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  • 2021-06-09 发布

2020-2021学年高二数学上册同步练习:直线的交点坐标、两点间的距离公式

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2020-2021 学年高二数学上册同步练习:直线的倾斜角与斜率 一、单选题 1.两条直线 1l :x=2 和 2l : 3 2 1 2 0xy   的交点坐标是( ) A. (2 ,3) B. ( 2 ,3 ) C. ( 3, 2 ) D. ( 3,2 ) 【答案】A 【解析】 20 2 31 32 2 xy xx y  , 所以两条直线的交点坐标为 . 故选 A 2.已知集合  (,)|2Axyxy ,  (,)|2Bxyxy ,则 AB为( ) A.  2 ,0 B.(2,0) C. { (2 ,0 ) } D.  (0 ,2) 【答案】C 【解析】因为集合 , , 由 2 2 xy xy    解得: 2 0 x y    , 所以 {(2,0)}AB . 故选 C. 3.过直线 1 : 2 4 0l x y   与直线 2 : 1 0l x y   的交点,且过原点的直线方程为( ) A. 20xy B. 20xy C. 20xy D. 20xy 【答案】D 【解析】联立方程 240 10 xy xy    得 2, 1xy   ,即 与 的交点为 2,1 又直线过原点 所以此直线的方程为: 故选 D 4.已知三条直线 2x-3y+1=0,4x+3y+5=0,mx-y-1=0 不能构成三角形,则实数 m 的取值集合为( ) A. 42,33  B. 42,33  C. 424,,333  D. 4 2 2,,3 3 3  【答案】D 【解析】∵三条直线不能围成一个三角形, ∴(1)若 2x-3y+1=0 与 mx-y-1=0 平行,此时 2 3m  , 若 4x+3y+5=0 与 mx-y-1=0 平行,此时 4 3m  ; (2)三点共线时也不能围成一个三角形 2x-3y+1=0 与 4x+3y+5=0 交点是 1( 1, ) 3 代入 mx-y-1=0, 则 2 3m  . 故选 D. 5.已知直线 l 经过两直线 320xy 和 25180xy 的交点,且垂直于 4350xy ,则直线 的 方程为( ) A.34200xy B.34200xy C.3440xy D. 4 3 10 0xy   【答案】A 【解析】联立 320 25180 xy xy    ,解得 4 2 x y    , ∴直线 和 的交点为 4,2 , 又直线 和直线 垂直, ∴直线 的斜率为 3 4 , 则直线 的方程为 32 ( 4)4yx    ,化为一般方程为 . 故选 A. 6.已知直线 10k x y   和 0x ky相交,且交点在第二象限,则实数 k 的取值范围为( ) A.  1,0 B.  0,1 C.  0,1 D.  1,  【答案】A 【解析】联立 与 , 得 22 1,11 kxykk ,令 2 2 01 1 01 k k k       ,解得 10k   故选 A. 7.已知    7,1 , 1 ,4AB,直线 1 2y ax 与线段 AB 交于点 C ,且 2A C C B ,则实数 a 的值为( ) A.2 B.1 C. 4 5 D. 5 3 【答案】A 【解析】设  00,C x y ,则 00 1 2y ax . ∴ 0000 117,1 ,1,422ACxaxCBxax . ∵ ,∴  00 00 72 1, 11124,22 xx axax       ∴ 0 3, 2. x a    故选 A 8.方程  2220xyaxy 表示平面上交于一点的三条直线的充要条件是( ) A. 0a  B. 1a  C. 1a  D. aR 【答案】A 【解析】方程 等价于  2()0xyaxyxy , 又直线 0xy与直线 0xy交于点  0,0 ,则直线 20xya 过点 ,则 ,即方程 表示平面上交于一点的三条直线的充要条件是 , 故选 A. 9.若三条直线 2,3,50yxxymxny 相交于同一点,则点  ,mn 到原点的距离的最小值为( ) A. 5 B. 6 C. 23 D. 25 【答案】A 【解析】联立 2 3 yx xy    ,解得 1 2 .xy, 把(1,2)代入 , 5 0m x n y   可得 2 5 0 .mn  : ∴ 52mn   . ∴点  ,mn 到原点的距离 22222 (52)5(2)55dmnnnn … 当 21nm   , 时,取等号. ∴点 到原点的距离的最小值为 . 故选 A. 10.在直线 2350xy 上求点 P ,使点 到  2 ,3A 的距离为 13 ,则 点坐标是( ) A.  5 ,5 B.  1 ,1 C. 或 D. 或  1 , 1 【答案】C 【解析】设  ,P x y , 所以    222 3 13PA x y     , 即 224 6 0x y x y    , 又因为点 在直线 上, 所以 , 两式联立解得 5 5 x y    或 1 1 x y    , 所以 点坐标是 或 . 故选 C 11.已知点O 是边长为 6 的正方形 ABCD内的一点,且 15OBC OCB     ,则OA ( ) A.5 B.6 C.7 D.8 【答案】B 【解析】如图,以 ,B A B C 为 ,xy轴建立平面直角坐标系,由于正方形 A B C D 边长为 6, 15OBCOCB ,则 ( 3t a n1 5 ,3 )O  , (6 ,0 )A , ∴ 2 2 2(3tan15 6) 3 3 (tan15 2) 1OA       , 又 2sin152sin151cos30tan1523 cos152sin15cos15sin30    , ∴ 23(3)16OA  . 故选 B. 12.设 mR ,过定点 A 的动直线 0xmy和过定点 B 的动直线 30mxym 交于点 ( , )P x y ,则 22||||PAPB 的值为( ) A.5 B.10 C. 10 2 D. 17 【答案】B 【解析】由题意,动直线 经过定点  0 ,0 ,则  0 ,0A , 动直线 变形得    1 3 0m x y    ,则  1,3B , 由 0 30 xmy mxym    得 2 22 33,11 m m mP mm   , ∴ 2 22 22 33 11 m m m mm  2 22 22 331311 m m m mm               222222 22 33313 1 mmmmmm m      4 3 2 2 2 4 3 2 22 6 9 6 9 6 1 6 1 m m m m m m m m m m m               42 22 102010 10 1 mm m   , 故选 B. 二、填空题 13.直线 1 : 2 6 0l x by   与直线 2 :0l x y a    的交点为  2 ,2 ,则 ab________. 【答案】 5 【解析】因为直线 与直线 的交点为 ,所以 2 2 0 a   , 22260 b ,即 4a  , 1b  ,故 5ab . 故填-5 14.已知直线 134 xy分别与 x 轴、y 轴交于 A,B 两点,则 ||AB 等于________. 【答案】5 【解析】根据题意 令 0x  得 4y  所以 (0,4)B 令 0y  得 3x  所以 ( 3 ,0 )A 所以 22||435AB  故填 5 15.若关于 ,xy的方程组 24 36 xy x ay    无解,则实数 a ________ 【答案】 6 【解析】若关于 的方程组 24 36 xy x ay    无解, 说明两直线 2 4 0xy   与3 6 0x ay   无交点. 则     1320 16340 a   ,解得 6a  . 故填 6 16.在平面直角坐标系中,若点  2, b 到原点的距离不小于 5,则 b 的取值范围是______. 【答案】  ,2121,   【解析】根据两点的距离公式得点 到原点的距离    222005db ,即 24 2 5b ,所 以 2 21b  , 解得 21b  或 21b  , 故填 . 17.正方形 A B C D 的两个顶点 ,AB在直线 40xy   上,另两个顶点 ,CD分别在直线 2 1 0xy   , 4 2 3 0xy   上,那么正方形 的边长为________. 【答案】 22或 14 2 【解析】设直线 CD 的方程为 0xym , 联立 210 0 xy xym    ,得 112 ,33 mmC   , 联立 4230 0 xy xym    ,得 23234,33 mmD   , ∴由两点的距离公式可得 22 113CDm, 又直线 AB 与 的距离为 4 2 md  , ∴ 422 113 2 mm  , 解得 8m  或 32m  , 即 CD  或 . 即正方形的边长为 或 , 故填 22或 14 2 . 18.已知等腰梯形 A B C D 中, 60AB    , 2AB  ,若梯形上底 CD 上存在点 P ,使得 2P A P B , 则该梯形周长的最大值为________. 【答案】 3 + 5 【解析】建立如图所示的平面直角坐标系: 设 A E t ,则 01t ∵四边形 是等腰梯形,且 60DAB ∴ 2ADBCt, 3DE t , 22DCt ∴  0 ,0A ,  2 ,0B ,  ,3Dtt ,  2,3Ctt  假设存在点 在上底 上使得 ∴可设  ,3Pmt ,其中 2tmt ∵ ∴      2222 3223mtmt 整理得: 228830mmt 上底 上存在点 使得 , 等价于方程 在 上有解 令   22883f mmmt ,  ,2mtt,  0,1t  又因为对称轴为 42mt   ∴         22 2 2 8830 2282830 ftttt ftttt    解得 1515 22t  ∴ 150 2t  又∵梯形 A B C D 的周长为 2222224Ctttt ,在 单调递增 ∴当 15 2t  时,有 max 152 4 3 52C      . 故填 3 + 5 . 三、解答题 19.已知两条直线 1 :240lxy  与 2 :20lxy  的交点为 P,直线 3l 的方程为:3450xy (1)求过点 P 且与 平行的直线方程; (2)求过点 P 且与 垂直的直线方程. 【解析】(1)由 2 4 0 20 xy xy        得 0 2 x y    , ∴ (0,2)P , ∵ 3 3 4lk  ,∴过点 P 且与 平行的直线方程为: 32 ( 0)4yx   , 即3480xy (2)∵ , , 过点 P 且与 垂直的直线方程为: 42(0) 3yx  即 4 3 6 0xy   20.已知三个点 ( 3,1), (3, 3), (1,7)A B C ,试判断 ABC 的形状. 【解析】由题意得    223 3 3 1 52AB       ,    22137152AC  ,    221373104BC  , ∴ 222ABACBC,且 AB AC , ∴ ABC 是等腰直角三角形. 21.已知两直线 1 :3 1 0l x y    , 2 : 2 5 0l x y    (1)求过两直线的交点,且在两坐标轴上截距相等的直线方程; (2)若直线 3 :430lxaya 与 1l , 2l 不能构成三角形,求实数 a 的值. 【解析】(1)联立直线方程 3 1 0 2 5 0 xy xy        解得 1 2 x y    ,交点坐标 (1,2 ) , 当直线过原点时,在两坐标轴上截距相等均为 0,直线方程 2yx , 当直线不过原点时,设其方程为 0x y b   ,过 得 120,3 bb , 所以直线方程 30xy 综上:满足题意的直线方程为 , (2)直线 与 , 不能构成三角形 当 与 3l 平行时: 131, 3aa 当 与 平行时: 2,2aa  当三条直线交于一点,即 过点 ,则12430,1aaa 综上所述实数 的值为 1 , 2,13  22.已知 ABC 的两顶点    10,26,4AB 、 和垂心  5,2H . (1)求直线 AB 的方程; (2)求顶点 C 的坐标; (3)求 BC 边的中垂线所在直线的方程. 【解析】(1)由题意 4 2 1 6 ( 10) 8ABk  , 直线 AB 的方程为: 14 ( 6)8yx   即: 8 26 0xy   . (2)由题作示意图如下: 4 2 12,6 5 2BH ACkk     ,  直线 AC 的方程为: 12(10) 2yx ,即: 2 6 0xy   —— ① 又 0AHk  , 直线 BC 与 x 轴垂直, 直线 的方程为: 6x  —— ② 联立①②,解得 6 , 6xy   , 故顶点C 的坐标为 ( 6 , 6 ) (3)由题意及 (2) 可知, 边的中垂线的斜率等于 0AHk  , 边的中点为 ( 6 , 1) , 故 边的中垂线的方程为: 1y  .