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第三章《直线与方程》单元检测试题
时间120分钟,满分150分。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题目要求的)
1.已知点A(1,),B(-1,3),则直线AB的倾斜角是( )
A.60° B.30° C.120° D.150°
[答案] C
2.直线l过点P(-1,2),倾斜角为45°,则直线l的方程为( )
A.x-y+1=0 B.x-y-1=0 C.x-y-3=0 D.x-y+3=0
[答案] D
3.如果直线ax+2y+2=0与直线3x-y-2=0平行,则a的值为( )
A.-3 B.-6 C. D.
[答案] B
4.直线-=1在y轴上的截距为( )
A.|b| B.-b2 C.b2 D.±b
[答案] B
5.已知点A(3,2),B(-2,a),C(8,12)在同一条直线上,则a的值是( )
A.0 B.-4 C.-8 D.4
[答案] C
6.如果AB<0,BC<0,那么直线Ax+By+C=0不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
[答案] D
7.已知点A(1,-2),B(m,2),且线段AB的垂直平分线的方程是x+2y-2=0,则实数m的值是( )
A.-2 B.-7 C.3 D.1
[答案] C
8.经过直线l1:x-3y+4=0和l2:2x+y=5=0的交点,并且经过原点的直线方程是( )
A.19x-9y=0 B.9x+19y=0 C.3x+19y=0 D.19x-3y=0
[答案] C
9.已知直线(3k-1)x+(k+2)y-k=0,则当k变化时,所有直线都通过定点( )
A.(0,0) B.(,) C.(,) D.(,)
[答案] C
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
[答案] D
11.已知直线l的倾斜角为135°,直线l1经过点A(3,2),B(a,-1),且l1与l垂直,直线l2:2x+by+1=0与直线l1平行,则a+b等于( )
A.-4 B.-2 C.0 D.2
[答案] B
12.等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,若点A,C的坐标分别为(0,4),(3,3),则点B的坐标可能是( )
A.(2,0)或(4,6) B.(2,0)或(6,4) C.(4,6) D.(0,2)
[答案] A
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)
13.直线l与直线y=1,x-y-7=0分别交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,-1),则直线l的斜率为_________.
[答案] -
[解析] 设A(x1,y1),B(x2,y2),则=-1,又y1=1,∴y2=-3,代入方程x-y-7=0,得x2=4,即B(4,-3),又=1,∴x1=-2,即A(-2,1),∴kAB==-.
14.点A(3,-4)与点B(5,8)关于直线l对称,则直线l的方程为_________.
[答案] x+6y-16=0
[解析] 直线l就是线段AB的垂直平分线,AB的中点为(4,2),kAB=6,所以kl=-,所以直线l的方程为y-2=-(x-4),即x+6y-16=0.
15.若动点A,B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到原点的距离的最小值为_________.
[答案] 3
[解析] 依题意,知l1∥l2,故点M所在直线平行于l1和l2,可设点M所在直线的方程为l:x+y+m=0,根据平行线间的距离公式,得=⇒|m+7|=|m+5|⇒m=-6,即l:x+y-6=0,根据点到直线的距离公式,得M到原点的距离的最小值为=3.
16.若直线m被两平行线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,则m的倾斜角可以是①15° ②30° ③45° ④60° ⑤75°,其中正确答案的序号是_________.(写出所有正确答案的序号)
[答案] ①⑤
[解析] 两平行线间的距离为
d==,
由图知直线m与l1的夹角为30°,l1的倾斜角为45°,
所以直线m的倾斜角等于30°+45°=75°或45°-30°=15°.
[点评] 本题考查直线的斜率、直线的倾斜角、两条平行线间的距离,考查数形结合的思想.是高考在直线知识命题中不多见的较为复杂的题目,但是只要基础扎实、方法灵活、思想深刻,这一问题还是不难解决的.所以在学习中知识是基础、方法是骨架、思想是灵魂,只有以思想方法统领知识才能在考试中以不变应万变.
三、解答题(本大题共6个大题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)(2015·河南省郑州市高一上学期期末试题)已知直线l经过点P(-2,5)且斜率为-,
(1)求直线l的方程;
(2)若直线m平行于直线l,且点P到直线m的距离为3,求直线m的方程.
[解析] (1)直线l的方程为:y-5=-(x+2)整理得
3x+4y-14=0.
(2)设直线m的方程为3x+4y+n=0,
d==3,
解得n=1或-29.
∴直线m的方程为3x+4y+1=0或3x+4y-29=0.
18.(本小题满分12分)求经过两直线3x-2y+1=0和x+3y+4=0的交点,且垂直于直线x+3y+4=0的直线方程.
[解析] 解法一:设所求直线方程为3x-2y+1+λ(x+3y+4)=0,即(3+λ)x+(3λ-2)y+(1+4λ)=0.
由所求直线垂直于直线x+3y+4=0,得
-·(-)=-1.
解得λ=.
故所求直线方程是3x-y+2=0.
解法二:设所求直线方程为3x-y+m=0.
由解得
即两已知直线的交点为(-1,-1).
又3x-y+m=0过点(-1,-1),
故-3+1+m=0,m=2.
故所求直线方程为3x-y+2=0.
19.(本小题满分12分)已知A(4,-3),B(2,-1)和直线l:4x+3y-2=0,求一点P,使|PA|=|PB|,且点P到直线l的距离等于2.
[分析] 解决此题可有两种思路,一是代数法,由“|PA|=|PB|”和“到直线的距离为2”列方程求解;二是几何法,利用点P在AB的垂直平分线上及距离为2求解.
[解析] 解法1:设点P(x,y).因为|PA|=|PB|,
所以=. ①
又点P到直线l的距离等于2,
所以=2. ②
由①②联立方程组,解得P(1,-4)或P(,-).
解法2:设点P(x,y).因为|PA|=|PB|,
所以点P在线段AB的垂直平分线上.
由题意知kAB=-1,线段AB的中点为(3,-2),所以线段AB的垂直平分线的方程是y=x-5.
所以设点P(x,x-5).
因为点P到直线l的距离等于2,所以=2.
解得x=1或x=.
所以P(1,-4)或P(,-).
[点评] 解决解析几何问题的主要方法就是利用点的坐标反映图形的位置,所以只要将题目中的几何条件用坐标表示出来,即可转化为方程的问题.其中解法2是利用了点P的几何特征产生的结果,所以解题时注意多发现,多思考.
20.(本小题满分12分)△ABC中,A(0,1),AB边上的高CD所在直线的方程为x+2y-4=0,AC边上的中线BE所在直线的方程为2x+y-3=0.
(1)求直线AB的方程;
(2)求直线BC的方程;
(3)求△BDE的面积.
[解析] (1)由已知得直线AB的斜率为2,
∴AB边所在的直线方程为y-1=2(x-0),
即2x-y+1=0.
(2)由得
即直线AB与直线BE的交点为B(,2).
设C(m,n),
则由已知条件得
解得∴C(2,1).
∴BC边所在直线的方程为=,即2x+3y-7=0.
(3)∵E是线段AC的中点,∴E(1,1).
∴|BE|==,
由得
∴D(,),
∴D到BE的距离为d==,
∴S△BDE=·d·|BE|=.
21.(本小题满分12分)直线过点P(,2)且与x轴、y轴的正半轴分别交于A,B两点,O为坐标原点,是否存在这样的直线同时满足下列条件:
(1)△AOB的周长为12;
(2)△AOB的面积为6.
若存在,求直线的方程;若不存在,请说明理由.
[解析] 设直线方程为+=1(a>0,b>0),
若满足条件(1),则a+b+=12,①
又∵直线过点P(,2),∵+=1.②
由①②可得5a2-32a+48=0,
解得或
∴所求直线的方程为+=1或+=1,
即3x+4y-12=0或15x+8y-36=0.
若满足条件(2),则ab=12,③
由题意得,+=1,④
由③④整理得a2-6a+8=0,
解得或
∴所求直线的方程为+=1或+=1,
即3x+4y-12=0或3x+y-6=0.
综上所述:存在同时满足(1)(2)两个条件的直线方程,为3x+4y-12=0.
22.(本小题满分12分)在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的长为2,宽为1,AB,AD边分别在x轴、y轴的正半轴上,A点与坐标原点重合,如图,将矩形折叠,使A点落在线段DC上.
(1)若折痕所在直线的斜率为k,试求折痕所在直线的方程;
(2)当-2+≤k≤0时,求折痕长的最大值.
[解析] (1)①当k=0时,A点与D点重合,折痕所在的直线方程为y=.
②当k≠0时,将矩形折叠后A点落在线段DC上的点记为G(a,1),
∴A与G关于折痕所在的直线对称,
有kOG·k=-1⇒·k=-1⇒a=-k.
故G点坐标为(-k,1),
从而折痕所在直线与OG的交点坐标(即线段OG的中点)为M(-,).
故折痕所在的直线方程为y-=k(x+),即y=kx++.
由①②得折痕所在的直线方程为y=kx++.
(2)当k=0时,折痕的长为2.
当-2+≤k<0时,折痕所在直线交直线BC于点E(2,2k++),
交y轴于点N(0,).
则|NE|2=22+[-(2k++)]2=4+4k2≤4+4(7-4)=32-16.
此时,折痕长度的最大值为=2(-).
而2(-)>2,
故折痕长度的最大值为2(-).
6
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