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Page专题44两条直线的位置关系(新高考专用)目录目录【知识梳理】 2【真题自测】 3【考点突破】 7【考点1】两直线的平行与垂直 7【考点2】两直线的交点与距离问题 13【考点3】对称问题 16【考点4】直线系方程的应用 24【分层检测】 28【基础篇】 28【能力篇】 36【培优篇】 38考试要求: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.知识梳理知识梳理1.两条直线平行与垂直的判定(1)两条直线平行对于两条不重合的直线l1,l2,其斜率分别为k1,k2,则有l1∥l2⇔k1=k2.特别地,当直线l1,l2的斜率都不存在时,l1与l2平行.(2)两条直线垂直如果两条直线l1,l2斜率都存在,设为k1,k2,则l1⊥l2⇔k1·k2=-1,当一条直线斜率为零,另一条直线斜率不存在时,两条直线垂直.2.直线的交点与直线的方程组成的方程组的解的关系(1)两直线的交点点P的坐标既满足直线l1的方程A1x+B1y+C1=0,也满足直线l2的方程A2x+B2y+C2=0,即点P的坐标是方程组eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(A1x+B1y+C1=0,,A2x+B2y+C2=0))的解,解这个方程组就可以得到这两条直线的交点坐标.(2)两直线的位置关系方程组eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(A1x+B1y+C1=0,,A2x+B2y+C2=0))的解一组无数组无解直线l1与l2的公共点的个数一个无数个零个直线l1与l2的位置关系相交重合平行3.距离公式(1)两点间的距离公式平面上任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2)间的距离公式为|P1P2|=eq\r((x2-x1)2+(y2-y1)2).特别地,原点O(0,0)与任一点P(x,y)的距离|OP|=eq\r(x2+y2).(2)点到直线的距离公式平面上任意一点P0(x0,y0)到直线l:Ax+By+C=0的距离d=eq\f(|Ax0+By0+C|,\r(A2+B2)).(3)两条平行线间的距离公式一般地,两条平行直线l1:Ax+By+C1=0,l2:Ax+By+C2=0间的距离d=eq\f(|C1-C2|,\r(A2+B2)).4.对称问题(1)点P(x0,y0)关于点A(a,b)的对称点为P′(2a-x0,2b-y0).(2)设点P(x0,y0)关于直线y=kx+b的对称点为P′(x′,y′),则有eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(y′-y0,x′-x0)·k=-1,,\f(y′+y0,2)=k·\f(x′+x0,2)+b,))可求出x′,y′.1.“直线A1x+B1y+C1=0,A2x+B2y+C2=0平行”的充要条件是“A1B2=A2B1且A1C2≠A2C1”,“两直线垂直”的充要条件是“A1A2+B1B2”=0.2.讨论两直线的位置关系时应考虑直线的斜率是否存在.真题自测真题自测一、单选题1.(2024·全国·高考真题)已知b是的等差中项,直线与圆交于两点,则AB的最小值为(
)A.1 B.2 C.4 D.2.(2024·北京·高考真题)圆的圆心到直线的距离为(
)A. B. C. D.3.(2024·全国·高考真题)已知直线与圆交于两点,则AB的最小值为(
)A.2 B.3 C.4 D.6二、填空题4.(2023·北京·高考真题)设,函数,给出下列四个结论:①在区间上单调递减;②当时,存在最大值;③设,则;④设.若存在最小值,则a的取值范围是.其中所有正确结论的序号是.参考答案:1.C【分析】结合等差数列性质将代换,求出直线恒过的定点,采用数形结合法即可求解.【详解】因为成等差数列,所以,,代入直线方程得,即,令得,故直线恒过,设,圆化为标准方程得:,设圆心为,画出直线与圆的图形,由图可知,当时,AB最小,,此时.
故选:C2.D【分析】求出圆心坐标,再利用点到直线距离公式即可.【详解】由题意得,即,则其圆心坐标为,则圆心到直线的距离为.故选:D.3.C【分析】根据题意,由条件可得直线过定点,从而可得当时,AB的最小,结合勾股定理代入计算,即可求解.【详解】因为直线,即,令,则,所以直线过定点,设,将圆化为标准式为,所以圆心,半径,当时,AB的最小,此时.故选:C4.②③【分析】先分析的图像,再逐一分析各结论;对于①,取,结合图像即可判断;对于②,分段讨论的取值范围,从而得以判断;对于③,结合图像可知的范围;对于④,取,结合图像可知此时存在最小值,从而得以判断.【详解】依题意,,当时,,易知其图像为一条端点取不到值的单调递增的射线;当时,,易知其图像是,圆心为,半径为的圆在轴上方的图像(即半圆);当时,,易知其图像是一条端点取不到值的单调递减的曲线;对于①,取,则的图像如下,
显然,当,即时,在上单调递增,故①错误;对于②,当时,当时,;当时,显然取得最大值;当时,,综上:取得最大值,故②正确;对于③,结合图像,易知在,且接近于处,的距离最小,
当时,,当且接近于处,,此时,,故③正确;对于④,取,则的图像如下,
因为,结合图像可知,要使取得最小值,则点在上,点在,同时的最小值为点到的距离减去半圆的半径,此时,因为的斜率为,则,故直线的方程为,联立,解得,则,显然在上,满足取得最小值,即也满足存在最小值,故的取值范围不仅仅是,故④错误.故答案为:②③.【点睛】关键点睛:本题解决的关键是分析得的图像,特别是当时,的图像为半圆,解决命题④时,可取特殊值进行排除即可.考点突破考点突破【考点1】两直线的平行与垂直一、单选题1.(23-24高三上·陕西西安·阶段练习)已知直线与直线平行,则的值为(
)A.4 B. C.2或 D.或42.(23-24高二上·山东·阶段练习)瑞士数学家欧拉在《三角形的几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,若直线与的欧拉线垂直,则直线与的欧拉线的交点坐标为(
)A. B. C. D.二、多选题3.(2022·广东·一模)下列说法正确的是(
)A.已知直线与平行,则k的值是3B.直线与圆的位置关系为相交C.圆上到直线的距离为的点共有3个D.已知AC、BD为圆的两条相互垂直的弦,垂足为,则四边形ABCD的面积的最大值为104.(23-24高三下·河南濮阳·开学考试)费马原理是几何光学中的一条重要定理,由此定理可以推导出圆锥曲线的一些性质,例如,若点是双曲线(为的两个焦点)上的一点,则在点处的切线平分.已知双曲线的左、右焦点分别为,直线为在其上一点处的切线,则下列结论中正确的是(
)A.的一条渐近线与直线相互垂直B.若点在直线上,且,则(为坐标原点)C.直线的方程为D.延长交于点,则的内切圆圆心在直线上三、填空题5.(23-24高三下·河南·阶段练习)已知P,Q是抛物线上的两个动点,,直线AP的斜率与直线AQ的斜率之和为4,若直线PQ与直线平行,则直线PQ与之间的距离等于.6.(2023·海南·模拟预测)已知直线,直线过点且与直线相互垂直,圆,若直线与圆C交于M,N两点,则.参考答案:1.B【分析】根据两直线平行得到,求出的值,再检验即可.【详解】因为直线与直线平行,所以,解得或,当时直线与直线重合,不符合题意;当时直线与直线平行.故选:B2.B【分析】由题求出欧拉线方程,即可得直线l方程,后可得交点坐标.【详解】由的顶点坐标,可知其重心为.注意到,直线BC斜率不存在,则为直角三角形,则其垂心为其直角顶点,则欧拉线方程为:.因其与垂直,则.则,则直线与的欧拉线的交点坐标满足,即交点为.故选:B3.BC【分析】A由直线平行的判定求参数,注意验证是否重合;B根据直线所过的定点与圆的位置关系判断即可;C由圆心到直线的距离与半径的关系即可判断;D设圆心到的距离分别为,则及,结合基本不等式求最大值即可判断.【详解】A:由平行知:,则或,当时有,满足题设,当时有,满足题设,故或,错误;B:由过定点,而在圆内,故它们的关系为相交,正确;C:由题设知:圆的标准方程为,则圆心为,半径为,所以圆心到距离为,易知圆上点到直线距离为的点共有3个,正确;D:设圆心到的距离分别为,则,又相互垂直,所以,而,即当且仅当时等号成立,故,故错误.故选:BC4.ABD【分析】根据双曲线方程即可求出渐近线可判断A,由角平分线性质可得G点坐标,求出直线方程可判断C,设出B点坐标由条件可判断B,假设的内切圆圆心在直线上,由内心性质可判断D.【详解】选项A:双曲线的一条渐近线方程为与相互垂直,故A正确;选项BC:因为,所以,,所以,,又,所以,所以,直线:,即,故C错误,设,则,化简得:,所以,则,故B正确;选项D:,直线,联立,化简得:,解得,所以,,所以直线,因为的内切圆圆心在直线直线:上,若又在直线上,则内切圆圆心为,圆心到直线的距离为:,圆心到直线的距离为:,即,所以点也在的角平分线上,即点为的内切圆圆心,圆心在直线上,故D正确;故选:ABD.【点睛】关键点点睛:充分利用角平分线的性质得出G点坐标,根据直线垂直关系及点到直线距离公式可判断各项.5.【分析】设出直线的方程,联立曲线,可得与纵坐标有关韦达定理,借助韦达定理转换题目条件计算可得直线所过定点,或结合直线PQ与直线平行可得具体方程,后借助平行线间的距离公式计算即可得..【详解】法一:显然直线PQ的斜率不为0,故可设,由,可得,如图,设Px1,y1所以,则,同理,由题意,得,所以,则,即,直线,故直线PQ恒过定点.故当直线PQ与直线平行时,两直线之间的距离等于定点到直线的距离,即.法二:由题意,设,由,得,由,解得.设,,则,,又,所以,由题意,,解得,故两平行直线之间的距离为.故答案为:.6.【分析】根据题意求得直线的方程为,以及圆C的圆心坐标和半径,结合圆的弦长公式,即可求解.【详解】由直线,可得斜率,因为且直线过点,所以直线的斜率为,所以的方程为,又由圆,即,可得圆的圆心坐标为,半径为,则圆心到直线的距离为,所以弦长.故答案为:.反思提升: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.【考点2】两直线的交点与距离问题一、单选题1.(2023·北京东城·二模)已知三条直线,,将平面分为六个部分,则满足条件的的值共有(
)A.个 B.2个 C.个 D.无数个2.(24-25高三上·河南焦作·开学考试)已知点在抛物线上,则C的焦点与点之间的距离为(
)A.4 B. C.2 D.二、多选题3.(2023·河北·模拟预测)已知函数,若直线与函数在上有1个公共点,在上有个公共点,则的值不可能为(
)A.1 B. C. D.4.(2024·甘肃定西·一模)下列命题为真命题的是(
)A.的最小值是2B.的最小值是C.的最小值是D.的最小值是三、填空题5.(2024·山东·二模)过直线和的交点,倾斜角为的直线方程为.6.(2022·江苏·模拟预测)过抛物线的焦点作圆的切线,切点为.若,则,.参考答案:1.C【分析】考虑三条直线交于一点或与或平行时,满足条件,求出答案.【详解】当三条直线交于一点时,可将平面分为六个部分,联立与,解得,则将代入中,,解得,当与平行时,满足要求,此时,当与平行时,满足要求,此时,综上,满足条件的的值共有3个.故选:C2.D【分析】根据在抛物线上可求的值,求出焦点坐标后结合距离公式可得正确的选项.【详解】因为在抛物线上,故,整理得到:即,解得或(舍),故焦点坐标为,故所求距离为,故选:D.3.AD【分析】作出函数的图象,由直线与函数在上有1个公共点,可得,又在上有2个公共点,可得且,计算可得的取值范围.【详解】作出函数的图象如图所示,
直线与函数在上有个公共点,与圆在轴上方的半圆相切,,即,直线与在上有个公共点,且,且,,,,.故选:AD.4.BC【分析】利用两点距离公式将题干中复杂式子转化为几个点间的距离,结合抛物线的定义,作出图形,数形结合即可得解.【详解】设,易知点的轨迹是抛物线的上半部分,抛物线的准线为直线到准线的距离,为抛物线的焦点,对于AB,,所以的最小值为,故A错误,B正确;对于CD,,所以的最小值是,故C正确,D错误.故选:BC.【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是转化根号内的式子,联想到两点距离公式,从而数形结合即可得解.5.【分析】联立直线求解交点,即可根据点斜式求解直线方程.【详解】联立与可得,故交点为,倾斜角为,所以斜率为1,故直线方程为,即,故答案为:6.【分析】利用切线长公式可得,然后利用两点间距离公式可得.【详解】由题可知抛物线的焦点为,圆心的坐标为,圆的半径,所以.由,解得或.又,所以.故答案为:,.反思提升:(1)求过两直线交点的直线方程的方法:先求出两直线的交点坐标,再结合其他条件写出直线方程.(2)利用距离公式应注意:①点P(x0,y0)到直线x=a的距离d=|x0-a|,到直线y=b的距离d=|y0-b|;②两平行线间的距离公式要把两直线方程中x,y的系数化为相等.【考点3】对称问题一、单选题1.(2024·天津和平·二模)过直线上的点P作圆C:的两条切线,,当直线,关于直线对称时,点P的坐标为(
)A. B. C. D.2.(2024·重庆沙坪坝·模拟预测)设直线,一束光线从原点出发沿射线向直线射出,经反射后与轴交于点,再次经轴反射后与轴交于点.若,则的值为(
)A. B.C. D.二、多选题3.(23-24高三上·重庆·阶段练习)已知圆,直线(且不同时为0),下列说法正确的是(
)A.当直线经过时,直线与圆相交所得弦长为B.当时,直线与关于点对称,则的方程为:C.当时,圆上存在4个点到直线的距离为D.过点与平行的直线方程为:4.(23-24高二上·广东东莞·期中)已知直线和三点,,,过点C的直线与x轴、y轴的正半轴交于M,N两点.下列结论正确的是(
)A.P在直线l上,则的最小值为B.直线l上一点使最大C.当最小时的方程是D.当最小时的方程是三、填空题5.(2023·福建厦门·模拟预测)已知直线:关于直线的对称直线为轴,则的方程为.6.(23-24高二上·福建三明·阶段练习)2023年暑期档动画电影《长安三万里》重新点燃了人们对唐诗的热情,唐诗中边塞诗又称出塞诗,是唐代汉族诗歌的主要题材,是唐诗当中思想性最深刻,想象力最丰富,艺术性最强的一部分.唐代诗人李颀的边塞诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”.诗中隐含着一个有趣的数学问题一“将军饮马”,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设将军的出发点是,军营所在位置为,河岸线所在直线的方程为,若将军从出发点到河边饮马,再回到军营(“将军饮马”)的总路程最短,则将军在河边饮马地点的坐标为.参考答案:1.A【分析】根据直线和圆的位置关系、两直线的交点等知识求得正确答案.【详解】圆的圆心为,直线关于直线对称时,与直线垂直,所以直线的方程为,由解得,所以.故选:A.2.B【分析】根据光学的性质,根据对称性可先求关于直线的对称点,后求直线,可得、两点坐标,进而由可得.【详解】如图,设点关于直线的对称点为,则得,即,由题意知与直线不平行,故,由,得,即,故直线的斜率为,直线的直线方程为:,令得,故,令得,故由对称性可得,由得,即,解得,得或,若,则第二次反射后光线不会与轴相交,故不符合条件.故,故选:B.3.AB【分析】对于A选项:利用直线经过-1,1得到x+y=0,求出圆心到直线的距离,借助圆的弦长公式计算即可;对于B选项:利用直线关于点对称的直线的求法,求解即可;对于C选项:借助圆心到直线的距离,半径,以及圆上的点到直线的距离的大小关系判断即可;对于D选项:借助直线平行的相关知识,求出与之平行的直线即可.【详解】因为圆,所以圆心为,半径,对于A选项:因为直线经过-1,1,所以,,所以圆心到直线的距离为,直线与圆相交所得弦长为,故A选项正确;对于B选项:当时,直线,因为直线与关于点对称,所以直线与平行,由于到的距离为2,所以到的距离也为2,所以的方程为:,故B选项正确;对于C选项:当时,直线,此时圆心到直线的距离为,由于半径,所以在直线的右侧:,所以在直线的右侧不存在满足条件的点;在直线的左侧:,所以在直线的左侧存在满足条件的点有2个;所以圆上只存在2个点到直线的距离为,故C选项错误;对于D选项:过点与平行的直线方程可设为:,将点代入,所以,即,所以过点与平行的直线方程为:,故D选项错误.故选:AB.4.BC【分析】对于A:求出点关于直线l的对称点,然后通过求最小值;对于B:通过,当三点共线时取最大值来求解;对于C:设,求出坐标,表示出,利用基本不等式求最小值;对于D:表示出,利用基本不等式求最小值.【详解】对于A:设点关于直线l的对称点为,则,解得,当三点共线时取最小值.A错误;对于B:,当三点共线时取最大值,又,即,联立,解得,即直线l上一点使最大,B正确;对于C:设,当时,,当时,,即,,当且仅当,即时等号成立,此时,即,C正确;对于D:,当且仅当,即时等号成立,此时,即,D错误.故选:BC.5.或【分析】根据题意,求出与轴的交点,设出直线的方程,根据点关于直线的对称点在轴上,列出方程,即可得到结果.【详解】
直线交轴于点,交轴于点,设直线的方程为,则关于直线的对称点在轴上,所以,则的中点在直线上,所以①,又②,联立①②可得或,所以直线的方程为或.故答案为:或.6.【分析】结合两点间线段最短,只需求其中一个点关于直线的对称点,再求对称点与另一点的距离即可.【详解】
由题可知在的同侧,设点关于直线的对称点为,则,解得即.将军从出发点到河边的路线所在直线即为,又,所以直线的方程为,设将军在河边饮马的地点为,则即为与的交点,,解得,所以.故答案为:反思提升:(1)光的反射问题实质是点关于直线的对称问题,要注意转化.(2)直线关于点的对称:直线关于点的对称可转化为点关于点的对称问题来解决,也可考虑利用两条对称直线是相互平行的,并利用对称中心到两条直线的距离相等求解.(3)求直线l1关于直线l对称的直线l2,有两种处理方法:①在直线l1上取两点(一般取特殊点),利用求点关于直线的对称点的方法求出这两点关于直线l的对称点,再用两点式写出直线l2的方程.②设点P(x,y)是直线l2上任意一点,其关于直线l的对称点为P1(x1,y1)(P1在直线l1上),根据点关于直线对称建立方程组,用x,y表示出x1,y1,再代入直线l1的方程,即得直线l2的方程.【考点4】直线系方程的应用一、单选题1.(23-24高二下·上海·阶段练习)已知直线的方程是,则对任意的实数,直线一定经过(
).A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限2.(23-24高三上·山东临沂·期末)过圆C:外一点作圆C的切线,切点分别为A,B,则直线过定点(
)A. B.C. D.二、多选题3.(23-24高二上·江西·阶段练习)已知圆,直线,下列说法正确的是(
)A.无论取何值,直线与圆相交B.直线被圆截得的最短弦长为C.若,则圆关于直线对称的圆的方程为D.直线的方程能表示过点的所有直线的方程4.(2024·福建泉州·模拟预测)已知直线与圆相交于两点,下列说法正确的是(
)A.若圆关于直线对称,则B.的最小值为C.当时,对任意,曲线恒过直线与圆的交点D.若(为坐标原点)四点共圆,则三、填空题5.(23-24高三上·重庆九龙坡·阶段练习)已知直线恒过定点P,则点P关于直线的对称点的坐标是.6.(23-24高二上·全国·课后作业)经过点和两直线;交点的直线方程为.参考答案:1.A【分析】首先求直线所过定点,再判断选项.【详解】,,得,定点在第一象限,则直线一定经过第一象限故选:A2.A【分析】首先求以为直径的圆的方程,再让两圆相减得到直线的方程,即可求解直线所过的定点.【详解】以为直径的圆的方程为,即,圆,两圆方程相减就是直线的方程,即可,整理为,联立,得,所以直线恒过定点.故选:A3.AC【分析】求出直线所过定点的坐标,判断定点与圆的位置关系,可判断A选项;求出圆心到直线距离的最大值,结合勾股定理可判断B选项;当时,求出圆关于直线的对称圆的方程,可判断C选项;【详解】对于A选项,直线的方程可变形为,由可得,所以,直线过定点,因为,所以,点在圆内,故无论取何值,直线与圆相交,A对;对于B选项,圆心为坐标原点,半径为,当时,点到直线的距离取最大值,且其最大值为,此时,直线被圆截得的弦长最短,且最短弦长为,B错;对于C选项,当时,直线的方程为,设圆心关于直线的对称点为,则线段的中点在直线上,则①,直线,且直线的斜率为,则②,联立①②可得,,故若,则圆关于直线对称的圆的方程为,C对;对于D选项,若直线表示直线,则,无解,且直线过点,故直线不能表示直线,D错.故选:AC.4.BCD【分析】根据对称性判断直线过圆心,即可判断A,将直线的方程整理为,即可说明直线所故定点,当定点为弦的中点时,此时弦长最短,根据弦长公式判断B,根据圆系方程,可判断C,根据几何关系,设出过四点的圆的方程,再求过圆和圆的交点的直线的方程,代入定点,即可判断D.【详解】A.若圆关于直线对称,则直线过圆的圆心0,3,即,得,故A错误;B.,整理为,不管为何值,直线始终过点,当是线段的中点时,此时弦长最短,圆,圆心是0,3,半径,圆心0,3和点的距离是,所以最短弦长,故B正确;C.当时,直线,曲线,即,所以曲线为过直线与圆交点的曲线方程,故C正确;D.若四点共圆,设此圆为圆,圆的圆心,的中点为,所以的垂直平分线方程为,所以,圆的方程为,整理为,直线是圆与圆的交线,圆与圆的方程相减得所以直线的方程是,将直线所过的定点坐标代入上式得,得,所以直线,即直线的斜率为,即,则,故D正确.故选:BCD5.【分析】首先化简直线方程,求出定点的坐标,再代入点关于直线对称的点的计算公式,即可求解.【详解】由直线化为,令,解得,于是此直线恒过点.设点P关于直线的对称点为,则,解得,∴.故答案为:6.【分析】设所求直线方程为,将点代入方程,求得,即可求解.【详解】设所求直线方程为,点在直线上,,解得,所求直线方程为,即.故答案为:.反思提升:几种常见的直线系方程(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+n=0(n∈R).(3)过直线l1:A1x+B1y+C1=0与l2:A2x+B2y+C2=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.分层分层检测【基础篇】一、单选题1.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线与直线互相垂直,交点坐标为,则的值为(
)A.20 B. C.0 D.242.(24-25高二上·全国·课后作业)平面上一动点满足:且,则动点的轨迹方程为(
)A. B.C. D.3.(24-25高三上·河北保定·开学考试)函数图象上的点到直线距离的最小值为(
)A. B.1 C. D.24.(24-25高二上·全国·课后作业)已知直线和互相平行,则它们之间的距离是(
)A.4 B. C. D.二、多选题5.(22-23高二上·安徽马鞍山·期末)若三条直线可以围成一个三角形,则实数的值可以为(
)A. B.0 C.1 D.36.(2024·云南昆明·模拟预测)唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”隐藏着一个有趣的数学问题——“将军饮马”,即某将军观望完烽火台之后从山脚的某处出发,先去河边饮马,再返回军营,怎样走能使总路程最短?在平面直角坐标系中有两条河流m,n,其方程分别为,,将军的出发点是点,军营所在位置为,则下列说法错误的是(
)A.若将军先去河流m饮马,再返回军营,则将军在河边饮马的地点的坐标为B.将军先去河流n饮马,再返回军营的最短路程是C.将军先去河流m饮马,再去河流n饮马,最后返回军营的最短路程是D.将军先去河流n饮马,再去河流m饮马,最后返回军营的最短路程是7.(23-24高二下·内蒙古赤峰·期末)已知直线,下列说法正确的是(
)A.直线过定点B.当时,关于轴的对称直线为C.直线一定经过第四象限D.点到直线的最大距离为三、填空题8.(24-25高二·上海·随堂练习)若与平行,则两直线之间的距离为.9.(23-24高二上·江苏南京·期末)求过两条直线和的交点,且与垂直的直线方程.10.(23-24高二下·山西·期中)已知圆:,则圆心到直线:的最大距离为.四、解答题11.(22-23高二上·湖北武汉·阶段练习)已知两条平行直线与之间的距离是.(1)求直线关于直线对称的直线方程;(2)求直线关于直线对称的直线方程.12.(23-24高二下·河北张家口·开学考试)已知直线:和:.(1)若与互相垂直,求实数的值;(2)若与互相平行,求与间的距离.参考答案:1.B【分析】根据两直线垂直可求出的值,将公共点的坐标代入直线的方程,可得出的值,再将公共点的坐标代入直线的方程,可得出的值,由此可得出的值.【详解】已知直线的斜率为,直线的斜率为.又两直线垂直,则,解得.,即,将交点代入直线的方程中,得.将交点代入直线的方程中,得.所以,.故选:B.2.C【分析】设,借助两点间距离公式代入计算后化简即可得.【详解】设,由,所以6,整理得,即动点的轨迹方程为.故选:C.3.A【分析】设与直线平行且与函数图象相切的直线方程为,利用导数的几何意义求得切点,再求出切点到直线的距离,即得答案.【详解】设与直线平行且与函数图象相切的直线方程为,设切点为,又因为,所以,解得,所以切点,又因为点到直线的距离为,所以函数图象上的点到直线的距离的最小值是.故选:A.4.D【分析】根据平行线间方程的特征,结合平行线间距离公式进行求解即可.【详解】因为和互相平行,所以,解得.直线可以转化为,由两条平行直线间的距离公式可得.故选:D5.BD【分析】由题意可得三条直线两两都不平行且不同时过同一个点,写出限定条件即可得结果.【详解】根据题意可知三条直线两两都不平行,且不同时过同一个点;当平行时可得,此时不合题意,因此;联立,即,解得交点坐标为0,1,因此0,1不在上,即可得,可得;所以若三条直线围成一个三角形,只需且即可.故选:BD6.ABD【分析】确定关于直线对称点,确定关于直线对称点,利用两点之间距离最小来判断.【详解】对于A,如图①所示,设点关于直线的对称点为,由解得,所以将军在河边饮马的地点的坐标为,故A错误;对于B,如图②所示,因为点关于直线的对称点为,将军先去河流饮马,再返回军营的最短路程是,故B错误;对于C,如图③所示,因为点关于直线的对称点分别为,;点关于直线的对称点为,所以将军先去河流饮马,再去河流饮马,最后返回军营的最短路程,故C正确;对于D,如图④所示,设点关于直线的对称点分别为,由解得;点关于直线的对称点为,将军先去河流饮马,再去河流饮马,最后返回军营的最短路程是,故D错误.故选:ABD.
7.BD【分析】A.由判断;B.由时,直线方程为判断;C.由时,直线方程为判断;D.点到定点的距离判断.【详解】对于A,直线,所以直线过定点,故A错误;对于B.当时,直线方程为,关于轴的对称直线为,故B正确;对于C,当时,直线方程为,直线不经过第四象限,故C错误;对于D,如图所示:设,由图象知:,点到直线的最大距离为,故D正确;故选:BD8.【分析】先根据直线与平行求出参数,再由两平行直线间的距离公式可得答案.【详解】∵直线与平行,∴,解得,∴直线,直线,∴直线与之间的距离,故答案为:.9.【分析】先求出直线和的交点,再设直线,代入交点求解即可.【详解】由得,设直线为,代入解得,故方程为,故答案为:.10.5【分析】求出圆心坐标,与直线过定点坐标,再求两点间的距离,即可得解.【详解】圆:的圆心为,半径,直线:,即,令,解得,所以直线过定点,则圆心到直线的最大距离为.故答案为:11.(1)(2)【分析】(1)利用两条直线平行的性质求出n,再利用两条平行直线间的距离求出m,再由平行线间距离即可求解.(2)根据所求直线过已知两直线的交点,以及上的任一点关于对称的点在所求直线上即可求解.【详解】(1)因为直线:与:平行,所以,又两条平行直线:与:之间的距离是,所以解得或(舍去),即直线:,:,设直线关于直线对称的直线方程为,则,解得或7(舍去),故所求直线方程为,(2)设直线关于直线对称的直线为,由,解得,所以直线经过点,在上取一点关于对称的点设为,则有,解得,所以直线经过点,所以直线的斜率为,所以直线的方程为,即:.12.(1)(2)【分析】(1)直接利用直线垂直的充要条件求出的值;(2)利用直线平行的充要条件求出的值,进一步求出两平行线间的距离.【详解】(1)直线和.当直线与互相垂直,故,解得;故;(2)当直线与互相平行,则,故直线的方程为;所以直线与间的距离.【能力篇】一、单选题1.(24-25高二上·上海·课堂例题)过原点的直线l的倾斜角为θ,则直线l关于直线对称的直线的倾斜角不可能为(
)A.θ B. C. D.二、多选题2.(23-24高二上·福建莆田·期中)以下四个命题叙述正确的是(
)A.直线在轴上的截距是1B.直线和的交点为,且在直线上,则的值是C.设点是直线上的动点,为原点,则的最小值是2D.直线,若,则或2三、填空题3.(24-25高二上·全国·课后作业)直线:与直线:交于点Q,m是实数,O为坐标原点,则的最大值是.四、解答题4.(23-24高二上·天津南开·期中)已知直线与直线.(1)当m为何值时,与相交;(2)当m为何值时,与平行,并求与的距离;(3)当m为何值时,与垂直.参考答案:1.C【分析】利用直线与直线对称,得到倾斜角之间的关系,然后对选项进行逐个分析判断即可.【详解】设直线的倾斜角为,则,因为直线和直线关于直线对称,所以直线和直线也关于直线对称,所以或,对于A,当时,,所以A正确,对于B,当时,,所以B正确,对于C,若,则不成立,且也不成立,所以C错误,对于D,当时,,所以D正确.故选:C2.BC【分析】求出直线的横截距判断A;解方程组求出判断B;求出点到直线的距离判断C;验证判断D.【详解】对于A,直线在轴上的截距是,A错误;对于B,由解得,即,则,解得,B正确;对于C,依题意,,C正确;对于D,当时,直线重合,D错误.故选:BC3.【分析】利用两点间距离公式求出,再分析得到最值即可.【详解】因为:与直线:的交点坐标为,所以,若最大,则最小,则最小,而,当且仅当时取等,此时,所以的最大值是.故答案为:4.(1)且(2),(3)或【分析】(1)利用两直线相交的充要条件,运算得解;(2)利用两直线平行的充要条件及两平行线间距离公式,运算
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