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第二节 两直线的位置关系
A级·根底过关
|固根基|
1.“a=2〞是“直线y=-ax+2与y=x-1垂直〞的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:选A 假设直线y=-ax+2与y=x-1垂直,那么有(-a)×=-1,即a2=4,所以a=±2,所以“a=2〞是“直线y=-ax+2与y=x-1垂直〞的充分不必要条件.应选A.
2.假设点P在直线3x+y-5=0上,且点P到直线x-y-1=0的距离为,那么点P的坐标为( )
A.(1,2) B.(2,1)
C.(1,2)或(2,-1) D.(2,1)或(-1,2)
解析:选C 设点P为(x,5-3x),那么d==,化简得|4x-6|=2,即4x-6=±2,解得x=1或x=2,故点P的坐标为(1,2)或(2,-1),应选C.
3.(2023届广州调研测试)“a=3〞是“直线ax+2y+3a=0和3x+(a-1)y=a-7平行〞的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
解析:选C 两直线平行的充要条件是=≠.由=,得a2-a=6,解得a=3或a=-2.当a=-2时,==,两直线重合,不符合题意,舍去,所以a=3,故“a=3〞是“直线ax+2y+3a=0和3x+(a-1)y=a-7平行〞的充要条件,应选C.
4.(2023届江西南昌检测)直线3x-4y+5=0关于x轴对称的直线的方程是( )
A.3x+4y+5=0 B.3x+4y-5=0
C.-3x+4y-5=0 D.-3x+4y+5=0
解析:选A 在所求直线上任取一点P(x,y),那么点P关于x轴的对称点P′(x,-y)在的直线3x-4y+5=0上,所以3x-4(-y)+5=0,即3x+4y+5=0,应选A.
5.(2023届河北模拟)假设直线y=-2x+3k+14与直线x-4y=-3k-2的交点位于第四象限,那么实数k的取值范围是( )
A.-6<k<-2 B.-5<k<-3
C.k<-6 D.k>-2
解析:选A 解方程组得因为直线y=-2x+3k+14与直线x-4y=-3k-2的交点位于第四象限,所以所以-6<k<-2.应选A.
6.点A(x,5)关于点(1,y)的对称点是(-2,-3),那么点P(x,y)到原点的距离是( )
A.4 B.
C. D.
解析:选D 根据中点坐标公式得解得所以点P的坐标为(4,1),所以点P(x,y)到原点的距离d==,应选D.
7.假设直线l1:y=k(x-4)与直线l2关于点(2,1)对称,那么直线l2过定点( )
A.(0,4) B.(0,2)
C.(-2,4) D.(4,-2)
解析:选B 由题知,直线l1过定点(4,0),那么由条件可知,直线l2所过定点关于(2,1)对称的点为(4,0),故可知直线l2所过定点为(0,2),应选B.
8.(2023届南昌二中月考)设点A(-2,3),B(3,2),假设直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,那么a的取值范围是( )
A.∪
B.
C.
D.∪
解析:选B 易知直线ax+y+2=0过定点P(0,-2),∴kPA=-,kPB=.设直线ax+y+2=0的斜率为k,假设直线ax+y+2=0与线段AB没有交点,根据图象(图略)可知-<k<,即-<-a<,解得-<a<,应选B.
9.过直线l1:x-3y+4=0和直线l2:2x+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
解析:选D 易知(0,0)不在直线2x+y+5=0上,可设过两直线交点的直线系方程为x-3y+4+λ(2x+y+5)=0,将(0,0)代入,求得λ=-,故所求直线方程为x-3y+4-(2x+y+5)=0,即3x+19y=0.
10.(2023届绵阳诊断)直线l1:x+(1+k)y=2-k与l2:kx+2y+8=0平行,那么k的值是________.
解析:依题意得=≠,解得k=1或k=-2(舍去).
答案:1
11.(2023届武汉调研)直线l经过直线2x+y-5=0与x-2y=0的交点.
(1)假设点A(5,0)到l的距离为3,求l的方程;
(2)求点A(5,0)到l的距离的最大值.
解:(1)易知点A到直线x-2y=0的距离不等于3,可设经过两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.
由题意得=3,即2λ2-5λ+2=0,∴λ=2或,
∴l的方程为4x-3y-5=0或x=2.
(2)由解得交点为P(2,1).如图,过P作任一直线l,设d为点A到l的距离,那么d≤|PA|(当l⊥PA时等号成立).
∴dmax=|PA|==.
12.方程(2+λ)x-(1+λ)y-2(3+2λ)=0与点P(-2,2).
(1)证明:对任意的实数λ,该方程都表示直线,且这些直线都经过同一定点,并求出这一定点的坐标;
(2)证明:该方程表示的直线与点P的距离d小于4.
证明:(1)显然2+λ与-(1+λ)不可能同时为零,故对任意的实数λ,该方程都表示直线.
∵方程可变形为2x-y-6+λ(x-y-4)=0,
∴解得故直线经过的定点为M(2,-2).
(2)过P作直线的垂线段PQ,由垂线段长度小于斜线段长度知|PQ|≤|PM|,当且仅当Q与M重合时,|PQ|=|PM|,此时对应的直线方程是y+2=x-2,即x-y-4=0.
但直线系方程唯独不能表示直线x-y-4=0,
∴M与Q不可能重合,而|PM|=4,∴|PQ|<4,故所证成立.
B级·素养提升
|练能力|
13.(2023届陕西省高三第二次质量检测)数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.△ABC的顶点A(2,0),B(0,4),且AC=BC,那么△ABC的欧拉线的方程为( )
A.x+2y+3=0 B.2x+y+3=0
C.x-2y+3=0 D.2x-y+3=0
解析:选C 因为AC=BC,所以欧拉线为AB的中垂线.又A(2,0),B(0,4),故AB的中点为(1,2),kAB=-2,故AB的中垂线方程为y-2=(x-1),即x-2y+3=0,应选C.
14.(2023届成都诊断)直线l1过点(-2,0)且倾斜角为30°,直线l2过点(2,0)且与直线l1垂直,那么直线l1与直线l2的交点坐标为( )
A.(3,) B.(2,)
C.(1,) D.
解析:选C 因为直线l1过点(-2,0)且斜率为k1=tan 30°=,所以直线l1的方程为y=(x+2).因为直线l2与直线l1垂直,所以k2=-=-,又过点(2,0),所以直线l2的方程为y=-(x-2).联立得即直线l1与直线l2的交点坐标为(1,).
15.(2023届安阳一模)两条平行线l1,l2分别过点P(-1,2),Q(2,-3),它们分别绕P,Q旋转,但始终保持平行,那么l1,l2之间距离的取值范围是( )
A.(5,+∞) B.(0,5]
C.(,+∞) D.(0,]
解析:选D 当PQ与平行线l1,l2垂直时,|PQ|为平行线l1,l2间的距离的最大值,为=,∴l1,l2之间距离的取值范围是(0, ].
16.(2023届湖南岳阳二模)动直线l0:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒过点P(1,m),且Q(4,0)到动直线l0的最大距离为3,那么+的最小值为( )
A. B.
C.1 D.9
解析:选B ∵动直线l0:ax+by+c-2=0(a>0,c>0)恒过点P(1,m),∴a+bm+c-2=0.又Q(4,0)到动直线l0的最大距离为3,∴=3,解得m=0,∴a+c=2.又a>0,c>0,∴+=(a+c)·=≥=,当且仅当c=2a=时等号成立.应选B.
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