第37讲 两直线位置关系(解析版).pdf
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- 第37讲 两直线位置关系解析版 37 直线 位置 关系 解析
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1、1/19第 37 讲两直线位置关系【高考地位】两直线位置关系,是高考的必考内容之一.其要求的难度不高,一般从下面三个方面命题:一是利用直线方程判定两条直线的位置关系;二是利用两条直线间的位置关系求直线方程;三是综合运用直线的知识解决诸如中心对称、轴对称等常见的题目,但大都是客观题出现.类型一两条直线的平行与垂直问题万能模板内容使用场景关于两直线的平行于垂直的问题解题模板第一步直接运用两直线平行与垂直的性质对其进行求解;第二步得出结论.例 1.已知倾斜角为 的直线l 与直线3410 xy 垂直,则cos 的值为()A35-B45C 35D 45【来源】广东省揭阳市 2021 届高考数学模拟考精选
2、题试题(一)【答案】A【分析】根据直线的垂直关系可求得直线l 的斜率为43,所以4tan3 ,即可求得cos.【详解】由垂直知两直线的斜率之积为 1,而直线3410 xy 的斜率为 34,得直线l 的斜率为43,即4tan3 ,得 为钝角,所以3cos5 .故选:A例 2若直线 1:10laxy 与 2:3(2)10lxay 平行,则 a 的值为()A1B-3C0 或12D1 或-3【答案】A【解析】试题分析:由题设可得3)2(aa,解之得1a或3a.当3a时两直线重合,故应舍去,故应选 A.考点:两直线平行的条件及运用.【点评】在两直线的斜率存在的情况下,两直线平行其斜率相等.下载最新免费模
3、拟卷,到公众号:一枚试卷君2/19【变式演练 1】【云南省保山市 2019-2020 学年高三教学质量监测】已知直线 1l:40 xy和直线 2l:280mxy平行,则实数 m 的值为()A-2B-1C1D2【答案】D【分析】由平行得 112m-=-即可求解.【详解】由两直线平行可得 11428m,解得2m.故选:D.【变式演练 2】【四川省双流中学 2021 届高三月考】已知直线 1l:sin10 xy ,直线 2l:3 cos10 xy,若 12ll,则 sin 2 ()A 23B35C35-D 35【答案】D【解析】分析:根据直线的垂直,即可求出 tan=3,再根据二倍角公式即可求出详解
4、:因为 l1l2,所以 sin3cos=0,所以 tan=3,所以 sin2=2sincos=2222sincos2tan3.sincos1tan5故选 D【变式演练 3】已知点 A(m1,2),B(1,1),C(3,m2m1)(1)若 A,B,C 三点共线,求实数 m 的值;(2)若 ABBC,求实数 m 的值【答案】(1)m1 或 13 或 13.(2)m 的值为 2 或3.【解析】试题分析:(1)由三点共线得斜率相等,列方程求解即可;(2)讨论直线 AB 的斜率不存在和存在时两种情况,存在时斜率乘积为-1 即可.试题解析:(1)因为 A,B,C 三点共线,且 xBxC,则该直线斜率存在,
5、则 kBCkAB,即22122mmm,解得 m1 或 13 或 13.3/19(2)由已知,得 kBC222mm ,且 xAxBm2.当 m20,即 m2 时,直线 AB 的斜率不存在,此时 kBC0,于是 ABBC;当 m20,即 m2 时,kAB12m,由 kABkBC1,得22122mmm 1,解得 m3.综上,可得实数 m 的值为 2 或3.类型二关于两条直线的交点问题万能模板内容使用场景两直线相交问题解题模板第一步联立两直线的方程并求解;第二步其方程组的解即为两直线的交点的坐标;第三步得出结论.例 3.在平面直角坐标系中,某菱形的一组对边所在的直线方程分别为210 xy 和230 x
6、y,另一组对边所在的直线方程分别为1340 xyc和2340 xyc,则12cc()A 2 3B 2 5C2D4【来源】湖北省武汉市部分学校 2021-2022 学年高三上学期 9 月起点质量检测数学试题【答案】B【分析】分别求出菱形的四个顶点,然后根据菱形的对角线互相垂直得到方程即可求出求出结果.【详解】设直线210 xy 与直线2340 xyc的交点为 A,则2210340 xyxyc,解得2225310cxcy ,故2223,510ccA,同理设直线210 xy 与直线1340 xyc的交点为 B,则1123,510ccB,设直线230 xy 与直线1340 xyc的交点为C,则1169
7、,510ccC,4/19设直线230 xy 与直线2340 xyc的交点为 D,则2269,510ccD,由菱形的性质可知 BDAC,且,BD AC 的斜率均存在,所以1BDACkk ,则22222112393910101010126265555cccccccc ,即2212213614 16cccc,解得122 5cc故选:B.【变式演练 4】设点 2,3,3,2AB,若直线20axy与线段 AB 没有交点,则a 的取值范围是()A54,23 B4 5,3 2C5 4,2 3D45,32【答案】B【解析】试题分析:直线20axy过定点 0,2P,54,23PAPBkk,若直线直线20axy与
8、线段 AB有交点,根据图象可知52k 或43k,若直线20axy与线段 AB 没有交点,则5423k,即5423a ,解得:4532a,选 B考点:直线间的位置关系【变式演练 5】【2020 届上海市上海大学附属中学高三下学期三模】已知直线:2l yax和直线1:210lxay 以及(1,4)A、(3,1)B两点,当直线l 与线段 AB 相交,且与直线 1l 平行时,实数 a 的值为_【答案】22【分析】根据直线平行求得22a ,再由直线l 与线段 AB 相交求出直线斜率的取值范围,从而可得结果【详解】因为直线:2l yax和直线 1:210lxay 平行,所以221 202aa,又由直线:2
9、l yax可得直线l 过(0,2)点,5/1942102PAK,123130PBK 因为当直线l 与线段 AB 相交,所以1 3a,2,综上可得22a,故答案为:22【变式演练 6】【天津市第四中学 2020-2021 学年高三上学期学情调查】直线 l 被两条直线 1:430lxy和 2:3550lxy截得的线段的中点为(1,2)P,则直线 l 的方程为_.【答案】310 xy【分析】先设一个交点00,A xy,再表示另一个交点00(2,4)Bxy,接着联立方程求出交点坐标(2,5)A,最后求直线方程.【详解】设直线 l 与 1l 的交点为00,A xy,直线 l 与 2l 的交点为 B.由已
10、知条件,得直线 l 与 2l 的交点为00(2,4)Bxy.联立0000430,325 450,xyxy 即0000430,35310,xyxy解得002,5,xy 即(2,5)A.所以直线 l 的方程为2(1)522(1)yx ,即310 xy.故答案为:310 xy 类型三对称问题万能模板内容使用场景点与点、点与直线、直线与直线的对称问题解题模板第一步确定具体问题是哪类对称问题如点与点、点与直线、直线与直线的对称;第二步运用 各自相应的对称模型进行求解;第三步得出结论.6/19例 4过点 P(0,1)作直线 l 使它被直线 l1:2xy80 和 l2:x3y100 截得的线段被点 P 平分
11、,求直线l 的方程【答案】直线l 的方程为 x4y40.考点:点关于点的对称;两直线相交问题【点评】点 P(x,y)关于 O(a,b)的对称点 P(x,y)满足2,2.xaxyby例 5已知直线 l:2x3y10,点 A(1,2),求点 A 关于直线 l 的对称点 A的坐标【答案】33 4(,)13 13A.考点:点关于直线的对称;两直线相交问题【点评】直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决例 6在平面直角坐标系 xOy 中,点()1,0A,直线:12l yk x.设点 A 关于直线l 的对称点为 B,则OA OB 的取值范围是_【来源】云南省峨山彝族自治县第一中学 2021 届高三
12、三模数学(文)试题【答案】1,3【分析】根据两点关于直线l 对称求得点 B 的坐标,对k 分类讨论,利用平面向量数量积的坐标运算结合基本不等式可求得OA OB 的取值范围.【详解】根据题意,设 B 的坐标为,m n.(1)当0k 时,则直线l 的方程为2y,此时点1,4B,则1OA OB;(2)当0k 时,因为 A、B 两点关于直线l 对称,则线段 AB 的中点1,22mnM 在直线l 上,所以,7/191 1222nmk,直线 ABl,则11nkm,联立解得2411kmk ,241nk,即点22441,11kBkk,所以,1,0OA,22441,11kOBkk,2411kOA OBk .(i
13、)当0k 时,244411111112kOA OBkkkkk ,当且仅当1k 时,等号成立,又1OA OB,此时 11OA OB ;(ii)当0k 时,244411131112kOA OBkkkkk ,当且仅当1k 时,等号成立,又1OA OB,此时13OA OB.综上所述,OA OB 的取值范围是1,3.故答案为:1,3.【点睛】本题考查向量数量积的计算,涉及关于直线对称的点的坐标,关键是求出点 B 的坐标,属于中等题【变式演练 7】设入射光线沿直线 y=2x+1 射向直线 y=x,则被 y=x 反射后,反射光线所在的直线方程是()Ax+2y+3=0Bx-2y+1=0C3x-2y+1=0Dx
14、-2y-1=0【答案】D【解析】试题分析:入射光线和反射光线关于直线 y=x 对称,所以设入射光线上的任意两个点(0,1),(1,3)其关于直线 y=x 对称的两个点的坐标分别为(1,0),(3,1)且这两个点在反射光线上,由两点式可求出反射光线所在的直线方程为 x-2y-1=0考点:直线的对称性;求直线方程【方法点睛】从光学知识知道,入射光线与反射光线是关于镜面(即直线 y=x)对称,因此本题的实质是求直线 y=2x+1 关于直线 y=x 对称的直线方程方法有二:一、在直线 y=2x+1 上任意设两个点并求其关于直线 y=x 对称的点的坐标,然后利用两点式即可求出所求直线的方程二、设所求直线
15、上任意一点坐标(x,y),求其关于直线 y=x 对称的点的坐标(y,x),然后代入已知直线(入射光线的直线方程)求解即可该法的本质是相关点法求直线方程【变式演练 8】已知直线 l 经过直线 3420 xy与直线 220 xy的交点 P,且垂直于直线8/19210 xy(1)求直线l 的方程;(2)求直线l 关于原点O 对称的直线方程【答案】(1)220 xy;(2)220 xy【解析】试题分析:(1)属于点斜式求直线的方程,先求交点即直线l 经过的点,再根据l 与直线210 xy 垂直求得直线l 的斜率2k ,然后根据点斜式写出直线的方程,并化成一般方程;(2)找出直线l 上的两点,然后分别求
16、出这两点关于原点的对称点,这两对称点所在的直线方程即为所求试题解析:(1)由 3420220 xyxy解得22xy 3 分由于点 P 的坐标是(2,2)又因为直线210 xy 即1122yx的斜率为12k 4 分由直线l 与210 xy 垂直可得12lkk 5 分故直线l 的方程为:22(2)yx 即 220 xy6 分(2)又直线l 的方程 220 xy在 x 轴、y 轴上的截距分别是 1 与 2,8 分则直线l 关于原点对称的直线在 x 轴、y 轴上的截距分别是 1 与 2,10 分所求直线方程为112xy即 220 xy12 分考点:1直线的方程;2直线关于点的对称问题【高考再现】1.【
17、2020 年高考全国卷文数 8】点0,1到直线1yk x距离的最大值为()A1B 2C3D 2【答案】B【思路导引】首先根据直线方程判断出直线过定点(1,0)P,设(0,1)A,当直线(1)yk x与 AP 垂直时,点 A到直线(1)yk x距离最大,即可求得结果【解析】由(1)yk x可知直线过定点(1,0)P,设(0,1)A,当直线(1)yk x与 AP 垂直时,点 A到直线(1)yk x距离最大,即为|2AP 故选:B【专家解读】本题考查了点到直线距离公式,考查数学运算学科素养解题关键是熟记公式2.【2016 高考上海文科】已知平行直线012:,012:21yxlyxl,则21,ll的距
18、离_.9/19【答案】2 55【解析】试题分析:利用两平行线间距离公式得122222|cc|1 1|2 5d5ab21 考点:两平行线间距离公式.【名师点睛】确定两平行线间距离,关键是注意应用公式的条件,即,x y 的系数应该分别相同,本题较为容易,主要 考查考生的基本运算能力.3.【2015 高考四川,文 10】设直线 l 与抛物线 y24x 相交于 A,B 两点,与圆 C:(x5)2y2r2(r0)相切于点 M,且 M 为线段 AB 中点,若这样的直线 l 恰有 4 条,则 r 的取值范围是()(A)(1,3)(B)(1,4)(C)(2,3)(D)(2,4)【答案】D【解析】不妨设直线 l
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