第三章直线与方程知识点及典型例题
1. 直线的倾斜角
定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0 度。因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180°
2. 直线的斜率
① 定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。
直线的斜率常用k 表示。即 k=tan 。斜率反映直线与轴的倾斜程度。
当直线 l 与 x 轴平行或重合时 ,α=0°,k = tan0 =0;°
当直线 l 与 x 轴垂直时 ,α= 90k°不,存在 .
当0,90时, k0 ;当90 ,180时, k0;当90 时,k不存在。
例 .如右图,直线l 1的倾斜角 =30°,直线 l1⊥ l 2,求直线 l1和 l2的斜率 .
y
解: k1=tan30° =3∵ l1⊥ l2∴ k1· k2 =— 1l
1
3
∴ k2 =—32x
1
例:直线 x 3 y50 的倾斜角是()o
l2
°°°°
②过两点 P1 (x1, y1)、P1(x1,y1) 的直线的斜率公式: k y2y
1 ( x1x
2 )
x2x1
注意下面四点:
(1)当x1x2时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°;
(2)k与 P1、 P2的顺序无关;
(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得;
(4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。
例 .设直线l1经过点A(m,1)、B(—3,4),直线l2经过点C(1,m)、D(—1,m+1),
当 (1) l / / l
2(2) l⊥l时分别求出 m 的值
111
※三点共线的条件:如果所给三点中任意两点的斜率都有斜率且都相等,那么这三点共线。
3. 直线方程
① 点斜式:y y1k( x x1 )直线斜率k,且过点x1, y1
注意:当直线的斜率为0°时, k=0,直线的方程是y=y1。
当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因l上每一点的横坐标都
等于
x 1,所以它的方程是
x x
1。
=
② 斜截式: y=kx+b ,直线斜率为
k ,直线在 y 轴上的截距为 b
③
y y 1 x x
1
(
x 1
x 2 , y 1
1 1
1 1 1 1
两点式:
y 1 x 2 x 1
y 2 )直线两点 P (x , y )、 P (x , y )
y 2
④ x y 1 其中直线 l 与 x 轴交于点 (a , 0),与 y 轴交于点 (0, b),即 l 与 x 轴、 y 轴的
截矩式:
b
a
截距分别为 a 、 b 。
注意: 一条直线与两条坐标轴截距相等分两种情况
①两个截距都不为 0 ②或都为 0 ;
但不可能一个为
0,另一个不为 0.
x y 或 y=kx.
其方程可设为:
1
a
b
⑤ 一般式: Ax+By+C=0( A , B 不全为 0)
注意: (1)在平时解题或高考解题时,所求出的直线方程,一般要求写成斜截式或一般式。
各式的适用范围 (3)特殊式的方程如:
平行于 x 轴的直线:
y b ( b 为常数); 平行于 y 轴的直线: x
a ( a 为常数);
例题: 根据下列各条件写出直线的方程,并且化成一般式:
(1)斜率是
1
,经过点 A(8, —2);
.
2
(2)经过点 B(4,2),平行于 x 轴;
. (3)在 x 轴和 y 轴上的截距分别是
3
.
, 3 ;
2
(4)经过两点 P 1 (3, —2)、 P 2(5, —4);
.
例 1:直线 l 的方程为 Ax+By+C=0,若直线经过原点且位于第二、四象限,则(
)
A . C=0, B>0
B . C=0, B>0, A>0
C . C=0, AB<0
D . C=0, AB>0
例 2:直线 l 的方程为
Ax —By — C=0,若 A 、B 、C 满足 AB.>0 且 BC<0,则 l 直线不经的象限是 ( )
A .第一
B .第二
C .第三
D .第四
4. 两直线平行与垂直
当 l 1 : y k 1 x b 1 , l 2 : y k 2 x b 2 时,
l 1 // l 2
k 1 k 2 , b 1 b 2 ; l 1 l 2
k 1k 21
注意:利用斜率判断直线的平行与垂直时,要注意斜率的存在与否。
5. 已知两条直线 l 1: A 1x+B 1y+C 1=0,l 2: A 2 x+B 2y+C 2 =0,
(A 1 与 B 1 及 A 2 与 B 2 都不同时为零 )
A 1 x
B 1 y
C 1
0 若两直线相交,则它们的交点坐标是方程组
的一组解。
A 2 x
B 2 y
C 2
两条直线的交角:
两条相交直线l 1与 l 2的夹角:两条相交直线l 1与 l 2的夹角,是指由 l 1与 l 2相交所成的四个角中最小的正角,又称为 l 1和 l 2所成的角,它的取值范围是0,,当90 ,则有tan k 2k1.
1 k1 k 2
2
若方程组无解l1 // l 2;若方程组有无数解l1与l2重合
6.点的坐标与直线方程的关系
几何元素代数表示
点 P坐标 P(x o, y o)
直线 l方程 Ax+By+C=0
点 P(x o, y o)在直线 l 上坐标 ( x0 , y0 ) 满足方程:Ax+By+C=0
点 P(x o,y o)是 l1、 l 2的交点
A 1 x
B 1 y
C 10坐标 (x o, y o)满足方程组
B 2 y
C 20
A 2 x
7.两条直线的位置关系的判定公式
A1B2— A2B1≠ 0方程组有唯一解两直线相交
A 1
B 2 A 2 B 10
B 1
C 2 B 2C 10,无解两直线平行
或A1C2— A2 C1≠ 0
A 1
B 2 A 2 B 10
B 1
C 2 B 2 C 10有无数个解两直线重合
或A1C2— A2C1 = 0
两条直线垂直的判定条件:当 A1 B1
、A2B2
满足时
l1
⊥
l2。
、、
答: A1A2+B1B2=0
经典例题;
例 1.已知两直线l1: x+(1+m) y =2—m 和 l2:2mx+4y+16=0, m 为何值时 l1与 l2①相交②平行解:
例 2. 已知两直线l1: (3a+2) x+(1— 4a) y +8=0 和 l 2: (5a— 2)x+(a+4)y—7=0 垂直,求 a 值解:
例3.求两条垂直直线 l 1: 2x+ y +2=0 和 l2: mx +4y— 2=0 的交点坐标
解:
例 4. 已知直线l 的方程为y
1 x 1,
2
(1)求过点( 2, 3)且垂直于l 的直线方程; (2)求过点( 2, 3)且平行于l 的直线方程。
8.两点间距离公式:设 A(x1, y1)、 B(x2, y2)是平面直角坐标系中的两个点,
则 |AB|= ( x2x1)2( y2y1 )2
9.点到直线距离公式:o o| A x o By o C |
一点 P(x, y到直线 l: Ax+By+C= d
B 2
A 2
10.两平行直线距离公式
例:已知两条平行线直线l1和 l2的一般式方程为l1: Ax+By+C1=0,l2: Ax+By+C2=0,
C1 C 2
则 l 1与 l 2的距离为d
B 2
A 2
例1:求平行线 l1: 3x+ 4y —12 =0 与 l 2: ax+8y+11=0 之间的距离。
例2:已知平行线 l1: 3x+2y — 6=0 与 l2: 6x+4y— 3=0 ,求与它们距离相等的平行线方程。
11.直线系方程
已知两条直线 l111122221122
都不同时为零 ):A x+B y+C =0, l:A x+B y+C =0, (A与 B及 A与 B 若两直线相交,则过它们的交点直线方程可以表示为:
l: A1x+B1y+C1+(A2x+B2y+C2) =0 或者(A1x+B1y+C1 )+ A2x+B2y+C2 =0 都可以
例 1:直线 l: (2m+1)x+(m+1)y— 7m—4=0 所经过的定点为。(m∈ R)
例 2:求满足下列条件的直线方程
(1)经过点 P(2, 3)及两条直线 l1: x+3y—4=0 和 l2: 5x+2y+1=0 的交点 Q;
(2) 经过两条直线l1: 2x+y—8=0 和 l2: x—2y+1=0 的交点且与直线4x— 3y—7=0 平行;
(3)经过两条直线 l1: 2x— 3y+10=0 和 l2: 3x+4y—2=0 的交点且与直线 3x—2y+4=0 垂直;解:
12. 中点坐标公式:已知两点1111 11x 1 x2,y
1y2)
(x, y、 P (, y,则线段的中点M 坐标为
2
2例 .已知点 A(7,— 4)、 B(— 5,6),求线段 AB 的垂直平分线的方程。
13、对称问题:
①关于点对称的两条直线一定是平行直线,且这个点到两直线的距离相等.
②关于某直线对称的两条直线性质:若两条直线平行,则对称直线也平行,且两直线到对称直线
距离相等 .
若两条直线不平行,则对称直线必过两条直线的交点,且对称直线为两直线夹角的角平分线.
③点关于某一条直线对称,用中点表示两对称点,则中点在对称直线上(方程①),过两对称点的直线方程与对称直线方程垂直(方程②)①②可解得所求对称点.
注:①曲线、直线关于一直线 y x b 对称的解法: y 换 x,x 换 y. 例:曲线 f(x ,y)=0 关于直线 y=x–2 对称曲线方程是 f(y+2 ,x –2)=0.
②曲线 C: f(x ,y)=0 关于点 (a ,b)的对称曲线方程是f(a –x, 2b –y)=0.
例1:已知直线 l: 2x— 3y+1=0 和点 P(— 1,— 2).
(1)分别求:点 P(—1,— 2)关于 x 轴、 y 轴、直线 y=x、原点 O 的对称点 Q 坐标
(2)分别求:直线 l: 2x— 3y+1=0 关于 x 轴、 y 轴、直线 y=x、原点 O 的对称的直线方程 .
(3)求直线 l 关于点 P(— 1,— 2)对称的直线方程。
(4)求 P(—1,— 2)关于直线 l 轴对称的直线方程。
例 2:点 P(— 1,— 2)关于直线l: x+y—2=0 的对称点的坐标为。
例 3:已知圆 C1:(x+1)2+(y—1)2=1与圆C2关于直线 x— y— 1=0 对称,则圆 C2的方程为:。
A. (x+2)2+(y—2)2=1
B. (x—2)2+(y+2)2=1
C. (x+2)2+(y+2)2=1
D. (x—2)2+(y—2)2=1
[ 基础训练 A 组 ]
一、选择题
1 .设直线ax by c 0的倾斜角为,且 sin cos0 ,
则 a, b满足()
A.a b1B.a b1
C.a b0D.a b0
2 .过点P(1,3) 且垂直于直线 x 2 y
3 0 的直线方程为()A.2x y 1 0B.2x y 5 0
C.x 2 y 5 0D.x 2 y 7 0
3 .已知过点A(2, m) 和 B(m,4) 的直线与直线 2x y 1 0 平行,
则 m 的值为()
A.0B.8C.2D.10
4 .已知ab0, bc0 ,则直线 ax by c 通过()
A.第一、二、三象限B.第一、二、四象限
C.第一、三、四象限D.第二、三、四象限
5.直线 x 1 的倾斜角和斜率分别是()
A.450,1B.1350,1
C.900,不存在D.1800,不存在
6.若方程(2
m
3)
x
(
m2
)4 1 0
表示一条直线,则实数m 满足()m2m y m
A.m 0B.m 3
2
3
C.m 1D.m 1,m, m 0
2
二、填空题
1.点 P(1,1) 到直线 x y10 的距离是________________.
2.已知直线 l1 : y2x3, 若 l 2与 l1关于y轴对称,则 l 2的方程为__________;若l 3与 l1关于 x 轴对称,则 l 3的方程为_________;
若l 4与 l1关于y x对称,则 l 4的方程为___________;
3.若原点在直线 l 上的射影为(2, 1) ,则l的方程为____________________。4.点 P( x, y) 在直线 x y 40 上,则 x2y2的最小值是________________.
5 .直线l过原点且平分Y ABCD 的面积,若平行四边形的两个顶点为
B(1,4), D (5,0) ,则直线l的方程为________________。
三、解答题
1 .已知直线Ax By C0 ,
(1)系数为什么值时,方程表示通过原点的直线;
(2)系数满足什么关系时与坐标轴都相交;
( 3)系数满足什么条件时只与x 轴相交;
( 4)系数满足什么条件时是x 轴;
( 5)设P x0,y0为直线Ax By C0上一点,
证明:这条直线的方程可以写成 A x x0 B y y0 0 .
2 .求经过直线l1: 2x
3 y 50, l 2 : 3x 2 y 30 的交点且平行于直线 2x y 3 0的直线方程。
3 .经过点A(1,2) 并且在两个坐标轴上的截距的绝对值相等的直线有几条
请求出这些直线的方程。
4 .过点A( 5, 4)作一直线l,使它与两坐标轴相交且与两轴所围成的三角形面积为
5 .
(数学 2 必修)第三章直线与方程
[ 综合训练 B 组]
一、选择题
1 .已知点A(1,2), B(3,1),则线段 AB 的垂直平分线的方程是()
A.4x 2 y 5B.4x 2 y 5
C.x 2 y 5D.x 2 y 5
2 .若A( 2,3), B(3,
1
则 m 的值为()2), C ( , m) 三点共线
A.1
1
2
B.C. 2D. 2 22
x y
1 在y轴上的截距是()
3 .直线
b2
a2
A.b B.b2 C.b2D.b
4 .直线kx y13k ,当k变动时,所有直线都通过定点()
A.(0,0)B.(0,1)
C.(3,1)D.(2,1)
5 .直线x cos y sin a 0 与 x sin ycos b 0 的位置关系是()A.平行B.垂直
C.斜交D.与a,b,的值有关
6 .两直线3x y 3 0 与 6x my 1 0 平行,则它们之间的距离为()
A . 4
B . 2
13
C .
5
13
D .
7
10
13
26 20
7 .已知点 A(2,3), B( 3, 2) ,若直线 l 过点 P(1,1)与线段 AB 相交,则直线 l 的
斜率 k 的取值范围是(
)
3
3 k 2
3
D . k 2
A . k
B .
C . k 2或 k
4
4
4
二、填空题
1 .方程 x
y 1 所表示的图形的面积为 _________。
2 .与直线 7x
24 y 5 平行,并且距离等于 3 的直线方程是 ____________。
3 .已知点 M ( a, b) 在直线 3x
4 y 1
5 上,则 a 2
b 2 的最小值为
4 .将一张坐标纸折叠一次,使点
(0, 2) 与点 (4,0) 重合,且点 (7,3) 与点 (m, n) 重合,则 m n
的值是 ___________________ 。
5.设 a b
k (k
0, k 为常数 ) ,则直线
ax
by 1 恒过定点
.
三、解答题
1 .求经过点 A( 2, 2)
并且和两个坐标轴围成的三角形的面积是
1 的直线方程。
2 .一直线被两直线 l 1 : 4 x y 6 0, l 2 : 3x 5y 6 0 截得线段的中点是
P 点,当 P 点分
别为 (0,0) , (0,1) 时,求此直线方程。
3 、把函数 y f x 在 x a 及 x b 之间的一段图象近似地看作直线,设 a c b ,
证明: f c 的近似值是:
f a
c a f b f a .
b a
4 .直线 y
3
x 1和 x 轴, y 轴分别交于点 A, B ,在线段 AB 为边在第一象限内作等边△
3
ABC ,如果在第一象限内有一点
P( m, 1
) 使得△ ABP 和△ ABC 的面积相等,
2
求 m 的值。
(数学 2 必修)第三章直线与方程
[ 提高训练 C组 ]
一、选择题
1.如果直线 l 沿x轴负方向平移 3 个单位再沿y 轴正方向平移 1个单位后,又回到原来的位置,那么直线 l的斜率是()
A.1
B.3
1
D.3 3
C.
3
2.若
P a, b、Q c,d 都在直线 y mx k 上,则PQ用、、
m
表示为()
a c
A.a c 1 m2B.m a c C. a c D.a c 1 m2
1m2
3.直线 l 与两直线y1和 x y7 0分别交于 A, B 两点,若线段AB 的中点为M (1, 1) ,则直线l的斜率为()
A.32
C.
3
D.
2 2
B.
23
3
4.△ ABC 中,点A(4,1) ,AB的中点为 M (3,2),重心为P(4, 2),则边 BC 的长为()A.5B.4C.10D.8
5.下列说法的正确的是()
A.经过定点P0x0,y0的直线都可以用方程y y0 k x x0表示
B.经过定点A 0,b的直线都可以用方程y kx b 表示
C.不经过原点的直线都可以用方程x y
1 表示
a b
D.经过任意两个不同的点P1 x1, y1、 P2 x2, y2的直线都可以用方程
y y1 x2x1x x1 y2y1表示
6.若动点 P 到点F (1,1)和直线3x y40的距离相等,则点P 的轨迹方程为()A.3x y 6 0B.x 3 y 2 0
C.x 3 y 2 0D.3x y 2 0
二、填空题
1.已知直线 l1 : y2x 3, l 2与 l1关于直线y x 对称,直线l3⊥l2,则l3的斜率是______. 2.直线 x y 1 0 上一点P的横坐标是3,若该直线绕点P逆时针旋转900得直线l,
则直线 l 的方程是.
3.一直线过点 M (3,4) ,并且在两坐标轴上截距之和为12 ,这条直线方程是__________.4.若方程 x 2my 2 2 x 2 y0 表示两条直线,则m 的取值是.
5.当 0 k 1
y k 1、 ky x2k 的交点在象限.时,两条直线 kx
2
三、解答题
1 .经过点M (3,5)的所有直线中距离原点最远的直线方程是什么
2 .求经过点P(1,2) 的直线,且使A(2,3) , B(0,5) 到它的距离相等的直线方程
3 .已知点A(1,1),B(2, 2),点P在直线y22
1 x 上,求 PA PB 取得
2
最小值时 P 点的坐标。
4 .求函数 f (x)x22x 2x24x8 的最小值。
第三章直线和方程答案[基础训练 A 组 ]
一、选择题
tan1,k1,a1,a b,a b0
b
设 2 x y c0, 又过点 P(1,3) ,则2 3 c0, c1,即 2x y 1 0
k4m2,m8y a x c
,k a0,
c
m2b b b b x1垂直于x轴,倾斜角为900,而斜率不存在
2m 2 m 3,m 2 m 不能同时为 0
二、填空题
1.
3 2 d
1
( 1) 1
3 2
2
2
2
2. l 2 : y 2x 3,l 3 : y 2x 3, l 4 : x 2y 3,
3. 2x
y 5 0
k '
1 0 1
, k 2, y ( 1)
2(x 2)
2 0
2
4. 8
x
2
y
2
d
4 可看成原点到直线上的点的距离的平方,垂直时最短:
2 2
2
5.
y
2 x 平分平行四边形
ABCD 的面积,则直线过
BD 的中点 (3, 2)
3
三、解答题
1. 解:( 1)把原点 (0,0) 代入 Ax By C
0 ,得 C 0 ;(2)此时斜率存在且不为零
即 A
0 且 B 0 ;( 3)此时斜率不存在,且不与
y 轴重合,即 B
0 且 C
0 ;
( 4) A C 0, 且 B
( 5)证明: Q P x 0, y 0 在直线 Ax
By C 0 上
Ax 0 By 0 C 0, C Ax 0
By 0
A x
x 0 B y y 0
0 。
19
2x 3y
5
x
47 2. 解:由
13 ,再设 2x y
c
0 ,则 c
3x 2 y 3
,得
13
9
y
13
47 2x y
0为所求。
13
3. 解:当截距为 0 时,设 y kx ,过点 A(1,2) ,则得 k 2 ,即 y
2x ;
当截距不为
0 时,设
x
y 1,或 x
y 1,过点 A(1,2) ,
a
a a a
则得 a 3 ,或 a 1 ,即 x y 3 0 ,或 x y 1 0
这样的直线有 3 条: y 2x , x y 3
0 ,或 x
y 1 0 。
4. 解:设直线为 y
4 k( x 5), 交 x 轴于点 (
4
5,0) ,交 y 轴于点 (0,5 k 4) ,
k
1 4 5 5k
4 5, 40
16 25k
10
S
k
k
2
得 25k 2 30k 16 0 ,或 25k 2 50k 16
解得 k
2
, 或 k 8
5 5
2x 5 y 10 0 ,或 8x 5 y 20
0 为所求。
第三章 直线和方程 [综合训练 B 组 ]
一、选择题
线段 AB 的中点为 (2,
3
), 垂直平分线的 k 2 , y
3 2(x 2),
4 x 2y
5 0
2
2
k
AB
k
BC
, 2 3 m 2 , m
1
3
2
1 3
2
2
令 x
0, 则 y
b 2
由 kx
y
1 3k 得 k( x 3)
y 1 对于任何 k R 都成立,则
x 3 0
y 1 0
cos sin
sin ( cos ) 0
把 3x
y
3 0 变化为 6x 2 y
6 0 ,则 d 1 (
6) 7 10
6
2
2
2
20
k
PA
2,k PB
3
, k l k PA , 或k l
k
PB
4
二、填空题
1. 2
方程 x
y
1
2
所表示的图形是一个正方形,其边长为
2. 7x 24 y 70 0 ,或 7 x 24 y
80 0
设直线为
c 5
或
7x
24y c 0, d
242 72
3,c 70, 80
3. 3
a 2
b 2 的最小值为原点到直线 3x
4 y 1
5 的距离: d 15
44
5
点 (0, 2) 与点 (4,0)
关于 y 1 2( x
2) 对称,则点 (7,3) 与点 ( m, n)
4 .
5
n 3 1 m 7
m
23
2
2(
2)
5 也关于 y 1
2( x
2) 对称,则
2
,得
n 3
1
21
n
m 7
2
5
5. ( 1 , 1
) ax
by 1 变化为 ax ( k a) y 1,a( x
y)
ky 1 0,
k k
对于任何 a R 都成立,则
x y 0
ky 1
三、解答题
1.解:设直线为 y 2
k(x 2), 交 x 轴于点 (
2 2,0) ,交 y 轴于点 (0, 2k 2) ,
k
1
2 2
2k 2
2 2k
1
S
k
1, 4
2
k
得 2k 2 3k 2 0,或 2k 2 5k 2 0
解得 k
1
, 或 k
2
x 3y 2 0 ,或 2x
y 2 0 为所求。
2
4x y 6 0
得两直线交于 24 18
24 18
2.解:由
5 y
6 0
(
,
) ,记为 A(
,
) ,则直线 AP
3x
23 23 23 23
l ,即 k l
4
24 垂直于所求直线
,或 k l
5
4
24 3
1
x ,
即 4x 3y 0 ,或 24x 5y
5 0 为所求。
yx ,或 y 5 3
1. 证明: Q A, B, C 三点共线,
k
AC
k
AB
y c f (a) f (b) f (a)
y c
f (a)
即
a
b a
c
即 y c
f (a)
c a
[ f (b) f ( a)]
f c
b a
2. 解:由已知可得直线 CP // AB ,设 CP 的方程为
c
a
[ f (b) f ( a)]
b a
c
a
f b f a 的近似值是: f a
b a
y
3 x c,( c 1)
3
则 c 1
AB
3 3, c 3 , y
3
x 3 过 P( m, 1
)
1 1
2
3
2
3
1 3 m 3, m
5
3
得
32
2
第三章 直线和方程 [提高训练 C 组 ]
一、选择题
tan
1
3
PQ
( a c) 2 (b d) 2
(a c) 2 m 2 (a c)2 a c 1 m 2
A( 2,1), B(4, 3)
B(2,5), C(6,2), BC
5
斜率有可能不存在,截距也有可能为 0
点 F (1,1)在直线 3x y 4 0 上,则过点 F (1,1)且垂直于已知直线的直线为所求
二、填空题
1. 2
l 1 : y 2x 3,l 2 :
x
2 y 3, y
1 3 1 2
x
, k 2
, k 3
2
2
2
2. x y 7 0
P(3, 4) l 的倾斜角为 450
900 1350 , tan135 0
1
3. 4x y 16 0 ,或 x
3y 9 0
设 y
4 k( x 3), y
0, x
4 3;x 0, y
3k 4; 4
3 3k
4 12
4
k
1k
3k 11 0,3k 2 11k
4 0, k 4,或k
k
3
4.1
5.二
三、解答题
k
ky x 2k
x
,
k 1
kx y
k 1
2k
1
y 0
k 1
1. 解:过点 M (3,5) 且垂直于 OM 的直线为所求的直线,即
k
3
, y 5
3
( x 3),3 x 5y 52 0
5
5
2. 解: x 1 显然符合条件;当 A(2,3) , B(0, 5) 在所求直线同侧时, k AB 4
y 2
4( x 1),4 x y 2
4x y
2 0,或 x 1
3. 解:设 P(2t, t) ,
2
2
(2t 1)2 (t 1)2 (2t 2)2
(t 2)2
10t 2 14t 10
则 PA PB
当 t
7 时, PA 2
2
P(7
, 7 )
PB 取得最小值,即
10
5 10
4. 解: f (x)
(x 1)2
(0 1)2 ( x 2) 2
(0 2)2 可看作点 ( x,0)
到点 (1,1)和点 (2, 2) 的距离之和,作点 (1,1)关于 x 轴对称的点 (1, 1)
f (x)min
12 32
10
第三章 直线与方程测试题 一.选择题1.若直线过点(3,-3)且倾斜角为30°,则该直线的方程为( ) A .y =3x -6 B. y = 33x +4 C . y =33x -4 D. y =3 3x +2 2. 如果A (3, 1)、B (-2, k )、C (8, 11), 在同一直线上,那么k 的值是( )。 A. -6 B. -7 C. -8 D. -9 3. 如果直线 x +by +9=0 经过直线 5x -6y -17=0与直线 4x +3y +2=0 的交点,那么b 等于( ). A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 4. 直线 (2m 2-5m +2)x -(m 2-4)y +5m =0的倾斜角是450, 则m 的值为( )。 A.2 B. 3 C. -3 D. -2 5.两条直线023=++m y x 和0323)1(2=-+-+m y x m 的位置关系是( ) A.平行 B .相交 C.重合 D.与m 有关 *6.到直线2x +y +1=0的距离为55 的点的集合是( ) A.直线2x+y -2=0 B.直线2x+y=0 C.直线2x+y=0或直线2x+y -2=0 D .直线2x+y=0或直线2x+2y+2=0 7直线02=+-b y x 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.(][)+∞?-∞-,22, C.[)(]2,00,2?- D.()+∞∞-,
*8.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.-2 3 B. 2 3 C.- 3 2 D. 3 2 9.两平行线3x-2y-1=0,6x+ay+c=0之间的距离为213 13 ,则 c+2 a的 值是( ) A .±1 B. 1 C. -1 D . 2 10.直线x-2y+1=0关于直线x=1对称的直线方程是() A.x+2y-1=0 B.2x+y-1=0 C.2x+y-3=0 D.x+2y-3=0 **11.点P到点A′(1,0)和直线x=-1的距离相等,且P到直线y=x的距 离等于 2 2 ,这样的点P共有() A.1个B.2个C.3个D.4个 *12.若y=a|x|的图象与直线y=x+a(a>0) 有两个不同交点,则a的取值范围是() A.0<a<1 B.a>1 C.a>0且a≠1 D.a=1 二.填空题(每小题5分,共4小题,共20分) 13. 经过点(-2,-3) , 在x轴、y轴上截距相等的直线方程是;或。
第三章直线与方程 3.1 直线的倾斜角与斜率 3.1.1 倾斜角与斜率 【知识点归纳】 1.直线的倾斜角: 2.直线的斜率: 3.直线的斜率公式: 【典型例题】 题型一求直线的倾斜角 例 1 已知直线的斜率的绝对值等于,则直线的倾斜角为(). A. 60° B. 30° C. 60°或120° D. 30°或150° 变式训练: 设直线过原点,其倾斜角为,将直线绕原点沿逆时针方向旋转45°, 得到直线,则的倾斜角为()。 A. B. C. D. 当0°≤α<135°时为,当135°≤α<180°时,为 题型二求直线的斜率 例2如图所示菱形ABCD中∠BAD=60°,求菱形ABCD各边和两条对角线所在直线的倾斜角和斜率. 变式训练:已知过两点, 的直线l的倾斜角为45°,求实数的值. 题型三直线的倾斜角与斜率的关系 例3右图中的直线l1、l2、l3的斜率分别为k1、k2、k3,则(). A .k1<k2<k3 B. k3<k1<k2 C. k3<k2<k1 D. k1<k3<k2
拓展一三点共线问题 例4 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. 变式训练: 若三点P(2,3),Q(3,),R(4,)共线,那么下列成立的是(). A. B. C. D. 拓展二与参数有关问题 例 5 已知两点A (-2,- 3) , B (3, 0) ,过点P (-1, 2)的直线与线段AB始终有公共点,求直线的斜率的取值范围. 变式训练: 已知两点,直线过定点且与线段AB相交,求直线的斜率的取值范围.
拓展三利用斜率求最值 例 6 已知实数、满足当2≤≤3时,求的最大值与最小值。 变式训练:利用斜率公式证明不等式:且 3.1.2 两条直线平行与垂直的判定 【知识点归纳】 1.直线平行的判定 2.两条直线垂直的判定(注意垂直与x轴和y轴的两直线): 【典型例题】 题型一两条直线平行关系 例 1 已知直线经过点M(-3,0)、N(-15,-6),经过点R(-2,)、S(0,),试判断与是否平行? 变式训练:经过点和的直线平行于斜率等于1的直线,则的值是(). A.4 B.1 C.1或3 D.1或4
直线与方程 知识点复习: 一、直线与方程 (1)直线的倾斜角 定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。因此,倾斜角的取值围是0°≤α<180° (2)直线的斜率 ①定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。直线的斜率常用k 表示。即tan k α=。斜率反映直线与轴的倾斜程度。 当[ ) 90,0∈α时,0≥k ; 当( ) 180,90∈α时,0 第三章 直线与方程 3.1 直线的倾斜角与斜率 3.1.1 倾斜角与斜率 【知识点归纳】 1.直线的倾斜角: 2.直线的斜率: 3.直线的斜率公式: 【典型例题】 题型 一 求直线的倾斜角 例 1 已知直线l 的斜率的绝对值等于3,则直线的倾斜角为( ). A. 60° B . 30° C. 60°或120° D. 30°或150° 变式训练: 设直线l 过原点,其倾斜角为α,将直线l 绕原点沿逆时针方向旋转45°,得到直线1l ,则 1l 的倾斜角为( )。 A. 45α+? B . 135α-? C. 135α?- D. 当0°≤α<135°时为45α+?,当135°≤α<180°时,为135α-? 题型 二 求直线的斜率 例 2如图所示菱形ABCD 中∠BAD =60°,求菱形A BCD 各边和两条对角线所在直线的倾斜角和斜率. 变式训练: 已知过两点22(2,3)A m m +-, 2(3,2)B m m m --的直线l 的倾斜角为45°,求实数m 的值. 题型 三 直线的倾斜角与斜率的关系 例3右图中的直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则( ). A .k 1<k 2<k3? B. k3 变式训练: 若三点P (2,3),Q (3,a ),R (4,b )共线,那么下列成立的是( ). A .4,5a b == B.1b a -= C.23a b -= D.23a b -= 拓展 二 与参数有关问题 例 5 已知两点A (-2,- 3) , B (3, 0) ,过点P (-1, 2)的直线l 与线段AB 始终有公共点,求直线l 的斜率k 的取值范围. 变式训练: 已知(2,3),(3,2)A B ---两点,直线l 过定点(1,1)P 且与线段AB相交,求直线l 的斜率k 的取值范围. 拓展 三 利用斜率求最值 例 6 已知实数x 、y 满足28,x y +=当2≤x ≤3时,求y x 的最大值与最小值。 变式训练: 利用斜率公式证明不等式:(0a m a a b b m b +><<+且0)m > 3.1.2 两条直线平行与垂直的判定 【知识点归纳】 江苏省赣榆高级中学 直线与方程单元测试题 一、填空题(5分×18=90分) 1.若直线过点(3,-3)且倾斜角为30°,则该直线的方程为 ; 2. 如果A (3, 1)、B (-2, k )、C (8, 11), 在同一直线上,那么k 的值是 ; 3.两条直线023=++m y x 和0323)1(2=-+-+m y x m 的位置关系是 ; 4.直线02=+-b y x 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 ; 5. 经过点(-2,-3) , 在x 轴、y 轴上截距相等的直线方程是 ; 6.已知直线0323=-+y x 和0 16=++my x 互相平行,则它们之间的距离是: 7、过点A(1,2)且与原点距离最大的直线方程是: 8.三直线ax +2y +8=0,4x +3y =10,2x -y =10相交于一点,则a 的值是: 9.已知点)2,1(-A ,)2,2(-B ,)3,0(C ,若点),(b a M )0(≠a 是线段AB 上的一点,则直线CM 的斜率的取值范围是: 10.若动点),(),(2211y x B y x A 、分别在直线1l :07=-+y x 和2l :05=-+y x 上移动,则AB 中点M 到原点距离的最小值为: 11.与点A(1,2)距离为1,且与点B(3,1)距离为2的直线有______条. 12.直线l 过原点,且平分□ABCD 的面积,若B (1, 4)、D (5, 0),则直线l 的方程是 . 13.当10k 2 <<时,两条直线1-=-k y kx 、k x ky 2=-的交点在 象限. 14.过点(1,2)且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程 ; 15.直线y=2 1x 关于直线x =1对称的直线方程是 ; 16.已知A (3,1)、B (-1,2),若∠ACB 的平分线在y =x +1上, 则AC 所在直线方程是____________. 17.光线从点()3,2A 射出在直线01:=++y x l 上,反射光线经过点()1,1B , 则反射光线所在直线的方程 18.点A (1,3),B (5,-2),点P 在x 轴上使|AP |-|BP |最大,则P 的坐标为: 考点1:倾斜角与斜率 (一)直线的倾斜角 例1例1. 若θ为三角形中最大内角,则直线0tan :=++m y x l θ的倾斜角的范围是( ) A.??? ?????? ??32,22,0πππ B.??? ?????? ??32223ππππ,, C.??? ?????? ??πππ,,330 D.?? ? ?????? ??πππ,,3220 2 若直线:l y kx =2360x y +-=的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是( ) A .,63ππ?????? B .,62ππ?? ??? C .,32ππ?? ??? D .,62ππ?????? (二)直线的斜率及应用 3、利用斜率证明三点共线的方法:已知112233(,),(,),(,),A x y B x y C x y 若123AB AC x x x k k ===或,则有A 、B 、C 三点共线。 例2、设,,a b c 是互不相等的三个实数,如果333(,)(,)(,)A a a B b b C c c 、、在同一直线上,求证:0a b c ++= 1.设直线0ax by c ++=的倾斜角为α,且sin cos 0αα+=,则,a b 满足( ) A .1=+b a B .1=-b a C .0=+b a D .0=-b a 2.过点P (-2,m )和Q (m ,4)的直线的斜率等于1,则m 的值为() A.1 B.4 C.1或3 D.1或4 3.已知直线l 则直线的倾斜角为( ) A. 60° B. 30° C. 60°或120° D. 30°或150° 4.若三点P (2,3),Q (3,a ),R (4,b )共线,那么下列成立的是( ). A .4,5a b == B .1b a -= C .23a b -= D .23a b -= 5.右图中的直线l 1、l 2、l 3的斜率分别为k 1、k 2、k 3,则( ). A .k 1<k 2<k 3 B. k 3<k 1<k 2 C. k 3<k 2<k 1 D. k 1<k 3<k 2 6.已知两点A (x ,-2),B (3,0),并且直线AB 的斜率为2,则x = . 7.若A (1,2),B (-2,3),C (4,y )在同一条直线上,则y 的值是 . 8.已知(2,3),(3,2)A B ---两点,直线l 过定点(1,1)P 且与线段AB 相交,求直线l 的斜率k 的取值范围. 9、直线l :ax +(a +1)y +2=0的倾斜角大于45°,则a 的取值范围是________. 考点2:求直线的方程 例3. 已知点P (2,-1).(1)求过P 点且与原点距离为2的直线l 的方程; (2)求过P 点且与原点距离最大的直线l 的方程,最大距离是多少? (3)是否存在过P 点且与原点距离为6的直线?若存在,求出方程;若不存在,请说明理由. 1、求过点P (2,-1),在x 轴和y 轴上的截距分别为a 、b,且满足a=3b 的直线方程。 2、设A 、B 是x 轴上的两点,点P 的横坐标为2,且|P A |=|PB |,若直线P A 的方程为x -y +1=0,则直线PB 的方程是( )A. x +y -5=0 B. 2x -y -1=0 C. 2y -x -4=0 D. 2x +y -7=0 3、直线过点(-3,4),且在两坐标轴上的截距之和为12,则该直线方程为________. 4、过点P (-2,3)且在两坐标轴上的截距相等的直线l 的方程为_____________. 5、已知点A (2,-3)是直线a 1x +b 1y +1=0与直线a 2x +b 2y +1=0的交点,则经过两个不同点P 1(a 1,b 1)和P 2(a 2,b 2)的直线方程是( )A .2x -3y +1=0 B .3x -2y +1=0 C .2x -3y -1=0 D .3x -2y -1=0 6、.过点P (0,1)且和A (3,3),B (5,-1)的距离相等的直线方程是( ) A .y =1 B .2x +y -1=0 C .y =1或2x +y -1=0 D .2x +y -1=0或2x +y +1=0 7.如图,过点P (2,1)作直线l ,分别为交x 、y 轴正半轴于A 、B 两点。(1)当⊿AOB 【知识点一:倾斜角与斜率】 (1)直线的倾斜角 ①关于倾斜角的概念要抓住三点:1、与x 轴相交;2、x 轴正向;3、直线向上方向。 ②直线与x 轴平行或重合时,规定它的倾斜角为0 0 ③倾斜角α的范围0 0180α≤< (2)直线的斜率 ①直线的斜率就是直线倾斜角的正切值,而倾斜角为0 90的直线斜率不存在. 记作tan k α=0(90)α≠ ⑴当直线l 与x 轴平行或重合时, 00α=,0tan 00k == ⑵当直线l 与x 轴垂直时, 090α=,k 不存在. ②经过两点1112212(,),(,)P x y P x y x x ≠( )的直线的斜率公式是21 21 y y k x x -=- ③每条直线都有倾斜角,但并不是每条直线都有斜率. (3)求斜率的一般方法: ①已知直线上两点,根据斜率公式21 2121 ()y y k x x x x -= ≠-求斜率; ②已知直线的倾斜角α或α的某种三角函数根据tan k α=来求斜率; (4)利用斜率证明三点共线的方法: 已知112233(,),(,),(,)A x y B x y C x y ,若123AB BC x x x k k ===或,则有A 、B 、C 三点共线。 【知识点二:直线平行与垂直】 (1)两条直线平行:对于两条不重合的直线12,l l ,其斜率分别为12,k k ,则有2121 // k k l l =? 特别地,当直线12,l l 的斜率都不存在时,12l l 与的关系为平行 (2)两条直线垂直:如果两条直线12,l l 斜率存在,设为12,k k ,则有1- 2121=??⊥k k l l 注:两条直线12,l l 垂直的充要条件是斜率之积为-1,这句话不正确; 由两直线的斜率之积为-1,可以得出两直线垂直;反过来,两直线垂直,斜率之积不一定为-1。如果12,l l 中有一条直线的斜率不存在,另一条直线的斜率为0时,12l l 与互相垂直. (2)线段的中点坐标公式 【知识点四 直线的交点坐标与距离】 (1)两条直线的交点 点的P反射后通过点B(3,1),求射向(-1,3)x轴,经过x轴上的点P1.一条光线从点A坐标.0013--13 k=-=,,依题意,=,则k=0)设解P(x,PBAP x--1x3x-+3-1x由光的反射定律得k=-k,PBAP31即=,解得x=2,即P(2,0).x+13-x2.△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. 解如右图,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°, 3,=-tan 150°∴k=AB33. ==tan 30°k AC3f?a?f?b?f?c?3.已知函数f(x)=log(x+1),a>b>c>0,试比较,,的大小.2abcf?x? 可视为过原点直线的斜率.画出函数的草图如图,解xf?c?f?b?f?a?由图象可知:>>. cba 4.(1)已知四点A(5,3),B(10,6),C(3,-4),D(-6,11),求证:AB⊥CD. 32+1)且l,a⊥l,求实数(3,直线l经过点Aa,-2),B(0k(2)已知直线l的斜率=211124a的值.(1)证明由斜率公式得: 6-33 =,=k AB55-1011-?-4?5=-,=k CD3-6-3则k·k=-1,∴AB⊥CD. CDAB(2)解∵l ⊥l,∴k·k=-1,2121+1-?-2?2a3即=-1,解得a=1或a=3. ×40-3a 5. 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)、的形状.OPQR试判断四边形>0.t,其中2)t,2-(R、)t+2t,2-(1Q、)t,(1P. 0t-,t==由斜率公式得k解OP01-t-0-2-?2+t?21==t,k=-,==k ORQR t-2t-?1-2t?-1-2t-02+t-t12=-=. =k PQ tt-212t-1-. PQ,OR∥OP∴k=k,k=k,从而∥QR PQQROPOR为平行四边形.∴四边形 第三章直线与方程 【典型例题】 题型一求直线的倾斜角与斜率 设直线I斜率为k且1 3.1.2两条直线平行与垂直的判定 【 【典型例题】 题型一两条直线平行关系 例1 已知直线l i 经过点M (-3, 0)、N (-15,-6), 12 经过点R (-2, - )、S (0, 2 5),试判断^与12是否平行? 2 变式训练:经过点P( 2,m)和Q(m,4)的直线平行于斜率等于1的直线,贝U m的值是(). A . 4 B. 1 C. 1 或3 D. 1 或4 题型二两条直线垂直关系 例2已知ABC的顶点B(2,1), C( 6,3),其垂心为H( 3,2),求顶点A的坐标. 变式训练:(1) h的倾斜角为45 ° 12经过点P (-2,-1 )、Q (3,-6),问h与12是否垂直? (2)直线11,12的斜率是方程x2 3x 1 0的两根,则h与12的位置关系是—. 题型三根据直线的位置关系求参数 例3已知直线h经过点A(3,a)、B (a-2,-3),直线S经过点C (2,3)、D (-1,a-2) (1)如果I1//I2,则求a的值;(2)如果11丄12,则求a的值 题型四直线平行和垂直的判定综合运用 例4四边形ABCD的顶点为A(2,2 2 2)、B( 2,2)、C(0,2 2.. 2)、D(4,2),试判断四边形ABCD的形状. 第三章 直线与方程知识点及典型例题 1. 直线的倾斜角 定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x 轴平行或重合时 ,我们规定它的倾斜角为0度。因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180° 2. 直线的斜率 ①定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。 直线的斜率常用k 表示。即k=tan α。斜率反映直线与轴的倾斜程度。 当直线l 与x 轴平行或重合时, α=0°, k = tan0°=0; 当直线l 与x 轴垂直时, α= 90°, k 不存在. 当[ ) 90,0∈α时,0≥k ; 当( ) 180 ,90∈α时,0 一、选择题: 1.直线 x- 3 y+6=0 的倾斜角是( ) A 60 B 120 C 30 0 D 150 2. 经过点 A(-1,4), 且在 x 轴上的截距为 3 的直线方程是( ) A x+y+3=0 B x-y+3=0 C x+y-3=0 D x+y-5=0 3.直线 (2m 2+m-3)x+(m 2 -m)y=4m-1 与直线 2x-3y=5 平行,则的值为( ) A- 3 或1 B1 C- 9 D - 9 或 1 2 8 8 4.直线 ax+(1-a)y=3 与直线 (a-1)x+(2a+3)y=2 互相垂直,则 a 的值为( ) A -3 B 1 C 0 3 D 1 或-3 或- 2 5.圆( x-3 ) 2+(y+4) 2 =2 关于直线 x+y=0 对称的圆的方程是( ) A. (x+3) 2 +(y-4) 2 =2 B. (x-4) 2 +(y+3) 2=2 C .(x+4) 2 +(y-3) 2=2 D. (x-3) 2 +(y-4) 2=2 6、若实数 x 、y 满足 ( x 2) 2 y 2 3,则 y 的最大值为( ) x A. 3 B. 3 C. 3 3 D. 3 3 7.圆 (x 1) 2 ( y 3) 2 1 的切线方程中有一个是 A . x -y =0 B .x + y =0 C .x =0 D . y =0 8.若直线 ax 2 y 1 0 与直线 x y 2 0 互相垂直,那么 a 的值等于 A . 1 B . 1 C 2 D . 2 3 . 3 9.设直线过点 (0, a), 其斜率为 1,且与圆 x 2 y 2 2 相切,则 a 的值为 ( ) A. 4 B. 2 2 C. 2 D. 2 10. 如果直线 l 1 ,l 2 的斜率分别为二次方程 x 2 4x 1 0 的两个根,那么 l 1 与 l 2 的夹角为( A . B . 4 C . D . 3 6 8 11.已知 M {( x, y) | y 9 x 2 , y 0}, N {( x, y) | y x b} ,若 M I N b A .[ 3 2,3 2] B . ( 3 2,3 2) ( ) ( ) ) ,则 ( ) C . ( 3,3 2] D . [ 3,3 2] 直线的倾斜角和斜率 3.1倾斜角和斜率 1、直线的倾斜角的概念: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α叫做直线l 的倾斜角.特别地,当直线l 与x 轴平行或重合时, 规定α= 0°. 2、 倾斜角α的取值范围: 0°≤α<180°. 当直线l 与x 轴垂直时, α= 90°. 3、直线的斜率: 一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k 表示,也就是 k = tan α ⑴当直线l 与x 轴平行或重合时, α=0°, k = tan0°=0; ⑵当直线l 与x 轴垂直时, α= 90°, k 不存在. 由此可知, 一条直线l 的倾斜角α一定存在,但是斜率k 不一定存在. 4、 直线的斜率公式: 给定两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),x1≠x2,用两点的坐标来表示直线P1P2的斜率: 斜率公式: k=y2-y1/x2-x1 3.1.2两条直线的平行与垂直 1、两条直线都有斜率而且不重合,如果它们平行,那么它们的斜率相等;反之,如果它们的斜率相等,那么它们平行,即 注意: 上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立.即如果k 1=k 2, 那么一定有L 1∥L 2 2、两条直线都有斜率,如果它们互相垂直,那么它们的斜率互为负倒数;反之,如果它们的斜率互为负倒数,那么它们互相垂直,即 基础卷 一.选择题: 1.下列命题中,正确的命题是 (A )直线的倾斜角为α,则此直线的斜率为tan α (B )直线的斜率为tan α,则此直线的倾斜角为α (C )任何一条直线都有倾斜角,但不是每一条直线都存在斜率 (D )直线的斜率为0,则此直线的倾斜角为0或π 2.直线l 1的倾斜角为30°,直线l 2⊥l 1,则直线l 2的斜率为 (A )3 (B )-3 (C )33 (D )-3 3 3.直线y =x cos α+1 (α∈R )的倾斜角的取值范围是 (A )[0, 2π] (B )[0, π) (C )[-4π, 6π] (D )[0, 4π]∪[4 3π,π) 4.若直线l 经过原点和点(-3, -3),则直线l 的倾斜角为 (A )4π (B )54π (C )4π或54 π (D )-4π 5.已知直线l 的倾斜角为α,若cos α=-5 4,则直线l 的斜率为 第三章直线与方程知识点及典型例题 1. 直线的倾斜角 定义:x 轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当直线与x 轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0 度。因此,倾斜角的取值范围是0°≤α<180° 2. 直线的斜率 ① 定义:倾斜角不是90°的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。 直线的斜率常用k 表示。即 k=tan 。斜率反映直线与轴的倾斜程度。 当直线 l 与 x 轴平行或重合时 ,α=0°,k = tan0 =0;° 当直线 l 与 x 轴垂直时 ,α= 90k°不,存在 . 当0,90时, k0 ;当90 ,180时, k0;当90 时,k不存在。 例 .如右图,直线l 1的倾斜角 =30°,直线 l1⊥ l 2,求直线 l1和 l2的斜率 . y 解: k1=tan30° =3∵ l1⊥ l2∴ k1· k2 =— 1l 1 3 ∴ k2 =—32x 1 例:直线 x 3 y50 的倾斜角是()o l2 °°°° ②过两点 P1 (x1, y1)、P1(x1,y1) 的直线的斜率公式: k y2y 1 ( x1x 2 ) x2x1 注意下面四点: (1)当x1x2时,公式右边无意义,直线的斜率不存在,倾斜角为90°; (2)k与 P1、 P2的顺序无关; (3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得; (4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。 例 .设直线l1经过点A(m,1)、B(—3,4),直线l2经过点C(1,m)、D(—1,m+1), 当 (1) l / / l 2(2) l⊥l时分别求出 m 的值 111 ※三点共线的条件:如果所给三点中任意两点的斜率都有斜率且都相等,那么这三点共线。 3. 直线方程 ① 点斜式:y y1k( x x1 )直线斜率k,且过点x1, y1 注意:当直线的斜率为0°时, k=0,直线的方程是y=y1。 当直线的斜率为90°时,直线的斜率不存在,它的方程不能用点斜式表示.但因l上每一点的横坐标都 必修二 第一章 空间几何体 知识点: 1、空间几何体的结构 ⑴常见的多面体有:棱柱、棱锥、棱台;常见的旋转体有:圆柱、圆锥、圆台、球。 ⑵棱柱:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的多面体叫做棱柱。 ⑶棱台:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分,这样的多面体叫做棱台。 2、长方体的对角线长2222c b a l ++=;正方体的对角线长a l 3= 3、球的体积公式:33 4 R V π= ,球的表面积公式:24 R S π= 4、柱体h s V ?=,锥体h s V ?=31,锥体截面积比:22 2 1 21h h S S = 5、空间几何体的表面积与体积 ⑴圆柱侧面积; l r S ??=π2侧面 ⑵圆锥侧面积: l r S ??=π侧面 典型例题: ★例1:下列命题正确的是( ) A.棱柱的底面一定是平行四边形 B.棱锥的底面一定是三角形 C.棱柱被平面分成的两部分可以都是棱柱 D.棱锥被平面分成的两部分不可能都是棱锥 ★★例2:若一个三角形,采用斜二测画法作出其直观图,其直观图面积是原三角形面积的( ) A 21 倍 B 42倍 C 2倍 D 2倍 ★例3:已知一个几何体是由上、下两部分构成的一个组合体,其三视图如下图所示,则这个组合体的上、下两部分分别是( ) A.上部是一个圆锥,下部是一个圆柱 B.上部是一个圆锥,下部是一个四棱柱 C.上部是一个三棱锥,下部是一个四棱柱 D.上部是一个三棱锥,下部是一个圆柱 ★★例4:一个体积为38cm 的正方体的顶点都在球面上,则球的表面积是 A .28cm π B 2 12cm π. C 216cm π. D .220cm π 二、填空题 ★例1:若圆锥的表面积为a 平方米,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面的直径为_______________. ★例2:球的半径扩大为原来的2倍,它的体积扩大为原来的 _________ 倍. 第二章 点、直线、平面之间的位置关系 知识点: 1、公理1:如果一条直线上两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。 2、公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。 3、公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点 的公共直线。 4、公理4:平行于同一条直线的两条直线平行. 5、定理:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。 6、线线位置关系:平行、相交、异面。 7、线面位置关系:直线在平面内、直线和平面平行、直线和平面相交。 8、面面位置关系:平行、相交。 9、线面平行: ⑴判定:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行(简 称线线平行,则线面平行)。 ⑵性质:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与 该直线平行(简称线面平行,则线线平行)。 10、面面平行: ⑴判定:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行(简 称线面平行,则面面平行)。 ⑵性质:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行(简称 面面平行,则线线平行)。 11、线面垂直: ⑴定义:如果一条直线垂直于一个平面内的任意一条直线,那么就说这条直线和 这个平面垂直。 ⑵判定:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直 (简称线线垂直,则线面垂直)。 ⑶性质:垂直于同一个平面的两条直线平行。 12、面面垂直: ⑴定义:两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直。 ⑵判定:一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面垂直(简称线面垂直, 直线与方程经典例题 【考点指要】 关于直线的方程,直线的斜率、倾斜角,两点间距离公式,点到直线的距离公式,夹角与到角公式,两直线的垂直、平行关系等知识的试题,都属于基本要求。解决问题的基本方法和途径:数形结合法、分类讨论法、待定系数法。 【综合例题分析】 例1. 已知圆2 2 440x x y --+=的圆心是P ,则点P 到直线10x y --=的距离是 __________。 答案: 22 解析:由题意圆的方程22 440x x y --+=可化为() 2 228x y -+=∴圆心()2,0P ,代入点到直线距离公式得2 2)1(1| 1-(-1)012|d 2 2=-+?+?= 例2.若曲线2 1y x =+与直线y kx b =+没有公共点,则k b 、分别应满足的条件是____________。 答案:k=0且-1-+? ?||,,画出图象得 设图象与y 轴的交点分别为()()0101A B -,、,,过点A B 、作平行于x 轴的直线,根据题意,直线y kx b =+与曲线没有公共点,则只能与x 轴平行且在虚线区域内移动。 评述:由于曲线方程中含有绝对值,所以先分情况去掉绝对值符号,若联立方程组 2211 y x y x y kx b y kx b ??=+=-+? ?=+=+??或,分别利用判别式“△<0”去求解没有公共点的情况,题目会变的非常烦琐。借助于图象既快捷又直观,利用数形结合是解决这类题目非常有效的方法。 例3. 设过()P x y ,点的直线分别与x 轴、y 轴的正半轴交于A B 、两点,点Q 与点P 关 于y 轴对称,O 为坐标原点,若2BP PA =u u u r u u u r 且1OQ AB ?=u u u r u u u r ,则点P 的轨迹方程为( ) A. )0,0(12 3x 32 2 >>=+y x y B. )0,0(12 332 2 >>=-y x y x C. )0,0(132322 >>=-y x y x D. )0,0(132 322 >>=+y x y x 答案:D 解析:设过点()P x y ,的直线方程为)0,0(><+=b k b kx y ,则(),0,0,b A B b k ?? - ??? , 由题意知点Q 与点P 关于y 轴对称,得(),Q x y -,又()0,0O 直线与方程习题(带答案) 一、选择题 1.若直线x =1的倾斜角为 α,则 α( ). A .等于0 B .等于π C .等于 2 π D .不存在 2.图中的直线l 1,l 2,l 3的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则( ). A .k 1<k 2<k 3 B .k 3<k 1<k 2 C .k 3<k 2<k 1 D .k 1<k 3<k 2 3.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 =( ). A .2 B .-2 C .4 D .1 4.已知直线l 与过点M (-3,2),N (2,-3)的直线垂直,则直线l 的倾斜角是( ). A . 3 π B . 3 2π C . 4 π D . 4 3π 5.如果AC <0,且BC <0,那么直线Ax +By +C =0不通过( ). A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第 四象限 6.设A ,B 是x 轴上的两点,点P 的横坐标为2,且|PA |=|PB |,若直线PA 的方程为x -y +1=0,则直线PB 的方程是( ). A .x +y -5=0 B .2x -y -1=0 C .2y -x -4=0 D .2x +y -7=0 7.过两直线l 1:x -3y +4=0和l 2:2x +y +5=0的交点和原点的直线方程为( ). A .19x -9y =0 B .9x +19y =0 C .19x -3y = 0 D .3x +19y =0 8.直线l 1:x +a 2y +6=0和直线l 2 : (a -2)x +3ay +2a =0没有公共点,则a 的值是( ). (第2题) 直线与方程练习题 一、选择题1. 设直线0ax by c ++=的倾斜角为α,且s i n c o s 0αα+=,则,a b 满足( ) A. 1=+b a B. 1=-b a C. 0=+b a D. 0=-b a 2. 过点(1,3)P -且垂直于直线032=+-y x 的直线方程为( )A. 012=-+y x B. 052=-+y x C. 052=-+y x D. 072=+-y x 3. 已知过点(2,)A m -和(,4)B m 的直线与直线012=-+y x 平行,则m 的值为( )A. 0 B. 8- C. 2 D. 10 4. 已知0,0ab bc <<,则直线ax by c +=通过( ) A. 第一、二、三象限 B. 第一、二、四象限 C. 第一、三、四象限 D. 第二、三、四象限 5.点P (-1,2)到直线8x-6y+15=0的距离为( ) A 2 B 2 1 C 1 D 2 7 6. 直线mx-y+2m+1=0经过一定点,则该点的坐标是 A (-2,1) B (2,1) C (1,-2) D (1,2) 7. 直线0202=++=++n y x m y x 和的位置关系是 A 平行 B 垂直 C 相交但不垂直 D 不能确定 8.已知A (1,2)、B (-1,4)、C (5,2),则ΔABC 的边AB 上的中线所在的直线方程为( ) A x+5y-15=0 B x=3 C x-y+1=0 D y-3=0 9.若直线l:y=kx-1与直线x+y-1=0的交点位于第一象限,则实数k 的取值范围是( ) A.(-∞,-1) B.(-∞,-1] C.(1,+∞) D.[1,+∞) 10.若方程014)()32(22=+--+-+m y m m x m m 表示一条直线,则实数m 满足 A. 0≠m B. 23-≠m C. 1≠m D. 1≠m ,2 3 -≠m ,0≠m 11.将直线y=3x 绕原点逆时针旋转90°,再向右平移1个单位,所得到的直线为 A.y=3131+-x B.y=13 1 +-x C.y=3x-3 D.y=13 1 +x 直线与方程练习题 一、选择题 1.若方程014)()32(22=+--+-+m y m m x m m 表示一条直线,则实数m 满足( ) A .0≠m B .23-≠m C .1≠m D .1≠m ,2 3-≠m ,0≠m 2.下列说法的正确的是 ( ) A .经过定点()P x y 000,的直线都可以用方程()y y k x x -=-00表示 B .经过定点()b A ,0的直线都可以用方程y kx b =+表示 C .不经过原点的直线都可以用方程x a y b +=1表示 D .经过任意两个不同的点() ()222111y x P y x P ,、,的直线都可以用方程 ()()()()y y x x x x y y --=--121121表示 3.若()()P a b Q c d ,、,都在直线y mx k =+上,则PQ 用a c m 、、表示为( ) A .()a c m ++12 B .()m a c - C .a c m -+12 D . a c m -+12 4.△ABC 中,点(4,1)A -,AB 的中点为(3,2)M ,重心为(4,2)P ,则边BC 的长为( ) A .5 B .4 C .10 D .8 5.若动点P 到点(1,1)F 和直线340x y +-=的距离相等,则点P 的轨迹方程为( ) A .360x y +-= B .320x y -+= C .320x y +-= D .320x y -+= 6.直线02=+-b y x 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.(][)+∞?-∞-,22, C.[)(]2,00,2?- D.()+∞∞-, 7.直线x -2y +1=0关于直线x =1对称的直线方程是( ) A .x +2y -1=0 B .2x +y -1=0 C .2x +y -3=0 D .x +2y -3=0 8.若y =a |x |的图象与直线y =x +a (a >0)有两个不同交点,则a 的取值范围是( ) A .0<a <1 B .a >1 C .a >0且a ≠1 D .a =1 9.直线xcos θ+y +m =0的倾斜角范围是( ) A. 3,44ππ?????? B. 30,,44πππ???????????? C. 0,4π?????? D. 3,,4224ππππ????? ?????? 10已知点)2,1(-A ,)2,2(-B ,)3,0(C ,若点),(b a M )0(≠a 是线段AB 上的一点,则直线CM 的斜率的取值范围是( )数学必修2---直线与方程典型例题(精)
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