x ＋ay －2＝0的对称点为B (m,2)，则实数a 的值为________．解析：由对称的特点可知，AB 的中点在对称轴上，直线AB 垂直于对称轴，则1＋m 2＋－2＋22a －2＝0，2－－2m －1·⎝ ⎛⎭⎪⎫－1a ＝－1，解得m ＝3，a ＝2.答案：22．(2018·启东期末)已知直线l 1：2x －y －2＝0和直线l 2：x ＋2y －1＝0关于直线l 对称，则直线l 的斜率为________．解析：设P (a ，b )是直线l 上任意一点，则点P 到直线l 1：2x －y －2＝0和直线l 2：x ＋2y －1＝0的距离相等，即|2a －b －2|5＝|a ＋2b －1|5，整理得a －3b －1＝0或3a ＋b －3＝0， ∴直线l 的斜率为13或－3.答案：13或－33．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＝0一抓基础，多练小题做到眼疾手快1．(2019·某某调研)已知点A (1,3)关于直线l 的对称点为B (－5，1)，则直线l 的方程为________．解析：∵已知点A (1,3)关于直线l 的对称点为B (－5,1)，故直线l 为线段AB 的中垂线．求得AB 的中点为(－2,2)，AB 的斜率为1－3－5－1＝13，故直线l 的斜率为－3，故直线l 的方程为 y －2＝－3(x ＋2)，即3x ＋y ＋4＝0.答案：3x ＋y ＋4＝02．(2018·宿迁模拟)过点(1,0)且与直线x －2y －2＝0垂直的直线方程是________．解析：因为直线x －2y －2＝0的斜率为12，所以所求直线的斜率ky －0＝－2(x －1)，即2x ＋y －2＝0.答案：2x ＋y －2＝03．直线y ＝3x ＋3关于直线l ：x －y －2＝0对称的直线方程为________．解析：取直线y ＝3x ＋3上一点A (0,3)，设A 关于直线l ：x －y －2＝0对称的点为A ′(a ，b )，则有⎩⎪⎨⎪⎧b －3a －0·1＝－1，a ＋02－b ＋32－2＝0，解得a ＝5，b ＝－2.∴A ′(5，－2)．联立⎩⎪⎨⎪⎧y ＝3x ＋3，x －y －2＝0，解得x ＝－52，y ＝－92.令M ⎝ ⎛⎭⎪⎫－52，－92，∵直线y ＝3x ＋3关于直线l 对称的直线过A ′，M 两点，∴所求直线方程为y －⎝ ⎛⎭⎪⎫－92－2－⎝ ⎛⎭⎪⎫－92＝x －⎝ ⎛⎭⎪⎫－525－⎝ ⎛⎭⎪⎫－52，即x －3y －11＝0.答案：x －3y －11＝04．(2018·启东中学测试)已知直线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 ，则点P 的坐标为________．解析：因为l 1∥l 2，且l 1的斜率为2，则直线l 2l 2过点(－1,1)，所以直线l 2的方程为y －1＝2(x ＋1)，整理得y ＝2xx ＝0，得y ＝3，所以点P 的坐标为(0,3)．答案：(0,3)5．若直线2x －y ＝－10，y ＝x ＋1，y ＝ax －2交于一点，则a 的值为________．解析：解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x －y ＝－10，y ＝x ＋1，可得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－9，y ＝－8，所以直线2x －y ＝－10与y ＝x ＋1的交点坐标为(－9，－8)，代入y ＝ax －2，得－8＝a ·(－9)－2，所以a ＝23.答案：236．(2019·某某检测)已知直线l 1：mx ＋2y ＋4＝0与直线l 2：x ＋(m ＋1)y －2＝0平行，则l 1与l 2间的距离为________．解析：∵直线l 1：mx ＋2y ＋4＝0与直线l 2：x ＋(m ＋1)y －2＝0平行，当m ＝－1时，显然不合题意；当m ≠－1时，有m 1＝2m ＋1≠4－2，解得m ＝1，∴l 1与l 2间的距离d ＝|－2－4|1＋4＝655.答案：655二保高考，全练题型做到高考达标1．已知直线l 1：(m ＋1)x ＋2y ＋2m －2＝0，l 2：2x ＋(m －2)y ＋2＝0，若直线l 1∥l 2，则m ＝________.解析：由题意知，当m ＝2时，l 1：3x ＋2y ＋2＝0，l 2：x ＋1＝0，不合题意；当m ≠2时，若直线l 1∥l 2，则m ＋12＝2m －2≠2m －22，解得m ＝－2或m ＝3(舍去)．答案：－22．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________．解析：因为l 1∥l 2，所以1a －2＝a 3≠62a ，解得a ＝－1，所以l 1与l 2的方程分别为l 1：x －y ＋6＝0，l 2：x －y ＋23＝0，所以l 1与l 2的距离d ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪6－232＝823.答案：823 3．(2019·X 家港模拟)过点P (1,2)作一直线l ，使直线l 与点M (2,3)和点N (4，－5)的距离相等，则直线l 的方程为________________．解析：易知直线l 的斜率存在，∵直线l 过点P (1,2)，∴设l 的方程为y －2＝k (x －1)，即kx －y －k ＋2＝0.又直线l 与点M (2,3)和点N (4，－5)的距离相等， ∴|2k －3－k ＋2|k 2＋1＝|4k ＋5－k ＋2|k 2＋1，解得k ＝－4或k ＝－32， ∴l 的方程为4x ＋y －6＝0或3x ＋2y －7＝0.答案：4x ＋y －6＝0或3x ＋2y －7＝04．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恒过定点________．解析：由于直线l 1：y ＝k (x －4)恒过定点(4,0)，其关于点(2,1)对称的点为(0,2)，又由于直线l 1：y ＝k (x －4)与直线l 2关于点(2,1)对称，所以直线l 2恒过定点(0,2)．答案：(0,2)5．已知点P (0，－1)，点Q 在直线x －y ＋1＝0上，若直线P Q 垂直于直线x ＋2y －5＝0，则点Q 的坐标是________．解析：设Q(x 0，y 0)，因为点Q 在直线x －y ＋1＝0上，所以x 0－y 0＋1＝0.①又直线x ＋2y －5＝0的斜率k ＝－12，直线P Q 的斜率k P Q ＝y 0＋1x 0，所以由直线P Q 垂直于直线x ＋2y －5＝0，得y 0＋1x 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝－1.② 由①②解得x 0＝2，y 0＝3，即点Q 的坐标是(2,3)．答案：(2,3)6．(2019·某某一模)设m ，n ∈R ，若直线l ：mx ＋ny －1＝0与x 轴相交于点A ，与y 轴相交于点B ，且坐标原点O 到直线l 的距离为3，则△AOB 的面积S 的最小值为________．解析：由坐标原点O 到直线l 的距离为3，可得|－1|m 2＋n 2＝3，化简得m 2＋n 2＝13. 对直线l ：mx ＋ny －1＝0，令x ＝0，可得y ＝1n ；令y ＝0，可得x ＝1m，故△AOB 的面积S ＝12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪1m ·1n ＝12|mn |≥1m 2＋n2＝3，当且仅当|m |＝|n |＝66时，取等号．故△AOB 的面积S 的最小值为3.答案：37．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：58．将一X 画有直角坐标系的图纸折叠一次，使得点A (0,2)与点B (4,0)重合．若此时点C (7,3)与点D (m ，n )也重合，则m ＋n 的值是________．解析：由题意知，折痕既是A ，B 的对称轴，也是 C ，D 的对称轴．因为AB 的斜率k AB ＝0－24－0＝－12，AB 的中点为(2,1)，所以图纸的折痕所在的直线方程为y －1＝2(x －2)，所以k CD ＝n －3m －7＝－12， ① 因为CD 的中点为⎝⎛⎭⎪⎫m ＋72，n ＋32，所以n ＋32－1＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫m ＋72－2. ② 由①②解得m ＝35，n ＝315，所以m ＋n ＝345. 答案：3459．已知直线l 1：ax ＋2y ＋6＝0和直线l 2：x ＋(a －1)y ＋a 2－1＝0.(1)当l 1∥l 2时，求a 的值；(2)当l 1⊥l 2时，求a 的值．解：(1)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，两直线方程可化为l 1：y ＝－a 2x －3，l 2：y ＝11－ax －(a ＋1)，由l 1∥l 2可得⎩⎪⎨⎪⎧ －a 2＝11－a，－3≠－a ＋1，解得a ＝－1. 综上可知，a ＝－1.法二：由l 1∥l 2知⎩⎪⎨⎪⎧ A 1B 2－A 2B 1＝0，A 1C 2－A 2C 1≠0，即⎩⎪⎨⎪⎧ a a －1－1×2＝0，a a 2－1－1×6≠0⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a 2－a －2＝0，a a 2－1≠6⇒a ＝－1.(2)法一：当a ＝1时，l 1：x ＋2y ＋6＝0，l 2：x ＝0，l 1与l 2不垂直，故a ＝1不符合；当a ≠1时，l 1：y ＝－a 2x －3，l 2：y ＝11－ax －(a ＋1)，由l 1⊥l 2，得⎝ ⎛⎭⎪⎫－a 2·11－a＝－1⇒a ＝23. 法二：因为l 1⊥l 2，所以A 1A 2＋B 1B 2＝0，即a ＋2(a －1)＝0，得a ＝23. 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)，所以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)，所以k BC ＝65，所以直线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．(2019·江阴检测)直线l 经过点P (2,1)，且与两坐标轴围成的三角形的面积为S ，如果符合条件的直线l 能作且只能作三条，则S ＝________.解析：由已知可得直线l 的斜率一定存在且不为零，设直线l 的方程为y －1＝k (x －2)，则直线l 与坐标轴的交点为(0,1－2k )，⎝ ⎛⎭⎪⎫2－1k ，0，则S ＝12|1－2k |·⎪⎪⎪⎪⎪⎪2－1k ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪2－12k －2k . 如果符合条件的直线l 能作且只能作三条，则关于k 的方程⎪⎪⎪⎪⎪⎪2－12k －2k ＝S 只有三个解，即4k 2＋2(S －2)k ＋1＝0与4k 2－2(S ＋2)k ＋1＝0，一个有一解，一个有两解，解得S ＝4.答案：42．(2018·锡山高级中学检测)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________．解析：在△ABC 中，由正弦定理a sin A ＝b sin B ，得b sin B ·sin A ax sin A ＋ay ＋c ＝0的斜率k 1＝－sin A a ，bx －y sin B ＋sin C ＝0的斜率k 2＝b sin B ，因此k 1·k 2＝b sin B ·⎝ ⎛⎭⎪⎫－sin A a ＝－1，所以两条直线垂直．答案：垂直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，并求此时l 的方程．解：(1)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，因为点A (5,0)到l 的距离为3，所以|10＋5λ－5|2＋λ2＋1－2λ2＝3，即2λ2－5λ＋2＝0，所以λ＝2或λ＝12，所以直线l 的方程为x ＝2或4x －3y －5＝0.(2)如图，由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ＋y －5＝0，x －2y ＝0，解得交点P (2,1)，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)．所以d max ＝PA ＝5－22＋0－12＝10.因为k PA ＝－13，l ⊥PA ，所以k l ＝3，所以直线l 的方程为y －1＝3(x －2)，即3x －y －5＝0.。

怎么证明面面垂直

怎么证明面面垂直怎么证明面面垂直证明一个面上的一条线垂直另一个面;首先可以转化成一个平面的垂线在另一个平面内,即一条直线垂直于另一个平面然后转化成一条直线垂直于另一个平面内的两条相交直线也可以运用两个面的法向量互相垂直。

这是解析几何的方法。

证:连接AC,BD.PD垂直面ABCD=>PD垂直AC.ABCD为正方形=>AC垂直BD.而BD是PB在面ABCD内的射影=>PB垂直AC.PD垂直AC=>AC垂直面PBD.AC属于面ACE=>面PBD垂直面ACE21利用直角三角形中两锐角互余证明由直角三角形的定义与三角形的内角和定理可知直角三角形的两个锐角和等于90°，即直角三角形的两个锐角互余。

2勾股定理逆定理3圆周角定理的推论：直径所对的圆周角是直角，一个三角形的一边中线等于这边的一半，则这个三角形是直角三角形。

二、高中部分线线垂直分为共面与不共面。

不共面时，两直线经过平移后相交成直角，则称两条直线互相垂直。

1向量法两条直线的方向向量数量积为02斜率两条直线斜率积为-13线面垂直，则这条直线垂直于该平面内的所有直线一条直线垂直于三角形的两边，那么它也垂直于另外一边4三垂线定理在平面内的一条直线，如果和穿过这个平面的一条斜线在这个平面内的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。

5三垂线定理逆定理如果平面内一条直线和平面的一条斜线垂直，那么这条直线也垂直于这条斜线在平面内的射影。

3高中立体几何的证明主要是平行关系与垂直关系的证明。

方法如下(难以建立坐标系时再考虑)：Ⅰ.平行关系：线线平行：1.在同一平面内无公共点的两条直线平行。

2.公理4(平行公理)。

3.线面平行的性质。

4.面面平行的性质。

5.垂直于同一平面的两条直线平行。

线面平行：1.直线与平面无公共点。

2.平面外的一条直线与平面内的一条直线平行。

3.两平面平行，一个平面内的任一直线与另一平面平行。

面面平行：1.两个平面无公共点。

高中数学 3-1-2 两条直线平行与垂直的判定课件新人教A版必修(1)

1－1 (4)l1的斜率不存在，k2＝＝0，画出图形，如下图所 2－1 示，
已知长方形ABCD的三个顶点的坐标分别为A(0,1)， B(1,0)，C(3,2)，则第四个顶点D的坐标为________．
[答案]
(2,3)
[分析]
由长方形的性质知AD⊥CD，AD∥BC，则有
kAD·CD＝－1，kAD＝kBC，解方程组即可． k
[解析]
设第四个顶点D的坐标为(x，y)，
∵AD⊥CD，AD∥BC， ∴kAD·CD＝－1，且kAD＝kBC. k y－1 y－2 · ＝－1 x－0 x－3 ∴ y－1 2－0 x－0＝3－1
作圆与x轴有交点C，求交点C的坐标．
[分析]
本题中有三个点A、B、C，由于AB为直径，C为
圆上的点，所以∠ACB＝90° ，因此，若斜率存在，则必有 kAC·BC＝－1.列出方程求解即可． k
[解析]
以线段AB为直径的圆与x轴交点为C，则AC⊥CB.
据题设条件可知AC，BC的斜率均存在．设C(x,0)，则kAC＝－3 －2 ，k ＝ . x＋1 BC x－4 －3 －2 ∴ · ＝－1.去分母解得x＝1或2. x＋1 x－4 ∴C(1,0)或C(2,0)．
第三章
直线与方程
第三章
3．1 直线的倾斜角与斜率
第三章
3．1.2 两条直线平行与垂直的判定
课前自主预习课堂基础巩固思路方法技巧课后强化作业名师辨误做答
课前自主预习
温故知新 1．直线的倾斜角与斜率．当直线倾斜角α≠90° 时，斜率k＝ tanα .当直线倾斜角α＝90° 时，斜率k 不存在．直线倾斜角的范围是 0° ≤α<180°，直线斜率的取值范围是

高中数学选修一《两条直线平行和垂直的判定》教案与导学案和同步练习

《2.1.2 两条直线平行和垂直的判定》教案【教材分析】本节课选自《2019人教A版高中数学选择性必修第一册》第二章《直线和圆的方程》，本节课主要学习两条直线平行和垂直的判定。

直线的平行和垂直是两条直线的重要位置关系，它们的判定在初中运用几何法已经进行了学习，而在坐标系下，运用代数方法即坐标法，是一种新的观点和方法，需要学生理解和感悟。

两直线平行和垂直都是由相应的斜率之间的关系来确定的，并且研究讨论的手段和方法也相类似，因此，在教学时采用对比方法，以便弄清平行与垂直之间的联系与区别.值得注意的是，当两条直线中有一条不存在斜率时，容易得到两条直线垂直的充要条件，这也值得略加说明.【教学目标与核心素养】课程目标学科素养A. 理解两条直线平行与垂直的条件.B.能根据斜率判定两条直线平行或垂直.C.能利用两直线平行或垂直的条件解决问题.1.数学抽象：两条直线平行与垂直的条件2.逻辑推理：根据斜率判定两条直线平行或垂直3.数学运算：利用两直线平行或垂直的条件解决问题4.直观想象：直线斜率的几何意义，及平行与垂直的几何直观【教学重点】：理解两条直线平行或垂直的判断条件【教学难点】：会利用斜率判断两条直线平行或垂直【教学过程】教学过程教学设计意图一、情境导学过山车是一项富有刺激性的娱乐项通过生活中的现实情境，提出问题，明确研究问题运用代数方法探究两直线判断两直线是否平行的步骤例2(1)直线l 1经过点A (3,2),B (3,-1),直线l 2经过点M (1,1),N (2,1),判断l 1与l 2是否垂直;(2)已知直线l 1经过点A (3,a ),B (a-2,3),直线l 2经过点C (2,3),D (-1,a-2),若l 1⊥l 2,求a 的值.思路分析:(1)若斜率存在,求出斜率,利用垂直的条件判断;若一条直线的斜率不存在,再看另一条直线的斜率是否为0,若为0,则垂直. (2)当两直线的斜率都存在时,由斜率之积等于-1求解;若一条直线的斜率不存在,由另一条直线的斜率为0求解.解:(1)直线l 1的斜率不存在,直线l 2的斜率为0,所以l 1⊥l 2.(2)由题意,知直线l 2的斜率k 2一定存在,直线l 1的斜率可能不存在. 当直线l 1的斜率不存在时,3=a-2,即a=5,此时k 2=0,则l 1⊥l 2,满足题意.当直线l 1的斜率k 1存在时,a ≠5,由斜率公式,得k 1=3-aa -2-3=3-a a -5,k 2=a -2-3-1-2=a -5-3.由l 1⊥l 2,知k 1k 2=-1,即3-aa -5×a -5-3=-1,解得a=0. 综上所述,a 的值为0或5.两直线垂直的判定方法两条直线垂直需判定k 1k 2=-1,使用它的前提条件是两条直线斜率都存在,若其中一条直线斜率不存在,另一条直线斜率为零,此时两直线也垂直.跟踪训练1 已知定点A (-1,3),B (4,2),以AB 为直径作圆,与x 轴有交点P ,则交点P 的坐标是 . 解析:设以AB 为直径的圆与x 轴的交点为P (x ,0).∵k PB≠0,k PA≠0,∴k PA·k PB=-1,即0-3x+1·0-2x -4=-1,∴(x+1)(x-4)=-6,即x 2-3x+2=0,解得x=1或x=2.故点P 的坐标为(1,0)或(2,0). 答案:(1,0)或(2,0)例3 如图所示,在平面直角坐标系中,四边形OPQR 的顶点坐标按逆时针顺序依次为O (0,0),P (1,t ),Q (1-2t ,2+t ),R (-2t ,2),其中t>0.试判断四边形OPQR 的形状.思路分析:利用直线方程的系数关系,或两直线间的斜率关系,判断两直线的位置关系.解:由斜率公式得k OP =t -01-0=t ,k RQ =2-(2+t )-2t -(1-2t )=-t -1=t ,k OR =2-0-2t -0=-1t , k PQ =2+t -t 1-2t -1=2-2t =-1t .所以k OP =k RQ ,k OR =k PQ ,从而OP ∥RQ ,OR ∥PQ.所以四边形OPQR 为平行四边形. 又k OP·k OR=-1,所以OP ⊥OR ,故四边形OPQR 为矩形.延伸探究1 将本例中的四个点,改为“A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0),顺次连接A ,B ,C ,D 四点,试判断四边形ABCD 的形状.” 由斜率公式可得k AB =5-32-(-4)=13,k CD =0-3-3-6=13,k AD =0-3-3-(-4)=-3,k BC =3-56-2=-12. 所以k AB=k CD,由图可知AB 与CD 不重合,所以AB ∥CD ,由k AD≠k BC,所以AD 与BC 不平行.又因为k AB ·k AD =13×(-3)=-1,所以AB ⊥AD ,故四边形ABCD 为直角梯形.解:由题意A ,B ,C ,D 四点在平面直角坐标系内的位置如图, 延伸探究2 将本例改为“已知矩形OPQR 中四个顶点按逆时针顺序依次为O (0,0),P (1,t ),Q (1-2t ,2+t ),试求顶点R 的坐标.” 解:因为OPQR 为矩形,所以OQ 的中点也是PR 的中点.设R (x ,y ),则由中点坐标公式知{0+1-2t2=1+x 2,0+2+t2=t+y 2,解得{x =-2t ,y =2.所以R 点的坐标是(-2t ,2).利用两条直线平行或垂直来判断图形形状的步骤描点→在坐标系中描出给定的点 ↓猜测→根据描出的点，猜测图形的形状 ↓求斜率→根据给定点的坐标求直线的斜率 ↓结论→由斜率之间的关系判断形状点睛：利用平行、垂直关系式的关键在于正确求解斜率，特别是含参数的问题，必须要分类讨论；其次要注意的是斜率不存在并不意味着问题无解．金题典例已知点A (0,3),B (-1,0),C (3,0),且四边形ABCD 为直角梯形,求点D 的坐标.思路分析:分析题意可知,AB 、BC 都不可作为直角梯形的直角边,所以要考虑CD 是直角梯形的直角边和AD 是直角梯形的直角边这两种情况;设所求点D 的坐标为(x ,y ),若CD 是直角梯形的直角边,则BC ⊥CD ,AD ⊥CD ,根据已知可得k BC=0,CD 的斜率不存在,从而有x=3;接下来再根据k AD=k BC即可得到关于x 、y 的方程,结合x 的值即可求出y ,那么点D 的坐标便不难确定了,同理再分析AD 是直角梯形的直角边的情况.解:设所求点D 的坐标为(x ,y ),如图所示,由于k AB=3,k BC=0,则k AB·k BC=0≠-1,即AB 与BC 不垂直,故AB 、BC 都不可作为直角梯形的直角边.①若CD 是直角梯形的直角边,则BC ⊥CD ,AD ⊥CD ,∵k BC=0,∴CD 的斜率不存在,从而有x=3.又∵k AD =k BC ,∴y -3x=0,即y=3.此时AB 与CD 不平行.故所求点D 的坐标为(3,3).②若AD 是直角梯形的直角边,则AD ⊥AB ,AD ⊥CD ,k AD =y -3x,k CD =yx -3.由于AD ⊥AB ,则y -3x·3=-1.又AB ∥CD ,∴y x -3=3.解上述两式可得{x =185,y =95,此时AD 与BC 不平行.故所求点D 的坐标为185,95.综上可知,使四边形ABCD 为直角梯形的点D 的坐标可以为(3,3)或185,95.反思感悟：先由图形判断四边形各边的关系,再由斜率之间的关系完成求解.特别地,注意讨论所求问题的不同情况.四、小结【教学反思】本课通过探究两直线平行或垂直的条件，力求培养学生运用已有知识解决新问题的能力,以及数形结合能力.通过对两直线平行与垂直的位置关系的研究，培养了学生的成功意识，合作交流的学习方式,激发学生的学习兴趣.组织学生充分讨论、探究、交流，使学生自己发现规律，自己总结出两直线平行与垂直的判定依据，教师要及时引导、及时鼓励. 教师的授课的想办法降低教学难度，让学生能轻易接受《2.1.2 两条直线平行和垂直的判定》导学案【学习目标】1.理解两条直线平行与垂直的条件.2.能根据斜率判定两条直线平行或垂直.3.能利用两直线平行或垂直的条件解决问题. 【重点和难点】重点：理解两条直线平行或垂直的判断条件难点：会利用斜率判断两条直线平行或垂直【知识梳理】一、自主导学（一）、两条直线平行与斜率之间的关系设两条不重合的直线l 1,l 2,倾斜角分别为α1,α2,斜率存在时斜率分别为k 1,k 2.则对应关系如下:前提条件 α1=α2≠90° α1=α2=90°对应关系l 1∥l 2⇔k 1=k 2l 1∥l 2⇔两直线斜率都不存在图示点睛：若没有指明l 1,l 2不重合,那么k 1=k 2⇔{l 1∥l 2,或l 1与l 2重合,用斜率证明三点共线时,常用到这一结论.（二）、两条直线垂直与斜率之间的关系对应关系l 1与l 2的斜率都存在,分别为k 1,k 2,则l 1⊥l 2⇔k 1·k 2=-1l 1与l 2中的一条斜率不存在,另一条斜率为零,则l 1与l 2的位置关系是l 1⊥l 2.图示点睛：“两条直线的斜率之积等于-1”是“这两条直线垂直”的充分不必要条件.因为两条直线垂直时,除了斜率之积等于-1,还有可能一条直线的斜率为0,另一条直线的斜率不存在.二、小试牛刀1.对于两条不重合的直线l 1,l 2,“l 1∥l 2”是“两条直线斜率相等”的什么条件?2.已知直线l 1经过两点(-1,-2),(-1,4),直线l 2经过两点(2,1),(x ,6),且l 1∥l 2,则x= .3．思考辨析(1)若两条直线的斜率相等，则这两条直线平行．( ) (2)若l 1∥l 2，则k 1＝k 2.( )(3)若两条直线中有一条直线的斜率不存在，另一条直线的斜率存在，则这两条直线垂直．( )(4)若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合，则这两条直线平行．( )4.若直线l 1,l 2的斜率是方程x 2-3x-1=0的两根,则l 1与l 2的位置关系是 .【学习过程】一、情境导学过山车是一项富有刺激性的娱乐项目.实际上,过山车的运动包含了许多数学和物理学原理.过山车的两条铁轨是相互平行的轨道,它们靠着一根根巨大的柱形钢筋支撑着,为了使设备安全,柱子之间还有一些小的钢筋连接,这些钢筋有的互相平行,有的互相垂直,你能感受到过山车中的平行和垂直吗?两条直线的平行与垂直用什么来刻画呢?二、典例解析例1 判断下列各小题中的直线l 1与l 2是否平行:(1)l 1经过点A (-1,-2),B (2,1),l 2经过点M (3,4),N (-1,-1);(2)l 1的斜率为1,l 2经过点A (1,1),B (2,2);(3)l 1经过点A (0,1),B (1,0),l 2经过点M (-1,3),N (2,0);(4)l 1经过点A (-3,2),B (-3,10),l 2经过点M (5,-2),N (5,5).延伸探究已知A (-2,m ),B (m ,4),M (m+2,3),N (1,1),若AB ∥MN ,则m 的值为 . 判断两直线是否平行的步骤例2(1)直线l 1经过点A (3,2),B (3,-1),直线l 2经过点M (1,1),N (2,1),判断l 1与l 2是否垂直;(2)已知直线l 1经过点A (3,a ),B (a-2,3),直线l 2经过点C (2,3),D (-1,a-2),若l 1⊥l 2,求a的值.两直线垂直的判定方法条直线垂直需判定k 1k 2=-1,使用它的前提条件是两条直线斜率都存在,若其中一条直线斜率不存在,另一条直线斜率为零,此时两直线也垂直.跟踪训练1 已知定点A (-1,3),B (4,2),以AB 为直径作圆,与x 轴有交点P ,则交点P 的坐标是 .例3 如图所示,在平面直角坐标系中,四边形OPQR 的顶点坐标按逆时针顺序依次为O (0,0),P (1,t ),Q (1-2t ,2+t ),R (-2t ,2),其中t>0.试判断四边形OPQR 的形状.延伸探究1 将本例中的四个点,改为“A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0),顺次连接A ,B ,C ,D 四点,试判断四边形ABCD 的形状.”延伸探究2 将本例改为“已知矩形OPQR 中四个顶点按逆时针顺序依次为O(0,0),P(1,t),Q(1-2t,2+t),试求顶点R的坐标.”利用两条直线平行或垂直来判断图形形状的步骤描点→在坐标系中描出给定的点↓猜测→根据描出的点，猜测图形的形状↓求斜率→根据给定点的坐标求直线的斜率↓结论→由斜率之间的关系判断形状点睛：利用平行、垂直关系式的关键在于正确求解斜率，特别是含参数的问题，必须要分类讨论；其次要注意的是斜率不存在并不意味着问题无解．金题典例已知点A(0,3),B(-1,0),C(3,0),且四边形ABCD为直角梯形,求点D的坐标.反思感悟：先由图形判断四边形各边的关系,再由斜率之间的关系完成求解.特别地,注意讨论所求问题的不同情况.【达标检测】1．下列说法正确的是( )A．若直线l1与l2倾斜角相等，则l1∥l2B．若直线l1⊥l2，则k1k2＝－1C．若直线的斜率不存在，则这条直线一定平行于y轴D．若两条直线的斜率不相等，则两直线不平行2.若直线l1的斜率为a,l1⊥l2,则直线l2的斜率为()A.1a B.a C.-1aD.-1a或不存在3.已知直线l1的倾斜角为45°,直线l1∥l2,且l2过点A(-2,-1)和B(3,a),则a的值为.4.已知△ABC的三个顶点分别是A(2,2),B(0,1),C(4,3),点D(m,1)在边BC的高所在的直线上,则实数m= .5.顺次连接A (-4,3),B (2,5),C (6,3),D (-3,0)四点,判断四边形ABCD 形状. 【课堂小结】【参考答案】知识梳理二、小试牛刀1.答案:必要不充分条件,如果两不重合直线斜率相等,则两直线一定平行;反过来,两直线平行,有可能两直线斜率均不存在.2.解析:由题意知l 1⊥x 轴.又l 1∥l 2,所以l 2⊥x 轴,故x=2. 答案:23．答案： (1)× 也可能重合．(2)× l 1∥l 2，其斜率不一定存在． (3)× 不一定垂直，只有另一条直线斜率为0时才垂直．(4)√ 4.解析:由根与系数的关系,知k 1k 2=-1,所以l 1⊥l 2. 答案:l 1⊥l 2 学习过程例1 思路分析: 斜率存在的直线求出斜率,利用l 1∥l 2⇔k 1=k 2进行判断,若两直线斜率都不存在,可通过观察并结合图形得出结论.解:(1)k 1=1-(-2)2-(-1)=1,k 2=-1-4-1-3=54,k 1≠k 2,l 1与l 2不平行. (2)k 1=1,k 2=2-12-1=1,k 1=k 2, 故l 1∥l 2或l 1与l 2重合.(3)k 1=0-11-0=-1,k 2=0-32-(-1)=-1,则有k 1=k 2.又k AM =3-1-1-0=-2≠-1,则A ,B ,M 不共线.故l 1∥l 2.(4)由已知点的坐标,得l 1与l 2均与x 轴垂直且不重合,故有l 1∥l 2.延伸探究解析:当m=-2时,直线AB 的斜率不存在,而直线MN 的斜率存在,MN 与AB 不平行,不合题意;当m=-1时,直线MN 的斜率不存在,而直线AB 的斜率存在,MN 与AB 不平行,不合题意; 当m ≠-2,且m ≠-1时,k AB =4-mm -(-2)=4-mm+2,k MN =3-1m+2-1=2m+1.因为AB ∥MN ,所以k AB =k MN , 即4-m m+2=2m+1,解得m=0或m=1.当m=0或1时,由图形知,两直线不重合. 综上,m 的值为0或1. 答案:0或1例2思路分析:(1)若斜率存在,求出斜率,利用垂直的条件判断;若一条直线的斜率不存在,再看另一条直线的斜率是否为0,若为0,则垂直.(2)当两直线的斜率都存在时,由斜率之积等于-1求解;若一条直线的斜率不存在,由另一条直线的斜率为0求解.解:(1)直线l 1的斜率不存在,直线l 2的斜率为0,所以l 1⊥l 2.(2)由题意,知直线l 2的斜率k 2一定存在,直线l 1的斜率可能不存在.当直线l 1的斜率不存在时,3=a-2,即a=5,此时k 2=0,则l 1⊥l 2,满足题意.当直线l 1的斜率k 1存在时,a ≠5,由斜率公式,得k 1=3-a a -2-3=3-a a -5,k 2=a -2-3-1-2=a -5-3.由l 1⊥l 2,知k 1k 2=-1,即3-aa -5×a -5-3=-1,解得a=0.综上所述,a 的值为0或5.跟踪训练1 解析:设以AB 为直径的圆与x 轴的交点为P (x ,0).∵k PB≠0,k PA≠0,∴k PA·k PB=-1,即0-3x+1·0-2x -4=-1,∴(x+1)(x-4)=-6,即x 2-3x+2=0,解得x=1或x=2.故点P 的坐标为(1,0)或(2,0). 答案:(1,0)或(2,0)例3 思路分析:利用直线方程的系数关系,或两直线间的斜率关系,判断两直线的位置关系.解:由斜率公式得k OP =t -01-0=t ,k RQ =2-(2+t )-2t -(1-2t )=-t -1=t ,k OR =2-0-2t -0=-1t , k PQ =2+t -t 1-2t -1=2-2t =-1t .所以k OP =k RQ ,k OR =k PQ ,从而OP ∥RQ ,OR ∥PQ.所以四边形OPQR 为平行四边形. 又k OP·k OR=-1,所以OP ⊥OR ,故四边形OPQR 为矩形. 延伸探究1 由斜率公式可得k AB =5-32-(-4)=13,k CD =0-3-3-6=13,k AD =0-3-3-(-4)=-3,k BC =3-56-2=-12. 所以k AB=k CD,由图可知AB 与CD 不重合,所以AB ∥CD ,由k AD≠k BC,所以AD 与BC 不平行.又因为k AB ·k AD =13×(-3)=-1,所以AB ⊥AD ,故四边形ABCD 为直角梯形.解:由题意A ,B ,C ,D 四点在平面直角坐标系内的位置如图, 延伸探究2 解:因为OPQR 为矩形,所以OQ 的中点也是PR 的中点.设R (x ,y ),则由中点坐标公式知{0+1-2t2=1+x 2,0+2+t2=t+y 2,解得{x =-2t ,y =2.所以R 点的坐标是(-2t ,2).金题典例思路分析:分析题意可知,AB 、BC 都不可作为直角梯形的直角边,所以要考虑CD 是直角梯形的直角边和AD 是直角梯形的直角边这两种情况;设所求点D 的坐标为(x ,y ),若CD 是直角梯形的直角边,则BC ⊥CD ,AD ⊥CD ,根据已知可得k BC=0,CD 的斜率不存在,从而有x=3;接下来再根据k AD=k BC即可得到关于x 、y 的方程,结合x 的值即可求出y ,那么点D 的坐标便不难确定了,同理再分析AD 是直角梯形的直角边的情况. 解:设所求点D 的坐标为(x ,y ),如图所示,由于k AB=3,k BC=0,则k AB·k BC=0≠-1,即AB 与BC 不垂直,故AB 、BC 都不可作为直角梯形的直角边.①若CD 是直角梯形的直角边,则BC ⊥CD ,AD ⊥CD ,∵k BC=0,∴CD 的斜率不存在,从而有x=3.又∵k AD =k BC ,∴y -3x=0,即y=3.此时AB 与CD 不平行.故所求点D 的坐标为(3,3).②若AD 是直角梯形的直角边, 则AD ⊥AB ,AD ⊥CD ,k AD =y -3x,k CD =yx -3.由于AD ⊥AB ,则y -3x·3=-1.又AB ∥CD ,∴y x -3=3.解上述两式可得{x =185,y =95,此时AD 与BC 不平行.故所求点D 的坐标为185,95.综上可知,使四边形ABCD 为直角梯形的点D 的坐标可以为(3,3)或185,95.达标检测1．解析：A 中，l 1与l 2可能重合；B 中，l 1，l 2可能存在其一没斜率；C 中，直线也可能与y 轴重合；D 正确，选D.答案 D2. 解析:若a ≠0,则l 2的斜率为-1a ;若a=0,则l 2的斜率不存在.答案:D3.解析:由题意,得a -(-1)3-(-2)=1,即a=4. 答案:44.解析:设直线AD ,BC 的斜率分别为k AD ,k BC ,由题意,得AD ⊥BC , 则有k AD ·k BC =-1,所以有1-2m -2·3-14-0=-1,解得m=52. 答案:525.解:k AB =13,k BC =-12,k CD =13,k AD =-3, 所以直线AD 垂直于直线AB 与CD ,而且直线BC 不平行于任何一条直线,所以四边形ABCD 是直角梯形.《2.1.2 两条直线平行和垂直的判定 -基础练》同步练习一、选择题1．下列说法中正确的是( ) A ．若直线与的斜率相等，则 B ．若直线与互相平行，则它们的斜率相等C ．在直线与中，若一条直线的斜率存在，另一条直线的斜率不存在，则与定相交D ．若直线与的斜率都不存在，则2．过点和点的直线与轴的位置关系是（） A ．相交但不垂直B ．平行C ．重合D ．垂直3．已知直线经过，两点，直线的倾斜角为，那么与（） A ．垂直B ．平行C ．重合D ．相交但不垂直4．已知的三个顶点坐标分别为，，，则其形状为( ) A ．直角三角形B ．锐角三角形C ．钝角三角形D ．无法判断5．（多选题）下列说法错误．．的是（） A ．平行的两条直线的斜率一定存在且相等 B ．平行的两条直线的倾斜角一定相等 C ．垂直的两条直线的斜率之积为一1 D ．只有斜率都存在且相等的两条直线才平行6．（多选题）已知A(m ，3)，B(2m ，m+4)，C(m+1，2)，D(1，0)，且直线AB 与直线CD 平行，则m 的值为 ( )A ．1B ．0C ．2D ．-1 二、填空题7．已知直线l 1的斜率为3，直线l 2经过点A (1,2)，B (2，a )，若直线l 1∥l 2，则a ＝_____；若直线l 1⊥l 2，则a ＝_______1l 2l 12l l //1l 2l 1l 2l 1l 2l 1l 2l 12l l //(1,2)A ()3,2B -x 1l ()3,4A -()8,1B --2l 1351l 2l ABC ∆()5,1A -()1,1B ()2,3C8．直线的倾斜角为，直线过，，则直线与的位置关系为______.9.已知点A （－2，－5），B （6,6），点P 在y 轴上，且∠APB ＝90°，则点P 的坐标为 . 10．已知，，，点满足，且，则点的坐标为______ 三、解答题11．判断下列各小题中的直线l 1与l 2的位置关系． (1)l 1的斜率为－10，l 2经过点A (10,2)，B (20,3)；(2)l 1过点A (3,4)，B (3,100)，l 2过点M (－10,40)，N (10,40)； (3)l 1过点A (0,1)，B (1,0)，l 2过点M (－1,3)，N (2,0)； (4)l 1过点A (－3,2)，B (－3,10)，l 2过点M (5，－2)，N (5,5)． 12．已知在平行四边形ABCD 中，. （1）求点D 的坐标；（2）试判断平行四边形ABCD 是否为菱形.《2.1.2 两条直线平行和垂直的判定 -基础练》同步练习答案解析一、选择题1．下列说法中正确的是( ) A ．若直线与的斜率相等，则 B ．若直线与互相平行，则它们的斜率相等C ．在直线与中，若一条直线的斜率存在，另一条直线的斜率不存在，则与定相交D ．若直线与的斜率都不存在，则【答案】C【解析】对于A, 若直线与的斜率相等，则或与重合；对于B ，若直线与互相平行，则它们的斜率相等或者斜率都不存在；对于D ，若与的斜率都不存在，则1l 452l ()2,1A --()3,4B 1l 2l 1,0A ()3,2B ()0,4C D AB CD ⊥//AD BC D (1,2),(5,0),(3,4)A B C 1l 2l 12l l //1l 2l 1l 2l 1l 2l 1l 2l 12l l //1l 2l 12l l //1l 2l 1l 2l 1l 2l 12l l //或与重合.2．过点和点的直线与轴的位置关系是（） A ．相交但不垂直 B ．平行C ．重合D ．垂直【答案】B【解析】两点的纵坐标都等于直线方程为：直线与轴平行.3．已知直线经过，两点，直线的倾斜角为，那么与（） A ．垂直 B ．平行C ．重合D ．相交但不垂直【答案】A 【解析】直线经过，两点直线的斜率：直线的倾斜角为直线的斜率：，，.4．已知的三个顶点坐标分别为，，，则其形状为( ) A ．直角三角形 B ．锐角三角形C ．钝角三角形D ．无法判断【答案】A【解析】由题意得：；,, , 为直角三角形.5．（多选题）下列说法错误．．的是（） A ．平行的两条直线的斜率一定存在且相等 B ．平行的两条直线的倾斜角一定相等 C ．垂直的两条直线的斜率之积为一1 D ．只有斜率都存在且相等的两条直线才平行【答案】ACD【解析】当两直线都与轴垂直时，两直线平行，但它们斜率不存在．所以A 错误．由直线倾斜角定义可知B 正确，当一条直线平行轴，一条平行轴，两直线垂直，但斜率之积不为-1，所以C 错误，当两条直线斜率都不存在时，两直线平行，所以D 错误，故选B ． 6．（多选题）已知A(m ，3)，B(2m ，m+4)，C(m+1，2)，D(1，0)，且直线AB 与直线CD 平行，1l 2l (1,2)A ()3,2B -x ,A B 2∴AB 2y =∴AB x 1l ()3,4A -()8,1B --2l 1351l 2l 1l ()3,4A -()8,1B --∴1l 141138k +==-+2l 135∴2l 2tan1351k ==-121k k ∴⋅=-12l l ∴⊥ABC ∆()5,1A -()1,1B ()2,3C 111152AB k +==--31221BC k -==-1AB BC k k ∴⋅=-AB BC ∴⊥ABC ∆∴x x y则m 的值为 ( )A ．1B ．0C ．2D ．-1 【答案】AB【解析】当AB 与CD 斜率均不存在时，故得m=0，此时两直线平行；此时AB ∥CD ，当k AB =k CD 时，，得到m=1，此时AB ∥CD.故选AB ．二、填空题7．已知直线l 1的斜率为3，直线l 2经过点A (1,2)，B (2，a )，若直线l 1∥l 2，则a ＝_____；若直线l 1⊥l 2，则a ＝_______ 【答案】5；. 【解析】直线l 2的斜率k==a ﹣2．（1）∵l 1∥l 2，∴a ﹣2=3，即a ＝5 （2）∵直线l 1⊥l 2，∴3k=﹣1，即3（a ﹣2）=﹣1，解得a=．8．直线的倾斜角为，直线过，，则直线与的位置关系为______.【答案】平行或重合【解析】倾斜角为，的斜率，过点，，的斜率，，与平行或重合. 9.已知点A （－2，－5），B （6,6），点P 在y 轴上，且∠APB ＝90°，则点P 的坐标为 . 【答案】（0，－6）或（0,7）【解析】设点P 的坐标为（0，y ）．因为∠APB ＝90°，所以AP ⊥BP ，又k AP ＝，k BP ＝，k AP ·k BP ＝－1，所以·＝－1，解得y ＝－6或y ＝7.所以点P 的坐标为（0，－6）或（0,7）．10．已知，，，点满足，且，则点的坐标为______ 【答案】2,11m m m =+=12m m m+=53221a --531l 452l ()2,1A --()3,4B 1l 2l 1l 451l ∴11k =2l ()2,1A --()3,4B 2l ∴241132k +==+12k k =1l ∴2l 1,0A ()3,2B ()0,4C D AB CD ⊥//AD BC D ()10,6-【解析】设，则，，，，，解得：，即：三、解答题11．判断下列各小题中的直线l 1与l 2的位置关系． (1)l 1的斜率为－10，l 2经过点A (10,2)，B (20,3)；(2)l 1过点A (3,4)，B (3,100)，l 2过点M (－10,40)，N (10,40)； (3)l 1过点A (0,1)，B (1,0)，l 2过点M (－1,3)，N (2,0)； (4)l 1过点A (－3,2)，B (－3,10)，l 2过点M (5，－2)，N (5,5)．【解析】 (1)k 1＝－10，k 2＝＝，∵k 1k 2＝－1，∴l 1⊥l 2.(2)l 1的倾斜角为90°，则l 1⊥x 轴，k 2＝＝0，则l 2∥x 轴，∴l 1⊥l 2. (3)k 1＝＝－1，k 2＝＝－1，∴k 1＝k 2.又k AM ＝＝－2≠k 1，∴l 1∥l 2.(4)∵l 1与l 2都与x 轴垂直，∴l 1∥l 2.12．已知在平行四边形ABCD 中，. （1）求点D 的坐标；（2）试判断平行四边形ABCD 是否为菱形.【解析】(1)设D (a ，b )，∵四边形ABCD 为平行四边形， ∴k AB ＝k CD ，k AD ＝k BC ，∴，解得.∴D (－1,6)．(2)∵k AC ＝＝1，k BD ＝＝－1，∴k AC ·k BD ＝－1.∴AC ⊥BD .∴▱ABCD 为菱形．(),D x y 2131AB k ==-422033BC k -==--4CD y k x -=1AD y k x =-AB CD ∵⊥//AD BC 411213AB CD AD BCy k k xy k k x -⎧⋅=⨯=-⎪⎪∴⎨⎪===-⎪-⎩106x y =⎧⎨=-⎩()10,6D -(1,2),(5,0),(3,4)A B C《2.1.2 两条直线平行和垂直的判定 -提高练》同步练习一、选择题1．下列各对直线不互相垂直的是 ( )A ．l 1的倾斜角为120°，l 2过点P(1，0)，Q(4)B ．l 1的斜率为-，l 2过点P(1，1)，QC．l 1的倾斜角为30°，l2过点P(3，Q(4，D ．l 1过点M(1，0)，N(4，-5)，l 2过点P(-6，0)，Q(-1，3)2．已知，过A (1,1)、B (1，－3)两点的直线与过C (－3，m )、D (n,2)两点的直线互相垂直，则点(m ，n )有 ( ) A ．1个B ．2个C ．3个D ．无数个3．过点和点的直线与过点和点的直线的位置关系是（）A ．平行B ．重合C ．平行或重合D ．相交或重合4．已知的顶点，，其垂心为，则其顶点的坐标为( )A ．B ．C ．D ．5．（多选题）下列命题中正确的为( ) A.若两条不重合的直线的斜率相等，则它们平行； B.若两直线平行，则它们的斜率相等； C.若两直线的斜率之积为，则它们垂直； D.若两直线垂直，则它们的斜率之积为.6.（多选题）设点，给出下面四个结论，其中正确结论的是（）A. B. C. D. 二、填空题7．已知△ABC 的三个顶点坐标分别为A (2，4)，B (1，2)，C (－2，3)，则BC 边上的高AD2310,2⎛⎫- ⎪⎝⎭(1,1)E (1,0)F -,02k M ⎛⎫- ⎪⎝⎭0,(0)4k N k ⎛⎫≠ ⎪⎝⎭ABC ∆()2,1B ()6,3C -()3,2H -A ()19,62--()19,62-()19,62-()19,621-1-(4,2),(6,4),(12,6),(2,12)P Q R S --//SR PQ PQ PS ⊥//PS QS RP QS ⊥所在直线的斜率为________．8．已知直线l 1经过点A (0，－1)和点B (－，1)，直线l 2经过点M (1,1)和点N (0，－2)，若l 1与l 2没有公共点，则实数a 的值为________．9．（1）已知点M(1，-3)，N(1，2)，P(5，y)，且∠NMP=90°，则l og 8(7+y)=_________. （2）若把本题中“∠NMP=90°”改为“log 8(7+y)=”，其他条件不变，则∠NMP=_____. 10．若点，，点C 在坐标轴上，使，则点C 的坐标为__________．三、解答题11．已知，，三点，若直线AB 的倾斜角为，且直线，求点A ，B ，C 的坐标．12．已知四边形ABCD 的顶点A (m ，n )、B (5，－1)、C (4,2)、D (2,2)，求m 和n 的值，使四边形ABCD 为直角梯形.《2.1.2 两条直线平行和垂直的判定 -提高练》同步练习答案解析一、选择题1．下列各对直线不互相垂直的是 ( )A ．l 1的倾斜角为120°，l 2过点P(1，0)，Q(4) B ．l 1的斜率为-，l 2过点P(1，1)，QC．l 1的倾斜角为30°，l2过点P(3，Q(4，D ．l1过点M(1，0)，N(4，-5)，l 2过点P(-6，0)，Q(-1，3) 【答案】C【解析】A ．l 1的倾斜角为120°，l 2过点P(1，0)，Q(4，，k PQ =B ．l 2过点P(1，1)，Q ，k PQ =。

垂直的定理

垂直的定理垂直的定理是几何学中的一条重要定理，也是解决几何问题的基础。

它是指在一个平面内，如果两条直线互相垂直，则它们的斜率之积等于-1。

这个定理在解决垂直关系问题时非常有用，可以帮助我们判断两条直线是否垂直，或者通过已知条件求解未知量。

我们来看一下垂直的定理的表达方式。

假设有两条直线L1和L2，它们的斜率分别为k1和k2。

如果L1和L2互相垂直，则有k1 * k2 = -1。

这个等式说明了两条直线互相垂直的条件。

根据垂直的定理，我们可以解决一些常见的几何问题。

例如，已知一条直线L1上的两个点A和B，以及另一条直线L2上的一个点C，我们需要确定L2在哪个位置与L1垂直相交。

首先，我们可以计算L1的斜率k1，然后根据垂直的定理，可以得到L2的斜率k2 = -1 / k1。

接下来，我们可以利用已知点C和斜率k2，求解L2的方程。

通过求解L1和L2的交点，我们可以确定L2与L1的垂直相交点。

除了解决垂直关系问题外，垂直的定理还可以帮助我们证明一些几何定理。

例如，我们可以利用垂直的定理证明两条平行线的斜率相等。

假设有两条平行线L1和L2，它们的斜率分别为k1和k2。

由于L1和L2平行，它们与一条垂直于它们的直线L3的斜率相等。

根据垂直的定理，我们可以得到k1 * k3 = -1和k2 * k3 = -1。

由于k3相等，我们可以得到k1 = k2，从而证明了两条平行线的斜率相等。

垂直的定理还可以应用于三角形的垂心、高线和垂直平分线等相关问题。

例如，已知一个三角形ABC，我们需要确定三条高线的交点H，可以利用垂直的定理来解决。

首先，我们可以找到三条高线所在的直线L1、L2和L3，它们分别通过顶点A、B和C，并且与对边BC、AC和AB垂直相交。

然后，根据垂直的定理，我们可以计算出L1、L2和L3的斜率。

通过求解这三条直线的交点，我们可以确定高线的交点H，即三角形的垂心。

在实际应用中，垂直的定理也可以用于解决一些实际问题。

两直线垂直的斜率公式

两直线垂直的斜率公式一、斜率的定义要理解两直线垂直的斜率公式，首先需要了解直线的斜率的定义。

在平面几何中，直线的斜率是直线上两个点之间纵坐标差与横坐标差的比值。

设直线通过点(x1,y1)和(x2,y2)，则直线的斜率m可以表示为：m=(y2-y1)/(x2-x1)(1)其中，x2-x1≠0，否则直线会退化成一条竖直的线。

二、两直线垂直的条件在笛卡尔坐标系中，两条直线垂直的条件是它们的斜率的乘积等于-1、设直线1的斜率为m1，直线2的斜率为m2，则两条直线垂直的条件可以表示为：m1*m2=-1(2)即两直线的斜率之积为-1三、推导垂直斜率公式现在我们来推导两直线垂直的斜率公式。

假设有两条直线，直线1通过点(x1,y1)和(x2,y2)，斜率为m1；直线2通过点(x3,y3)和(x4,y4)，斜率为m2根据定义，直线1和直线2分别可以表示为：直线1：y=m1*x+c1(3)直线2：y=m2*x+c2(4)其中，c1和c2分别是直线1和直线2的截距。

现在我们来推导直线1和直线2的斜率之积等于-1首先，将方程(3)和方程(4)中的y值相等，得到：m1*x+c1=m2*x+c2移项整理得到：(m1-m2)*x=c2-c1如果直线1和直线2不平行，那么m1≠m2，所以x=(c2-c1)/(m1-m2)。

另外，直线1和直线2垂直，根据条件(2)可以得到：m1*m2=-1将m1和m2的值代入，得到：m1*(-1/m1)=-1所以，推导出来的斜率之积为-1综上所述，我们得到了两直线垂直的斜率公式：如果两直线的斜率分别为m1和m2，并且m1*m2=-1，那么这两条直线垂直。

这就是两直线垂直的斜率公式。

值得注意的是，斜率公式只适用于非垂直于x轴的直线。

对于垂直于x轴的直线，斜率是不存在的，因为这条直线的x坐标不变。

两直线互相垂直的公式

两直线互相垂直的公式
两直线互相垂直的公式是在平面几何中的重要概念。

当两条直线相互垂直时，它们的斜率之积为-1。

这个关系可以用数学公式来表示。

设直线L1的斜率为m1，直线L2的斜率为m2。

如果L1和L2互相垂直，则有以下关系成立：
m1 * m2 = -1
这个公式表达了两条直线垂直的条件。

当两条直线的斜率之积为-1时，它们相互垂直。

要判断两条直线是否垂直，可以先计算出它们的斜率，然后将斜率相乘，如果得到-1，则说明两条直线是垂直的。

举个例子来说，假设直线L1的斜率为2，直线L2的斜率为-1/2，那么按垂直的条件进行计算：
2 * (-1/2) = -1
由于斜率的乘积等于-1，可以得出结论，直线L1和直线L2是垂直的。

这个公式在解题过程中非常实用，特别是在处理与直线垂直有关的几何问题时，可以用来确保我们的计算结果准确无误。

两直线互相垂直的公式是m1 * m2 = -1，其中m1和m2分别代表两条直线的斜率。

这个公式可以帮助我们判断和解决与直线垂直有关的问题。

22人教版高中数学新教材选择性必修第一册--2.1.2 两条直线平行和垂直的判定

2.1.2 两条直线平行和垂直的判定课标解读课标要求素养要求1.理解两条直线平行与垂直的条件.2.能根据斜率判定两条直线平行或垂直.3.能利用两条直线平行或垂直的条件解决问题.1.逻辑推理——能根据斜率推导两条直线平行或垂直.2.直观想象——能够掌握直线斜率的几何意义.自主学习·必备知识教材研习教材原句1.两条直线平行：对于斜率分别为k1,k2的两条直线l1,l2，有l1∥l2⇔①k1=k2.2.两条直线垂直：如果两条直线都有斜率，且它们互相垂直，那么它们的斜率之积等于-1；反之，如果两条直线的斜率之积等于-1 ，那么它们互相垂直. 即l1⊥l2⇔②k1k2=−1 .自主思考1.两条直线平行，斜率一定相等吗？提示不一定，也可能两条直线的斜率都不存在.2.若两条直线垂直，则它们的斜率之积一定等于-1吗？提示不一定，若两条直线的斜率都存在，则它们垂直时斜率之积是-1；当两条直线垂直时，还可能它们的斜率一个是0，另一个不存在.名师点睛1.当两条直线的斜率都不存在时，l1与l2的倾斜角都是90∘，l1∥l2.2.若没有指明l1,l2不重合，则k1=k2⇔l1∥l2或l1与l2重合，用斜率证明三点共线时，常用到这一结论.3.在利用以上结论判定两条直线的位置关系时，一定要注意前提条件，即斜率存在，因此在讨论问题的过程中一定要注意对斜率是否存在作分类讨论.互动探究·关键能力探究点一两条直线平行的判定精讲精练例根据下列给定的条件，判断直线l1与直线l2是否平行.（1）l1经过点A(−1,−2),B(2,1)，l2经过点M(3,4),N(−1,−1)；（2）l1经过点A(−3,2),B(−3,10)，l2经过点M(5,−2),N(5,5)；（3）l1平行于y轴，l2经过点P(0,−2),Q(0,5).思路分析根据所给的条件求出两直线的斜率，根据斜率是否相等进行判断，要注意斜率不存在及两直线重合的情况.答案：（1）k1=1−(−2)2−(−1)=1,k2=−1−4−1−3=54,∵k1≠k2，∴l1与l2不平行.（2）∵l1与l2都与x轴垂直，且l1与l2不重合，∴l1∥l2（3）由题意知l1的斜率不存在，且不是y轴，l2的斜率也不存在，恰好是y轴，∴l1∥l2变式若将本例（3）改为l1平行于x轴，l2经过点P(1,−2),Q(5,2m−5)，且l1∥l2，求m 的值.答案：由已知得k1=0,k2=2m−5+25−1，因为l1∥l2，所以k2=2m−5+25−1=0，解得m=32.解题感悟k1=k2⇔l1//l2是针对斜率都存在且不生命的两直线而言的，对于斜率不存在或可能不存在的直线，要注意利用数形结合求解.迁移应用1.经过两点C(3,1),D(−2,0)的直线l1，与经过点M(1,−4)且斜率为15的直线l2的位置关系为( )A.平行B.垂直C.重合D.无法确定答案：A解析：∵k l1=0−1−2−3=15，∴k l1=k l2，又∵k MD=0+4−2−1=−43≠15，∴l1与l2不重合，∴l1与l2平行.2.已知过点P(3,2 m)和点Q(m,2)的直线与过点M(2,−1)和点N(−3,4)的直线平行，则m 的值是.答案：-1解析：因为k MN=4−(−1)−3−2=−1,k PQ=2m−23−m，且直线PQ与直线MN平行，所以2m−23−m=−1，解得m=−1.探究点二两条直线垂直的判定精讲精练类型1 两条直线垂直的判定例1根据下列给定的条件，分别判断直线l1与l2是否垂直.（1）l1经过点A(1,3),B(−1,−1)，l2经过点C(2,1),D(4,0)；（2）l1经过点E(−1,3),F(−1,−5)，l2经过点C(2,4),D(−1,4)；（3）l1经过点P(2,−1),Q(3,4)，l2的方向向量为(5,1).思路分析根据已知条件求出两条直线的斜率，然后根据垂直关系判断.答案：（1）由题意知k1=−1−3−1−1=2,k2=0−14−2=−12，因为k1k2=−1，所以l1⊥l2.（2）由题意知l1的斜率不存在，l2的斜率为0，所以l1⊥l2.（3）由题意知k1=4−(−1)3−2=5,k2=15，因为k1k2≠−1，所以l1与l2不垂直.解题感悟判断两条直线是否垂直的依据是在这两条直线都有斜率的前提下，只需要看它们的斜率之积是否等于-1即可，但应注意有一条直线与x轴垂直，另一条直线与x轴平行或重合时，这两条直线也垂直.类型2 根据两条直线垂直求参数例2 已知直线l1经过点A(3,a),B(a−2,3)，直线l2经过点C(2,3),D(1,a−2)，如果l1⊥l2，求a的值.思路分析根据两条直线垂直，列方程求解.答案：因为直线l2经过点C(2,3),D(1,a−2)，所以l2的斜率存在，设为k2.当k2=0时，则a−2=3，即a=5，则A(3,5),B(3,3)，显然直线l1的斜率不存在，满足l1⊥l2；当k2≠0时，a−2≠3，即a≠5，显然l1的斜率存在，设为k1.若要满足题意，则k1k2=−1，所以3−aa−2−3⋅a−2−31−2=−1，解得a=2.综上可知，a的值为5或2.解题感悟若已知点的坐标中含有参数，利用两条直线的垂直关系求参数值时，要注意讨论斜率不存在的情况.迁移应用1.已知直线l1经过A(−3,4),B(−8,−1)两点，直线l2的倾斜角为135∘，那么l1与l2( )A.垂直B.平行C.重合D.相交但不垂直答案：A解析：∵直线l1经过A(−3,4)，B(−8,−1)两点，∴直线l1的斜率k1=4+1−3+8=1.∵直线l2的倾斜角为135∘，∴直线l2的斜率k2=tan 135∘=−1，∴k1⋅k2=−1，∴l1⊥l2.2.（2021四川宜宾叙州二中高二开学考）在平面直角坐标系内有两个点A(4,2)，B(1，-2)，若在x轴上存在点C，使∠ACB=π2，则点C的坐标是( )A.(3,0)B.(0,0)C.(5,0)D.(0,0)或(5,0) 答案：D解析：设C(x0,0)，则k AC=24−x0,k BC=2x0−1.∵∠ACB=π2，∴AC⊥BC，∴k AC⋅k BC=−1，则24−x0⋅2x0−1=−1，解得x0=0或x0=5，∴点C的坐标为(0,0)或(5,0).探究点三两条直线平行与垂直的综合应用精讲精练例已知点M(2,2),N(5,−2)，点P在x轴上，分别求满足下列条件的点P的坐标.（1）∠MOP=∠OPN（O是坐标原点）；（2）∠MPN是直角.思路分析（1）根据两角相等，判断OM与NP的关系，然后转化为斜率的关系求解. （2）根据∠MPN是直角，得出MP⊥NP，然后转化为斜率之积为-1求解.答案：（1）因为∠MOP=∠OPN，所以OM∥NP，所以k OM=k NP.设P(x,0)，又k OM=2−0 2−0=1,k NP=0−(−2)x−5=2x−5，所以1=2x−5，所以x=7，即点P的坐标为(7,0). （2）因为∠MPN为直角，所以MP⊥NP，根据题意知MP,NP的斜率均存在，所以k MP⋅k NP=−1.设P(x0,0)，则k MP=22−x0,k NP=2x0−5，所以22−x0×2x0−5=−1，解得x0=1或x0=6，即点P的坐标为(1,0)或(6,0).解题感悟（1）利用直线的斜率判定平面图形的形状一般要运用数形结合的方法，先由图形作出猜测，再利用直线的斜率关系进行判定. （2）由图形的形状求参数（一般是点的坐标）时，要根据图形的特征确定斜率之间的关系，既要考虑斜率是否存在，又要考虑图形可能出现的各种情况.迁移应用1.已知A(1,−1),B(2,2),C(3,0) 三点，若CD ⊥AB ，且CB ∥AD ，求点D 的坐标. 答案：设D(x,y) ，则k CD =y x−3,k AB =3,k CB =−2,k AD =y+1x−1.因为CD ⊥AB,CB ∥AD ，所以k CD ⋅k AB =−1,k AD =k CB ，所以{yx−3×3=−1,y+1x−1=−2,解得{x =0,y =1,所以点D 的坐标为(0,1).评价检测·素养提升课堂检测1.若直线l 1 的倾斜角为135∘ ，直线l 2 经过点P(−2,−1),Q(3,−6) ，则直线l 1 与l 2 的位置关系是( ) A.垂直B.平行 C.重合D.平行或重合答案：D2.若直线l 经过点(a −2,−1) 和(−a −2,1) ，且与斜率为−23 的直线垂直，则实数a 的值为( )A.−23 B.−32 C.23 D.32 答案： A3.（2021浙江宁波慈溪高二期末）已知两条不重合的直线l 1,l 2 ，则“l 1∥l 2 ”是“l 1,l 2 的斜率相等”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： B4.已知点A(−3,−2),B(6,1) ，点P 在y 轴上，且∠BAP =90∘ ，求点P 的坐标. 答案：设P(0,y) ，由∠BAP =90∘ 知， k AB ⋅k AP =1−(−2)6−(−3)×y−(−2)0−(−3)=y+29=−1 ，解得y =−11 ，所以点P 的坐标是(0,-11).素养演练直观想象、逻辑推理——判断平面图形的形状已知A(−4,3),B(2,5),C(6,3),D(−3,0) 四点，若顺次连接A ，B ，C ，D 四点，试判断图形ABCD 的形状.答案：A，B，C，D四点在平面直角坐标系中的位置如图：由斜率公式可得k AB=5−32−(−4)=13,k CD=0−3−3−6=13,k AD=0−3−3−(−4)=−3,k BC=3−56−2=−12，∴k AB=k CD，由图可知AB与CD不重合，∴AB∥CD.∵k AD≠k BC，∴AD与BC不平行. 又k AB⋅k AD=13×(−3)=−1,∴AB⊥AD.故四边形ABCD为直角梯形.素养探究：根据点画出图形，渗透了直观想象的素养；根据斜率判断图形的形状，渗透了逻辑推理的素养.迁移应用已知A(0,1),B(1,0),C(3,2),D(2,3)四点，试判断由此四点构成的图形ABCD的形状.答案：由题意得k AB=0−11−0=−1,k CD=3−22−3=−1,k BC=2−03−1=1,k DA=3−12−0=1，因为k AB=k CD,k BC=k DA，且AB与CD，BC与DA不重合，所以AB∥CD,BC∥DA，所以四边形ABCD为平行四边形.又因为k AB⋅k BC=−1，所以AB⊥BC，所以四边形ABCD为矩形.课时评价作业基础达标练1.满足下列条件的直线l1与l2中，l1∥l2的是( )①l1的斜率为2，l2过点A(1,2)、B(4,8)；②l1经过点P(3,3)、Q(−5,3)，l2平行于x轴，但不经过P点；③l1经过点M(−1,0)、N(−5,−2)，l2经过点R(−4,3)、S(0,5).A.①②B.②③C.①③D.①②③答案：B2.下列两条直线不垂直的是( )A.l1的倾斜角为120∘，l2过点P(1,0),Q(4,√3)B.l1的斜率为−23，l2过点P(1,1),Q(0,−12)C.l1的倾斜角为30∘，l2过点P(3,√3),Q(4,2√3)D.l1过点M(1,0),N(4,−5)，l2过点P(−6,0),Q(−1,3)答案：C3.若直线l1,l2的斜率分别为−1,a2−2，且l1∥l2，则实数a等于( )A.1B.-1C.±√3D.±1答案：D4.已知直线l的倾斜角为20∘，直线l1∥l，直线l2⊥l，则直线l1与l2的倾斜角分别是( )A.20∘,110∘B.70∘,70∘C.20∘,20∘D.110∘,20∘答案：A解析：如图，因为l∥l1，所以l1的倾斜角为20∘，因为l2⊥l，所以l2的倾斜角为90∘+20∘=110∘ .5.（2020宁夏银川一中高二月考）已知过A(1,1)、B(1，-3)两点的直线与过C(−3,m)、D(n,2)两点的直线互相垂直，则点(m,n)有( )A.1个B.2个C.3个D.无数个答案：D6.（多选题）下列命题中正确的有( )A.若两条不重合的直线的斜率相等，则它们平行B.若两直线平行，则它们的斜率相等C.若两直线的斜率之积为-1，则它们垂直D.若两直线垂直，则它们的斜率之积为-1答案：A; C7.已知△ABC的顶点为B(2,1)，C(−6,3)，其垂心为H(−3,2)，则其顶点A的坐标为( )A.(-19,-62)B.(19,-62)C.(-19,62)D.(19,62)答案：A解析：∵H为△ABC的垂心，∴AH⊥BC,BH⊥AC，又k BC=3−1−6−2=−14,k BH=2−1−3−2=−15，∴ 直线AH,AC 的斜率存在且k AH =4,k AC =5 . 设A(x,y) ，则{k AH =y−2x+3=4,k AC =y−3x+6=5,解得{x =−19,y =−62,∴ 点A 的坐标为(-19,-62).8.（多选题）若A(−4,2),B(6,−4),C(12,6),D(2,12) ，则下列结论中正确的是( ) A.AB ∥CD B.AB ∥AD C.AC ⊥CD D.AC ⊥BD 答案： A ; D 解析：∵k AB =−4−26−(−4)=−35,k CD =12−62−12=−35，且C 不在直线AB 上，∴AB ∥CD ，故A中结论正确； ∵k AD =12−22−(−4)=53,∴k AB ⋅k AD =−1 ，∴AB ⊥AD ，故B 中结论错误； ∵k AC =6−212+4=14 ，∴k CD ⋅k AC =−35×14≠−1 ，∴AC 与CD 不垂直，故C 中结论错误； ∵k BD =12+42−6=−4 ，∴k AC ⋅k BD =−1,∴AC ⊥BD ，故D 中结论正确.9.已知直线l 1 经过点A(0,−1) 和点B(−4a ,1) ，直线l 2 经过点M(1,1) 和点N(0,−2) ，若l 1∥l 2 ，且l 1 与l 2 没有公共点，则实数a 的值为 . 答案： -6素养提升练10.（2021江西南昌十中高二月考）已知A(m,3),B(2m,m +4),C(m +1,2),D(1,0) ，且直线AB 与CD 平行，则m 的值为( ) A.1B.0或1C.2D.1或2 答案： B解析：当直线AB 与CD 的斜率均不存在时，{m =2m, m +1=1, 可得m =0 ，此时A(0,3),B(0,4),C(1,2),D(1,0) ，符合题意；当直线AB 与CD 的斜率均存在时，m ≠0 ，此时k AB =m+4−32m−m=m+1m,k CD =2−0m+1−1=2m ，所以m+1m=2m ，解得m =1 ，此时A(1,3),B(2,5),C(2,2),D(1,0) ，符合题意.综上，m 的值为0或1.11.在平面直角坐标系中，以O(0,0) ，A(1,1) ，B(3,0) 为顶点构造平行四边形，则下列各项中不能作为平行四边形第四个顶点的坐标是( ) A.(-3,1)B.(4,1) C.(-2,1)D.(2,-1) 答案： A解析：设第四个顶点为C . 当点C 的坐标为(-3,1)时，|OC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√10,|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√5,|AC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=4,|OB⃗⃗⃗⃗⃗ |=3 . ∵|OC⃗⃗⃗⃗⃗ |≠|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |,|AC ⃗⃗⃗⃗⃗ |≠|OB ⃗⃗⃗⃗⃗ | ， ∴ 四边形ABOC 不是平行四边形；当点C 的坐标为(4,1)时，∵OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,1) ， ∴OA ∥BC 且OA =BC ， ∴ 四边形OBCA 是平行四边形；当点C 的坐标为(-2,1)时，∵OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(−2,1) ， ∴OC ∥BA 且OC =BA ， ∴ 四边形OBAC 是平行四边形；当点C 的坐标为(2,-1)时，∵OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,−1) ， ∴OC ∥/AB 且OC =AB ，∴ 四边形OCBA 是平行四边形. 故选A.12.（多选题）设点P(−4,2),Q(6,−4),R(12,6),S(2,12) ，则下面四个结论中正确的是( ) A.PQ ∥SR B.PQ ∥PS C.PS ⊥QS D.PR ⊥QS 答案： A ; D解析：由斜率公式知k PQ =−4−26+4=−35,k SR =12−62−12=−35,k PS =12−22+4=53,k QS =12+42−6=−4,k PR =6−212+4=14，所以PQ ∥SR,PQ ⊥PS,PR ⊥QS ，又k PS ⋅k QS ≠−1 ，所以直线PS 与QS 不垂直，所以A 、D 正确.13.（2020黑龙江伊春伊美二中高二期末）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 = . 答案： 0或1解析： k AB =3a1−(−2)=a ，当a =0 时，k AB =0 ，直线l 2 的斜率不存在，此时两条直线相互垂直；当a ≠0 时，k PQ =−2a+1a ，∵ 两条直线相互垂直，∴a ⋅−2a+1a=−1 ，解得a =1 .综上可知，a=1或a=0.14.（2020山东泰安一中高二月考）已知四边形ABCD的顶点为A(m,n)、B(5,−1)、C(4,2)、D(2,2)，若四边形ABCD为直角梯形，求m和n的值.答案：①如图，当∠A=∠D=90∘时，∵四边形ABCD为直角梯形，∴AB∥DC，且AD⊥AB.∵k DC=0,∴m=2,n=−1.②如图，当∠A=∠B=90∘时，∵四边形ABCD为直角梯形，∴AD∥BC，且AB⊥BC，∴k AD=k BC,k AB k BC=−1.∴{n−2m−2=2−(−1)4−5, n+1m−5⋅2−(−1)4−5=−1,解得m=165,n=−85.综上所述，m=2,n=−1或m=165,n=−85.创新拓展练15.（2020甘肃平凉静宁一中期末）已知M(1,−1),N(2,2),P(3,0).（1）若点Q满足PQ⊥MN,PN∥MQ，求点Q的坐标；（2）若点Q在x轴上，且∠NQP=∠NPQ，求直线MQ的倾斜角.命题分析本题主要考查了直线的斜率以及与倾斜角的关系，熟练掌握斜率公式是解题的关键.答题要领（1）设Q(x,y)，根据PQ⊥MN得出yx−3×3=−1，由PN∥MQ得出y+1x−1=−2，解方程组即可求出Q的坐标.（2）设Q(x,0)，由∠NQP=∠NPQ得出k NQ=−k NP，解方程求出Q的坐标，即可得出结果.×3=详细解析（1）设Q(x,y)，由已知得k MN=3，又PQ⊥MN,∴k PQ⋅k MN=−1，即yx−3−1①，由已知得k PN=−2，又PN∥MQ，∴k PN=k MQ，即y+1=−2②，x−1联立①②，解得x=0,y=1,∴Q(0,1).（2）设Q(x,0),∵∠NQP=∠NPQ，∴k NQ=−k NP，又k NQ=2,k NP=−2，2−x∴2=2，解得x=1,∴Q(1,0)，2−x又M(1,−1),∴MQ⊥x轴，故直线MQ的倾斜角为90∘.解题感悟利用平行、垂直的关系求参数的关键是求出斜率，再利用平行、垂直判断斜率之间的关系，列方程求解.。

两条直线平行与垂直的判定

1. 通过定义直接判断两条直线是否平行。
3. 利用垂直于同一直线的两条直线平行等性质定理来判断两条直线是否平行。
两条直线平行的坐标表示及判定方法
01
02
坐标表示：在平面直角坐标系中，设两条直线的方程分别为 $y = k_1x + b_1$ 和 $y = k_2x + b_2$，若它们平行，则它们的斜率相等且截距不同。
判定方法
03
04
05
1. 通过计算斜率来判断两条直线是否平行，如果斜率相等则两条直线平行。
2. 通过判断截距是否相等来判断两条直线是否平行，如果截距不同则两条直线平行。
3. 利用垂直于同一直线的两条直线平行等性质定理来判断两条直线是否平行。
03
两条直线垂直的判定
两条直线垂直的定义及判定方法
VS
详细描述
在欧几里得几何中，两条直线平行的判定通常是基于同一直线上的三点或两直线之间的距离。而垂直的判定则是基于两直线之间的角度或利用中点连线长度相等来进行。这些判定方法为我们解决各种几何问题提供了重要的工具和思路。
对两条直线平行与垂直判定的展望
总结词
随着几何学的发展，两条直线的平行与垂直判定将会越来越重要，其应用领域也将越来越广泛。
定义
如果两条直线相交成90度角，则这两条直线垂直。
判定方法
利用三角尺或量角器测量两条直线的夹角，如果夹角为90度，则两条直线垂直。
两条直线垂直的几何意义及判定方法
几何意义
如果一条直线与另一条直线在平面内相交，且交点处形成的角度为90度，则这两条直线垂直。
判定方法
利用几何知识，通过证明两条直线交角为90度来证明两条直线垂直。

两条直线垂直的判定条件

两条直线垂直的判定条件一、引言在几何学中，判定两条直线是否垂直是一个常见的问题。

本文将介绍两条直线垂直的判定条件。

二、两条直线垂直的定义两条直线垂直是指它们的交角为90度。

换句话说，如果两条直线相交于一个点，并且这个点的邻域内没有其他点，那么这两条直线就是垂直的。

三、第一种判定条件：斜率乘积为-1斜率是指一条直线在坐标系中与x轴正方向夹角的正切值。

如果两条非垂直的直线分别有斜率k1和k2，则它们垂直的充要条件是：k1 × k2 = -1这个公式可以从勾股定理推导出来。

假设有一个长度为a、高度为b 的正方形，其中一条边与x轴平行，另一条边与y轴平行。

则这个正方形对应着一个斜率为b/a的直线。

画出这个正方形和其内接圆后，可以发现圆心到四个顶点所在位置连成四段互相垂直的线段，且每段长度都为半径r（r=a/2）。

根据勾股定理可知：a² + b² = r²将斜率代入，得到：1 + k² = (1/2k)²化简后可得到：k × (-2k) = -1即：k1 × k2 = -1因此，如果两条直线的斜率乘积为-1，则它们垂直。

四、第二种判定条件：方向余弦相乘为0另一种常用的判定方法是使用方向余弦。

方向余弦是指一条直线在三维空间中与x、y、z轴正方向夹角的余弦值。

如果两条非垂直的直线分别有方向余弦l11、l12和l21、l22，则它们垂直的充要条件是：l11 × l21 + l12 × l22 + l13 × l23 = 0其中l13和l23分别表示两条直线在z轴上的投影。

这个公式可以从向量叉积的定义推导出来。

假设有两个非零向量a和b，则它们的叉积c可以表示为：c = a × bc的模长等于a和b所围成平行四边形面积，方向垂直于a和b所在平面。

如果a和b在xy平面内，则可以把它们看作二维向量，此时c 只有z分量。

高考数学一轮复习第八章解析几何第二讲两条直线的位置关系学案含解析新人教版

第二讲两条直线的位置关系知识梳理·双基自测知识梳理知识点一两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__．知识点二两条直线的交点直线l 1和l 2的交点坐标即为两直线方程组成的方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0的解．相交⇔方程组有__唯一解__；平行⇔方程组__无解__；重合⇔方程组有__无数个解__．知识点三三种距离公式(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－x 2)2＋(y 1－y 2)2．特别地，原点O (0,0)与任一点P (x ，y )的距离|OP |＝x 2＋y 2． (2)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)两条平行线Ax ＋By ＋C 1＝0与Ax ＋By ＋C 2＝0间的距离为d ＝|C 1－C 2|A 2＋B 2．归纳拓展1．求解距离问题的规律运用点到直线的距离公式时，需把直线方程化为一般式；运用两平行线间的距离公式时，需先把两平行线方程中x ，y 的系数化为相同的形式．2．对称问题的求解规律(1)中心对称：转化为中点问题处理．(2)轴对称：转化为垂直平分线问题处理．特殊地：点P (a ，b )关于直线x ＋y ＋m ＝0对称的点坐标为(－b －m ，－a －m )，点P (a ，b )关于直线x －y ＋m ＝0对称的点坐标为(b －m ，a ＋m )．双基自测题组一走出误区1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若两直线的斜率相等，则两直线平行，反之，亦然．( × )(2)如果两条直线l 1与l 2垂直，那么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＋k 2．( × )(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．( √ )题组二走进教材2．(课本习题改编)过点(1,0)且与直线x －2y －2＝0平行的直线方程是( A ) A ．x －2y －1＝0 B ．x －2y ＋1＝0 C ．2x ＋y －2＝0D ．x ＋2y －1＝03．(必修2P 110B 组T2)已知点(a,2)(a ＞0)到直线l ：x －y ＋3＝0的距离为1，则a 等于( C ) A ． 2 B ．2－ 2 C ．2－1D ．2＋1[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．题组三走向高考4．(2020·高考全国Ⅲ)点(0，－1)到直线y ＝k (x ＋1)距离的最大值为( B ) A ．1 B ． 2 C ． 3D ．2 [解析] 解法一：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)距离最大，即为|AP |＝2，故选B ．解法二：因为点(0，－1)到直线y ＝k (x ＋1)距离d ＝|1＋k |k 2＋1＝k 2＋2k ＋1k 2＋1＝1＋2k k 2＋1；∵要求距离的最大值，故需k ＞0；可得d ＝1＋2k ＋1k≤2，当且仅当k ＝1时取等号，故选B ．5．(2018·全国)坐标原点关于直线x －y －6＝0的对称点的坐标为__(6，－6)__．[解析] 设坐标原点关于直线x －y －6＝0的对称点的坐标为(a ，b )，则⎩⎨⎧ba ×1＝－1a 2－b2－6＝0，解得a ＝6，b ＝－6，∴坐标原点关于直线x －y －6＝0的对称点的坐标为(6，－6)．考点突破·互动探究考点一两条直线平行、垂直的关系——自主练透例1 (1)(2021·高安期中)经过抛物线y 2＝2x 的焦点且平行于直线3x －2y ＋5＝0的直线l 的方程是( A )A ．6x －4y －3＝0B ．3x －2y －3＝0C ．2x ＋3y －2＝0D ．2x ＋3y －1＝0(2)“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 )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(3)(2021·青岛调研)直线2x ＋(m ＋1)y ＋4＝0与直线mx ＋3y －2＝0平行，则m ＝( C ) A ．2 B ．－3 C ．2或－3D ．－2或－3(4)等腰直角三角形斜边的中点是M (4,2)，一条直角边所在直线的方程为y ＝2x ，则另外两边所在直线的方程为__x －3y ＋2＝0、x ＋2y －14＝0__．[解析] (1)因为抛物线y 2＝2x 的焦点坐标为⎝⎛⎭⎫12，0，直线3x －2y ＋5＝0的斜率为32，所以所求直线l 的方程为y ＝32⎝⎛⎭⎫x －12，化为一般式，得6x －4y －3＝0． (2)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．(3)由题意知⎩⎪⎨⎪⎧m (m ＋1)＝6，4m ≠－4，解得m ＝2或－3．故选C ．(4)设斜边所在直线的斜率为k ，由题意知tan π4＝2－k 1＋2k ＝1，∴k ＝13，∴斜边所在直线方程为y －2＝13(x －4)，即x －3y ＋2＝0，由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x x －3y ＋2＝0可知A ⎝⎛⎭⎫25，45， ∴A 关于M 的对称点B ⎝⎛⎭⎫385，165，∴另一条直角边的方程为y －165＝－12⎝⎛⎭⎫x －385，即x ＋2y －14＝0，故填x －3y ＋2＝0、x ＋2y －14＝0．名师点拨(1)当含参数的直线方程为一般式时，若要表示出直线的斜率，不仅要考虑到斜率存在的一般情况，也要考虑到斜率不存在的特殊情况，同时还要注意x ，y 的系数不能同时为零这一隐含条件．(2)在判断两直线的平行、垂直时，也可直接利用直线方程的系数间的关系得出结论．〔变式训练1〕(1)(2021·吉林长春模拟)曲线f (x )＝2sin x 在x ＝π3处的切线与直线ax ＋y －1＝0垂直，则a＝__1__．(2)(2012·浙江)设a ∈R ，则“a ＝1”是“直线l 1：ax ＋2y ＝0与直线l 2：x ＋(a ＋1)y ＋4＝0”平行的( A )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[解析] (1)由题得f ′(x )＝2cos x ，∴k ＝f ′⎝⎛⎭⎫π3＝1．所以1×(－a )＝－1，∴a ＝1． (2)l 1∥l 2⇔a 2＋a －2＝0⇔a ＝1或－2，∴a ＝1是l 1∥l 2的充分不必要条件．故选A ．考点二两直线的交点、距离问题——师生共研例2 (1)两条垂直直线l 1：2x ＋y ＋1＝0与l 2：ax ＋4y －6＝0的交点到原点的距离为__2__．(2)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．(3)(2020·上海)已知直线l 1：x ＋ay ＝1，l 2：ax ＋y ＝1，若l 1∥l 2，则l 1与l 2的距离为__2__． [解析] (1)kl 1＝－2，kl 2＝－a 4，由l 1⊥l 2知－2×⎝ ⎛⎭⎪⎫－a 4＝－1，∴a ＝－2，∴l 2：x －2y ＋3＝0，由⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y ＋1＝0x －2y ＋3＝0得交点A (－1，1)，∴|AO |＝2． (2)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，过点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．(3)直线l 1：x ＋ay ＝1，l 2：ax ＋y ＝1，当l 1∥l 2时，a 2－1＝0，解得a ＝±1；当a ＝1时l 1与l 2重合，不满足题意；当a ＝－1时l 1∥l 2，此时l 1：x －y －1＝0，l 2：x －y ＋1＝0；则l 1与l 2的距离为d ＝|－1－1|12＋(－1)2＝2．名师点拨距离的求法(1)点到直线的距离：可直接利用点到直线的距离公式来求，但要注意此时直线方程必须为一般式． (2)两平行直线间的距离：①利用“化归”法将两条平行线间的距离转化为一条直线上任意一点到另一条直线的距离；②利用两平行线间的距离公式．提醒：在应用两条平行线间的距离公式时，应把直线方程化为一般形式，且使x 、y 的系数分别相等．〔变式训练2〕(1)(2021·西南名校联盟联考)设直线l 1：3x －y －1＝0与直线l 2：x ＋2y －5＝0的交点为A ，则A 到直线l ：x ＋by ＋2＋b ＝0的距离的最大值为( C )A ．4B ．10C ．3 2D ．11(2)已知两点A (3,2)和B (－1,4)到直线mx ＋y ＋3＝0距离相等，则m 的值可以为( C ) A ．－6或12B ．－12或1C ．12或－6D ．1或－6(3)(2021·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( C )A ．95B ．185C ．2910D ．295[解析] (1)解法一：显然l 1与l 2的交点A (1,2)，又直线l 过点B (－2，－1)，∴所求最大距离为|AB |＝32，故选C ．解法二：显然l 1与l 2的交点为A (1,2)，则A 到直线l 的距离d ＝|1＋2b ＋2＋b |1＋b 2＝31＋b 2＋2b1＋b 2＝31＋2b 1＋b 2≤32(当且仅当b ＝1时取等号)，故选C ． (2)直线mx ＋y ＋3＝0与直线AB 平行或过AB 中点，∴－m ＝4－2－1－3＝－12，即m ＝12；AB中点(1,3)，∴m ＋3＋3＝0即m ＝－6，故选C ．(3)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．考点三,对称问题——多维探究角度1 线关于点的对称例3 (2021·河北五校联考)直线ax ＋y ＋3a －1＝0恒过定点M ，则直线2x ＋3y －6＝0关于M 点对称的直线方程为( D )A ．2x ＋3y －12＝0B ．2x －3y －12＝0C ．2x －3y ＋12＝0D ．2x ＋3y ＋12＝0[解析] 由ax ＋y ＋3a －1＝0，可得y －1＝－a (x ＋3)，所以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)，所以所求方程为2x ＋3y ＋12＝0，故选D ．另解：在直线2x ＋3y －6＝0上取点A (0,2)、B (3,0)，则A 、B 关于M 的对称点分别为A ′(－6,0)，B ′(－9,2)，又k A ′B ′＝2－0－9－(－6)＝－23，故所求直线方程为y ＝－23(x ＋6)，即2x ＋3y＋12＝0．故选D ．角度2 点关于线的对称例4 (2021·长沙一模)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__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，－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． (代入法)当x ＝－3时，由x －y ＋3＝0得y ＝0，当y ＝4时，由x －y ＋3＝0得x ＝1． ∴M (－3,4)关于直线l 的对称点为M ′(1,0)．又k NM ′＝6－02－1＝6，∴所求直线方程为y ＝6(x －1)，即6x －y －6＝0．[引申]本例中入射光线所在直线的方程为__x －6y ＋27＝0__．[解析] N (2,6)关于直线l 的对称点N ′(3,5)，又k MN ′＝5－43－(－3)＝16，∴所求直线方程为y－4＝16(x ＋3)，即x －6y ＋27＝0．角度3 线关于线的对称例5 (2021·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( B )A ．x －2y ＋1＝0B ．x －2y －1＝0C ．x ＋y －1＝0D ．x ＋2y －1＝0[解析] 解法一：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．解法二：在l 1上取两点A (0，－2)，B (1,0)，则A 、B 关于l 的对称点分别为A ′(－1，－1)，B ′(1,0)，∴k A ′B ′＝0－(－1)1－(－1)＝12．∴l 2的方程为y －0＝12(x －1)，即x －2y －1＝0．故选B ．解法三：设P (x ，y )是直线l 2上任一点，则P 关于直线l 的对称点为P ′(y ＋1，x －1)，又P ′∈l 1，∴2(y ＋1)－(x －1)－2＝0，即直线l 2的方程为x －2y －1＝0．故选B ．名师点拨对称问题的解法以光线反射为代表的很多实际问题，都可以转化为对称问题，关于对称问题，一般常见的有：(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A ′(m ，n )，则有⎩⎨⎧n －bm －a×(－AB )＝－1，A ·a ＋m 2＋B ·b ＋n2＋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．特别地，当对称轴的斜率为±1时，可类比关于y ＝x 的对称问题采用代入法，如(1,3)关于y ＝x ＋1的对称点为(3－1，1＋1)，即(2,2)．〔变式训练3〕已知直线l ：2x －3y ＋1＝0，点A (－1，－2)．求： (1)(角度2)点A 关于直线l 的对称点A ′的坐标；(2)(角度3)直线m ：3x －2y －6＝0关于直线l 的对称直线m ′的方程； (3)(角度1)直线l 关于点A (－1，－2)对称的直线l ′的方程． [解析] (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)设P (x ，y )在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．名师讲坛·素养提升巧用直线系求直线方程例6 (1)求证：动直线(m 2＋2m ＋3)x ＋(1＋m －m 2)y ＋3m 2＋1＝0(其中m ∈R )恒过定点，并求出定点坐标；(2)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．[解析] (1)证明：解法一：令m ＝0，则直线方程为3x ＋y ＋1＝0．再令m ＝1时，直线方程为6x ＋y ＋4＝0． ①和②联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x ＋y ＋1＝0，6x ＋y ＋4＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝2.将点A (－1,2)的坐标代入动直线(m 2＋2m ＋3)x ＋(1＋m －m 2)y ＋3m 2＋1＝0中，(m 2＋2m ＋3)×(－1)＋(1＋m －m 2)×2＋3m 2＋1＝(3－1－2)m 2＋(－2＋2)m ＋2＋1－3＝0，故动直线(m 2＋2m ＋3)x ＋(1＋m －m 2)y ＋3m 2＋1＝0恒过定点A ．解法二：将动直线方程按m 降幂排列整理，得m 2(x －y ＋3)＋m (2x ＋y )＋3x ＋y ＋1＝0，① 不论m 为何实数，①式恒为零，∴有⎩⎪⎨⎪⎧ x －y ＋3＝0，2x ＋y ＝0，3x ＋y ＋1＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝2. 故动直线恒过点A (－1,2)．(2)解法一：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．解法二：设所求直线方程为4x ＋3y ＋m ＝0，将解法一中求得的交点P (0,2)代入上式可得m ＝－6，故所求直线方程为4x ＋3y －6＝0．解法三：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．[引申]若将本例(2)中的“垂直”改为“平行”，则直线l 的方程为__3x －4y ＋8＝0__．名师点拨]1．确定方程含参数的直线所过定点的方法：(1)将直线方程写成点斜式y －y 0＝f (λ)(x －x 0)，从而确定定点(x 0，y 0)．(2)将直线方程整理成关于参数的方程，由方程中各项系数及常数项为0确定定点．(3)给参数取两个不同值，再解直线方程构成的方程组，从而确定定点坐标．2．直线系的主要应用(1)共点直线系方程：经过两直线l 1：A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，l 2：A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0交点的直线系方程为A 1x ＋B 1y ＋C 1＋λ(A 2x ＋B 2y ＋C 2)＝0，其中A 1B 2－A 2B 1≠0，待定系数λ∈R ．在这个方程中，无论λ取什么实数，都得不到A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0，因此它不能表示直线l 2．(2)过定点(x 0，y 0)的直线系方程为y －y 0＝k (x －x 0)(k 为参数)及x ＝x 0．(3)平行直线系方程：与直线y ＝kx ＋b 平行的直线系方程为y ＝kx ＋m (m 为参数且m ≠b )；与直线Ax ＋By ＋C ＝0平行的直线系方程是Ax ＋By ＋λ＝0(λ≠C ，λ是参数)．(4)垂直直线系方程：与直线Ax ＋By ＋C ＝0(A ≠0，B ≠0)垂直的直线系方程是Bx －Ay ＋λ＝0(λ为参数)．如果在求直线方程的问题中，有一个已知条件，另一个条件待定时，那么可选用直线系方程来求解．〔变式训练4〕(1)(2021·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( D )A ．⎝⎛⎭⎫1，－12 B ．(－2,0) C ．(2,3) D ．(9，－4)(2)与直线l ：5x －12y ＋6＝0平行且到l 的距离为2的直线的方程是__5x －12y ＋32＝0或5x －12y －20＝0__．[解析] (1)解法一：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 ．解法二：令m ＝1，则y ＝－4；令m ＝12，则－12x ＝－92，即x ＝9，∴直线过定点(9，－4)，故选D ．解法三：将直线方程化为(2m －1)(y ＋a )＝(1－m )(x ＋b )，则⎩⎪⎨⎪⎧ a ＋b ＝－52a ＋b ＝－1，即⎩⎪⎨⎪⎧a ＝4b ＝－9，∴y ＋4＝1－m 2m －1(x －9)，故直线过点(9，－4)，故选D ．(2)设所求直线的方程为5x－12y＋c＝0，则|c－6|52＋122＝2，解得c＝32或－20，故所求直线的方程为5x－12y＋32＝0或5x－12y－20＝0．。

直线平行与垂直的判定

对于同一平面内两条直线 l1，l2，（可能
重合时）
它们的斜率分别为 k1，k2，有 k1= k2 l1 // l2或 l1 与 l2 重合．当两条直线互相平行且它们的斜率不存在时，这两条直线都垂直于x 轴．
例1.已知A（2，3），B（-4，0），P（-3，1）， Q（-1，2），试判断直线BA与PQ的位置关系，并证明你的结论． 3-0 1 = = 解：直线BA的斜率kBA 2-(-4) 2 2-1 1 直线PQ的斜率kPQ = -1-(-3) = 2 因为kBA = kPQ ，所以直线 BA // PQ
例2.已知四边形ABCD的四个顶点分别为 A（0，0），B（2，-1），C（4，2），D（2，3）．试判断四边形ABCD的形状，并给出证明． 1 解：AB边所在直线的斜率kAB= 2 1 CD边所在直线的斜率kCD = - 2 3 AD边所在直线的斜率kAD = 2 3 BC边所在直线的斜率kBC = 2 kBC = kDA ，所以 AB // CD, 因为kAB = kCD ， BC // DA，因此四边形ABCD是平行四边形．
练习1.判断下列各小题中的不同直线l1，l2是否平行：（1）l1的斜率为2，l2经过点A（1，2），B（4， 8）（2） l1 经过点P（3，3），Q（-5，3）， l2 平行于x轴，但不经过P，Q两点（3） l1经过点M（-1，0），N（-5，-2）， l2 经过点R（-4，3），S（0，5）解：（2）直线PQ的斜率k1=0 因为l2的斜率k2也为0且不经过P，Q两点，所以直线l1//l2．
解得： = 1 2
练习3.试确定m的值，使过点A（m，1）， B（-1，m）的直线与过点P（1，2），Q（-5，0）的直线（1）平行（2）垂直 m-1 1 解：（2）当kAB · kPQ = -1， · 3 = - 1时即 -1-m 经过AB的直线与经过PQ的直线垂直

一轮复习：两条直线的位置关系

授课主题两条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条相交直线的交点坐标．3．掌握点到直线的距离公式，会求两条平行直线间的距离．4．能运用数形结合的思想方法，体会用代数方法研究直线问题的基本思路和方法，将几何问题转化为代数问题来解决；反过来，某些代数问题也可转化为几何问题来解决．教学内容1．两直线的平行、垂直与其斜率的关系2．三种距离3．常用的直线系方程(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 ＋m ＝0(m ∈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.题型一两直线的平行与垂直例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 ．－1B ．2C ．0或－2D ．－1或2方法点拨：分类讨论法．答案 D解析若a ＝0，两直线方程分别为－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，两直线平行，则有a －11＝2a ≠13，解得a ＝－1或2.故选D.例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________．方法点拨：分类讨论法．答案 1或0解析 l 1的斜率k 1＝3a －01－(－2)＝a .当a ≠0时，l 2的斜率k 2＝－2a －(－1)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. 方法技巧研究两直线平行与垂直关系的解题策略1．已知两直线的斜率存在．(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．当含参数的直线方程为一般式时，若要表示出直线的斜率，不仅要考虑到斜率存在的一般情况，也要考虑到斜率不存在的特殊情况，同时还要注意x ，y 的系数不能同时为零这一隐含条件．【冲关针对训练】1．(2018·宁夏银川九中模拟)已知b ＞0，直线(b 2＋1)x ＋ay ＋2＝0与直线x －b 2y －1＝0垂直，则ab 的最小值为( )A ．1B ．2C ．2 2D ．2 3答案 B解析由已知两直线垂直，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 ≥2b ·1b＝2，当且仅当b ＝1时等号成立，∴(ab )min ＝2.故选B.2．(2017·西安模拟)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________．答案 25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 ＋6ba≥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. 题型二两条直线相交及距离问题例3、(2018·福建厦门联考)“C ＝5”是“点(2,1)到直线3x ＋4y ＋C ＝0的距离为3”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方法点拨：直接求满足条件的C 的取值再判定．答案 B解析点(2,1)到直线3x ＋4y ＋C ＝0的距离为3等价于|3×2＋4×1＋C |32＋42＝3，解得C ＝5或C ＝－25，所以“C ＝5”是“点(2,1)到直线3x ＋4y ＋C ＝0的距离为3”的充分不必要条件，故选B.例4、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________．方法点拨：画出直线y ＝－12x ＋2，分析直线系y ＝kx ＋2k ＋1动态思考．答案 ⎝⎛⎭⎫－16，12 解析如图，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．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．【冲关针对训练】(2017·石家庄期末)设定点A (3,1)，B 是x 轴上的动点，C 是直线y ＝x 上的动点，则△ABC 周长的最小值是( )A. 5 B ．2 5 C ．3 5 D.10答案 B解析作出点A (3,1)关于y ＝x 的对称点A ′(1,3)，关于x 轴的对称点A ″(3，－1)，连接A ′A ″，交直线y ＝x 于点C ，交x 轴于点B ，则AC ＝A ′C ，AB ＝A ″B ，∴△ABC 周长的最小值为|A ′A ″|＝(1－3)2＋(3＋1)2＝2 5.故选B.1.(2018·山西长治模拟)已知倾斜角为α的直线l 与直线x ＋2y －3＝0垂直，则cos ⎝⎛⎭⎫2019π2－2α的值为( )A.45 B ．－45C ．2D ．－12答案 B解析由题意知tan α＝2，又α∈[0，π)，∴sin α＝255，cos α＝55，则cos ⎝⎛⎭⎫2019π2－2α＝cos ⎝⎛⎭⎫3π2－2α＝－sin2α＝－2sin αcos α＝－45，故选B.2．(2017·天山期末)直线a 1x ＋b 1y ＝2和a 2x ＋b 2y ＝2交于点P (2,3)，则过点A (a 1，b 1)、B (a 2，b 2)的直线方程是( )A ．2x ＋3y －2＝0B ．3x ＋2y －2＝0C ．3x ＋2y ＋2＝0D ．2x ＋3y ＋2＝0答案 A解析 ∵直线a 1x ＋b 1y ＝2和a 2x ＋b 2y ＝2交于点P (2,3)， ∴把P (2,3)代入两直线得2a 1＋3b 1＝2和2a 2＋3b 2＝2，过点A (a 1，b 1)，B (a 2，b 2)的直线方程为2x ＋3y ＝2即2x ＋3y －2＝0，故选A.3．(2014·江苏高考)在平面直角坐标系xOy 中，若曲线y ＝ax 2＋bx (a ，b 为常数)过点P (2，－5)，且该曲线在点P 处的切线与直线7x ＋2y ＋3＝0平行，则a ＋b 的值是________．答案－3解析 ∵y ＝ax 2＋b x ，∴y ′＝2ax －bx2，由题意可得⎩⎨⎧4a ＋b2＝－5，4a －b 4＝－72，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－1，b ＝－2.(经检验满足题意)．∴a ＋b ＝－3.4．(2017·山西太原质检)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＝0.一、选择题1．(2017·郑州调研)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，故m ＝2或－3.故选C.2．(2017·清城一模)已知直线mx ＋4y －2＝0与2x －5y ＋n ＝0互相垂直，垂足为P (1，p )，则m －n ＋p 的值是( )A ．24B ．20C ．0D ．－4答案 B解析 ∵直线mx ＋4y －2＝0与2x －5y ＋n ＝0互相垂直，∴m －4×25＝－1，∴m ＝10，直线mx ＋4y －2＝0即5x ＋2y －1＝0，垂足(1，p )代入得，5＋2p －1＝0，∴p ＝－2. 把P (1，－2)代入2x －5y ＋n ＝0，可得n ＝－12， ∴m －n ＋p ＝20，故选B.3．过点P (1,2)且与原点O 距离最大的直线方程为( )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 |－|P A ||≤|AB |，当且仅当A ，B ，P 三点共线时，||PB |－|P A ||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)． 16．(2018·深圳质检)如图所示，函数f (x )＝x ＋2x的定义域为(0，＋∞)．设点P 是函数图象上任一点，过点P 分别作直线y ＝x 和y 轴的垂线，垂足分别为M ，N .(1)证明：|PM |·|PN |为定值；(2)O 为坐标原点，求四边形OMPN 面积的最小值．解 (1)证明：设P ⎝⎛⎭⎫x 0，x 0＋2x 0(x 0>0)，则|PN |＝x 0，|PM |＝⎪⎪⎪⎪2x 02＝1x 0，因此|PM |·|PN |＝1，即|PM |·|PN |为定值． (2)直线PM 的方程为y －x 0－2x 0＝－(x －x 0)，即y ＝－x ＋2x 0＋2x 0，解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ，y ＝－x ＋2x 0＋2x 0，得x ＝y ＝x 0＋12x 0. 所以|OM |＝2⎝⎛⎭⎫x 0＋12x 0. 连接OP ，S 四边形OMPN ＝S △NPO ＋S △OPM ＝12|PN ||ON |＋12|PM ||OM |＝12x 0⎝⎛⎭⎫x 0＋2x 0＋12·1x 0·2⎝⎛⎭⎫x 0＋12x 0＝2＋12⎝⎛⎭⎫x 20＋1x 20≥1＋2，当且仅当x 0＝1x 0，即x 0＝1时等号成立，因此四边形OMPN 面积的最小值为1＋ 2.17．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＝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 ＝2.18．已知直线l 经过直线2x ＋y －5＝0与x －2y ＝0的交点P .(1)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)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， ∴|10＋5λ－5|(2＋λ)2＋(1－2λ)2＝3，解得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 ≤|P A |(当l ⊥P A 时等号成立)． ∴d max ＝|P A |＝10.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．1． (2012·浙江)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解析若直线l 1与l 2平行，则a (a ＋1)－2×1＝0，即a ＝－2或a ＝1，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．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＝0B ．2x ＋y －1＝0C ．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． 3．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＋k 2， ∴k ＝2或k ＝－23.∴所求直线l 的方程为2x －y －2＝0或2x ＋3y －18＝0.4．设a 、b 、c 分别是△ABC 中∠A 、∠B 、∠C 所对边的边长，则直线x sin A ＋ay ＋c ＝0与bx －y sin B ＋sin C ＝0的位置关系是( )A ．平行B ．重合C ．垂直D ．相交但不垂直答案 C解析由a sin A ＝bsin B ，得b sin A －a sin B ＝0.∴两直线垂直．5. 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 ．210B ．6C ．3 3D ．2 5答案 A解析由题意知点P 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)，则光线所经过的路程PMN 的长为|CD |＝210.6． (2013·天津)已知过点P (2,2)的直线与圆(x －1)2＋y 2＝5相切，且与直线ax －y ＋1＝0垂直，则a 等于 ( )A ．－12B ．1C ．2 D.12答案 C解析圆心为O (1,0)，由于P (2,2)在圆(x －1)2＋y 2＝5上， ∴P 为切点，OP 与P 点处的切线垂直． ∴k OP ＝2－02－1＝2，又点P 处的切线与直线ax －y ＋1＝0垂直． ∴a ＝k OP ＝2，选C.7．已知直线l 1：y ＝x sin α和直线l 2：y ＝2x ＋c ，则直线l 1与l 2()A ．通过平移可以重合B ．可能垂直C ．可能与x 轴围成等腰直角三角形D ．通过绕l 1上某一点旋转可以重合答案 D解析 l 1的斜率sin α∈[－1,1]，l 2的斜率为2，积可能为－1，即两直线可能垂直，斜率不可能相等，所以必相交，l 1绕交点旋转可与l 2重合．8．设m ，n ∈R ，若直线l ：mx ＋ny －1＝0与x 轴相交于点A ，与y 轴相交于点B ，且坐标原点O 到直线l 的距离为3，则△AOB 的面积S 的最小值为 ( )A.12 B ．2 C ．3 D ．4 答案 C解析原点O 到直线l 的距离d ＝|m ×0＋n ×0－1|m 2＋n 2＝1m 2＋n 2＝3，∴m2＋n 2＝13，在直线l 的方程中，令y ＝0可得x ＝1m，即直线l 与x 轴交于点A (1m ，0)，令x ＝0可得y ＝1n ，即直线l 与y 轴交于点B (0，1n)，∴S △AOB ＝12|OA |·|OB |＝12·1|m |·1|n |＝12|m |·|n |≥1m 2＋n 2＝3，当且仅当|m |＝|n |时上式取等号，由于m 2＋n 2＝13，故当m 2＝n 2＝16时，△AOB 面积取最小值3.9．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 |＝2－02＋1＋32＝25，所以点P (2,1)到直线l 的最大距离为2 5.10． (2013·四川)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)解析设平面上任一点M ，因为|MA |＋|MC |≥|AC |，当且仅当A ，M ，C 共线时取等号，同理|MB |＋|MD |≥|BD |，当且仅当B ，M ，D 共线时取等号，连接AC ，BD 交于一点M ，若|MA |＋|MC |＋|MB |＋|MD |最小，则点M 为所求．又k AC ＝6－23－1＝2，∴直线AC 的方程为y －2＝2(x －1)，即2x －y ＝0.① 又k BD ＝5－－11－7＝－1，∴直线BD 的方程为y －5＝－(x －1)，即x ＋y －6＝0.②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧ 2x －y ＝0，x ＋y －6＝0，∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝4，∴M (2,4)．11．已知直线l 1：ax ＋3y －1＝0与直线l 2：2x ＋(a －1)y ＋1＝0垂直，则实数a ＝________.答案 35解析由两直线垂直的条件得2a ＋3(a －1)＝0，解得a ＝35.12．若直线m 被两平行线l 1：x －y ＋1＝0与l 2：x －y ＋3＝0所截得的线段的长为22，则m 的倾斜角可以是①15° ②30° ③45° ④60° ⑤75° 其中正确答案的序号是________．答案 ①⑤解析两直线x －y ＋1＝0与x －y ＋3＝0之间的距离为|3－1|2＝2，又动直线l 1与l 2所截得的线段长为22，故动直线与两直线的夹角应为30°，因此只有①⑤适合．13．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，于是⎩⎪⎨⎪⎧3＋n 2＝2×7＋m 2－3n －3m －7＝－12，解得⎩⎨⎧m ＝35n ＝315，故m ＋n ＝345.14．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．解过点A (1，－1)与y 轴平行的直线为x ＝1.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x ＝12x ＋y －6＝0，求得B 点坐标为(1,4)，此时|AB |＝5，即x ＝1为所求．设过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＝0y ＋1＝k x －1，得两直线交点为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝k ＋7k ＋2y ＝4k －2k ＋2.(k ≠－2，否则与已知直线平行)．则B 点坐标为(k ＋7k ＋2，4k －2k ＋2)．由已知(k ＋7k ＋2－1)2＋(4k －2k ＋2＋1)2＝52，解得k ＝－34，∴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＝0.15．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＝0.16．如图，函数f (x )＝x ＋2x的定义域为(0，＋∞)．设点P 是函数图象上任一点，过点P 分别作直线y ＝x 和y 轴的垂线，垂足分别为M ，N .(1)证明：|PM |·|PN |为定值；(2)O 为坐标原点，求四边形OMPN 面积的最小值． (1)证明设P ⎝⎛⎭⎫x 0，x 0＋2x 0 (x 0>0)．则|PN |＝x 0，|PM |＝⎪⎪⎪⎪2x 02＝1x 0，因此|PM |·|PN |＝1. (2)解直线PM 的方程为y －x 0－2x 0＝－(x －x 0)，即y ＝－x ＋2x 0＋2x 0.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ，y ＝－x ＋2x 0＋2x 0，得x ＝y ＝x 0＋22x 0， S 四边形OMPN ＝S △NPO ＋S △OPM ＝12|PN ||ON |＋12|PM ||OM |＝12x 0⎝⎛⎭⎫x 0＋2x 0＋22x 0⎝⎛⎭⎫x 0＋12x 0＝2＋12⎝⎛⎭⎫x 20＋1x 20≥1＋2，当且仅当x 0＝1x 0，即x 0＝1时等号成立，因此四边形OMPN 面积的最小值为1＋ 2.。

新教材高考数学第二章直线和圆的方程1-2两条直线平行和垂直的判定练习含解析新人教A版选择性必修第一册

两条直线平行和垂直的判定学习目标 1.理解并掌握两条直线平行的条件及两条直线垂直的条件.2.会运用条件判定两直线是否平行或垂直3.运用两直线平行和垂直时的斜率关系解决相应的几何问题．知识点一两条直线(不重合)平行的判定类型斜率存在斜率不存在前提条件α1＝α2≠90°α1＝α2＝90°对应关系l1∥l2⇔k1＝k2l1∥l2⇔两直线的斜率都不存在图示知识点二两条直线垂直的判定图示对应关系l1⊥l2(两直线的斜率都存在)⇔k1k2＝－1l1的斜率不存在，l2的斜率为0⇔l1⊥l2思考两直线的斜率相等是两直线平行的充要条件吗？答案不是，垂直于x轴的两条直线，虽然平行，但斜率不存在．1．若l1∥l2，则k1＝k2.( ×)2．若两条直线中有一条直线的斜率不存在，另一条直线的斜率存在，则这两条直线垂直．( ×)3．若两条直线的斜率都不存在且两直线不重合，则这两条直线平行．( √)一、两条直线平行的判定例1 已知四边形ABCD 的四个顶点分别为A (0,0)，B (2，－1)，C (4,2)，D (2,3)，试判断四边形ABCD 是否为平行四边形，并给出证明．解四边形ABCD 是平行四边形，证明如下：AB 边所在直线的斜率k AB ＝－12，CD 边所在直线的斜率k CD ＝－12， BC 边所在直线的斜率k BC ＝32，DA 边所在直线的斜率k DA ＝32.因为k AB ＝k CD ，k BC ＝k DA ，所以AB ∥CD ，BC ∥DA . 因此四边形ABCD 是平行四边形．反思感悟判断两条不重合的直线是否平行的方法跟踪训练1 (1)已知l 1经过点A (－3,2)，B (－3,10)，l 2经过点M (5，－2)，N (5,5)，判断直线l 1与l 2是否平行．解 ∵l 1与l 2都与x 轴垂直，且l 1与l 2不重合， ∴l 1∥l 2.(2)试确定m 的值，使过点A (m ＋1,0)，B (－5，m )的直线与过点C (－4,3)，D (0,5)的直线平行．解由题意直线CD 的斜率存在，则与其平行的直线AB 的斜率也存在．k AB ＝m －0－5－m ＋1＝m－6－m ，k CD ＝5－30－－4＝12，由于AB ∥CD ，所以k AB ＝k CD ，即m －6－m ＝12，得m ＝－2.经验证m ＝－2时直线AB 的斜率存在，所以m ＝－2.二、两条直线垂直的判定例2 已知△ABC 的顶点为A (5，－1)，B (1,1)，C (2，m )，若△ABC 为直角三角形，求m 的值．解若∠A 为直角，则AC ⊥AB ，∴k AC ·k AB ＝－1，即m ＋12－5·1＋11－5＝－1，解得m ＝－7；若∠B 为直角，则AB ⊥BC ，∴k AB ·k BC ＝－1，即1＋11－5·m －12－1＝－1，解得m ＝3；若∠C 为直角，则AC ⊥BC ，∴k AC ·k BC ＝－1，即m ＋12－5·m －12－1＝－1，解得m ＝±2. 综上所述，m ＝－7或m ＝3或m ＝±2. 反思感悟判断两条直线是否垂直在这两条直线都有斜率的前提下，只需看它们的斜率之积是否等于－1即可，但应注意有一条直线与x 轴垂直，另一条直线与x 轴平行或重合时，这两条直线也垂直．跟踪训练2 判断下列各题中l 1与l 2是否垂直． (1)l 1的斜率为－10，l 2经过点A (10,2)，B (20,3)；(2)l 1经过点A (3,4)，B (3,10)，l 2经过点M (－10,40)，N (10,40)．解 (1)k 1＝－10，k 2＝3－220－10＝110，k 1k 2＝－1，∴l 1⊥l 2.(2)l 1的倾斜角为90°，则l 1⊥x 轴；k 2＝40－4010－－10＝0，则l 2∥x 轴，∴l 1⊥l 2.垂直与平行的综合应用典例已知A (－4,3)，B (2,5)，C (6,3)，D (－3,0)四点，若顺次连接A ，B ，C ，D 四点，试判定图形ABCD 的形状．解由题意知A ，B ，C ，D 四点在坐标平面内的位置，如图所示，由斜率公式可得k AB ＝5－32－－4＝13，k CD ＝0－3－3－6＝13，k AD ＝0－3－3－－4＝－3， k BC ＝3－56－2＝－12. 所以k AB ＝k CD ，由图可知AB 与CD 不重合，所以AB ∥CD .由k AD ≠k BC ，所以AD 与BC 不平行．又因为k AB ·k AD ＝13×(－3)＝－1，所以AB ⊥AD ，故四边形ABCD 为直角梯形．[素养提升] 用代数运算解决几何图形问题(1)利用直线的斜率判定平面图形的形状一般要运用数形结合的方法，先由图形作出猜测，然后利用直线的斜率关系进行判定．(2)明确运算对象，探究运算思路，是对逻辑推理与数学运算核心素养的考查．1．若过点P (3,2m )和点Q (－m ，2)的直线与过点M (2，－1)和点N (－3,4)的直线平行，则m 的值是( )A.13 B ．－13 C ．2 D ．－2 答案 B解析由k PQ ＝k MN ，即2m －23－－m ＝4－－1－3－2，得m ＝－13.经检验知，m ＝－13符合题意．2．已知直线l 1的斜率为a ，l 2⊥l 1，则l 2的斜率为( ) A.1aB ．－1aC ．aD ．－1a或不存在答案 D解析当a ≠0时，由k 1·k 2＝－1知，k 2＝－1a，当a ＝0时，l 2的斜率不存在．3．已知两条直线l 1，l 2的斜率是方程3x 2＋mx －3＝0(m ∈R )的两个根，则l 1与l 2的位置关系是( ) A ．平行 B ．垂直 C ．可能重合 D ．无法确定答案 B解析由方程3x 2＋mx －3＝0，知Δ＝m 2－4×3×(－3)＝m 2＋36>0恒成立．故方程有两相异实根，即l 1与l 2的斜率k 1，k 2均存在．设两根为x 1，x 2，则k 1k 2＝x 1x 2＝－1，所以l 1⊥l 2，故选B.4．(多选)若l 1与l 2为两条不重合的直线，它们的倾斜角分别是α1，α2，斜率分别为k 1，k 2，则下列命题正确的是( )A ．若l 1∥l 2，则斜率k 1＝k 2B ．若k 1＝k 2，则l 1∥l 2C ．若l 1∥l 2，则倾斜角α1＝α2D ．若α1＝α2，则l 1∥l 2 答案 ABCD5．若不同两点P ，Q 的坐标分别为(a ，b )，(3－b ，3－a )，则线段PQ 的垂直平分线的斜率为________．答案－1解析若a ＝3－b ，则P ，Q 两点重合，不合题意．故PQ 斜率存在．由k PQ ＝3－a －b3－b －a ＝1，得线段PQ 的垂直平分线的斜率为－1.1．知识清单：两直线平行或垂直的条件．2．方法归纳：分类讨论，数形结合． 3．常见误区：研究两直线平行、垂直关系时忽略直线斜率为0或斜率不存在的情况．1．过点A (2,5)和点B (－4,5)的直线与直线y ＝3的位置关系是( ) A ．相交 B ．平行 C ．重合 D ．以上都不对答案 B解析斜率都为0且不重合，所以平行．2．已知过A (－2，m )和B (m ，4)的直线与斜率为－2的直线平行，则m 的值是( ) A ．－8 B ．0 C ．2 D ．10 答案 A解析由题意可知，k AB ＝4－mm ＋2＝－2，所以m ＝－8.3．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( ) A ．(3,0) B ．(－3,0) C ．(0，－3) D ．(0,3)答案 D解析设P (0，y )，因为l 1∥l 2，所以y －10＋1＝2，所以y ＝3.即P (0,3)．4．若直线l 经过点(a －2，－1)和(－a －2,1)，且与斜率为－23的直线垂直，则实数a 的值为( )A ．－23B ．－32 C.23 D.32答案 A解析易知a ＝0不符合题意．当a ≠0时，直线l 的斜率k ＝2－a －2－a ＋2＝－1a ，由－1a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫－23＝－1，得a ＝－23，故选A.5．(多选)设点P (－4,2)，Q (6，－4)，R (12,6)，S (2,12)，下面四个结论正确的是( ) A ．PQ ∥SR B ．PQ ⊥PS C ．PS ∥QS D ．PR ⊥QS答案 ABD解析由斜率公式知，k PQ ＝－4－26＋4＝－35，k SR ＝12－62－12＝－35，k PS ＝12－22＋4＝53，k QS ＝12＋42－6＝－4，k PR ＝6－212＋4＝14， ∴PQ ∥SR ，PQ ⊥PS ，PR ⊥QS .而k PS ≠k QS ， ∴PS 与QS 不平行，故ABD 正确．6．若经过点(m ，3)和(2，m )的直线l 与斜率为－4的直线互相垂直，则m 的值是________．答案145解析由题意可知k l ＝14，又因为k l ＝m －32－m，所以m －32－m ＝14，解得m ＝145.7．直线l 1，l 2的斜率k 1，k 2是关于k 的方程2k 2－4k ＋m ＝0的两根，若l 1⊥l 2，则m ＝________，若l 1∥l 2，则m ＝________. 答案－2 2解析由一元二次方程根与系数的关系得k 1·k 2＝m2，若l 1⊥l 2，则m2＝－1，∴m ＝－2.若l 1∥l 2，则k 1＝k 2，即关于k 的二次方程2k 2－4k ＋m ＝0有两个相等的实根，∴Δ＝(－4)2－4×2×m ＝0，∴m ＝2.8．已知点A (－3，－2)，B (6,1)，点P 在y 轴上，且∠BAP ＝90°，则点P 的坐标是________．答案 (0，－11)解析设P (0，y )，由∠BAP ＝90°知，k AB ·k AP ＝1－－26－－3×y ＋23＝y ＋29＝－1，解得y ＝－11.所以点P 的坐标是(0，－11)．9．当m 为何值时，过两点A (1,1)，B (2m 2＋1，m －2)的直线： (1)倾斜角为135°；(2)与过两点(3,2)，(0，－7)的直线垂直； (3)与过两点(2，－3)，(－4,9)的直线平行．解 (1)由k AB ＝m －32m2＝tan 135°＝－1，解得m ＝－32或m ＝1.(2)由k AB ＝m －32m 2，且－7－20－3＝3，则m －32m 2＝－13，解得m ＝32或m ＝－3. (3)令m －32m 2＝9＋3－4－2＝－2，解得m ＝34或m ＝－1. 经检验，当m ＝34或m ＝－1时，均符合题意．10．已知▱ABCD 中，A (1,2)，B (5,0)，C (3,4)． (1)求点D 的坐标；(2)试判定▱ABCD 是否为菱形？解 (1)设D 点坐标为(a ，b )，因为四边形ABCD 为平行四边形，所以k AB ＝k CD ，k AD ＝k BC ，所以⎩⎪⎨⎪⎧0－25－1＝b －4a －3，b －2a －1＝4－03－5，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－1，b ＝6.所以D (－1,6)．(2)因为k AC ＝4－23－1＝1，k BD ＝6－0－1－5＝－1，所以k AC ·k BD ＝－1，所以AC ⊥BD ，所以▱ABCD 为菱形．11．(多选)已知点A (m ，3)，B (2m ，m ＋4)，C (m ＋1,2)，D (1，0)，且直线AB 与直线CD 平行，则m 的值为( ) A ．－1 B ．0 C ．1 D ．2答案 BC解析当m ＝0时，直线AB 与直线CD 的斜率均不存在且不重合，此时AB ∥CD . 当m ≠0时，k AB ＝m ＋4－32m －m ，k CD ＝2－0m ＋1－1，则k AB ＝k CD ，即m ＋1m ＝2m，得m ＝1，∴m ＝0或1. 12.如图所示，在平面直角坐标系中，以O (0,0)，A (1,1)，B (3,0)为顶点构造平行四边形，下列各点中不能作为平行四边形顶点坐标的是( )A ．(－3,1)B ．(4,1)C ．(－2,1)D ．(2，－1)答案 A解析如图所示，因为经过三点可构造三个平行四边形，即▱AOBC 1，▱ABOC 2，▱AOC 3B .根据平行四边形的性质，可知B ，C ，D 分别是点C 1，C 2，C 3的坐标，故选A. 13．若点P (a ，b )与Q (b －1，a ＋1)关于直线l 对称，则l 的倾斜角为( ) A ．135° B．45° C．30° D．60° 答案 B解析若a ＝b －1，则P ，Q 重合，不合题意，故直线PQ 斜率存在．k PQ ＝a ＋1－bb －1－a＝－1，k PQ ·k l＝－1，∴l 的斜率为1，倾斜角为45°.14．下列直线l 1与直线l 2(l 1与l 2不重合)平行的有________．(填序号) ①l 1经过点A (2,1)，B (－3,5)，l 2经过点C (3，－3)，D (8，－7)；②l 1的斜率为2，l 2经过点A (1,1)，B (2,2)；③l 1的倾斜角为60°，l 2经过点M (1，3)，N (－2，－23)； ④l 1经过点E (2,6)，F (2,3)，l 2经过点P (－3，－3)，Q (－3，－6)．答案 ①③④解析 ①∵k AB ＝5－1－3－2＝－45，k CD ＝－7＋38－3＝－45，∴k AB ＝k CD ，∴l 1∥l 2. ②∵2l k ＝2－12－1＝1≠1l k ＝2，∴l 1不平行于l 2. ③∵1l k ＝tan 60°＝3，2l k ＝3＋231＋2＝3，∴12l l k k ＝，∴l 1∥l 2.④l 1，l 2的斜率均不存在，∴l 1∥l 2.15．直线l 的倾斜角为30°，点P (2,1)在直线l 上，直线l 绕点P (2,1)按逆时针方向旋转30°后到达直线l 1的位置，此时直线l 1与l 2平行，且l 2是线段AB 的垂直平分线，其中A (1，m －1)，B (m ，2)，则m ＝________.答案 4＋ 3解析如图，直线l 1的倾斜角为30°＋30°＝60°，∴直线l 1的斜率k 1＝tan 60°＝ 3. 由l 1∥l 2知，直线l 2的斜率k 2＝k 1＝ 3. ∴直线AB 的斜率存在，且k AB ＝－1k 2＝－33.∴m －1－21－m ＝m －31－m ＝－33，解得m ＝4＋ 3.16．已知△ABC 三个顶点坐标分别为A (－2，－4)，B (6,6)，C (0,6)，求此三角形三边的高所在直线的斜率．解由斜率公式可得k AB ＝6－－46－－2＝54，k BC ＝6－66－0＝0，k AC ＝6－－40－－2＝5.由k BC ＝0知直线BC ∥x 轴，∴BC 边上的高线与x 轴垂直，其斜率不存在．设AB ，AC 边上高线的斜率分别为k 1，k 2，由k 1·k AB ＝－1，k 2·k AC ＝－1，即k 1·54＝－1，k 2·5＝－1，解得k 1＝－45，k 2＝－15.∴BC 边上的高所在直线的斜率不存在；AB 边上的高所在直线的斜率为－45； AC 边上的高所在直线的斜率为－15.。

用几何方法证明坐标平面内互相垂直的两直线的斜率之积等于-1

解：由易得：a=4，b=-4，
∴点B坐标为（0，-4），
∵点C坐标为（-1,0），
∴线段BC的解析式为y=-4x为（4，0），
易得线段AH的解析式为，
所以点P的坐标为（0，-1）.
当然，该题利用全等三角形的知识解决起来会更简便一些。这留给同学们自己来解答.
用几何方法证明“坐标平面内，两直线互相垂直时，它们的斜率的乘积等于-1”
证明：如图，直线y1=k1x和直线y2=k2x互相垂直，
过直线y1=k1x上任意一点A做AC⊥x轴于点C，
在直线y2=k2x上取一点B使OB=OA，过B点做BD⊥x轴于点D，
则∠ACO=∠BDO=90°，
又∵∠AOB=90°，
∴∠AOC+∠BOD=90°，
∵∠ACO=90°，
∴∠AOC+∠OAC=90°，
∴∠OAC=∠BOD，
∴△AOC≌△BOD（AAS），
设OC=a，则BD=OC=a，AC=OD=k1a，
∵点B在第二象限，
∴点B的坐标是（-k1a，a），
把点B坐标代入直线y2=k2x，
得：a=k2×（-k1a），
∴k1k2=-1.
应用举例：
如图，直线AB交x轴于点A（a，0），交y轴于点B（0，b），且a、b满足 .若点C坐标为（-1,0），且AH⊥BC于点H，AH交PB于点P，试求点P坐标.

两条直线互相垂直的判定方法

两条直线互相垂直的判定方法两条直线互相垂直是几何学中一个十分重要的概念。

我们经常需要在问题中判定两条直线是否互相垂直，以便于解决问题。

本文将介绍十条常用的两条直线互相垂直的判定方法，并对每种判定方法进行详细描述。

1. 两直线斜率之乘积为-1若两条直线的斜率分别为k1和k2，则当k1 * k2 = -1时，可以判定这两条直线互相垂直。

这个判定方法的基础是两条直线的斜率为负倒数时垂直，所以只需要计算斜率并相乘即可得到答案。

2. 两直线上的任意一对垂线相交于一个点若两条直线上存在一对垂线，且这对垂线相交于一个点，则可以判定这两条直线互相垂直。

这个判定方法的基础是两条直线的垂线相交于一个点时垂直，所以只需要找到两条直线上的一对垂线并验证它们是否相交于一个点即可得到答案。

3. 两直线之间的夹角为90度若两条直线之间的夹角是90度，则可以判定这两条直线互相垂直。

这个判定方法的基础是两条垂直线之间的夹角为90度，所以只需要计算两条直线之间的夹角并判断其是否为90度即可得到答案。

4. 两直线上的任意一组相交线段互相垂直若两条直线上存在一组相交线段，且这组线段互相垂直，则可以判定这两条直线互相垂直。

这个判定方法的基础是两条直线上的相交线段的垂线互相垂直，所以只需要找到两条直线上的一组相交线段并验证它们是否互相垂直即可得到答案。

5. 两直线上的垂线长度相等若两条直线上的任意一对垂线长度相等，则可以判定这两条直线互相垂直。

这个判定方法的基础是两条垂直线的垂线长度相等，所以只需要找到两条直线上的一对垂线并验证它们的长度是否相等即可得到答案。

6. 两直线上的垂线作等腰三角形若两条直线上的任意一对垂线与两条直线构成的角是等腰三角形，则可以判定这两条直线互相垂直。

这个判定方法的基础是两条垂直线的垂线与两条直线构成的角是等腰三角形，所以只需要找到两条直线上的一对垂线并验证它们是否与两条直线构成的角是等腰三角形即可得到答案。

7. 两直线上的垂线作等角三角形若两条直线上的任意一对垂线与两条直线构成的角是等角三角形，则可以判定这两条直线互相垂直。

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用几何方法证明“坐标平面内，两直线互相垂直时，它们的
斜率的乘积等于-1”
证明：如图，直线y1=k1x和直线y2=k2x互相垂直，
过直线y1=k1x上任意一点A做AC⊥x轴于点C，
在直线y2=k2x上取一点B使OB=OA，过B点做BD⊥x轴于点D，
则∠ACO=∠BDO=90
又∵∠AOB=90°，
∴∠AOC+∠BOD=90
∵∠ACO=90°，
∴∠AOC+∠OAC=90
∴∠OAC=∠BOD，
∴△AO C≌△BOD（
设OC=a，则BD=OC=a
∵点B在第二象限，
∴点B的坐标是（-k1a，a），
把点B坐标代入直线y2=k2x，
得：a=k
×（-k1a），
2
∴k1k2=-1.
应用举例：
如图，直线AB 交x 轴于点A （a ，0），交y 轴于点B （0，b ），且a 、b 满足
()()042
2=-++a b a .若点C 坐标为（-1,0），且AH ⊥BC 于点H ，AH 交PB 于点
P ，试求点P 坐标.
解：由()()042
2
=-++a b a 易得：a=4，b= -4，
∴点B 坐标为（0，-4）， ∵点C 坐标为（-1,0），
∴线段BC 的解析式为y=-4x-4， ∵AH ⊥BC ， ∴线段AH 的斜率为
4
1
，因为点A 坐标为（4，0），易得线段AH 的解析式为14
1
-=
x y ，所以点P 的坐标为（0，-1）.
当然，该题利用全等三角形的知识解决起来会更简便一些。

这留给同学们自己来解答.
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